Флюидно-магматические системы, глубинные процессы и эндогенные опасности на территории России

Цель исследований: Развитие фундаментальных научных основ современных геолого-геофизических технологий, в том числе с привлечением данных дистанционного зондирования; генерация новых знаний о глубинном строении и динамике сейсмоактивных флюидно-магматических систем на территории России для совершенствования представлений о закономерностях протекания опасных эндогенных процессов, ответственных за возникновение и развитие разномасштабных природно-техногенных катастроф, а также содействия выработке адаптационных сценариев смягчения возможных негативных последствий для общества, экономики и государства. Актуальность проблемы, предлагаемой к решению: Повышение качества жизни в сейсмоопасных и вулканоопасных регионах нашей страны неразрывно связаны с решением проблемы своевременной готовности к возможным негативным последствиям проявлений на земной поверхности опасных процессов эндогенной природы. Решение определяющих задач в рамках данной проблемы требует развития теоретических и экспериментальных методов исследования особенностей глубинного строения геофизической среды с целью оконтуривания разномасштабных неоднородных структур литосферы и всесторонней «неинвазивной» оценки их состояния. Такими объектами исследования являются, например, элементы магматических питающих систем активных вулканических центров, сосредоточенные субвертикальные флюидопроницаемые структуры в пределах крупнейших грязевулканических провинций нашей страны, зоны активных тектонических разломов, районы геотермальных и петротермальных проявлений, включая и отдельные регионы Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ), уязвимые в отношении опасностей эндогенной природы. Расширение экспедиционной деятельности в рамках сотрудничества с Русским географическим обществом открывает широкие перспективы изучения труднодоступных территорий, включая АЗРФ и Дальний Восток, что диктует необходимость совершенствования существующих геолого-геофизических технологий мониторинга. Развитие экологически-безопасных пассивных сейсморазведочных методов с одной стороны и высокая экономическая эффективность новых инструментальных платформ с достаточным запасом автономности с другой благоприятствуют проведению долговременных геоакустических и сейсмологических наблюдений в труднодоступных районах, в том числе и с использованием беспилотных летательных средств обслуживания и контроля измерительной аппаратуры. Важным перспективным инструментом представляются дистанционные методы зондирования поверхности Земли, позволяющие получать новые знания о структуре земной коры на основе специализированных технологий анализа морфометрических параметров рельефа в рамках системного геодинамического подхода. Описание задач, предлагаемых к решению: Фундаментальная проблема НИР сформулирована на стыке теоретической и экспериментальной геофизики, вулканологии и геоэкологии, что в значительной степени определяет круг решаемых задач, включая: 1) Разработку математических моделей, алгоритмического и программного обеспечения для развития пассивных геоакустических поверхностно-волновых методов диагностики слоистых геофизических сред с неоднородными включениями и неровными границами с целью повышения точности решения обратной задачи сейсморазведки. 2) Получение новых и уточнённых представлений об особенностях глубинного строения слоистой геофизической среды на основе данных о пространственном распределении значений сейсмической добротности в сейсмоопасных и вулканоопасных регионах, в том числе с привлечением методов искусственного и интеллекта. 3) Проведение натурных геолого-геофизических экспериментов в сейсмоопасных и вулканоопасных регионах нашей страны, в том числе и с привлечением средств автоматизации полевых геофизических работ на базе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), экспериментальные работы в зонах сосредоточенной флюидной активности крупнейших грязевулканических провинций России с целью оценки эруптивного потенциала и возможных последствий катастрофических извержений ряда грязевых вулканов. 4) Совершенствование методики создания моделей современной геодинамики сейсмоактивных территорий и областей проявления флюидно-магматической активности на базе системного геодинамического подхода благодаря использованию новых возможностей геоморфологических методов и компьютерного тектонофизического моделирования. 5) Развитие научной и инструментальной базы Баксанской геофизической обсерватории, многодисциплинарное изучение вариаций различных геофизических полей в пределах Эльбрусской вулканической области.