SVERT

Вулканическая обстановка



Baner1

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук создан распоряжением Совета Министров СССР от 23.06.1946 г. № 7930 как Сахалинская научно-исследовательская база Академии наук СССР. 6.10.1949 г. база реорганизована в Сахалинский филиал АН СССР.

20.05.1955 г. филиал реорганизован в Сахалинский комплексный научно-исследовательский институт АН СССР (СахКНИИ).

25.10.1984 г. переименован в Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного научного центра АН СССР (с 26.09.1987 г. Дальневосточного отделения АН СССР).

13.12.2011 г. изменен тип и наименование – Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМГиГ ДВО РАН).

В настоящее время Институт подведомствен Министерству науки и высшего образования Российской Федерации, https://minobrnauki.gov.ru/

Юридический и фактический адрес института: 693022, Россия, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б Контактные данные и схема проезда приведены на странице http://www.imgg.ru/ru/contact

Директор Института: является доктор физ.- мат наук Богомолов Леонид Михайлович, http://www.imgg.ru/ru/users/leonid-bogomolov.

Целью и предметом деятельности Института является выполнение фундаментальных, поисковых и прикладных научных исследований в области геологии, геофизики и геоэкологии, направленных на изучение природных и техногенных катастрофических явлений и проблем рационального природопользования.

ИМГиГ ДВО РАН в соответствии со своим Уставом осуществляет издательскую деятельность. Ежегодно выпускается 3–4 монографии, http://books.imgg.ru/index.htm, издается научный журнал «Геосистемы переходных зон», http://journal.imgg.ru/

Институт включает: 7 научных лабораторий, отдел аспирантуры, центр коллективного пользования. Фактическая численность персонала (на 31.12.2018 г.) – 120 человек, в том числе 64 научных работника (из них 1 чл.-корр. РАН, 7 докторов и 32 кандидата наук). Средний возраст научных сотрудников ИМГиГ ДВО РАН в настоящее время менее 50 лет. В Институте работает 9 кандидатов наук в возрасте до 35 лет.

Фонды ИМГиГ ДВО РАН содержат научные коллекции образцов природных объектов, главным образом собранных на Сахалине и Курильских островах: минералов, спилов древесных растений Сахалина и Курильских островов, сосудистых растений, мохообразных и лишайников, зоологическую коллекцию.

На базе Института работает Объединенный диссертационный совет Д999.004.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук, по специальностям: 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых (физико-математические науки), 25.00.29 – Физика атмосферы и гидросферы (физико-математические науки), http://www.imgg.ru/ru/teams/dissertation-council

Достижения Института, важнейшие результаты:

1. Впервые показано, что совместное применение методов LURR (Load/ Unload Response Ratio) и СРП (саморазвивающиеся процессы), каждый из которых был ранее адаптирован для каталогов землетрясений Сахалина, позволяет улучшить точность определения времени ожидаемого события (от нескольких лет по данным LURR до месяцев-дней по данным СРП при существенном снижении количества ложных тревог свойственных СРП). На основе этих методов предложен алгоритм расчетов для прогноза землетрясений на Сахалине. Основой для алгоритма стало уточнение времени переходов между различными режимами сейсмического процесса: от фонового к подготовке очага (стадии LURR –предвестника) и от режима сравнительно “медленной” подготовки к режиму с обострением (СРП). Подтверждено что параметр LURR, а именно его уменьшение после максимального значения, указывает на переход в стадию временного снижения сейсмической активности (вероятно, ввиду кластеризации разрывов) с последующим переходом к нарастанию активности - началу СРП (в форме форшоковой активизации). Результат получен на примерах Сахалинских землетрясений с магнитудами M>5.5 в период с 2004 по 2018 гг., когда сейсмическая сеть на Сахалине обеспечивала регистрацию достаточно большого числа слабых событий (с магнитудами до 3.5). Расчеты по методу СРП для пяти самых сильных землетрясений на острове Сахалин за последние тринадцать лет в областях аномальных значений LURR выявили нарастающие решения модели. Эти решения получены за 11-77 дней до главных событий.

2. Впервые в мире создан официальный государственный нормативный стандарт по учету цунами - Свод правил «Здания и сооружения в цунамиопасных районах. Правила проектирования», нацеленный на применение при проектировании новых и реконструкции эксплуатируемых прибрежных и береговых зданий и сооружений, расположенных в цунамиопасных районах Российской Федерации. СП разработан в целях обеспечения их нормируемой надежности и безопасности при воздействии цунами, а также при разработке проектов территориального планирования по, оценке последствий вероятных цунами и анализе цунами-риска. Создан теоретический базис для вероятностной модели повторяемости цунами пуассоновского типа. Выявлена структура функции повторяемости высот цунами общего вида. Сделаны заключения о характере ее асимптотики для малых и больших высот цунами. Построены обзорные карты цунамирайонирования для ряда побережий Дальнего Востока России

3. Открыты новые направления океанологических исследований: морское волнение подо льдом и хаотичность колебаний в морских динамических системах. Выявлены ранее неизвестные эффекты генерации и распространения опасного морского волнения. Обнаружен и исследован эффект генерации низкочастотных микросейсм (с периодами около 50 и 100 с) инфрагравитационными волнами, который предположительно оказывает влияние на процессы накопления/снятия напряжений в земной коре. Пики на близких периодах наблюдались во время штормов в двух различных районах юго-восточного побережья острова Сахалин в разные годы, что позволяет говорить о надежном выделении данного эффекта. Идентичность пиков, предположительно, обусловлена сходным характером прибрежного рельефа побережья.

