Отзыв оф оппонента Спивака А.А. (Приливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивном регионе)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертационную работу САЛТЫКОВА Вадима Александровича "Приливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивном регионе", представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых Актуальность темы исследований Одной из наиболее важных особенностей приповерхностных участков земной коры является наличие так называемой микросейсмичности или сейсмического шума. При этом следует отметить, что на всех этапах формирования современной сейсмологии сейсмическому шуму уделялось значительное внимание, поскольку его характеристики (амплитуда, спектральный состав, природа и источники) позволяют оценивать не только локальные механические свойства конкретных участков земной коры и их структурно-тектоническое строение, но, что особенно важно, режимы и динамику геодинамических процессов.

Освоение новых, сложных в сейсмотектоническом отношении районов, строительство крупномасштабных в том числе линейных сооружений в виде трубопроводных коммуникаций требует проведения тщательных исследований, нацеленных на предотвращение нежелательных и катастрофических последствий сейсмических воздействий и неконтролируемого деформирования несущего основания. В этой связи большое значение имеют работы, связанные с определением характеристик сейсмического шума как индикатора происходящих в земной коре процессов и его отклика на внешние возмущения разного происхождения. В качестве возмущающего фактора диссертант выбрал лунно-солнечный прилив. По сути, речь идет о новом подходе, новом алгоритме описания режимов геодинамических процессов, в частности, процессов, связанных с формированием и подготовкой очагов землетрясений, на основе анализа сейсмического шума.

Предлагается наряду с характеристиками сейсмического шума привлекать их вариации, вызванные внешним фактором. Применение предложенного диссертантом алгоритма в значительной мере расширяет область прикладных задач геофизики и механики горных пород и т.д., решение которых ранее не представлялось возможным. Исходя из этого исследования В.А.Салтыкова, нацеленные на установление влияния земных приливов на сейсмичность низкого энергетического уровня и результаты которых представлены в виде обобщающей диссертационной работы, следует рассматривать как весьма актуальные. Цель и задачи исследований В качестве основной цели исследований В.А.Салтыков выбрал углубленный анализ приливных эффектов в сейсмическом шуме, что представляет значительный интерес для построения модели влияния на его характеристики гравитационного взаимодействия в системе Земля-Луна-Солнце при разных условиях.

Здесь следует отметить, что несмотря на то, что сам эффект модуляции сейсмического шума приливом в том илн ином виде был известен, диссертанту удалось раскрыть новые стороны этого эффекта, которые предполагают в перспективе новые возможности его использования для описания геодинамических процессов в земной коре и разработки прогностических признаков потери механической устойчивости среды, т.е фактически прогностических признаков землетрясений.

Известно, что изучение сейсмического шума требует решения ряда задач„ одни из которых связаны с организацией и обеспечением инструментальных наблюдений, другие - с анализом их результатов и моделированием влияния слабых периодических воздействий на твердую среду, изменение свойств которой в свою очередь влияет на закономерности распространения сейсмических сигналов и на активность внутренних источников. Это и определило формулировку задач, решение которых обеспечивает достижение цели рассматриваемой работы. Содержательная часть диссертации, научная новизна результатов Глубокий анализ затронутой проблемы и большой объем выполненных диссертантом исследований позволяют рассматривать ряд полученных им научных результатов, как новые и которые отличают автора рассматриваемой работы от предшественников.

Прежде всего, следует отметить, что при непосредственном участии В.А.Салтыкова выполнены долговременные инструментальные наблюдения на сети сейсмических пунктов, что позволило получить большого объема уникальный материал, описывающий особенности сейсмического шума в исследуемом регионе (Курило-Камчатская островная дуга). В результате диссертанту удалось не только сформировать хорошую базу данных, но и установить влияние таких важных факторов, как ветровой, температурный и антропогенный на характеристики сейсмического шума в высокочастотном диапазоне (Глава 2).

