Способ определения предвестников приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона Российский патент 2025 года по МПК G01V1/01 G01V3/08 

Изобретение относится к области мониторинга сейсмической активности и может быть использовано для выявления подготовки сильного сейсмического события.

Проблемы мониторинга состояния массива горных пород актуальны в связи с природными явлениями землетрясений и оползней и аналогичными проявлениями техногенных процессов, связанных с деятельностью человека.

Для решения подобных проблем применяют геофизические методы, основанные на различных физических принципах, в том числе и повторяемые с определенной периодичностью наблюдения электромагнитного поля контролируемых и неконтролируемых источников с целью выявления временной динамики электрических свойств изучаемого сейсмоактивного района. Стратегия основана на фундаментальном принципе электрического и электромагнитного мониторинга геодинамических процессов: под действием тектонических явлений меняются электрофизические свойства геологической среды.

Так, например, экспериментально установлено, что электрофизические свойства массива горных пород в процессе тектонического воздействия становятся анизотропными, поскольку обусловлены развитием трещиноватости в верхних частях земной коры под действием мощного тектонического воздействия. Если сплошность среды уже нарушена под действием тектонических сил, то темп последующей временной динамики изменения трещиноватости может служить индикатором протекания процессов разуплотнения и консолидации среды [1].

Известен магнитотеллурический способ электромагнитного мониторинга, ориентированный на изучение и прогноз сейсмотектонических событий. Способ основан на регистрации на дневной поверхности двух компонент магнитного (Hx, Hy) и трех компонент электрического (Еx, Еy, Ez) полей. Для измерения компоненты Ez один из измерительных электродов размещается на дневной поверхности, а другой - в скважине.

Значения горизонтальных компонент используют для вычисления значений импеданса и построения кривых кажущегося удельного сопротивления. Временные вариации этих графиков отражают изменение электропроводности геологического вещества на различных глубинах под действием тектонического воздействия. В качестве примера можно привести пункт магнитотеллурического мониторинга, размещенный на полигоне Института земной коры СО РАН «Куяда». Отмечается, что анализ данных мониторинга дает принципиальную возможность выделения сейсмических событий [2].

Известен способ электрического мониторинга, основанный на законах постоянного тока. Используют классические установки вертикального и дипольного электрического зондирований. В основе лежит геометрический принцип зондирования. Изучают зависимость измеряемой разности потенциалов в приемной линии MN от расстояния от центра генераторной линии AB. Примером такого подхода служат режимные наблюдения на Байкальском геодинамическом полигоне, расположенном на юго-восточном побережье озера Байкал. Для обработки данных, полученных классическим методом электроразведки, разработан особый подход к анализу данных, предусматривающий восстановление глубинного распределения интегральной электропроводности разреза на основе решения обратной задачи. Установлено, что глубинные вариации интегральной проводимости разреза связаны с геодинамическими событиями, происходящими в основных тектонических структурах полигона, и могут служить индикаторами подготавливающегося тектонического события [3].

Известен способ электромагнитного мониторинга, в основе которого лежит метод зондирования становлением электромагнитного поля. На Бишкекском геодинамическом полигоне для мониторинговых наблюдений используется метод зондирования становлением поля в варианте «диполь-диполь», режим включения. На Фиг. 1 приведена схема установки электромагнитного мониторинга по методу нестационарного поля: АВ и MN соответственно питающий и приемный диполи; r - расстояние между центрами диполей; - азимутальный и полярный углы [4].

В качестве источника электромагнитного поля выступает электроимпульсная система ЭРГУ-600-2, нагруженная на электрический диполь длиной 4300 м. Зондирования выполняются последовательностями двухполярных прямоугольных импульсов амплитудой 600 А и периодом 10 с. [5].

В настоящее время электромагнитный мониторинг проводится в пунктах стационарных наблюдений: Ак-Суу, Шавай, Чон-Курчак, Таш-Башат, Иссык-Ата, Кегеты и в 12 полевых пунктах, обслуживаемых передвижной станцией. На Фиг. 2а представлена схема расположения стационарных (зеленые треугольники) и передвижных (красные треугольники) пунктов наблюдений. Расстояние приемных станций от полигона, где находится питающий диполь, изменяется от 9 до ~60 км [4].

Наблюдения на стационарных пунктах выполняются ежедневно, кроме выходных и праздничных дней. На полевых пунктах, опрашиваемых передвижной приемной станцией, наблюдения проводятся с дискретностью 3-5 суток. Ежесуточно выполняется в среднем 6-7 сеансов зондирования продолжительностью около 15 мин с одновременной записью сигналов на всех стационарных пунктах.

