Автореферат (1097840), страница 3
Текст из файла (страница 3)
ИоффеРАН (Санкт-Петербург, 2002), на заседаниях Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений и его Камчатского филиала.Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы изложены в 28 статьях в рецензируемых журналах, входящих в список ВАК.Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шестиглав, заключения, списка литературы, пяти приложений. Текст диссертации содержит303 страницы текста, включая 100 рисунков, 12 таблиц. Список литературы содержит289 наименований.Благодарности.
Соискатель бесконечно признателен автору открытия воздействия длиннопериодных деформационных процессов на сейсмические шумы, инициатору исследования этого явления на Камчатке, определившему научные интересы диссертанта на многие годы, научному руководителю кандидатской диссертации – членукорреспонденту РАН Льву Николаевичу Рыкунову.Работа была выполнена в Камчатском филиале Геофизической службы РАН (внастоящее время − Федерального исследовательского центра “Единая геофизическаяслужба РАН”).
Автор благодарен всем сотрудникам за помощь и поддержку. Особыеслова благодарности хочется выразить к.т.н. В.Н. Чеброву и В.И. Синицыну, чьи заслуги в организации исследования сейсмических шумов на Камчатке не могут бытьпереоценены. Хочется отметить доброжелательное отношение и поддержку проводимых работ на их начальном этапе академика РАН Е.И. Гордеева, бывшего в то времяначальником ОМСП Института вулканологии ДВО РАН (впоследствии КФ ГС РАН).Автор признателен за ценные обсуждения и полезные советы сотрудникам КФ ГСРАН и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН к.ф.-м.н. И.Р.
Абубакирову,д.ф.-м.н. А.В. Викулину, к.т.н. В.А. Гаврилову, д.ф.-м.н. А.А. Гусеву, к.ф.-м.н.Ю.А. Кугаенко, к.ф.-м.н. В.М. Павлову, за моральную поддержку д.г.-м.н.А.Ю. Озерову, за помощь и содействие в выполнении работ С.Е. Батаеву,О.Г. Волович, П.В. Воропаеву, В.В. Иванову, А.А. Коноваловой, Н.М. Кравченко,В.В. Марфелю,Е.В. Попову,В.А. Сергееву,А.А. Смирнову,А.В Сумакову,Е.С.
Федорову,атакжеВ.Е. Баканову,С.И. Богатову,А.П. Молоткову,С.И. Плотникову.8С благодарностью автор отмечает, что регистрация сейсмических шумов в широкой полосе частот стала возможной благодаря к.ф.-м.н. А.С. Черепанцеву (ЮФУ,г. Таганрог), предоставившему высокочувствительный сейсмометр своей разработки.Большое спасибо д.ф.-м.н.
В.Ю. Зайцеву и к.ф.-м.н. Л.А. Матвееву (ИПФ РАН,г. Нижний Новгород), к.т.н. А.В. Патонину (ГО ”Борок” ИФЗ РАН), в сотрудничествес которыми было проведено моделирование приливных эффектов.Автор благодарен коллегам − члену-корреспонденту РАН А.В. Николаеву, членукорреспонденту РАН Г.А. Соболеву, д.ф.-м.н. А.Д. Завьялову, д.ф.-м.н. Ю.О. Кузьмину, д.ф.-м.н. А.В. Пономареву (ИФЗ РАН), к.ф.-м.н.
В.Б. Смирнову, В.В. Сергееву (физический факультет МГУ) чьими советами, консультациями, поддержкой пользовалсяв течение многих лет.За помощь в решении всевозможных проблем, связанных с организацией и проведением регистрации сейсмических шумов за пределами Камчатки (на о. Шикотан ио. Хоккайдо) автор благодарит сотрудников ИМГиГ ДВО РАН и Сахалинского филиала ЕГС РАН − члена-корреспондента РАН Б.В. Левина, к.ф.-м.н. А.И.
