Представлен обобщающий обзор магнитотеллурических (MT) многолетних исследований литосферы Евразийского складчатого пояса (Северо-Кавказский, Алтае-Саянский, Корякско-Камчатский, Тянь-Шаньский регионы). Полученные результаты способствовали формированию геолого-геофизической основы сейсмического районирования территорий, выявлению активных тектонических структур и поиску месторождений полезных ископаемых. В ходе комплексной интерпретации MT данных построены региональные геоэлектрические модели, установлена связь аномалий электропроводности с зонами низких скоростей и высокого поглощения сейсмических волн, выделены проводящие глубинные разломы и реологически ослабленные структуры, изучена их связь с положением гипоцентров землетрясений и вулканических объектов различного генезиса. Решение поставленных задач велось с учетом результатов одномерной (1D), двухмерной (2D) и трехмерной (3D) инверсии MT данных. Инверсиям предшествовал анализ инвариантов импедансного оператора. Стартовые модели, необходимые при решении обратных 3D задач методами подбора или формализованной инверсии всех компонент импеданса (либо его инвариантных параметров), строились на основе предшествующих результатов 1D/2D инверсий. В результате исследований в большинстве регионов установлена корреляция литосферных блоков низкого сопротивления с доменами пониженных скоростей сейсмических волн и/или их повышенного поглощения. Это позволило надежнее выделять ослабленные зоны и оценивать содержание водной фракции флюида или расплава. Однако не всегда коровые проводящие блоки и слои имеют флюидную природу. Показано, что в Южном Тянь-Шане высокая проводимость золотоносных формаций нижнего палеозоя – протерозоя вызвана присутствием связанных включений графита и сульфидов.

Для территории Белорусско-Балтийского региона, расположенного на западе Восточно-Европейского кратона, построена трехмерная блоковая модель земной коры, характеризующаяся закономерным уменьшением средней мощности консолидированной коры блоков от 59 до 39 км, средней скорости продольных волн от 6.80 до 6.50 км/с, а также намагниченности нижней части коры от 4–5 до 0.5 А/м. Сравнительный анализ трехмерной модели глубинного строения литосферы и распределения эпицентров 67 значимых местных тектонических землетрясений Белорусско-Балтийского региона за период 1602–2008 гг. позволил установить, что на территории балтийской части данного региона произошло в 6.33 раза больше землетрясений и выделилось в 6.76 раза больше суммарной сейсмической энергии, чем на площади его белорусской части: 58 землетрясений и 1.0399·10¹³ Дж суммарной сейсмической энергии против 9 событий и 1.5382·10¹² Дж. Подавляющее большинство эпицентров землетрясений попадает в зоны границ разнотипных блоков земной коры, причем максимальное количество землетрясений балтийской части региона (27 событий) произошло на границах самого мощного и тяжелого Инчукалнского блока земной коры (средняя мощность – 59 км, средняя скорость продольных волн – 6.80 км/с) с окружающими его более тонкими и легкими блоками коры. Эпицентры землетрясений балтийской части региона концентрируются главным образом в полосе побережья Балтийского моря. Установлено, что за первые трое суток после сильнейшего в Европе Мессинского землетрясения 28.12.1908 г. магнитудой 7.1 на территории Белорусско-Балтийского региона произошло девять значительных землетрясений, суммарная сейсмическая энергия которых составила 3.8416·10¹² Дж, что соответствует 32 % от всей сейсмической энергии, выделившейся на данной территории за 400-летний период. Обосновывается существование зарождающейся Восточно-Балтийской рифтовой системы тройного сочленения, ее значительной плюмовой энергетической подпитки, что и обусловливает повышенную сейсмическую активность балтийской части изучаемого региона. Сочетание вертикальных и горизонтальных сил, действующих на блоки земной коры Белорусско-Балтийского региона, определяет сбросо-сдвиговый фокальный механизм землетрясений в хрупкой верхней консолидированной коре.

На территории геодинамического полигона Научной станции РАН в г. Бишкеке (БГП) проводятся регулярные измерения нестационарного электромагнитного поля заземленной электрической линии в режиме включения тока.

Для выявления связей между сигналами электромагнитного мониторинга и зарегистрированными сейсмическими событиями авторами статьи впервые предложены следующие характеристики (индикаторы):

а) время прихода максимального значения сигнала в пункт наблюдения;

б) вольт-временная характеристика импульса;

в) значение доверительного интервала для среднесуточных значений сигнала.

