Лаборатория по геофизична информатика, ICM&MG SB RAS

Основни научни направления

  • Математическо моделиране и експериментални изследвания по проблемите на активната сеизмология и вибросеизмичния мониторинг на околната среда.
  • Изследване на процесите на формиране и разпространение на вълнови полета от източници на вибрации в нехомогенни сложни среди, симулиращи вулканични структури и разломни зони в сеизмично активни райони.
  • Изследване на взаимодействието на вълнови полета с различна физическа природа и нелинейни ефекти по време на вибрационно излъчване на сеизмични вълни.
  • Разработване на алгоритми и програми за обработка на данни от активен мониторинг.
  • Експериментална работа по активна сеизмология в района на Алтай-Саян, Байкалската рифтова зона и в зоните на вулканични структури в района на Таман и Елбрус.
  • Разработване на геоинформационни и интернет технологии за задачи на активна сеизмология и вибросеизмичен мониторинг на сеизмово-вулканоопасни зони.

Основни резултати

Лабораторията извършва фундаментални и приложни изследвания в областта на геоинформатиката и активната сеизмология с помощта на мощни вибрационни източници. Тази област на експерименталната геофизика се развива в Сибирския клон на Академията на науките на СССР от средата на 70-те години. Проучванията са започнати в ICM&MG SB RAS (Компютърен център на Академията на науките на СССР) от екипа на Департамента по приложна геофизика на Изчислителния център (д-р V.V. Ковалевски, д-р B.M. Glinsky, д-р M.S. Khairetdinov, Ph.D. А. С. Алексеев по време на изпълнението на научната програма „Вибрационно трансилюминиране на Земята“.

Серия от работи по математическо моделиране на вълнови полета и процеси на вибросеизмично сондиране и мониторинг на сеизмични ивулканични зони. За калния вулкан връх Карабетова (полуостров Таман) е създаден пълномащабен 3-D модел, който отчита неговата геоложка структура, и са проведени числени експерименти на компютърните системи на SSCC, ICM&MG SB RAS (клъстер NKS-30T). Обясняват се експерименталните данни от вибросеизмично сондиране на вулкана, свързани с резонансни ефекти в централния канал и антиклиналната геоложка структура на вулканичната постройка.

За първи път бяха проведени експериментални изследвания на вибросеизмичното поле на мощния източник на вибрации ЦВ-100 (село Бабушкин, Байкал) на 500-километровия профил Байкал - Улан Батор (Монголия). Данни за разпространението на вибросеизмични вълни в зоната на Байкалския разрив и континенталната кора на Северна Монголия бяха получени за изследване на структурата на земната кора в региона и проверка на съществуващите скоростни модели.

icmmg
За да се изолират информативните параметри на сеизмичните вълнови полета в резултат на тяхното разпространение в среди с изразена анизотропия и фрактуриране, беше направен анализ на данните от уникални експерименти за вибросеизмично сондиране на кални вулкани в Таманската кална вулканична провинция (вулкани Шуго, Ахтанизовски, връх Карабетова), както и тектонски разломи в Байкалската рифтова зона и Алтаево-Саянската област. Открити са явленията на честотно-времевата и нелинейна трансформация на вълновите полета в такива среди, разширяването на спектрите на сондиращите трептения и появата на допълнителни вълни, произволно разпределени във времето.

За първи път беше проведен пилотен експеримент за разполагане на подземен линеен сеизмичен масив с апертура от 2,5 km директно над магмената камера на вулкана Елбрус, в тунела на спомагателната щолна на обсерваторията за неутрино Баксан на INR RAS, бяха проведени изследваниянискоенергийна сеизмична активност в района на вулкана Елбрус.

Разработена е нова технология за прогнозиране на зависимите от времето геоекологични рискове за околната среда от енергийното въздействие на инфразвукови вибрации, генерирани от мощни изкуствени и природни експлозии. Технологията се основава на разработения оригинален екологичен метод, който включва използването на сеизмични вибратори като източници, които симулират експлозии, но имат много по-ниска мощност в сравнение с тях. Въз основа на числено моделиране и експериментални изследвания с помощта на вибратора TsV-40 (Бистровски полигон), използването на полигони и открити експлозии, са идентифицирани основните метеорологични фактори, които определят моделите на насочено разпространение на инфразвука и разпределението на неговите енергийни характеристики в определени азимутални посоки, които са потенциално опасни за околната среда.

В лабораторията е създадена научна информационна система "Активна сеизмология" с база данни от геофизични изследвания с вибрационни източници на Байкало-Монголския и Алтай-Саянския регион, вулканични зони на Таманската кална вулканична провинция и Камчатка, база данни от алгоритми и програми за обработка на геофизични данни, математическо моделиране на базата на SSCC.

Историята на нашата лаборатория е описана подробно в главата "Математическа и приложна геофизика" на книгата "Институт по изчислителна математика и математическа геофизика (CC) на Сибирския клон на Руската академия на науките. Страници от историята" / под редакцията на академик Б.Г. Михайленко (вижте Приложение 1).