Иващенко (внастоящее время ИО РАН, г. Москва), д.ф.-м.н. В.М. Кайстренко, Ю.Н. Левина, А.А.Шишкина и Университета Хоккайдо (г. Саппоро, Япония) − профессора М. Касахара,профессора Х. Такахаши, М. Окаяма, М. Ичиянаги, М. Такада.С благодарностью автор отмечает, что поддержка Российского фонда фундаментальных исследований в годы скудного бюджетного финансирования позволила сохранить это научное направление и получить основную часть представляемых результатов.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо Введении дается общая характеристика работы, обосновывается актуальностьи научная новизна темы, определяются цель и решаемые задачи, формулируются положения, выносимые на защиту, отмечается практическая значимость и обосновывается достоверность полученных результатов исследования.Глава 1.
Отклик геосреды на приливное воздействие (обзор состоянияисследований)В Главе показаны современные взгляды на изучаемую проблему и история формирования представлений о приливной модуляции единого сейсмического процесса. Вразделе 1.1 вводится понятие высокочастотного сейсмического шума (ВСШ) и обсуждаются его источники. Эндогенная компонента сейсмического шума и ее информативность рассматриваются в разделе 1.2. Обзор основных публикаций о приливной модуляции сейсмических шумов (подтверждающих или опровергающих существованиеэтого эффекта) приведен в разделе 1.3, а о приливном воздействии на сейсмичность – вразделе 1.4.
В разделе 1.5 рассматривается реакция акустической эмиссии на периодическое нагружение образцов в контролируемых лабораторных условиях. В Заключении к Главе представлена логика построения диссертационной работы, определяемаянерешенными проблемами, показанными в обзоре.91.1 Высокочастотные сейсмические шумы как поддиапазон сейсмических шумов.Сейсмические шумы представляют собой достаточно широкий класс колебательныхпроцессов.
В соответствии с их частотным диапазоном можно выделить низкочастотные микросейсмы (с периодом T = 1 − 100 с и более), высокочастотные сейсмические(с частотой f = 10 − 1 000 Гц) и сейсмоакустические (с частотой f > 1 000 Гц) шумы. Вданной работе под высокочастотным сейсмическим шумом (ВСШ) понимаютсясейсмические шумы в диапазоне первых десятков Гц.Учитывая, что ВСШ рассматривались на начальном этапе их исследования какпомеха при проведении традиционных сейсмологических работ, в основном их изучение было ориентировано на подавление такой помехи и исключение влияния шума наполезный сейсмический сигнал.
К общим результатам многочисленных исследованийможно отнести следующие свойства ВСШ: уменьшение спектральной плотности шумов с увеличением частоты (в среднем обратно пропорционально f 2); локальный максимум в диапазоне 2 − 3 Гц; существование шумов с низким уровнем (~ 10-9 м, на несколько порядков ниже индустриальных шумов), без источников, связанных с деятельностью человека, и наблюдаемых при специальном выборе места и времени регистрации.
Пространственные региональные вариации уровня таких сигналов достигают~ 40 дБ, что связывается с различными геологическими условиями. Кроме этого отмечены их временные вариации. Обычно ВСШ связывают с деятельностью человека.Кроме этого ВСШ генерируется природными факторами (ветром, в частности).Успешным уходом от ветровой помехи является регистрация в скважинах.Однако даже в условиях, когда упомянутые источники шума отсутствуют, существует ВСШ, называемый региональным ВСШ.
Он рассматривался еще в конце 1950-х– начале 1960-х годов (Л.П. Винник, К.К. Запольский, Н.М. Пручкина, J.N. Brune, J.Oliver). Можно было предположить эндогенный характер регионального ВСШ, но такая модель до середины 70-х годов ХХ века не рассматривалась: источники шумапредставлялись находящимися на земной поверхности, хотя предпосылки к изучениюэндогенного ВСШ существовали, что следует из цитаты Г.А. Гамбурцева,Е.И. Гальперина: “не исключена возможность того, что регистрируемые микросейсмыимеют глубинное происхождение. Это явление представляет самостоятельный интереси заслуживает проверки специальными наблюдениями”.1.2 Геофизическая среда и информативность поля сейсмической эмиссии. Сейсмический шум представляет собой суперпозицию экзогенного шума и эндогенного.