Прием сигналов осуществляется диполями, длина которых зависит от удаления от питающего диполя и варьируется в пределах от 100 до 1000 м. Синхронизация генераторной системы с сигналами в пунктах наблюдений производится встроенными в станции GPS-приемниками.

Высокая частота дискретизации входного сигнала (800 Гц) и точность синхронизации (1 мкс) позволяют выполнять регистрацию процесса становления поля в большом динамическом диапазоне, на регулярной основе вычисляются среднесуточные значения измеренного сигнала. Необходимое для последующей обработки восстановление непрерывных временных рядов выполняется с применением кусочно-полиномиальной интерполяции кубическими сплайнами. В качестве основных показателей временной вариации сигнала используют рассчитанные среднесуточные величины: формируют временные ряды кажущегося удельного электрического сопротивления для пяти наиболее характерных времен становления поля в диапазоне от 0.14 до 3.14 сек.

На Фиг. 3, в качестве примера, приведена среднесуточная кривая зондирования, полученная в п. Ак-Суу 16 мая 2023, в период сейсмического затишья. На графике отмечены времена становления поля, для которых строятся временные ряды кажущегося сопротивления и доверительные интервалы для сигналов, соответствующих указанным временам. Среднее значение доверительных интервалов для всей кривой составляет ±2.6% для уровня доверительной вероятности 95%. Эти оценки были получены нами на основе шести наборов данных, зарегистрированных в течение суток 16 мая 2023. Использовался стандартный алгоритм, описанный в [6].

На Фиг. 2б представлен фрагмент временного ряда значений кажущегося удельного сопротивления, зарегистрированных на времени t=3.14 сек в пунктах Ак-Суу (черные точки) и Шавай (красные линии). Зарегистрированные в течение 2016-2018 гг значения сигналов лежат в полосе значений 107.5-112.5 Ом·м со средним значением ~110 Ом·м. Указанная полоса (выделена желтым цветом) является полосой ошибок практически для всех представленных значений сигналов.

По назначению, по технической сущности и по наличию сходных признаков данное решение, основанное на методе зондирования становлением поля, выбрано в качестве прототипа

Недостатком способа мониторинга по методу нестационарного электромагнитного поля (принятого за прототип), реализованного на территории Бишкекского геодинамического полигона является отсутствие возможности выявлять области геологического пространства, чьи электрофизические характеристики максимально чувствительны к сейсмотектоническому воздействию. В рамках реализованного метода нестационарного электромагнитного поля невозможно оценивать параметры трещиноватости геологического вещества.

Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является устранение ограничений по оценке трещиноватости геологического массива и локализации в пространстве его элементов, чувствительных к тектоническим событиям, а техническим результатом - способ определения предвестников приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона, основанный на мониторинге тензочувствительных участков массива горных пород, электрические свойства которых особенно чувствительны к вариациям напряженного состояния в очаговых зонах.

Указанный технический результат достигается тем, что заявленный способ включает в себя:

· анализ в автоматическом режиме морфологии измеряемого нестационарного электрического поля заземленной электрической линии и для каждой из измерительных станций и вычисление индикаторов: времени прихода максимума среднесуточного сигнала в пункт измерения, вольт-временной характеристики среднесуточного сигнала, среднего доверительного интервала суточных наблюдений.

· построение на каждой из станций временных рядов для каждого из трех индикаторов, проведение сравнительного анализа с целью выявления синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы на всех трех рядах, что позволяет вынести суждение о приближении сейсмического события.

Теоретическое обоснование получения технического результата основано на предположении, что каждый сейсмически активный регион имеет уникальные признаки подготовки сейсмических событий, связанные с неоднородным геологическим строением региона и выражающиеся в особенностях поведения тензочувствительных элементов геоэлектрического разреза. Выявление и локализация этих элементов, получение достоверных критериев приближения сейсмотектонического события требует знания геоэлектрического строения региона, понимания физики и особенностей формирования откликов среды на воздействие геофизическим полем источника в процессе мониторинга.

Предлагаемое техническое решение по поиску тензочувствительных элементов основано на представлении, что в каждом сейсмически активном регионе существуют уникальные признаки подготовки сейсмических событий, связанные с его геологическим строением. Выявление и локализация этих элементов, определение набора предвестников включает в себя: а) анализ особенностей записей отклика среды; б) изучение геоэлектрического строения исследуемого района; в) описание закономерностей реакции измеряемого электромагнитного поля на сейсмотектоническое воздействие.