Чувствительность данных индикаторов к сейсмическим событиям проиллюстрирована на примере роя сейсмических событий (К>8), зарегистрированных вблизи п. Кегеты на БГП в апреле 2017 г. Установлено, что в период 1–17 апреля 2017 г. временные ряды трех индикаторов не содержали синхронизированных во времени аномалий. Напротив, 18–20 апреля 2017 г. на временных рядах четко выделяются синхронизированные во времени аномалии указанных индикаторов, которые можно рассматривать в качестве предвестников Кегетинского роя землетрясений, основное событие в котором зарегистрировано 21 апреля 2017 г.

В статье обосновывается возможность использования перечисленных индикаторов для среднесрочного прогнозирования сейсмических событий. Для автоматизации обработки временных рядов предложено разработать цифровую платформу для анализа многолетнего массива данных электромагнитного мониторинга на всех пунктах наблюдений.

Данная работа открывает цикл исследований по изучению диффузионной кинематики нестационарных зондирований применительно к задачам электромагнитного мониторинга сейсмотектонических процессов.

В работе изложены результаты малоглубинных электрозондирований, проводимых в 2021–2022 гг. вблизи Центрально-Сахалинского разлома на геофизическом полигоне ИМГиГ ДВО РАН (с. Петропавловское Анивского района). Электрозондирования проводились с использованием разработанного в ИМГиГ ДВО РАН генератора импульсных напряжений. Целью эксперимента являлась оценка реакции среды в приразломной зоне на воздействие импульсов тока, амплитуда которых значительно больше обычно применяемой для электроразведки методами сопротивлений или сейсмоэлектроразведки, но многократно меньше, чем в случае электрозондирований в Средней Азии с использованием мощных источников (геофизические МГД-генераторы или электроимпульсные установки). Реакция среды определялась по записям сейсмических приборов, расположенных на полигоне «Петропавловское»: широкополосного сейсмометра СМЕ-6111, молекулярно-электронного гидрофона, а также по записям сейсмического шума на станциях сети СФ ФИЦ ЕГС РАН «Ожидаево» и «Холмск» и на временных пунктах в районе проведения эксперимента, где устанавливались короткопериодные сейсмометры Zetlab 7152-N и СПВ-3к. По результатам обработки сейсмоакустических данных с гидрофона за четыре этапа эксперимента (13 дней с зондированиями сериями однополярных импульсов тока) выявлено, что при электрозондированиях в зоне Центрально-Сахалинского разлома в приповерхностном слое возрастает амплитуда шумов. Это может свидетельствовать о влиянии электрозондирований на источники сейсмоакустических сигналов, т.е. на деструкцию среды по месту электровоздействий. По записям волновых форм со всех сейсмометров обнаружены изменения уровня сейсмического шума, коррелирующие с прохождением циклонов, что вызывает сильные ветровые нагрузки и перепады атмосферного давления. Частые для Сахалина осенне-весенние циклоны были на всех этапах эксперимента, из-за чего отклики на электровоздействие в сейсмическом шуме удалось зарегистрировать только по записям сейсмометра СМЕ-6111, расположенного вблизи источника зондирований. Проведенная работа определила направления совершенствования источников тока, увеличения их мощности для приповерхностных и для более глубоких зондирований земной коры.

При изучении взаимосвязи электромагнитных и деформационных процессов по результатам магнитотеллурического мониторинга обнаружены электромагнитные импульсы, которые, возможно, связаны с произошедшими землетрясениями. Наблюдения выполнены в двух пунктах магнитотеллурического мониторинга, расположенных в Чуйской впадине (Аксу 42.60911 с.ш., 74.00833 в.д.; Чон-Курчак 42.62828 с.ш., 74.60671 в.д., Северный Тянь-Шань) на территории Бишкекского геодинамического полигона. Для выявления откликов землетрясений анализировались результаты инструментальных наблюдений за электромагнитными эффектами сильного землетрясения и его афтершоков, произошедших на севере Китая 22.01.2024 г. с магнитудой в интервале 4.9–6.9, более слабого с магнитудой 5.4 (Кыргызстан) и ряда мощных удаленных землетрясений с магнитудой в интервале 5.2–6.6 на расстоянии 500–1200 км от эпицентра. Показано, что землетрясение с многочисленными афтершоками, произошедшими на расстояниях от ~450 км от пунктов регистрации, отражается во всех регистрируемых параметрах, в то время как более слабое землетрясение, происходящее ближе, не проявляется ни в одной из горизонтальных компонент электромагнитного поля. Рассмотрены механизмы возникновения сейсмоэлектрических сигналов и механоэлектромагнитных преобразований в земной коре. Показана реальность появления электромагнитных предвестников землетрясений и косейсмических сигналов, наблюдаемых в первые десятки секунд или первые минуты после землетрясения. Результаты исследований могут найти применение при разработке методов контроля за сейсмической активностью в потенциально опасных регионах.

