Колесников Ю.И., Гольдин С.В., Полозов С.В. «Лабораторные исследования акустических свойств грунтов в условиях сдвигового разрушающего деформирования» Динамика сплошной среды. Акустика неоднородных сред, с. 195-199 (2003)

Ржевский В.В., Ямщиков В.С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве (1973). 224 с.

Захаров В.Н. Сейсмоакустическое прогнозирование и контроль состояния и свойств горных пород при разработке угольных месторождений (2002). 172 с.

Заславский Ю.М., Заславский В.Ю. «Моделирование сейсмоакустического зондирования инородного слоя в безграничной среде» Вычислительная механика сплошных сред, 5, № 3, с. 339-344 (2012)

Выполнен расчет и анализ акустических и сейсмических SH-волновых полей, порождаемых виброисточником гармонических колебаний, установленным вблизи неоднородности, отличающейся от вмещающей среды скоростью распространения волн или плотностью. Построены фрагменты пространственного распределения амплитуды полей вблизи источника и слоя. Продемонстрирована принципиальная возможность зондирования неоднородности (инородного слоя) и определения информативных признаков, необходимых для прогноза параметров неоднородности.

Антонов А.С., Диденкулов И.Н. «Анализ сейсмоакустичесих сигналов в Воротиловской глубокой скважине» Труды XX научной конференции по радиофизике, посвященной 110-летию со дня рождения Г.С. Горелика. Нижний Новгород, 12–20 мая 2016 г., с. 242-243 (2016)

Сейсмоакустическая эмиссия – это упругие волны, возникающие при микрорастрескивании или переупаковке земных пород. Эти явления возникают в земных недрах под действием напряжений в Земной коре. Они могут постепенно нарастать, особенно в сейсмоактивных регионах и в конечном итоге приводить к землетрясениям. В процессе нарастания напряжений интенсивность сейсмоакустической увеличивается. В асейсмичных (сейсмоспокойных) регионах напряжения в Земной коре слабее напряжений в сейсмоактивных регионах. Сигналы сейсмоакустической эмиссии достаточно слабые и их лучше измерять в глубоких скважинах, где техногенный фон значительно меньше, чем на поверхности Земли. Однако, в регистрируемых сигналах присутствуют электрические помехи, возникающие из-за электрических наводок в кабеле. Целью данной работы была разработка алгоритма обработки данных, полученных с Воротиловской глубокой скважины, для выделения из этих сигналов модуляционных компонентов естественного происхождения.

Грешников В.А., Дробот Ю.В. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий (1976). 272 с.

Шадрин А.В., Зыков В.С. Акустическая эмиссия выбросоопасных пластов: обзорная информация (1991). 42 с.

Беляков А.С., Журавлёв В.И., Лукк А.А. «Суточная периодичность слабых землетрясений и высокочастотного подземного шума на Камчатке» Физика Земли, № 3, с. 34-54 (2011)

Исследовались данные о временах и числе слабых землетрясений (с М=0–2.5), содержащихся в Оперативном (Полном) каталоге Камчатки за 1995–2008 гг., а также об интенсивности высокочастотного подземного шума, наблюденного в глубокой скважине в районе Петропавловск-Камчатского (по литературным данным). Рассчитывались спектры времен сейсмических событий в диапазоне периодов от 1 до 48 часов с шагом 1 минута. Установлено наличие значимого высокодобротного экстремума спектра на периоде 24 часа для землетрясений, которому может быть поставлен в соответствие аналогичный период в высокочастотном подземном шуме для Камчатки и Русской платформы. Высказываются соображения о единой природе слабых землетрясений и подземного шума (сейсмоакустической эмиссии). В обоих случаях установлена зависимость формы кривой выделенной суточной периодичности от длительности светового дня. Обсуждаются возможные причины влияния Солнца на сейсмоэмиссионные процессы.

Калинников И.И., Манукин А.Б., Конешов В.Н., Матюнин В.П., Карагиоз О.В., Вольфсон Г.Б. «Исследование переменных гравитационных градиентов и особенностей микросейсмического фона с помощью крутильных весов» Физика Земли, № 5, с. 88-96 (2011)

Сделана попытка очень кратко изложить проблемы измерения характеристик гравитационного поля – первых и вторых производных гравитационного потенциала. Логика изложения потребовала очертить круг сопряженных задач фундаментальной физики и геофизики, которые должны и могут быть решены измерениями с помощью крутильных весов.

