Геоэкологические аспекты геодинамических процессов в литосфере

Опасные природные процессы, стихийные бедствия и катастрофы являются постоянным спутником населения Земли. Эндогенные и экзогенные процессы определяют эволюцию Земли и в комплексе с климатическим режимом формируют геоэкологическую обстановку, благоприятную или катастрофическую для биоценоза. Ущерб и жертвы от землетрясений, наводнений, штормов, ураганов, цунами, извержений вулканов, оползней, селей, лавин и других опасных природных процессов и явлений со временем не только не уменьшаются, но продолжают расти. Тенденция к повышению опасности и риска природных и техногенных катастроф представляет угрозу человечеству, как на глобальном, так и на национальном и региональном уровне. На глобальном уровне существует тенденция роста экономических последствий стихийных бедствий и катастроф, масштаб которых превышает темпы роста производства мирового валового продукта. В этой связи возрастает роль фундаментальной и прикладной науки, призванной на более глубоком научном уровне развивать и разрабатывать новые направления и подходы к решению задач теории безопасности и прикладных методов анализа и управления риском опасных природно-техногенных процессов, чрезвычайных ситуаций, стихийных бедствий и катастроф. Одним из видов научной деятельности в этом направлении является углубленный анализ опасных природных процессов на основе разработки теории формирования и эволюции геологических структур, теории геодинамической и тектонической опасности и риска (риск-анализа) и развития методов оценки и управления геоэкологическим риском (риск-менеджмента). В числе наиболее существенных выводов и результатов диссертационной работы можно отметить следующие: 1) Разработана концепция определяющей взаимосвязи геодинамической опасности и геоэкологического риска. Обосновано, что геодинамическая опасность – это опасность процессов движения или напряженно-деформированного состояния геологической среды для различных видов и масштабов движения вещества в литосфере. Геоэкологический риск есть вероятностная мера геодинамической опасности. 2) Разработан комплексный подход к решению задач геодинамики, оценки и управления геоэкологическим риском по схеме: геодинамика литосферы – геодинамические процессы - геодинамическая и тектоническая опасность – опасные природные процессы – оценка природных опасностей и геоэкологических рисков – управление геоэкологическим риском. 3) Предложена механико-математическая модель формирования и эволюция геологических структур над поднимающимся мантийным диапиром на основе приближенного решения уравнения Навье – Стокса для вязкой несжимаемой жидкости и применения методов разложения по малому параметру, сращиваемых асимптотических разложений, последовательных приближений и приближения тонкого слоя. 4) Разработан комплексный подход к совместной разработке плюм-тектоники и тектоники плит. Разработана механико-математическая модель формирования и эволюция геологических структур над поднимающимся мантийным диапиром. 5) Разработана механико-математическая модель решения обратной задачи геодинамики прямым методом. Решена первая обратная задача геодинамики – восстановление полей скоростей, давлений и напряжений на глубине литосферы по имеющимся данным о скоростях на дневной поверхности. 6) Поставлена и решена вторая обратная задача геодинамики – определение движения границ на глубине литосферы по заданным движениям дневной поверхности. Полученные решения используются для анализа глубинных геодинамических процессов. 7) Построена самосогласованная термогравиметрическая модель литосферы и астеносферы осадочного бассейна. Установлены количественные оценки подъема астеносферного диапира под геологической структурой. 8) Предложена механико-математическая модель гравитационного движения масс по оползневому склону на основе уравнения Навье – Стокса для вязкой несжимаемой жидкости. Найдены критические параметры задачи смены режимов движения с выделением потенциальных областей мониторинга. 9) Разработана методика выявления определяющих параметров природной опасности и их градации для различных видов опасности, территорий и природно-техногенных условий на основе исследований по геодинамике, геотектонике, геомеханике, геотермии, механико-математическому моделированию, оценке и управлению природными геоэкологическими рисками. 10). Разработана методология унифицированной оценки и картографирования геоэкологического риска на базе общей платформы управления риском. Введено понятие «горячих пятен», дифференцируемых по уровню ожидаемого геоэкологического риска.