Сейсмические методы для изучения разномасштабных геологических процессов

В 2023 году проект был направлен на развитие сейсмических методов и изучение строения и современных процессов геологических объектов на разных масштабах, включая исследование земной коры и верхней мантии по данным локальных сейсмологических сетей, анализ данных сейсморазведки и малоглубинной сейсмики. Основной результат. По данным сейсмической сети, установленной на острове Парамушир, на основе метода шумовой томографии построена трехмерная модель аномалий скорости S-волн. Обнаружено, что магматический очаг, питающий активный вулкан Эбеко, расположен на глубине 4 км. В верхней части выявлен низкоскоростной слой, связанный с миграцией метеорных вод. Этот результат дает информацию о геотермальных ресурсах на о. Парамушир, что важно для обеспечения электроэнергией и теплом города Северо-Курильск. Получены также другие важные результаты: На базе использования данных временной сети и постоянных сейсмических станций уточнено распределение сейсмических скоростей под Авачинской группой вулканов на Камчатке, которое позволило определить геометрию магматических очагов под активными вулканами Авачинский и Корякский. На основании данных региональной временной сети, установленной участниками проекта, изучена структура мантийного клина и коры под центральной Камчаткой, с помощью которой выявлены зоны дегидратации слэба и обнаружены глубинные пути питания активных вулканов. Сейсмическая модель в районе глубинного сейсмического кластера Букараманга в Колумбии выявила контрастную высокоскоростную аномалию на глубине около 150 км, которая может быть каплей деламинированного материала, столкнувшаяся со слэбом. В результате совместного использования методов активной томографии, лучевого трассирования и гравитационного моделирования была построена двумерная сейсмическая модель вкрест котловины Мертвого моря, которая позволила проследить детали строения трансформного разлома. Определены особенности трехмерной скоростной структуры земной коры центральной части оз. Байкал. Выделен жесткий блок, который мог отделиться от Центрально-Азиатского складчатого пояса на раннем этапе заложения Байкальского рифта. Скоростная структура области перехода от южной Камчатки к островной дуге Курильских островов выявила вероятное наличие затянутой в процесс субдукции подводной горы в области о. Шумшу. По данным корреляционной обработки записей микросейсмических шумов в северной части Парамушира (Курильские острова) были построены изменения во времени сейсмических скоростей и показано, что изменения связаны с внешними факторами (осадки и атмосферное давление) и деятельностью вулкана. Методом шумовой томографии исследовано строение земной коры под Центральной Камчаткой. Выделена низкоскоростная аномалия под действующими вулканами Авачинский и Корякский, которая прослеживается до глубин ~40 км и может отмечать путь поступления магмы через земную кору к вулканам. Разработан новый алгоритм анализа данных мониторинга вулканической сейсмичности на основе искусственных нейронных сетей для автоматического выделения событий в непрерывных сейсмических данных. Была разработана нейронная сеть с введенной физикой для расчета времен пробега сейсмических волн для пары точек источник-приемник, что обеспечивает большую точность и скорость обучения по сравнению с аналогами. Разработан алгоритм автоматического снятия прихода P- и S-волн для данных скважинного микросейсмического мониторинга разработки месторождений углеводородов на основе использования свёрточной нейронной сети. Реализован новый метод адаптивного вычитания кратных отраженных волн в сейсморазведочных данных на основе использования свёрточной нейронной сети, что позволило значительно ускорить процедуру адаптивного вычитания. Разработан алгоритм одновременной инверсии фундаментальной и высших мод поверхностной волны с количественной оценкой неоднозначности определяемых параметров на основе использования искусственной нейронной сети и метода моделирования Монте-Карло. Реализован алгоритм оценки азимутальной анизотропии поглощения продольных сейсмических волн по данным площадной сейсморазведочной съемки для характеристики трещиноватости покрывающего слоя и учета при анализе азимутальной анизотропии подстилающего слоя по амплитудам отраженных волн. Разработан новый алгоритм оценки радиальной анизотропии на основе совместной инверсии данных поверхностных волн Рэлея и Лява, который был использован для изучения структуры земной коры под регионами двух супервулканов Йеллоустона и Тобы. Проведена оценка технического состояния Сухумского маяка, Абхазия методом стоячих волн, основанном на выделении собственных колебаний объекта по записям микросейсмических шумов. Крен конструкции на северо-запад вызван плохим закреплением двух свай. Предложен новый метод многоканального анализа поверхностных волн (MASW) для построения горизонтально-слоистых моделей верхней части геологического разреза с использованием особенностей (перегибов) дисперсионных кривых фазовых скоростей поверхностной волны Релея. Заявленные задания выполнены, результаты получены на высоком международном уровне и опубликованы в высокорейтинговых научных журналах.