4. Создана высокоточная геодезическая основа геодинамических исследований в зоне схождения Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской тектонических плит. Изучено пространственное положение их границ, оценена глубина контакта и скорость конвергенции на о. Сахалин. Получены уникальные данные о современных геодинамических процессах в Курильской зоне субдукции. Оценен сейсмический потенциал различных участков зоны субдукции. Непрерывные GPS/ГЛОНАСС измерения в эпицентральной зоне Симуширских землетрясений 2006 г. впервые выявили зависимость вязкости астеносферы от скорости наблюдаемого постсейсмического движения земной поверхности. GPS/ГЛОНАСС станциями Охотского региона зарегистрированы косейсмические смещения земной поверхности в результате Охотского землетрясения 24.05.2013 г. Mw=8.3, произошедшего вблизи западного побережья полуострова Камчатка на глубине ~600 км. Построена дислокационная модель глубокофокусного землетрясения в упругом полупространстве, которая описывает тип подвижки в очаге – пологий сброс западного падения под углом 11 градусов, с максимальным смещением – 7 м. Погружающаяся Тихоокеанская плита по толщине была разорвана на 50 км.

5. Разработана единая концепция развития инструментальных сейсмологических наблюдений в Дальневосточном регионе России. На основе выявленных особенностей сейсмичности и глубинного строения отдельных блоков региона составлены новые уточненные годографы Р и SP волн, внедренные с 2006 г. в практику обработки наблюдений Сахалинского филиала «Единой геофизической службы РАН». Создана эффективная методология и математическое обеспечение среднесрочного прогноза сильных землетрясений северо-западной части Тихого океана по потоку сейсмичности, основанные на стабильных закономерностях сейсмического режима. Предложен двухэтапный способ обнаружения завершающей стадии подготовки сильного (М≥5) землетрясения в Сахалинском регионе и прогнозирования момента его возникновения. Разработанные методологии использовались при выработке прогнозных заключений о сейсмической обстановке в Курильском и Сахалинском регионах. Перспективность разработок подтверждена успешными прогнозами ряда разрушительных землетрясений: Шикотанского 1994 г. (Mw=8.3), Токачи-оки 2003 г. (Mw=8.3), Такойского 2001 г (M=5.6), Невельского 2007 г. (Mw=6.2), Онорского 2016 (Mw=5.8)

6.Разработаны методология и программное обеспечение расчета карт пиковых ускорений грунта и коэффициентов их вариации для различных периодов повторяемости землетрясений, а также карт псевдо-спектральных ускорений грунта на основе вероятностного анализа сейсмической опасности с использованием метода логического дерева. На базе этой методологии выполнено детальное сейсмическое районирование территорий более 20 населенных пунктов Сахалинской области, а также и районов строительства инфраструктур нефтегазовых проектов «Сахалин-1», «Сахалин-2» и «Сахалин-5». Осуществлено уточнение фоновой сейсмичности территории в окрестности строительства Сахалинской ГРЭС-2 (севернее п. Ильинский, о. Сахалин). В ходе дешифрирования аэрофотоснимков изучаемой территории, обнаружено пять неизвестных прежде активных разломов, расположенных за пределами участка изысканий. Разработаны карты детального сейсмического районирования в параметрах макросейсмической интенсивности сотрясений (IMSK) и пикового ускорения грунта (PGA, g) для периодов повторяемости 500, 1000 и 5000 лет . Оценки IMSK на картах ДСР в центральном пункте изысканий для средних грунтов II категории оказались ниже по сравнению с аналогичными данными ОСР-97 на 0.4 (карта А), 1.0 (В) и 0.3 (С) балла.

7. На примере сейсмичности двух регионов (Китая и северо-западной части Тихоокеанского сейсмического пояса) установлено наличие связи между двумя природными явлениями – сильными землетрясениями и струйными течениями (Jet потоками) в атмосфере. Совместный анализ обоих типов данных за период наблюдений 2006-2010 гг. показал, что концы фронта или хвоста групп реактивной струи сохраняют свое положение в течение 6 и более часов в окрестностях эпицентров сильных (М > 6.0) землетрясений, предваряя такие события на срок от нескольких суток до двух месяцев.