Рассматривается методика получения геоэлектрических характеристик среды для экспериментального электроразведочного комплекса с шумоподобными сигналами, предназначенного для изучения современных геодинамических процессов, происходящих в литосфере Северного Тянь-Шаня, с учетом особенностей его аппаратурно-программной реализации. Рассмотрено влияние нестабильности амплитуды зондирующих импульсов тока на кривую становления поля при питании зондирующей установки от аккумуляторных батарей. Предлагается методика учета изменения тока в зондирующей рамке, позволившая дополнительно улучшить соотношение сигнал – помеха в получаемых кривых зондирования. На основе работ В.А. Сидорова и М.С. Жданова показаны варианты приближенного решения обратной задачи методом зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ), реализованные в программном обеспечении электроразведочного комплекса. Рассмотрен способ улучшения метода решения обратной задачи ЗСБ в рамках модели с проводящей S плоскостью, позволяющий повысить достоверность получаемых результатов.

В статье приводятся примеры отражения афтершоковых последовательностей на временных рядах разности геомагнитного поля ΔТ в период с 2003 по 2007 г., когда на территории Бишкекского геодинамического полигона наблюдалась повышенная сейсмическая активность. В дополнение к ним включен анализ серии Кегетинских землетрясений 2017 г., сопровождавшихся большим числом афтершоков, а также предпринята попытка анализа влияния Учтурфанского землетрясения, последнего крупного сейсмического события с магнитудой 7.0, произошедшего 22.01.2024 г. на территории Китая, на геомагнитную обстановку в пределах сети мониторинга. Изменения напряженно-деформированного состояния среды, связанные с подготовкой и реализацией землетрясений, фиксируются в виде аномальных вариаций геомагнитного поля благодаря использованию высокоточных магнитовариационных станций, работающих на пунктах наблюдения НС РАН. Установлена связь между вариациями ΔТ и готовящимся землетрясением путем сопоставления данных магнитометрии с данными каталога, созданного на базе сейсмологической сети KNET. На стационарных пунктах сети мониторинга вариациями ΔТ отмечаются сейсмические события разных энергетических классов K, и если слабые землетрясения 6–8-го класса присутствуют на графиках ΔТ временами как постоянный фон, то события с K≥10, особенно те из них, которые сопровождаются большим числом афтершоков, фиксируются на графиках вполне заметными аномалиями ΔТ. Представляется перспективным проведение такого рода исследований для других землетрясений с целью изучения влияния сейсмических событий на вариации геомагнитного поля.

 После произошедшего в Китае 23.01.2024 Ушинского землетрясения с М=7.0 закончился период затишья на сильные землетрясения на Тянь-Шане, продолжавшийся около 33 лет. Опасность возникновения новых сильных землетрясений в ближайшие годы обсуждается в научном сообществе. По результатам, конференции, прошедшей в 2024 г. на Научной станции РАН в г. Бишкеке, возник коллектив сейсмологов, геофизиков и тектонофизиков из четырех стран – России, Кыргызстана, Казахстана и Узбекистана, которые решили объединить свои работы в решении проблемы прогноза сейсмических опасностей Тянь-Шаня на новом уровне современного понимания этой проблемы и возможности ее решения. В частности, за последние десятилетия накоплен большой банк данных о землетрясениях Тянь-Шаня, представленный не только в виде каталога места, времени и силы событий, но и также в виде каталога механизмов очагов землетрясений. В ИФЗ РАН в лаборатории тектонофизики им. М.В. Гзовского в последние годы были разработаны новые подходы, позволяющие получаемые из сейсмологических данных напряжения пересчитывать в кулоновы напряжения на активных разломах. Опыт их расчета показал, что зоны разломов с высоким уровнем кулоновых напряжений выделяются и как участки более интенсивного сейсмического режима. Вдоль них происходят не только среднесильные землетрясения, но и катастрофические (ретроспективный прогноз для Венчуаньского землетрясения 2008 г. и Пазарджыкского землетрясения 2023 г.). Таким образом, появился инструмент тектонофизического районирования разломов, который можно рассматривать как долгосрочный прогноз землетрясения. В ходе намеченных совместных исследований также будут на новом уровне развиваться подходы среднесрочного прогноза землетрясений, привязанного к конкретным разломам.

