Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Шапиро Николай Михайлович Франция, Россия
Номер договора
14.W03.31.0033
Период реализации проекта
2018-2020

По данным на 18.05.2020

37
Количество специалистов
5
научных публикаций
2
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Сотрудники лаборатории проводят научные исследования, направленные на разработку новых технологий совместного анализа и интерпретации наземных и спутниковых геофизических данных, и их применение для изучения геодинамики зон субдукции Дальнего Востока Российской Федерации. Применение передовых технологий к имеющимся и новым экспериментальным данным позволит создать актуальные модели строения и развития зон субдукции и областей вулканической активности.

Название проекта: Геофизические исследования, мониторинг и прогноз развития катастрофических геодинамических процессов на Дальнем Востоке РФ

Приоритет СНТР: ж, а


Цели и задачи

Направления исследований: Науки о Земле и смежные экологические науки

Цель проекта: Разработка современных технологий совместного анализа и интерпретации наземных и спутниковых геофизических данных, их внедрение в практику исследований, мониторинга и прогноза активных геодинамических процессов в зонах субдукции


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны инновационные методы анализа геофизических данных: метод анализа собственных значений и собственных векторов корреляционной матрицы непрерывных сейсмических записей сети сейсмографов для детектирования сейсмо-вулканических треморов и локации их источников; метод детектирования низкочастотных фильтров землетрясения с применением согласованного фильтра или «корреляции по шаблону»; метод анализа каталогов землетрясений на основе статистического спектрального представления точечных процессов для выявления уровня пространственно-временной кластеризации источников; метод, который воспроизводит фильтрацию, применяемую в процессе построения гравитационных моделей спутников Грейс.
  • Собраны базы спутниковых данных (ежемесячные модели гравитационного поля, радарные снимки, данные GPS) для выполнения задач проекта.
  • На основе сейсмологических данных получены и проанализированы каталоги сейсмических треморов и низкочастотных землетрясений и изучена структура коры под Ключевской группой вулканов. На основе анализа низкочастотных вулканических землетрясений на Толбачике показано, что уровень пространственно-временной кластеризации уменьшается за несколько дней перед сильным извержением, поэтому предложенный метод может быть использован для мониторинга вулканических извержений.
  • Проведены регулярные гидросейсмологические наблюдения. Выполнены палеосейсмологические исследования на побережье Кроноцкого залива и на полуострове Шипунский, а также работы по интерпретации собранных ранее данных по побережью Авачинского залива.
  • Проведено геологическое опробование Малко-Петропавловской зоны дислокаций. Выявлены и изучены отложения 33 неизвестных ранее цунами на побережье Авачинского залива. Cоставлена тефрохронологическая шкала, позволяющая коррелировать и датировать сейсмические события и цунами.
  • Выполнен анализ применимости различных технологий обработки спутниковых радарных снимков и оценки полей смещений земной поверхности в условиях Курило-Камчатской зоны субдукции (ККЗС), включая методы парной интерферометрии, устойчивых и распределенных отражателей. Методика оценки полей смещений земной поверхности была применена в областях землетрясений и вулканической активности в условиях ККЗС, и были получены первые результаты расчетов для Ключевской группы вулканов. Получены новые поля смещений для Олюторского землетрясения и начато построение новой модели поверхности разрыва с учетом данных GPS.
  • Проведен анализ поведения временных рядов гравитационных аномалий в различных районах ККЗС. Выявлено несколько районов, в которых происходило изменение поведения временных рядов во времени – скачки или изменение наклона линейного тренда. Часть таких районов сопряжена с известными сейсмическими событиями (Симуширское и Охотоморское землетрясения).
  • Для интерпретации наблюдений низкочастотных землетрясений исследована задача описания эволюции давления при миграции глубинных флюидов (магмы) и генерируемых при этом сейсмических сигналов.
  • Разработана, отмакетирована и опробована в реальных экспериментах многоканальная модульная система нового поколения, позволяющая регистрировать и сигналы акустической эмиссии, и служебную информацию без потери данных в течение всего времени эксперимента.
  • Предложены и успешно проверены на практике методики проведения экспериментов по разрушению образцов горных пород применительно к задачам проекта. Разработаны и использованы для хранения и анализа информации специализированные базы данных.

