Отзыв оф. оппонента Соболева Г.А. (Приливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивном регионе), страница 2

В работе не обсуждаются вопросы ориентации компонент напряжений и перемещений в разных приливных волнах, что могло бы способствовать выявлению механизмов связи вариаций ВСШ с отдельными волнами и надлежащему выбору волн для практического использования. Предположение о том, что до землетрясения уже существовала модель будущего очага в виде дислокации определенного размера, соответствующего размеру очага, является дискуссионным.

Нет строгих доказательств того, что вариации ВСШ в районах размещения станций наблюдения отражают напряженное состояние среды в очаговой области будущего землетрясения. В Главе 4 предложена модель, объясняющая эффект корреляции между приливными деформациями земной коры и наблюдающимися вариациями интенсивности сейсмических шумов. Для объяснения приливной модуляции ВСШ и ее особенностей, связанных с подготовкой сильных землетрясений, привлечена известная в акустике модель амплитудно-зависимой диссипации, обусловленной мягкими дефектами в среде-матрице, то есть микроструктурными особенностями горных пород.

Модель рассмотрена на реологическом и физическом уровнях. Возможный физический механизм обсуждается для двух важнейших случаев — сухие и флюидонасыщенные породы. Для таких сред показано принципиальное значение внутренних контактов в трещинах. Модель объясняет ряд экспериментально обнаруженных особенностей приливной модуляции ВСШ, таких как глубина модуляции порядка первых процентов, стабилизация фазы модуляции в период, предшествующий сильному землетрясению и часто отмечаемое изменение фазы на противоположную после возникновения землетрясения.

Показано, что приливная модуляция ВСШ может быть обусловлена вариациями размера области сбора информации за счет негистерезисного амплитудно-зависимого поглощения сей1смических колебаний в земных породах. Детально проанализированные нелинейные эффекты поглощения энергии в микротрещиноватых средах указывают на широкую эрудицию и высокий класс диссертанта, как исследователя. Основной недостаток, по мнению оппонента, заключается в следующем. В разных частях диссертации указывается на связь эффекта приливной модуляции ВСШ и слабой сейсмичности с вариациями напряженного-деформируемого состояния (НДС) среды.

Это предполагается и для очаговых зон сильных землетрясений и для районов установки станций наблюдения, где автор, следуя А.С.Алексееву, говорит о зоне дилатансии. Заметим, что дилатансия физически означает увеличение объема трещиноватой среды при сдвиговой деформации. Она не создает сейсмических колебаний, декремент поглощения которых может изменяться, как это следует из развиваемой автором модели. Где источник этих колебаний — в диссертации не обсуждается. Кроме того, в модели эффекта амплитудно-зависимой диссипации за счет изменения площади полосовых контактов берегов трещин желательно было бы обсудить вопрос о взаимосвязи ориентации этих трещин с тензором поля напряжений. Вообще, структуре трещинного пространства в зонах установки станций уделено мало внимания.

Укажем еще на один недостаток, имеющий значение для выбора физической модели природы выявленной автором модуляции. Введение в дополнение к станции Начики других станций — Карымшина, Шикотан и Эримо позволило доказать, что эффект не связан с конкретным местом расположения пункта наблюдения. Но для прояснения физики явления нужно было поставить станции по радиусу от зоны возникновения сильных землетрясений. Лучше всего, конечно, иметь станцию над очагами и на удалении от них.

На Камчатке, приемлемым вариантом была бы установка пункта наблюдения на мысе Шипунском, если нет не связанных с наукой препятствий. В будущем, интересно проверить методику и физическую модель диссертанта, например, на северо-востоке оз. Байкал, где очаги сильных землетрясений локализованы в узкой зоне. В целом, предложенная автором модель амплитудно-зависимой диссипации остается дискуссионной. Альтернативными моделями, по крайней мере, остаются две. Первая связана с упоминаемым автором хорошо известным эффектом экспоненциального повышения тензочувствительности среды к внешним воздействиям по мере приближения к м акрон еустойчивости.

