ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОСФЕРАХ

В статье представлены результаты численного моделирования влияния пыли в тропосфере Земли на распространение радиоволн СВЧ диапазона. Задача решалась с использованием метода параболического уравнения в параксиальном приближении. В расчетах использована модель эффективной диэлектрической проницаемости запыленной атмосферы, использующая в качестве входных параметров: задаваемая дальность видимости в запыленной среде и влажность воздуха. Представлены результаты расчета затухания радиосигнала для частот 3 и 10 ГГц. Расчетные величины затухания показывают, что геофизические процессы в приземном слое атмосферы, сопровождающиеся увеличением содержания пыли, могут существенно ухудшить работу СВЧ радиосредств.

В настоящей работе исследованы особенности процесса разрушения минералов горных пород на масштабах 10-6–10-4 м в зонах интенсивных тектонических деформаций. Проведен статистический анализ закономерностей фрагментации цирконов, отобранных из осевой зоны Приморского разлома Байкальской рифтовой зоны. Рассматривались микрофотографии кристаллов цирконов, выполненные в режимах обратноотраженных электронов или катодолюминесценции. Сегментация изображений цирконов выполнялась на основе алгоритмов искусственного интеллекта и экспертного мнения. Для описания статистических свойств разрушения цирконов выбраны три наиболее распространенные модели: степенная, экспоненциальная и логнормальная. Анализ, проведенный на основе статистики Колмогорова – Смирнова с использованием бутстрэп-метода, показал, что логнормальная модель наиболее эффективно описывает фрагментацию в условиях долговременных интенсивных тектонических деформаций.

В работе проведен анализ вариации амплитуды и периодов Чандлеровской и годовой составляющих по данным бюллетеня EOP14C04 Международной Службы Вращения Земли (МСВЗ) и опорных систем International Earth Rotation and Reference Systems (IERS), который содержит данные отклонения Северного полюса с 1962 г. по настоящее время с шагом одни сутки. Специально созданным цифровым симметричным нерекурсивным фильтром осуществлено выделение основных гармоник движения полюса. Показано, что эти составляющие проявляют себя как две связанные осциллирующие системы, которые находятся в постоянном обмене механической энергией, и изменение энергии этих колебаний имеет зеркально симметричной вид. Этот обмен происходит от состояния полного доминирования Чандлеровской составляющей до почти полного ее затухания. Последнее обстоятельство позволяет сделать оценку относительных масс этих осциллирующих систем, что показывает исключительную роль ядра Земли в формировании Чандлеровской составляющей движения полюса.мя

В работе проведен анализ вариации параметров приливной лунной деклинационной волны Mf  в вариации угла вращения Земли (временной ряд UT1–UTC). В качестве исходных данных использовался бюллетень EOP14C04 Международной службы вращения Земли (МСВЗ) и опорных систем International Earth Rotation and Reference Systems (IERS), который содержит данные о параметрах вращения Земли (ПВЗ) с 1962 г. по настоящее время с шагом одни сутки. Показано, что все периодические составляющие вариации амплитуды волны Mf  , где основным является период обращения  лунных  узлов  с  периодом  18.6  лет,  полностью  совпадают  с соответствующими параметрами  волны  Mf  для  деформационного  прилива,  выделенного  из  полного  прилива, полученного с помощью стандартного пакета ETGTAB. Показан, в качестве примера, прогноз развития волны Mf  вращения Земли до 2035 г.

В статье приведены результаты расчета механического и сейсмического действий подземных ядерных взрывов, проведенных на глубине более километра. Проводится сравнение результатов моделирования, проведенного с учетом действия литостатического давления, с данными регистрации параметров сейсмовзрывных волн при известных экспериментах на о. Амчитка (США): «Cannikin» (глубина расположения заряда H = 1791 м) и «Milrow» (H = 1219 м). Кроме того, выполнены расчеты максимальных значений относительного коэффициента изменения проницаемости горного массива в ближней зоне взрыва. Показано, что применяемые при численном моделировании механического и сейсмического действий взрыва методы удовлетворительно описывают параметры сейсмовзрывных волн и конфигурацию зоны нарушенного взрывом материала. При этом результаты расчета не несут количественной информации о степени повреждения массива и изменении его интегральных свойств. Тем не менее, использование установленных ранее корреляционных зависимостей позволяет оценить такие свойства как поствзрывные: проницаемость, скорость распространения колебаний, степень раскрытия образовавшихся трещин и т.д. Результаты таких оценок могут быть использованы в качестве исходных данных при моделировании целого ряда физических задач.

Для уточнения расчетных моделей подготовки землетрясений важной задачей является оценка свойств и размеров зоны динамического влияния разлома, где материал обладает повышенной трещиноватостью и проницаемостью, сниженными значениями скоростей распространения упругих волн. В статье представлены результаты численного моделирования процесса формирования нарушенной зоны при динамическом распространении разрыва землетрясения. При этом рассмотрено как разрушение породы сдвигом, так и разрушение отрывом. Показано, что общая картина разрушения скальной породы сильно зависит от глубины расположения разрыва. При использованных в расчете параметрах среды и поля напряжений, на глубине более ~ 9 км, литостатические напряжения полностью блокируют разрушение отрывом. На глубине менее ~ 6 км отрыв является основным механизмом разрушения породы.