Том 23, № 6 (2023)

Обложка

Весь выпуск

Статьи

REGRESSION DERIVATIVES AND THEIR APPLICATION IN THE STUDY OF MAGNETIC STORMS

Agayan S., Bogoutdinov S., Sidorov R., Soloviev A., Kamaev D., Aleksanyan A., Dzeranov B.

Аннотация

Discrete Mathematical Analysis (DMA) is a data analysis method that uses fuzzy mathematics and fuzzy logic. DMA involves the active participation of the researcher in the study of records, offering technologies and algorithms for analyzing records through the properties of interest to the researcher. In the present work, such properties are related to regression derivatives, and the results obtained are applied to magnetic records. The possibilities of the method in the morphological analysis of geomagnetic storms are demonstrated on the example of three strongest storms that have occurred since the beginning of the current 25th solar cycle.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6001
pages ES6001 views

MODELING THE HORIZONTAL VELOCITY FIELD OF THE EARTH’S CRUST IN A REGULAR GRID FROM GNSS MEASUREMENTS

Manevich A., Losev I., Avdonina A., Shevchuk R., Kaftan V., Tatarinov V.

Аннотация

There are numerous methods for modeling velocity fields of the Earth’s crust. However, only a few of them are capable of modeling data beyond the contour of the geodetic network (extrapolating). Spatial modeling based on a neural network approach allows for the adequate modeling of the field of recent crustal movements and deformations of the Earth’s crust beyond the geodetic network contour. The study extensively examines the hyperparameter settings and justifies the applicability of the neural network model for predicting crustal movement fields using the Ossetian geodynamic polygon as an example. The presented results, when compared to classical modeling methods, demonstrate that the neural network approach confidently yields results no worse than classical methods. The results of modeling for the Ossetian polygon can be used for geodynamic zoning, identification zones of extension and compression, computing the tectonic component of stresses, and identifying areas of high-gradient displacements.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6002
pages ES6002 views

THE PRESENT STATE OF THE KOLA PENINSULA BROADBAND SEISMIC NETWORK

Goev A., Fedorov A., Fedorov I., Asming V., Aleshin I., Yudochkin N.

Аннотация

This paper provides information about the main parameters of spatial broadband seismic network in the Kola region (the northeastern part of the Fennoscandian Shield). Since 2021 the seismic network has been expanded by five seismic stations and currently consists of nine stations located on the territory of the Russian Federation. Configuration of the network allows to broaden the scope of research of the Kola region lithospheric structure significantly. The prospects of integrating the newly installed stations into the automated regional seismic monitoring network are considered. The analysis of seismic noise in the places of installation of new seismic stations was carried out. It was shown that the data provided by the new broadband stations increases the accuracy of seismic events location in the research area.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6003
pages ES6003 views

INFLUENCE OF ROCK WATERING ON POST-SEISMIC ACTIVITY: A STUDY ON THE KHIBINY MASSIF

Baranov S., Shebalin P., Zhukova S., Motorin A., Fedorov I.

Аннотация

The article is devoted to the study of the influence of watering of the rock environment on post-seismic activity in the deposits of the Khibiny mountains. Initial data are the results of long-term monitoring of seismicity and observations of water inflows. At a qualitative level, the influence of watering of the environment on the b-value of the Gutenberg – Richter distribution of magnitudes of triggered events, as well as on the parameters of the Omori – Utsu law, which describes the post-seismic activity decay rate over time, was studied.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6004
pages ES6004 views

УЛУЧШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРОГНОЗА СОСТОЯНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА ЗА СЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

Турко Н.А., Лобашев А.А., Ушаков К.В., Кауркин М.Н., Кальницкий Л.Ю., Сёмин С.А., Ибраев Р.А.