Любушин А.А. «Кластерный анализ свойств низкочастотного микросейсмического шума» Физика Земли, № 6, с. 26-34 (2011)

Излагается метод описания состояния низкочастотного микросейсмического фона в крупном сейсмоактивном регионе (Японские острова) на основе данных сети широкополосных сейсмических станций. Для описания используются медианы по ежесуточным оценкам от каждой станции сети для 7 параметров: 3-х характеристик мульти-фрактальных спектров сингулярности волновых форм, их спектральной экспоненты, индекса их гладкости, логарифма дисперсии и индекса линейной предсказуемости. Эти величины определяются для последовательных временных интервалов длиной 1 сутки от начала января 1997 по конец февраля 2010 гг. Поскольку эти параметры являются результатом взятия медианы по их оценкам от каждой работающей станции сети, то они носят характер интегральных статистик поля микросейсм. Статья является продолжением двух предыдущих работ (Любушин, 2009; 2010), основанных на использовании данных сети F-net для анализа эффектов синхронизации поля низкочастотных микросейсм на длительных временных масштабах. Ставится задача выделения числа различных “мод поведения” поля микросейсм как числа кластеров, на которые оптимальным образом разбивается облако 7-мерных векторов параметров при оценке в скользящем временном окне длиной 2 года. Вводится понятие кластерной экспоненты как показателя степени зависимости величины функции компактности облака векторов параметров от числа кластеров при его оптимальном разбиении в качестве новой характеристики геофизического поля. Ранее было выделено сравнительно быстрое повышения уровня синхронизации поля микросейсм, которое началось в середине 2002 г. и заняло времени около 1 года. Это высокий уровень синхронизации сохраняется по настоящее время. В последние 4 года (с учетом 2-годовой длины временного окна, в котором производились оценки) наблюдается продолжительный тренд в значении кластерной экспоненты, аналогичный более короткому тренду перед событием на Хоккайдо 25.09.2003 г., M=8.3. Эти факты, в совокупности с особенностями изменения коэффициента корреляции между 2 мультифрактальными параметрами поля, позволяют выдвинуть гипотезу о повышении сейсмической опасности на Японских островах со второй половины 2010 года.

Зайцев В.Ю., Салтыков В.А., Матвеев Л.А. «Модуляция высокочастотных сейсмических шумов приливными деформациями: особенности эффекта перед сильными землетрясениями и предлагаемый физический механизм» Физика Земли, № 11, с. 3-17 (2011)

Предложен возможный физический механизм приливной модуляции эндогенных сейсмических шумов за счет модуляции размера области их сбора, обусловленной негистерезисным амплитудно-зависимым поглощением в земных породах. Обсуждены два важнейших случая – сухие и флюидонасыщенные породы. В обоих случаях показана принципиальная важность наличия в содержащихся в породе трещинах внутренних полосковых контактов (даже в малом количестве). Предложенный механизм позволяет дать объяснение ряду экспериментально обнаруженных особенностей приливной модуляции высокочастотных сейсмических шумов, выявленных в ходе многолетних наблюдений на Камчатке: (i) глубина модуляции порядка первых процентов, (ii) стабилизация фазы модуляции в период, предшествующий сильному землетрясению, (iii) часто отмечаемое почти скачкообразное изменение фазы на противоположную после прохождения землетрясения, (iv) последующий период относительной нестабильности фазы, (v) врeменное доминирование компонента модуляции на второй гармонике приливного воздействия в окрестности момента землетрясения.

Соболев Г.А. «Низкочастотный сейсмический шум перед землетрясением Тохоку 11 марта 2011 г. с магнитудой 9» Физика Земли, № 12, с. 11-22 (2011)

Исследована динамика сейсмических шумов в минутном диапазоне периодов по записям широкополосных станций IRIS перед катастрофическим землетрясением 11 марта 2011 года в Японии. Установлено, что дисперсия шума и количество асимметричных импульсов многократно возросли за 1.5 месяца до землетрясения по данным станций, расположенных ближе 500 км от эпицентра землетрясения. Столь большого возрастания шума на этих станциях не выявлено в те же интервалы года на протяжении последних 15 лет, когда начала устойчиво работать система IRIS. Не выявлено возрастания шума по записям станций, удаленных на расстояние более 1200 км от эпицентра. Уменьшение амплитуды аномального шума с увеличением расстояния от эпицентра землетрясения до соответствующих станций, по-видимому, означает, что его источники находились вблизи очага землетрясения. Структура шума включает как детерминированные, так и хаотическую компоненты.

Сидоров В.К., Тарантин М.В. «О природе низкочастотных максимумов в спектрах сейсмических шумов» Физика Земли, № 1, с. 63-66 (2013)

Доказывается возможность образования самого большого спектрального максимума сейсмических шумов с пиковой частотой в области 0.14–0.22 Гц в результате низкочастотного рассеяния энергии упругих волн в горных породах. Согласно такому механизму, в двухкомпонентной среде, каковой можно считать горную породу (твердая часть плюс поровая вода), энергия упругих волн рассеивается в виде низкочастотных импульсов, частоты которых тем ниже, чем меньше коэффициент пористости. При этом предполагается, что в области частот выше 6 Гц постоянно происходят маломощные сейсмические события, рассеянная энергия которых и служит источником низкочастотных шумов.