Оценка сейсмической опасности остается одной из приоритетных задач в тектонически активных регионах. В ее основе лежат данные о сейсмогенных разрывах, маркирующих на поверхности активные сегменты разломов. Опираясь на данные предшественников с использованием непрерывного дешифрирования космических снимков, беспилотной аэрофотосъемки, георадарного профилирования и морфоструктурного анализа, авторы статьи получили новые данные о положении и главных параметрах сейсмогенных разрывов Байкальского рифта. В формате геоинформационных систем составлена актуализированная карта поверхностных нарушений вдоль побережий оз. Байкал, сопровождающаяся базой данных, доступной в цифровом виде на сайте http://activetectonics.ru. По ряду признаков нарушения сгруппированы в 20 зон, 6 из которых состоят из вторичных нарушений в хребте Хамар-Дабан. Последние могли быть результатом одновременного воздействия структурных (тектоническое строение), сейсмических и климатических факторов (отступание ледников и снятие нагрузки), что позволило на данном этапе отнести их к сейсмогравитационным структурам. Для зон первичных разрывов по длине и максимальному одноактному смещению рассчитаны максимально возможные магнитуды. Сейсмический потенциал наиболее изученных сейсмогенных зон в Байкальском рифте составляет М_W=7.2–7.3 и M_S=7.3–7.5. Настоящая работа, с одной стороны, подводит очередной итог в исследованиях сейсмогенных разрывов Байкальского рифта, с другой – определяет текущие проблемы их изучения на новом уровне. Полученные результаты имеют важное значение для уточнения оценки сейсмической опасности и развития образовательного туризма в регионе.

В статье представлены результаты изучения источников сноса терригенного материала в Предуральский краевой прогиб по данным U-Pb датирования обломочного циркона из терригенных пород четырех стратиграфических уровней капысовской свиты (сакмарский ярус). Капысовская свита – одна из свит нижнепермского разреза Юрюзано-Сылвенской впадины Предуральского краевого прогиба. Она сложена конгломератами и песчаниками и залегает на подстилающих свитах с несогласием. Пробы 14110 и 14110-1 взяты из единого разреза, вскрытого карьером в районе д. Татарский Малояз, из грубозернистых песчаников матрикса конгломератов нижних частей свиты; проба 15004 взята в карьере на окраине г. Михайловска из гравелистых песчаников средней части свиты; проба 18228 взята в карьере на южной окраине д. Ельгильдино из песчаников верхней части свиты. В каждой пробе определены две популяции циркона: докембрийская (в основном окатанные зерна) и палеозойская (преимущественно неокатанные зерна). Относительное количество зерен докембрийской популяции постепенно уменьшается вверх по разрезу от 90.9 до 31.8 %, а количество палеозойских зерен, соответственно, увеличивается. Во всех пробах зерна циркона докембрийской популяции имеют примерно одинаковые спектры распределения возрастов, что предполагает для них единый источник. Такому предположению не противоречат результаты теста Колмогорова – Смирнова (коэффициент варьируется от 0.316 до 0.999). Эти спектры практически неотличимы от спектра распределения возрастов обломочного циркона ашинской серии венда Башкирской мегазоны, которая, видимо, и является этим источником. Такая ситуация предполагает близкий перенос, что вполне вероятно – комплексы Юрюзано-Сылвенской впадины непосредственно перекрывают Башкирскую мегазону. Спектры возрастов палеозойских зерен обломочного циркона существенно различны для разных уровней. Зерна циркона палеозойской популяции постепенно приобретают более молодой возраст снизу вверх по разрезу капысовской свиты: от эмсского до среднекаменноугольного. Зерна циркона с возрастом около 400 млн лет могли поступать при размыве пород офиолитовых и островодужных комплексов Урала, возрастным аналогом которых является баймак-бурибайский комплекс. Кристаллы циркона каменноугольного возраста представляют продукты разрушения магматических комплексов Магнитогорской и Восточно-Уральской мегазон.

Совокупность полученных новых геологических, петрологических и геохронологических данных по породам Кабак-Тайгинского офиолитового массива Горного Алтая и опубликованных материалов по аналогичным характеристикам офиолитов Тувы позволяет сделать вывод о заложении в венде – среднем кембрии в тылу Таннуольской островной дуги задугового бассейна. Продолжительность его формирования оценивается около 70 млн лет. Фрагменты задугового бассейна приурочены к среднепалеозойской Чарышско-Теректинско-Улаганско-Саянской сутурно-сдвиговой зоне, сформированной в результате субдукции океанической коры задугового бассейна под венд-кембрийскую Таннуольскую островную дугу Палеоазиатского океана.