Аннотация

В работе демонстрируется влияние расположения измерителей на точность оперативного прогноза состояния Мирового океана. Проводится сравнение различных методов расстановки измерителей, в том числе расстановка, полученная методом Concrete Autoencoder (CA). Для оценки влияния расположения датчиков на точность прогноза проводилось моделирование, имитирующее ситуацию, когда начальное состояние Мирового океана заметно отличается от реального. В эксперименте заменялись начальные условия для модели океана и льда, при этом атмосферный форсинг сохранялся из контрольного эксперимента. Затем производилось интегрирование модели с усвоением данных об «истинном» состоянии в точках расположения сенсоров. Результаты показали, что расстановка сенсоров, полученная при помощи методов глубокого обучения, превосходит в точности прогноза другие рассмотренные расстановки при сопоставимом числе сенсоров.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6005
pages ES6005 views

ДИНАМИКА ОСЕДАНИЯ И ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ПРИОЗЕРНОЙ ЧАСТИ ДЕЛЬТЫ Р. РИТЫ В ЗОНЕ РАЗРЫВОВ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. БАЙКАЛ

Лунина О.В., Гладков А.А.

Аннотация

В связи с активным освоением речных дельт их оседание является одной из ключевых проблем жизнедеятельности человека. Процесс закономерный и зависит от многих факторов, влияние которых еще недостаточно изучено. Нами проведено исследование, цель которого заключалась в выявлении изменений земной поверхности приозерной части дельты р. Риты в зоне ранее выявленных разрывов на северо-западном побережье оз. Байкал. Оценка топографических изменений выполнялась путем расчета разницы между разновременными цифровыми моделями местности (ЦММ), полученными на двух локальных участках по данным беспилотной аэрофотосъемки сверхвысокого разрешения в 2020 и 2021 гг. В результате установлено, что оседание приозерной части дельты за 11 месяцев и 19 дней произошло в среднем на 5–10 см. Эти значения ассоциируются с естественным уплотнением осадков. В местах их накопления агградация происходит на аналогичные величины, уравновешивая баланс отложений. В выходах сейсмогравитационных нарушений в отсутствии наносов просадки достигли 33–37 см, что указывает на активные эндогенные и экзогенные процессы в зоне Кочериковского разлома. Наибольшие отрицательные и положительные вертикальные изменения рельефа до 40 см произошли в пределах пляжа и связаны с волноприбойной деятельностью. Самая крайняя заболоченная часть мыса Рытого испытала максимальное опускание за год. Наибольшее накопление аллювия произошло на южном участке дельты р. Риты в понижении, выраженном в рельефе местности и совпадающим с зоной современных разрывов, а также в аккумулятивном потоке, перекрывающем зону поверхностных нарушений. За исключением этой части, несмотря на интенсивные наносы, разрывы хорошо проявлены на ЦММ, а значит, продолжают развиваться. Сравнение разновременных ЦММ путем вычитания высотных отметок для каждого узла (пикселя) модели является перспективным и недорогим методом для целей мониторинга деформаций земной поверхности.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6006
pages ES6006 views

THEORETICAL AND EXPERIMENTAL MODELING OF LOCAL SCALE CO2 FLUSHING OF HYDROUS RHYOLITIC MAGMA

Simakin A., Devyatova V., Shiryaev A.

Аннотация

Flushing of hydrous silicic magmas with crustal carbonic fluid may be an important factor controlling the dynamics of rhyolitic eruptions. We present combined theoretical and experimental study of the interaction of carbonic fluid with a hydrous silicic melt. The process of diffusional equilibration of a CO2 bubble with a silicic melt was simulated numerically in the spherical shell approximation. The rapid water transfer from the melt to the bubble is followed by a slower diffusion of CO2 into the melt. The water distribution in the melt becomes almost uniform over a period proportional to the diffusional unit of time 0.14τw, determined by the initial inter-bubble distance W equal the distance between neighbor bubbles centers and the water diffusion coefficient Dw in the melt (τw = W 2/Dw), while the CO2 distribution remains strongly contrasting and the melt remains undersaturated in CO2. This process was modelled experimentally with a hydrous albite melt at P = 200MPa and T = 950–1000 °C. In the first series of experiments at T = 950◦C, a glass powder was filled with pure CO2 at the beginning of the experiment, forming numerous bubbles at the run temperature. Micro-FTIR measurements showed that after 40 minutes the water content in the melt decreased from 4.9 down to 1.8 wt. % with the maximum CO2 content of 500 ppm (below saturation). After 4 hours, the crystallinity increased to 85%, and almost all of the fluid bubbles escaped. The second series of experiments CO2 interacted with a 2 mm high column of hydrous albite melt. Diffusion profiles in the quenched glass were measured using EMPA (H2O) and micro-FTIR (CO2 and H2O). The estimated diffusion coefficients in the melt for H2O (1.1 × 10−6 cm2 /s) and CO2 (1.5 × 10−7 cm2 /s) are consistent with published data. Scaling analysis predicts that in the nature, after the influx of CO2 bubbles a few millimeters in size, the maximum dehydration of rhyolitic magma with viscosity near 105 Pa s without a significant increase in CO2 content occurs after 1–30 days, i.e. a period compatible with the minimum duration of pre-eruption processes in the magma chamber.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6007
pages ES6007 views