Любушин А.А. «Анализ когерентности глобального сейсмического шума, 1997–2012» Физика Земли, № 3, с. 18-27 (2014)

Исследуются эффекты когерентного поведения 4-х параметров глобального поля низкочастотных (периоды от 2 до 500 минут) сейсмических шумов: логарифма дисперсии, коэффициента эксцесса, ширины носителя мульти-фрактального спектра сингулярности и минимальной нормализованной энтропии распределения квадратов ортогональных вейвлет-коэффициентов. Использовались данные от 229 широкополосных станций сейсмических сетей GSN, GEOSCOPE и GEOFON за 16 лет наблюдений, с начала 1997 г. по конец 2012 гг. Совокупность всех станций была разбита на 8 групп, вместе покрывающих весь земной шар, и от каждой группы вычислялись ежесуточные значения медиан рассматриваемых параметров шумов. Таким образом, получилось четыре 8-мерных временных ряда с шагом по времени 1 сутки длиной 5844 отсчетов в каждой скалярной компоненте. Для каждого из четырех 8-мерных временных рядов строилась частотно-временная диаграмма эволюции спектральной меры когерентности (на основе использования канонических когерентностей) в скользящем временном окне длиной 365 суток. Кроме того, в качестве меры синхронизации, зависящей только от времени, для каждого параметра вычислялись максимальные по частотам значения меры когерентности и их среднее значение по 4 анализируемым параметрам шума. В результате проведенного анализа был сделан вывод, что увеличение интенсивности сильнейших (M≥8.5) землетрясений после мегаземлетрясения на Суматре 26 декабря 2004 г. предварялось увеличением синхронизации параметров глобальных сейсмических шумов за весь промежуток наблюдений с начала 1997 г. Эта синхронизация продолжает свой рост по конец 2012 г., что может быть предвестником дальнейшего увеличения интенсивности сильнейших землетрясений во всем мире.

Кушнир А.Ф., Варыпаев А.В., Рожков М.В., Епифанский А.Г., Дрикер И. «Определение параметров очагов микросейсмических событий по данным поверхностных сейсмических групп при сильных коррелированных помехах и сложных механизмах источников излучения» Физика Земли, № 3, с. 28-50 (2014)

ировой опыт показывает, что эффективным методом интенсификации разработки низко-проницаемых коллекторов на месторождениях углеводородов является метод гидроразрыва пласта (ГРП). Образующиеся при ГРП трещины среды, гидродинамически связанные со скважинами, приводят к существенному увеличению извлекаемых запасов углеводородов. Контроль процесса образования и распространения трещин при ГРП является важнейшей задачей менеджмента резервуаров углеводородов. Основным инструментом такого контроля является микросейсмический мониторинг ГРП, который позволяет оперативно определять геометрию трещин по сейсмическим волнам от микро-землетрясений, возникающих при образовании и развитии трещин. В работе рассматривается задача определения параметров микроземлетрясений по наблюдениям сейсмического волнового поля с помощью поверхностной группы сейсмоприемников. Особенность исследования состоит в том, что указанная задача рассматривается методами статистической теории оценивания параметров случайных процессов, что связано с высоким уровнем случайных техногенных помех, которые маскируют сигналы от микроземлетрясений, регистрируемые поверхностной группой при проведении ГРП. В статье предложен ряд алгоритмов, учитывающих статистические характеристики таких сейсмических помех, что позволяет преодолеть ряд недостатков, присущих технологиям, применяемым в настоящее время для микросейсмического мониторинга ГРП.

Соболев Г.А., Соболев Д.Г., Мигунов И.Н., Закржевская Н.А. «Некоторые свойства низкочастотного сейсмического шума» Физика Земли, № 4, с. 15-24 (2014)

Исследован низкочастотный сейсмический шум широкополосных станций IRIS в интервале 1994–2012 гг. в диапазоне периодов колебаний от 40 до 360 с. Показано, что при анализе выборок длительностью в несколько месяцев спектры мощности шума станций, удаленных друг от друга на тысячи км и действующих в разных метеорологических и сейсмотектонических условиях, в целом, аналогичны, что говорит о глобальном распространении создающих шум источников. В то же время спектры в поддиапазонах 40–90, 120–200 и 200–360 с имеют разные наклоны по мере увеличения периода, что указывает на различия формирующих сейсмический шум источников. Амплитуда шума на станциях удаленных от землетрясений Суматра 26.12.2004 г., М=9.2 и Тохоку 11.03.2011 г., М=9.0 на несколько тысяч километров, возрастала после этих событий. Это свидетельствует о последействиях глобального масштаба. После менее мощного Кроноцкого землетрясения 05.12.1997 г., М=7.9 шум возрос только на станции PET, удаленной от эпицентра на 300 км. Перед этим землетрясением в 1994–1997 гг. на станции PET регистрировался повышенный уровень шума, который уменьшился после 1999 г. и оставался низким до конца проанализированного интервала продолжительностью 14 лет. Результаты свидетельствуют, что в низкочастотный сейсмический шум, порожденный источниками в атмосфере Земли, вносят вклад процессы, происходящие в литосфере.

Любушин А.А. «Связь полей низкочастотных сейсмических шумов Японии и Калифорнии» Физика Земли, № 6, с. 28-38 (2016)

DOI: 10.7868/S0002333716050082

Вильчинская Н.А. «Волна переупаковки песков и акустическая эмиссия» Доклады академии наук, 262, № 3, с. 568-572 (1982)