Остановимся на морфологии кривых нестационарного зондирования геологической среды, зарегистрированных в базовых пунктах. Для сравнительного анализа на Фиг. 4 приведены примеры кривых зондирования в стационарных пунктах, полученные 16 мая 2023, в период сейсмического затишья. Отчетливо выделяются две основные особенности поведения кривых зондирования:

1. На всех кривых наблюдается диапазон времен регистрации, в пределах которого сигнал достигает своего максимума. Условимся называть такой фрагмент графика «уединенным максимумом» или просто «максимумом».

2. При относительно больших временах регистрации (соответствующих большим глубинам зондирования) все графики, являясь функцией времени, имеют выход на свою горизонтальную асимптоту. Значения времен выхода на асимптоту зависят от географического положения пункта наблюдения, т.е. от пространственного распределения геоэлектрических параметров среды.

С физической точки зрения появление асимптотического значения сигнала свидетельствует о завершении в геоэлектрической среде нестационарного электромагнитного процесса. Далее измеряемый сигнал подчиняется законам постоянного тока, поскольку генераторный диполь работает в режиме включения.

По своей физической природе квазистационарные процессы в геологической среде являются диффузионными. При мгновенном изменении силы тока в источнике в режиме включения или выключения в проводящей среде распространяется импульсное электромагнитное возмущение (токовый вихрь). В англоязычной литературе используют термин smoke ring. Следуя литературе, будем понимать под токовым вихрем изменяющееся во времени местоположение максимальной плотности индуцированного тока во всем пространстве.

С физической точки зрения диффузионный процесс развивается следующим образом: сразу после выключения тока индуцированные поверхностные токи распределяются таким образом, чтобы сохранять первичное магнитное поле. С течением времени поверхностные токи начинают диффундировать в среду, затухая по мере удаления от источника. Сигнал на дневной поверхности создается при прохождении импульса под местом расположения приемника.

Концепция токового вихря была предложена в работе [7] и в настоящее время поддерживается многими исследователями [8]. Этот подход заключается в том, что наряду с динамической эволюцией электромагнитного поля в среде предлагается изучать и применять кинематические характеристики распространения токового вихря в проводящей среде.

Исследуем вопрос об условиях появления на кривых зондирования уединенного максимума (Фиг. 4). С этой целью рассмотрим следующую модельную задачу. Пусть установка, схема которой представлена на Фиг. 1, размещена на поверхности однородного анизотропного полупространства с продольным и поперечным удельными сопротивлениями , и коэффициентом анизотропии . Генераторная линия работает в режиме ступенчатого выключения тока . Выражение для величины измеряемого установкой сигнала известно.

При сигнал описывается следующей формулой:

Здесь буквой обозначен интеграл вероятности:

Среда считается немагнитной, поэтому параметр в выражениях (2) обозначает диэлектрическую проницаемость вакуума

Необходимое условие существования в точке максимума функции записывается следующим образом:

= 0 при (3)

Дифференцируя (1), приходим к искомому условию появления максимума. Соотношение связывает время регистрации максимума сигнала электрические параметры среды и расстояние между центрами АВ и MN:

(4)

где

Сформулируем несколько следствий из равенства (4). Если полупространство изотропно , то максимум на кривой не появится, поскольку (4) будет справедливо лишь при . При наличии анизотропии, вне зависимости от значения ее коэффициента, всегда выполняется соотношение , поэтому из (4) следует, что

(5)

Неравенство (5) практически выполняется при . Отсюда формулируем в практических единицах условие появления максимума сигнала в модели анизотропного полупространства:

(6)

Если на кривой зондирования физически присутствует уединенный максимум, то известны. В этом случае (6) можно переписать в виде

(7)

где С - неизвестная постоянная. Дифференцируя (7) по времени, получаем выражение для скорости максимума в точке :

. (8)

Как следует из (8), скорость распространения максимума прямо пропорциональна продольному электрическому сопротивлению и обратно пропорциональна расстоянию между генераторной и приемной линиями.

Сформулированные следствия и выводы подтверждаются численным моделированием, результаты которого представлены на Фиг. 5, где изображены сигналы, рассчитанные по формуле (1) для двух наборов параметров установки: график А:

график В: АВ= 4000 м, MN=1000 м,

Видно, что на графике А зондирования изотропного полупространства уединенный максимум отсутствует, а на кривой В такой максимум имеется, причем его параметры полностью удовлетворяют условию (6):

Приведем еще одну возможность применения критерия (6). Пусть в рассмотренном примере значение удельного сопротивления неизвестно. Переписав (6) в виде

(9)

и зная параметры максимума, получаем верхнюю оценку продольного сопротивления полупространства:

