Лаборатория геофизической информатики

Основные научные направления

  • Математическое моделирование и экспериментальные исследования в задачах активной сейсмологии и вибросейсмического мониторинга среды.
  • Исследование процессов формирования и распространения волновых полей от вибрационных источников в неоднородных сложнопостроенных средах, моделирующих вулканические структуры и зоны разломов в сейсмоактивных областях.
  • Исследование взаимодействия волновых полей различной физической природы и нелинейных эффектов при вибрационном излучении сейсмических волн.
  • Разработка алгоритмов и программ обработки данных активного мониторинга.
  • Экспериментальные работы по активной сейсмологии в Алтае-Саянском регионе, Байкальской рифтовой зоне и в зонах вулканических структур Тамани и Приэльбрусья.
  • Развитие геоинформационных и Интернет- технологий для задач активной сейсмологии и вибросейсмического мониторинга сейсмо-вулканоопасных зон.

Основные результаты

Лаборатория проводит фундаментальные и прикладные исследования в области геоинформатики и активной сейсмологии с использованием мощных вибрационных источников. Это направление экспериментальной геофизики получило развитие в СО АН СССР со средины 1970-х годов. Исследования были начаты в ИВМиМГ СО РАН (ВЦ АН СССР) коллективом Отдела прикладной геофизики ВЦ (д.т.н. В.В. Ковалевский, д.т.н. Б.М. Глинский, д.т.н. М.С. Хайретдинов, к.т.н. Б.М. Пушной и др.) под руководством одного из основателей нового направления акад. А. С. Алексеева при выполнении научной программы “Вибрационное просвечивание Земли”.

Выполнен цикл работ по математическому моделированию волновых полей и процессов вибросейсмического зондирования и мониторинга сейсмо- и вулканоопасных зон. Для грязевого вулкана гора Карабетова (Таманский п-ов) создана полномасштабная 3-D модель, учитывающая его геологическое строение и проведены численные эксперименты на вычислительных комплексах ССКЦ ИВМиМГ СО РАН (кластер НКС-30Т). Объяснены экспериментальные данные вибросейсмического зондирования вулкана, связанные с резонансными эффектами в центральном канале и антиклинальной геологической структурой вулканической постройки.

Впервые выполнены экспериментальные исследования вибросейсмического поля мощного виброисточника ЦВ-100 (п. Бабушкин, Байкал), на 500-км профиле Байкал - Улан-Батор (Монголия). Получены данные о распространении вибросейсмических волн в зоне Байкальского рифта и континентальной коры Северной Монголии для исследования строения земной коры в регионе и верификации существующих скоростных моделей.

С целью выделения информативных параметров сейсмических волновых полей в результате их распространения в средах с ярко выраженной анизотропией и трещиноватостью выполнен анализ данных уникальных экспериментов по вибросейсмическому зондированию грязевых вулканов Таманской грязевулканической провинции (вулканы Шуго, Ахтанизовский, гора Карабетова), а также тектонических разломов в Байкальской рифтовой зоне и Алтае-Саянском регионе. Обнаружены явления частотно-временной и нелинейной трансформации волновых полей в таких средах, расширения спектров зондирующих колебаний и появления дополнительных случайно распределенных во времени волн.

Впервые проведен пилотный эксперимент по развертыванию подземной линейной сейсмической группы с апертурой 2,5 км непосредственно над магматическим очагом вулкана Эльбрус, в туннеле вспомогательной штольни Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН, выполнены исследования низкоэнергетической сейсмической активности района вулкана Эльбрус.

Разработана новая технология прогнозирования метеозависимых геоэкологических рисков для окружающей среды от энергетического воздействия инфразвуковых колебаний, порождаемых мощными техногенными и природными взрывами. Технология базируется на разработанном оригинальном экологически безопасном методе, предусматривающем  применение сейсмических вибраторов в качестве источников, имитирующих взрывы, но обладающих в сравнении ними намного меньшей мощностью. На основе численного моделирования и экспериментальных исследований с применением вибратора ЦВ-40 (Быстровский полигон), использованием полигонных и карьерных взрывов выделены основные метео-факторы, определяющие закономерности направленного распространения инфразвука и распределение его энергетических характеристик на определенных азимутальных направлениях, потенциально опасных для окружающей среды.

В Лаборатории создана Научная Информационная Система «Активная сейсмология» с базой данных геофизических исследований с вибрационными источниками Байкало-Монгольского и Алтае-Саянского региона, вулканических зон Таманской грязевулканической провинции и Камчатки, базы алгоритмов и программ обработки геофизических данных, математического моделирования на базе ССКЦ.

История нашей лаборатории подробно отражена в главе "Математическая и прикладная геофизика" книги "Институт вычислительной математики и математической геофизики (ВЦ) СО РАН. Страницы истории" / под  редакцией академика Б.Г. Михайленко (см.приложение 1).

Сайт Лаботатории геофизической информатики  "Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками":    http://opg.sscc.ru