8. Выполнена тектонофизическая реконструкция поля тектонических напряжений для северо­западного фланга Тихоокеанской сейсмофокальной области в районе подготовки очага землетрясения Тохоку 2011 г. Ось океанического желоба резко разделяет верхнюю часть тектоносферы на два геодинамических режима: субгоризонтального сжатия к западу от оси желоба и субгоризонтального растяжения к востоку от оси желоба. Установлено, что развитие очага происходило в области сочленения участков коры с высоким и низким уровнем эффективного давления. Выполнена реконструкция параметров современного напряженного состояния земной коры и верхней мантии в районе Южных Курильских островов до и после Шикотанского землетрясения 4(5) октября 1994 г. На большей части исследуемой территории значения параметров тензора напряжений имеют стабильный характер, преимущественный геодинамический режим – горизонтальное сжатие, основной тип тензора момента – сдвиг. Изменение характера поля напряжений в основном наблюдается в зоне сопряжения Японской и Курило-Камчатской сейсмофокальных областей.

9. Впервые обобщены данные о практике полувекового применения донных станций и сейсмографов в сейсмических и сейсмологических экспериментах по изучению скоростной структуры земной коры и подстилающей мантии на ложе северо-западной части Тихого океана и его окраинных морях, а также тонкой структуры сейсмофокальных зон Беньофа и Тараканова. Эти сведения, которые имеют первостепенную значимость для расшифровки тектоники, геодинамики, магматизма и геотермического режима северо-западной части Тихоокеанского региона, невозможно получить другими геофизическими методами (ГСЗ, КМПВ, МОГТ, НСП и т.п.).

10. Установлен петрохимический состав изверженных пород Охотоморского коллизионного шва (40-70х1200 км). Сложен он серпентинитовым меланжем, включающим блоки океанской плиты, юрские-палеогеновые базальты которой сформировались в спрединговых зонах (MORB), в океанских внутриплитных (WPB), островодужных и окраинно-морских (IAB) обстановках, а континентальные базальты – в континентальных рифтовых, островодужных и трапповых обстановках. В современное время этот коллизионный шов трансформирован в мантийно-коровую сдвиговую зону, разделяющую Охотоморскую и Амурскую тектонические плиты. Формирование складчато-блоковой структуры Западно-Сахалинского террейна завершается в четвертичное время. Северо-восточное сжатие в эоцене-плиоцене вызывало правосторонние перемещения вдоль ограничивающих террейн субмеридиональных разломов, вызывавших дислокации прилегающих отложений, аналогичные дислокациям вблизи зон разломов, периодически происходившим в кайнозое в рифтовые стадии формирования нефтегазовых осадочных бассейнов о. Сахалин и его шельфа.

11. На основе спутниковых данных и видеонаблюдений проведен комплексный анализ вулканической активности на Курильских островах за 2017 год. Выявлены основные параметры эруптивных событий, связанных с вулканами Эбеко (о. Парамушир), Чиринкотан (о. Чиринкотан), Пик Сарычева (о. Матуа) и Кудрявый (о. Итуруп). Даны рекомендации по использованию ДЗЗ для выявления термальных аномалий как предвестников вулканических извержений и динамики распространения пепловых облаков. Результаты мониторинга группой SVERT в оперативном режиме передавались ГО и ЧС Сахалинской области и международные консультативные центры по вулканическим пепловым облакам. По данным спутникового мониторинга установлено, что в 2013-2016 гг., наблюдалось два эпизода эксплозивной активности вулкана Чиринкотан. Использование сервиса VolSatView существенно расширило возможности для выявления термальных аномалий и идентификации пепловых выбросов, что позволило значительно повысить эффективность и качество мониторинга вулканической активности на Курильских островах и Камчатке.

12. Впервые в мире рассмотрены механизмы размыва берегов с избытком наносов в зоне пляжа, природной волногасящей системы. Основные закономерности пространственной структуры разрушения берегов северо-восточного Сахалина определяют явления ритмичности в проявлении процессов размыва. Установлены ритмы размыва с длиной волны 1.3, 2.0, 4.0, 5.6, 8.5, 11.6, 25.6, 64 км, определены механизмы их возникновения. Показана ошибочность представлений о прекращении активной морфолитодинамической фазы развития береговой зоны при переходе температур на среднесуточные минусовые отметки. Ухудшение волногасящих свойств пляжа (дренажных и шероховатости) при промерзании (до образования припая или наледи) является одним из наиболее существенных факторов рельефообразования на берегах приливных субарктических морей, высота отметок заплеска увеличивается на 30-45%)

13. Для флоры мхов и лишайников острова Сахалин выявлены 32 новых вида лишайников, из них вид Physcia dimidiata (Arnold) Nyl. является новым для Дальнего Востока России. На Кунашире на термальных источниках вулкана Головнина и на Столбовских термальных источниках выявлены два новых для острова вида мхов Meesia triquetra Angstr. и Stereodon plumaeformis Mitt. Для трех редких видов мхов (Sphagnum fallax H. Klinggr., S. fimbriatum Wilson, S. palustre L.) выявлены новые места их произрастания.