Вторая возможная модель — синхронизация колебаний высокой степени, когда возникает модуляция на высоких частотах по сравнению с частотой модулирующего сигнала. Там возможны бифуркации с удвоением периода синхронизации, в том числе со сдвигом фазы на 180 градусов. Причем, такого рода явления зависят от соотношения величин квазипостоянного поля напряжений и модулирующих сигналов. Эта модель не упоминается в диссертации. В главе 5 представлены результаты воспроизведения приливных эффектов в контролируемых лабораторных условиях, где аналогом сейсмичности выступает акустическая эмиссия (АЭ). Эксперименты были выполнены в Геофизической обсерватории "Борок" ИФЗ РАН на электрогидравлическом прессе «ПЧОЧА», который позволяет задавать и контролировать ход эксперимента в автоматическом режиме. Использовались образцы песчаника.

Тектонические деформации имитировались одноосным сжатием образца с постоянной скоростью, приливы — наложением на него слабых периодических вариаций. При этом было обеспечено отношение амплитуды слабых вибраций к среднему уровню фоновой деформации -10 3 — 104, что соответствует натурным наблюдениям.

В результате экспериментов выявлены аналогии между поведением АЭ и особенностями модуляции ВСШ: нестабильность модуляции во времени и связь модуляции АЭ с напряженно-деформированным состоянием образца. Главный результат проведенных экспериментов — обнаружение стадийности в акустическом отклике образца на слабое периодическое внешнее воздействие, причем различные стадии связываются с различными этапами напряженно-деформированного состояния образца в процессе развития разрушения.

В качестве замечания отметим следующее. Автор пишет "И если аналогом подготовки землетрясения можно рассматривать стадию, предваряющую разрушение образца, то появление модуляции ВСШ перед землетрясением соответствует модуляции АЭ на стадии пластических деформаций". Заметим, что кварцевый песчаник в лабораторных испытаниях при одноосном нагружении является хрупким материалом и предполагать аналогию с пластическими деформациям в очаге землетрясения не корректно. Не понятно, почему в лабораторном эксперименте было выбрано воздействие прямоугольным меандром. Это не позволяло исследовать зависимость глубины модуляции от фазы модулирующего сигнала, как это выявлено автором при анализе влияния волн земных приливов Целью работ, описанных в Главе 6, было изучение корреляции потока слабых землетрясений с приливами. Рассмотрен возможный механизм приливного отклика сейсмичности, аналогичный механизму воздействия приливов на ВСШ, то есть в основу закладывается модель амплитудно- зависимой диссипации.

Предложена и обоснована проведенными расчетами методика выделения пространственных зон, в которых в течение заданного интервала времени слабая сейсмичность коррелирует с земными приливами. Как и в других разделах работы проявлен строгий количественный подход с оценкой значимости аномальных отклонений исследуемой закономерности от случайного разброса. Автор отмечает, что максимум сейсмичности задерживается на величину до четверти периода относительно максимума соответствующей волны прилива.

Это новое подтверждение уже неоднократно отмеченной закономерности задержки реакции сейсмического и сейсмоакустического процесса на внешнее воздействие, что, по-видимому, отвечает положениям кинетической теории прочности твердых тел. Заметим, что изменения в оценках энергетического класса камчатских землетрясений могут быть связаны не только с декрементом поглощения сейсмических волн. В формулах расчета не учитываются искажения трасс и скоростей волн при вариации напряжений в окрестности очага. Отмеченные недостатки не затрагивают сущности диссертационной работы. Они даже естественны при изучении новой проблемы, которой занимался автор.

Салтыковым В.А. развито новое направление в геофизике: амплитуднофазовая модуляция высокочастотного сейсмического шума земными приливами. В результате исследований предложен и проверен на практике новый способ прогноза землетрясений. Автореферат и опубликованные статьи полностью отвечают содержанию диссертации. Диссертация соответствует критериям„установленным и. 9 Положения о присужденииученой степени (утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 г. № 842) для ученой степени доктора наук, а ее автор В.А.Салтыков достоин присуждения ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых». Главный научный сотрудник лаборатории «Физика землетрясений и неустойчивости горных пород» Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физики Земли им.0.1О. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН) доктор физико-математических наук, профессор, член- корреспондент Российской академии наук Геннадий Александрович Соболев 123343, г.

Москва, Б.Грузинская ул., д.10, стр.1 тел. 8 (499) 254-2478 Е-та11: зоЬо1еч(®Ж.гп .