Наиболее яркий результат получен В.А. Салтыковым при анализе модуляции высокочастотного сейсмического шума (ВСШ) и характерных временных вариаций ее характеристик, в частности, при формировании очага сильного землетрясения (Глава 3). Установленный эффект стабилизации сдвига фаз между приливной волной и выделенной из огибающей ВСШ соответствующей ей гармоникой перед сильным землетрясением несомненно является новым. Эффект раскрывает перспективы для разработки нового прогностического признака крупного сейсмического события. Следует также отметить полученное диссертантом в Главе 3 весьма важное для практических оценок количественное соотношение между нижним порогом магнитуды прогнозируемого на основе анализа сдвига фаз сейсмического события и эпицентральным расстоянием до его очага (рис.3.7).

При этом немаловажно, что В.А.Салтыковым выполнено вполне убедительное обоснование предлагаемого прогностического признака: сделана оценка эффективности предвестника с использованием ряда методик, а также надежности предвестника и вероятности его реализации. На фоне известного интегрального эффекта модуляции ВСШ гравитационным приливом автором убедительно продемонстрирована возможность выделения конкретных приливных волн, что позволило диссертанту определить временные вариации амплитуды сейсмического шума в конкретных частотных диапазонах (рис.3.1 и 3.2).

Г1редставляет интерес и подход, примененный В.А.Салтыковым для построения модели влияния удаленного от места сейсмической регистрации очага землетрясения на приливные эффекты на основе предположения о формировании протяженных зон дилатансии и развитой трещиноватости вокруг очага будущего сейсмического события (п.3.4). Рассмотренная диссертантом модель формирования дилатансионных зон на приповерхностных участках земной коры в результате концентрации напряжений свидетельствует о возможном влиянии удаленного на 100 и более км от места сейсмической регистрации формирующего очага землетрясения на характеристики ВСШ. При этом совершенно правильно В.А.

Салтыковым вводится в рассмотрение не абсолютный параметр, характеризующий величину дилатансии, а вариация этого параметра относительно некоторого начального значения, определяемого свойствами среды и ее напряженно-деформированным состоянием. Это позволило автору уйти от необходимости учета региональных (фоновых) особенностей среды. В качестве иллюстрации возможности выделения признака готовящегося удаленного сейсмического события на основе анализа сдвига фаз мемеду приливной волной и выделенной из огибающей ВСШ гармоникой диссертантом рассмотрены 4 наиболее интересных землетрясений.

Отдельно следует остановиться на исследовании эффектов, сопровождающих временные вариации сдвига фаз между приливной волной и выделенной из огибающей ВСШ соответствующей ей гармоникой, в расширенном диапазоне частот. С этой целью диссертантом проанализированы сейсмические записи, полученные с помощью широкополосной регистрации. Совместный анализ данных, полученных с помощью узкополосного и широполосного каналов, убедительно свидетельствует о хорошем не только соответствии, но и совпадении временного хода рассматриваемого сдвига фаз для 12-ти выделенных частот.

Глава 4 диссертационной работы посвящена рассмотрению весьма важного вопроса, связанного с поиском возможного механизма влияния приливных деформаций среды на ВСШ. Для объяснения приливного эффекта в ВСШ В.А. Салтыков рассмотрел задачу об изменении упруго-диссипативных свойств структурно неоднородной среды в результате внешних воздействий. При этом в качестве активных элементов среды диссертантом рассматриваются включения (дефекты среды), физико-механические характеристики которых отличаются от аналогичных для среды в целом. Задавая нелинейность в деформировании "мягких" включений при разных механизмах линейного поглощения распространяющегося в среде упругого сигнала, диссертант получил основные соотношения, качественно описывающие не только сам процесс его модуляции при внешнем воздействии, определяющем величину и периодичность деформации дефектов, но, что в данном случае немаловажно, - глубину модуляции и стабилизацию фазы модуляции перед сильным землетрясением.