Применение современных методов анализа данных для решения задач геомеханики разломных зон приповерхностной области континентальной коры

Очаги крупных сейсмических событий локализованы в окрестности тектонических разломов, которые имеют сложную пространственно-неоднородную структуру. В настоящее время все ещё остается нерешенной задача дистанционного контроля напряженно-деформированного состояния в окрестности разломов на сейсмогенных глубинах. В условиях, когда динамика системы не может быть полностью описана системой дифференциальных уравнений или когда физика процесса до конца не ясна, с целью моделирования эволюции состояния системы эффективным является применение алгоритмов машинного обучения. Целью настоящего проекта является создание научного базиса прогностический модели эволюции активного разлома. Прогностическая модель будет нацелена на выявление динамически нестабильных участков разломов и прогноза эволюции состояния таких участков, на основе данных пассивного сейсмоакустического мониторинга. Отдельные составляющие модели будут включать неявные решения, получаемые на основе алгоритмов машинного обучения. В рамках выполнения проекта будут решены задачи определения микроструктурных характеристики и PT-условий зон формирования сильных землетрясений, выполнена реконструкция совместного развития сейсмогеодинамических и флюидодинамических процессов в верхней части земной коры в пределах крупной региональной разломной структуры, имеющей длительную геологическую историю развития. На основе пространственно-временного анализа фоновой сейсмичности в окрестности тектонического разлома будет определен "сейсмический портрет" зон формирования очагов сильных землетрясений (М>5) и определены регрессионные модели, описывающие эволюцию зон локализации очагов сильных землетрясений. На основе лабораторных экспериментов будут исследованы особенности скольжения межблокового контакта со сложной неоднородной пространственной структурой и несколькими зонами зарождения разрывов. Консолидация результатов лабораторных экспериментов с результатами решения других задач создаст основу прогностической модели эволюции состояния разлома с пространственно-неоднородной структурой. Корректность и эффективность прогностической модели будет оценена в рамках крупномасштабных лабораторных экспериментов на геомеханическом стенде ИДГ РАН. Создание прогностической модели эволюции разлома с пространственно неоднородной структурой будет уникальной и не имеющей аналогов. Перенос прогностических моделей эволюции на природные разломы требует хорошую изученность строения разломов и пространственной неоднородности фрикционных свойств ядра разлома, высокое качество и непрерывность сейсмических записей, высокую точность алгоритмов детектирования сейсмических событий, и др. Разработка и имплементация прогностических моделей эволюции разломов позволит минимизировать негативные социально-экономические последствия возникновения крупных сейсмических событий.