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ВОЛН В ПРИУСТЬЕВОЙ ЗОНЕ ДУНАЯ ПО СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

Медведева А.В., Михайличенко Т.В., Станичный С.В., Булатов В.В.

Аннотация

Для приустьевой зоны Дуная рассмотрены механизмы проявления внутренних волн в спутниковых данных оптического диапазона. Выделены 3 основных механизма проявления внутренних волн – ранее описанные динамический (за счет изменения шероховатости морской поверхности в конвергентных зонах, создаваемых движущейся внутренней волной), сликовый – когда в зонах конвергенции скапливаются поверхностно активные вещества, и новый – за счет изменения яркости морской поверхности при модуляции внутренней волной толщины рассеивающего слоя. Для анализа были использованы данные сканера OLI Landsat-8 за 2015–2019 годы. Показано, что в различных ситуациях внутренние волны могут проявляться либо за счет различных механизмов, либо только за счет какого-то одного. Построены суммарные карты проявлений внутренних волн в исследуемом районе. Дополнительно рассмотрены ситуации с квазисинхронными данными MSI Sentinel-2 и C-SAR Sentinel-1, на которых отображались пакеты внутренних волн. Подбор таких пар позволил оценить фазовые скорости внутренних волн, которые составили от 0,05 м/с (0,19 км/ч) до 0,95 м/с (3,43 км/ч) в различных гидрометеорологических ситуациях. Представлены примеры трансформации фронта внутренних волн на субмезомасштабных вихрях.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6008
pages ES6008 views

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ВАРИАЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА ГРУППИРУЕМОСТИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ ЯПОНИИ)

Цахилова Е.А.

Аннотация

Статья посвящена пространственному распределению средней продуктивности землетрясений основной части Японии за период 2000–2020 гг. Карты были построены с помощью инструмента The Generic Mapping Tools с использованием каталога Японского Метеорологического Агентства для землетрясений глубиной 40 км от поверхности. Речь идет о «коровых» землетрясениях сухопутной части Японии. Были построены карты для периода 2010–2020 гг., где варьировались радиус (25 км, 50 км, 100 км), полнота каталога (1 и 1,5) и ∆ -продуктивность (1 и 2). Для самой показательной карты была проверена устойчивость картины во времени. Также сделана попытка проверить влияние теплового потока на распределение средней продуктивности землетрясений.
Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6009
pages ES6009 views

ON THE USE OF A COMPLEX INDICATOR OF THE STABILITY OF PERMUTATION ENTROPY OF TIME SERIES FRAGMENTS WHEN ANALYZING INFRASOUND MONITORING SIGNALS OF THE ALTAI REPUBLIC

Kudryavtsev N., Frolov I., Safonova V.

Аннотация

This paper discusses one of the approaches that allows us to assess the degree of complexity or randomness of fragments of a time series in order to detect infrasound or geomagnetic signals in the results of observations of the dynamics of the natural or man-made processes under study. In our case, we are talking about monitoring the infrasound background on the territory of the Altai Republic. To solve the problem of estimating the required characteristics of a time series with minimal computational costs and in real time, a complex indicator of the stability of permutation entropy is introduced, since estimating the value of classical permutation entropy for n = 3 (the most commonly used version of permutation entropy) does not allow solving the problem with sufficient accuracy.

Russian Journal of Earth Sciences. 2023;23(6):ES6010
pages ES6010 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».