Артюшков Е.В., Чехович П.А. «Новейшие поднятия на древних кратонах: возможные механизмы и связь с сейсмичностью» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 5-16 (2017)

Большинство современных горных сооружений и высоких плато образовалось за последние несколько миллионов лет в результате резкого ускорения восходящих движений земной коры. По объему сформированного рельефа новейшие поднятия земной коры представляют собой самое мощное явление в континентальной литосфере, для объяснения которого предложен ряд механизмов, среди которых наиболее популярным является увеличение мощности коры за счет латерального сжатия. Однако этот механизм неприменим для покрывающих 70% площади континентов древних (докембрийских) кратонов, на которых сильное сжатие коры завершилось полмиллиарда лет назад или раньше. Другие возможные объяснения, такие как динамическая топография в мантии, деламинация мантийной литосферы и магматический андерплейтинг, также не согласуются с имеющимися геолого-геофизическими данными по докембрийским кратонам. В качестве причины быстрых новейших поднятий в таких областях может рассматриваться разуплотнение пород в земной коре вследствие ретроградного метаморфизма при поступлении в неё мантийных флюидов. Проникновение флюидов в крупные разломные зоны коры снижает ее прочность, на что указывает неоднородность распределения поднятий по площади. Это способствует возникновению сильных землетрясений. Примерами могут служить произошедшие в центральной части Северо-Американской платформы Нью-Мадридские землетрясения 1811–1812 гг. ( М=8), а также землетрясения в Вятском авлакогене на Восточно-Европейской платформе ( М=4.2 и 4.7). Поэтому докембрийские кратоны являются отнюдь не такими “спокойными” в сейсмическом отношении, как это часто предполагается.

Биргер Б.И. «Восстанавливающие изостазию течения в литосфере» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 17-31 (2017)

Лабораторные эксперименты с образцами горных пород показывают, что при малых деформациях ползучесть является неустановившейся. Поэтому можно считать, что в литосферных плитах, где деформации малы, имеет место неустановившаяся ползучесть, которая описывается линейной наследственной реологической моделью Андраде. Эффективная вязкость, характеризующая неустановившуюся ползучесть, ниже эффективной вязкости при установившейся ползучести и зависит от характерного времени рассматриваемого процесса. Характерная продолжительность восстановления изостатического равновесия после начального возмущения рельефа земной поверхности составляет несколько тысяч лет, в связи с чем распределение реологических свойств по глубине литосферы и коры отличается от распределения, соответствующего медленным геологическим процессам. Показано, что при рассмотрении процесса восстановления изостазии верхнюю кору можно моделировать как тонкую упругую пластину, а подстилающие ее нижнюю кору и литосферу – как полупространство с неустановившейся ползучестью. Для такой системы с помощью преобразований Фурье и Лапласа получены решения уравнений механики сплошной среды в виде поперечных волн, которые, сильно затухая, распространяются из области начального возмущения вдоль земной поверхности и вызывают ее вертикальные смещения. Такие решения, названные безынерционными волнами Рэлея, зависят от характера начального возмущения. В случае точечного начального возмущения найдено аналитическое выражение для этих волн, демонстрирующее явную зависимость вертикальных смещений земной поверхности от горизонтальной координаты и времени. Безынерционные волны Рэлея можно рассматривать как механизм современных вертикальных движений земной коры.

Городницкий А.М., Брусиловский Ю.В., Иваненко А.Н., Попов К.В., Шишкина Н.А., Веклич И.А. «Гидратация океанической литосферы и магнитное поле океана» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 32-49 (2017)

Совместный анализ результатов геомагнитных съемок и данных петромагнитного изучения образцов в разных геотектонических зонах Мирового океана свидетельствует, что существенный вклад в аномальное магнитное поле океана наряду с базальтовым слоем вносят глубинные источники, связанные с серпентинитовыми формациями, которые образуются в результате гидратации гипербазитов верхней мантии океанскими водами. Глубина проникновения океанской воды в мантию определяется глубиной залегания поверхности хрупко-пластического перехода, где происходит подплавление микротрещин в веществе, деформация которого начинает осуществляться за счет пластического течения. Многочисленные петромагнитные исследования океанических серпентинитов показывают, что основным носителем магнетизма в них является магнетит, составляющий до 5 и более процентов. Магнитные параметры магнетита в серпентинитах определяются не только его количеством, но и формой зерен и характером их распределения. Рассматриваются четыре морфогенетических типа серпентинитовых массивов, выделенных с учетом условий их формирования в основных морфоструктурах океанического дна: серпентиниты рифтовых зон срединно-океанических хребтов; серпентиниты зон трансформных разломов; серпентиниты зон внутриплитовых асейсмических поднятий; серпентиниты зон субдукции. Для структур, характерных для каждого типа массивов, путем решения обратной задачи магнитометрии построены компьютерные модели источников магнитных аномалий. Для зон, соответствующих каждому типу массивов, проведен комплексный петрофизический анализ имеющихся образцов. Совместная интерпретация этих данных и результатов других геофизических методов позволила получить убедительные доказательства существования серпентинитовых формаций в различных геотектонических зонах Мирового океана.

Шалимов С.Л. «Об атмосферных внутренних волнах в неоднородной по горизонтали стратифицированной среде» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 50-56 (2017)

Показано, что структура атмосферных внутренних волн в стратифицированной среде при наличии зависимости частоты Брента–Вяйсяля w_b от горизонтальной координаты x в линейном приближении демонстрирует отражение, возрастание амплитуды и уменьшение длины волны вдоль направления, в котором происходит уменьшение w_b(x) в ограниченном по вертикали атмосферном слое. Такая тенденция может приводить к разрушению волны в окрестности точки w=w_b(x) и, соответственно, к генерации турбулентности.

Ахметсафин Р.Д., Ахметсафина Р.З. «Вычисление дисперсионного сембланса для волнового акустического каротажа» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 57-70 (2017)

Предложена вычислительная реализация метода дисперсионного сембланса для записей многоэлементного волнового акустического каротажа. По наборам дисперсионных кривых изгибной волны или волны Стоунли строится матрица коррекции (поправок) на дисперсию в (f–p)-области, применяемая в вычислительной схеме традиционного сембланса в (t–p)-области. Программа в среде MatLab приводится в электронном виде на странице журнала в Интернете.

Хачай О.А., Хачай А.Ю., Хачай О.Ю. «К вопросу об обратной задаче активного электромагнитного и акустического мониторинга иерархической геологической среды» Геофизические исследования, 18, № 4, с. 71-84 (2017)

Разработаны новый подход к интерпретации волновых полей для определения контуров или поверхностей локальных иерархических объектов и итерационный процесс решения теоретической обратной задачи для случая определения конфигураций двумерных иерархических включений k-го ранга. При интерпретации результатов мониторинга необходимо использовать данные таких систем наблюдения, которые могут быть настроены на исследование иерархической структуры среды. К ним относятся, в частности, сейсмические (в динамическом варианте) и электромагнитные мониторинговые системы. Однако, чем сложнее среда, тем большую информацию о ее внутренней структуре привносит каждое волновое поле. Поэтому интерпретацию сейсмического и электромагнитного полей необходимо проводить раздельно, не смешивая базы их данных. Это содержится в явном виде уравнений теоретической обратной задачи для двумерного электромагнитного поля (Е- и Н-поляризация), а также для распространения линейно поляризованной упругой волны при возбуждении N-слойной проводящей или упругой среды с иерархическим проводящим или упругим включением, расположенным в n-м слое.