Внедрение результатов исследования:

  • Разработан комплекс автоматических компьютерных программ для вычисления в реальном времени кросс-корреляций непрерывных сейсмических записей и их использования для локализации источников треморов. С декабря 2018 г. разработанный комплекс внедрен в Камчатский филиал Единой геофизической службы РАН.

  • Использована технология DInSAR для анализа снимков со спутников ERS-2 на область Олюторского землетрясения 20 апреля 2006 г. Построена новая парная интерферограмма по снимкам от 19.10.2005 и 11.07.2007 г. и оценено поле косейсмических смещений, интерпретация которого будет выполнена в 2019 г.

  • Разработана методика определения предполагаемых зон сцепления по графику повторяемости землетрясений. Проведен статистический анализ каталогов тектонических землетрясений Камчатки и ряда других регионов со сходной и отличной тектоникой.

  • Разработаны и зарегистрированы две программы для электронно-вычислительной машины: «Программа управления модулем регистрации деформационных характеристик образца горной породы» и «Программа анализа волновых форм сигналов ультразвукового зондирования». Обе программы успешно используются в Лаборатории при проведении лабораторных экспериментов по моделированию процессов разрушения горных пород.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организованы на Камчатке полевая практика для студентов кафедры физики Земли физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и международная вулканологическая полевая школа «Мутновская», в которой принимали участие магистранты МГУ имени М. В. Ломоносова и читал лекции руководитель проекта (2018 г.).

  • Проведен курс лекций «Современные методы анализа сейсмологических данных» ведущим ученым Николаем Шапиро в МГУ имени М. В. Ломоносова (Россия).

Сотрудничество:

  • Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Россия): совместные исследования, научные мероприятия, организация полевых практик для студентов и аспирантов, составлена тефрохронологическая шкала, позволяющая коррелировать и датировать сейсмические события и цунами, проведена летняя полевая школа «Мутновская» для студентов и аспирантов

  • Камчатский филиал Единой геофизической службы РАН (Россия): совместные исследования, научные мероприятия, организация полевых практик для студентов и аспирантов, разработан комплекс автоматических компьютерных программ для вычисления в реальном времени кросс-корреляций непрерывных сейсмических записей и их использования для локализации источников треморов, проведена летняя полевая школа «Мутновская» для студентов и аспирантов

  • МГУ имени М. В. Ломоносова (Россия): совместная образовательная деятельность, создан и внедрен в образовательный процесс курс лекций «Современные методы анализа сейсмологических данных»
Скрыть Показать полностью
Frank W.B., Shapiro N.M., Gusev A.A.
Progressive Reactivation of the Volcanic Plumbing System Beneath Tolbachik Volcano (Kamchatka, Russia) Revealed by Long-Period Seismicity. Earth and Planetary Science Letters 493: 47–56 (2018).
Gomez-Garcıa C., Brenguier F., Boue P., Shapiro N.M., Droznin D.V., Droznina S.Ya., Senyukov S.L., Gordeev E.I.
Retrieving Robust Noise-Based Seismic Velocity Changes from Sparse Data Sets: Synthetic Tests and Application to Klyuchevskoy Volcanic Group (Kamchatka). Geophysical Journal International 214(2): 1218–1236 (2018).
Shapiro N.M., Campillo M., Kaminski E., Vilotte J.-P., Jaupart C.
Low-Frequency Earthquakes and Pore Pressure Transients in Subduction Zones. Geophysical Research Letters 45(20): 11,083–11,094 (2018).
Soubestre J., Shapiro N.M., Seydoux L., Rosny J.de, Droznin D.V., Droznina S.Ya., Senyukov S.L., Gordeev E.I.
Network-Based Detection and Classification of Seismovolcanic Tremors: Example from the Klyuchevskoy Volcanic Group in Kamchatka. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 123(1): 564–582 (2018).
Новости лаборатории
Фотоальбомы
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория орогенеза

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук

Науки о Земле и смежные экологические науки

Иркутск

Писаревский Сергей Анатольевич

Австралия, Россия

2019-2021

Вычислительная лаборатория подземной физико-химической гидро-геомеханики

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова"

Науки о Земле и смежные экологические науки

Москва

Подладчиков Юрий Юрьевич

Россия

2019-2021

Научно-образовательный центр «Геотермохронологии»

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Науки о Земле и смежные экологические науки

Казань

Буслов Михаил Михайлович

Россия

2018-2020