И если источники экзогенного шума, как правило, находятся на поверхности Земли, то эндогенный шум, или сейсмическая эмиссия (СЭ), отражает активность внутренних объемов среды. Факторы, влияющие на сейсмическую эмиссию, могут быть как внутренними (напряженно-деформированное состояние среды, гидротермальная активность ит.д.), так и внешними (например, гравитационное воздействие Луны и Солнца илидлиннопериодные сейсмические волны от далеких землетрясений).Одним из следствий экспериментального обнаружения сейсмической эмиссии10стала возможность использования подходов, рассматривающих микросейсмическиешумы как самостоятельное информационное поле, содержащее данные о свойствахсреды и протекающих в ней процессах.Наличие в шумовом поле компоненты, не связанной с поверхностными эффектами, было продемонстрировано В.В.
Жадиным, Е.И. Гордеевым, Л.Н. Рыкуновым в работах начала 1970-х годов, где при изучении спектра волны от далекого землетрясениябыла обнаружена высокочастотная компонента, обязанная своим происхождением активизации локальных шумовых источников под действием интенсивной длиннопериодной волны, что предполагает наличие в коре источников ВСШ, чувствительных квнешним воздействиям.
По видимому, именно с этих работ началось исследованиесвязи СЭ с длиннопериодными деформационными процессами, развитое Л.Н. Рыкуновым, О.Б. Хаврошкиным и В.В. Цыплаковым.Изучению самостоятельной информативности сейсмических шумов посвященобольшое количество работ, среди авторов которых были Л.П. Винник, Л.Н. Рыкунов,Г.А. Соболев, В.Б. Смирнов, П.А. Троицкий, А.С. Черепанцев, Б.М. Шубик и другие,развивавшие это направление.Учитывая, что наиболее высокой эмиссионной активностью, как отмечено В.В.Адушкиным и А.А. Спиваком, обладают зоны разломов, контакты блоков земной коры, области аномальной трещиноватости и раздробленности, сейсмическая эмиссиястановится перспективным инструментом для мониторинга проблемных геообъектов.1.3 Исследования приливного воздействия на высокочастотный сейсмическийшум.
“Краеугольным камнем” в изучении связи ВСШ и земных приливов является открытие явления модуляции сейсмических шумов Земли длиннопериодными деформирующими процессами, сделанное Л.Н. Рыкуновым, О.Б. Хаврошкиным и В.В. Цыплаковым в 1983 г.В последующие за открытием годы исследования этого эффекта были проведеныА.С. Беляковым, Б.П. Дьяконовым, Б.С. Каррыевым, А.В. Николаевым, Р.Р. Сероглазовым, А.К.
Трояновым и др. Отмечены суточные и полусуточные периодичности вуровне СЭ. Показано отличия интенсивности СЭ при сизигийном и квадратурном приливах. К сожалению, как правило, продолжительность регистрации в этих работах невелика, и зачастую интересные результаты не подкреплены надежными статистическими оценками.С самого начала этого направления решается задача о механизме излученияВСШ. Однако, моделирование не прошло дальше феноменологического уровня.Результаты, подтверждающие модуляцию сейсмического шума, не были восприняты научным сообществом однозначно. Опубликованы работы Г.И. Аксеновича, Л.П.Винника, Е.И. Гальперина, Н.В. Петерсен, А.В. Ситникова, критикующих вышеупомянутые выводы, либо утверждающих альтернативный вариант – отсутствие какой-либомодуляции шума деформационными процессами на основе независимых наблюдений.Наиболее уязвимыми местами работ о модуляции с точки зрения критиков являются11ограниченное представление первичного материала и утверждение о наличии причинно-следственной связи, исходя лишь из коррелированности процессов.Активная публичная дискуссия на тему модуляции завершилась в 1990 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