Можно сделать и следующий шаг в оценке параметров анизотропного полупространства. Для этого следует обратиться к равенству (4) и методом подбора установить значения параметров анизотропии: диапазон возможных значений сопротивления задан, а коэффициент

На основе сформулированных выше выводов и заключений в заявляемом техническом решении мы предлагаем принципиально новую концепцию активного электромагнитного мониторинга сейсмотектонических процессов. Предлагается осуществлять поиск и последующий мониторинг таких тензочувствительных участков земной коры, электрические свойства которых особенно чувствительны к вариациям напряженного состояния в определенных зонах. Принципиально важно, что такие элементы геологического пространства могут находиться и вне собственно очаговой зоны, поскольку зоны дилатансии в процессе своего развития имеют тенденцию к перемещению в пространстве [9].

Предлагаемый подход был успешно применен для анализа результатов электромагнитного мониторинга на Южно-Байкальском геодинамическом полигоне. В геоэлектрическом разрезе этого полигона в качестве тензочувствительного элемента предлагается рассматривать практически однородную по сопротивлению осадочную толщу переменной мощности, залегающую на высокоомном фундаменте. Важнейшей характеристикой этого элемента является суммарная продольная проводимость. Увеличение проводимости сопровождается ростом чувствительности элемента к подготовке сейсмотектонических событий [3].

Выявление и мониторинг индикаторных элементов на Бишкекском геодинамическом полигоне предлагается осуществлять на основе реконструкции электромагнитного поля, измеренного на дневной поверхности. Реконструкция проводится по двум направлениям:

1. Кинематический анализ импульсного электромагнитного возмущения (токовый вихрь) и выявление связи кинематики импульса с геоэлектрическими параметрами разреза.

2. Трансформация измеренных сигналов в объемное распределение удельного сопротивления среды на основе 1D-3D прямого и обратного математического моделирования.

Остановимся на особенностях геоэлектрического строения полигона и в качестве примера выберем территорию пункта Ак-Суу. Геоэлектрический разрез по профилю Ак-Суу детально описан в [10] и отражает тектоническую обстановку в пункте мониторинга, расположенном в 57 км к западу от генераторного диполя. На Фиг. 6а представлен геоэлектрический разрез на профиле Ак-Суу [10]. В северной части профиля расположен Шамси-Тюндюкский глубинный разлом, по которому Чуйская впадина контактирует с северными предгорьями Киргизского хребта. Мощность кайнозойских отложений к северу от разлома достигает 3 км.

На этом участке отмечается наличие пород с низкими удельными сопротивлениями (4-50 Ом·м) и высказывается гипотеза о присутствии палеозойских отложений, разбитых на трещиноватые мелкие блоки и частично заполненные флюидами. Считается, что породы низкого сопротивления (до 50 Ом·м) трассируют разлом на глубине, который под углом 70° достигает глубины 10 км. Далее на глубине ~13 км фиксируется горизонтальная зона трещиноватых пород с низким сопротивлением (~19 Ом·м), называемая в литературе «средним» слоем. В верхней части разреза к югу от Шамси-Тюндюкского разлома породы палеозоя имеют высокие сопротивления (до 2000 Ом·м). Формулируется утверждение, что у гранитоидов, залегающих на этих глубинах (7-9 км), отсутствует трещиноватость и флюидозаполнение [10].

На основе априорной информации о геологическом строении рассматриваемого участка [10] была составлена геоэлектрическая модель минимально возможной сложности. На Фиг. 6б приведен диапазон параметров базовой горизонтально-слоистой геоэлектрической модели М0, составленной на основе данных Фиг. 6а. В качестве тензочувствительного элемента был выбран слой с номером 3, который обладает необходимыми свойствами: трещиноватостью и флюидонасыщенностью.

Исследуем степень влияния вариаций удельного сопротивления слоя номер 3 на параметры максимума. К числу последних будем относить амплитуду максимума, время его прихода в пункт измерения и площадь под графиком максимума, вычисленную в пределах диапазона времен регистрации сигнала.

Фиг. 7 дает представление о зависимости амплитуды максимума и времени прихода максимума сигнала в пункт Ак-Суу от значения электрического сопротивления третьего слоя в модели М1. Параметры модели М1 приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Геоэлектрические параметры модели М1

Номер
слоя Удельное электрическое
сопротивление, Ом⋅м Мощность
слоя, м 1 50 1000 2 880 8800 3 1060 7000 4 120

Из данных Фиг. 7 следует, что при вариации удельного сопротивления с 10 Ом·м до 60 Ом·м, время прихода максимума изменяется на 37 мсек (с 298 мсек до 435 мсек). Следует особо подчеркнуть, что амплитуда максимума изменяется при этом всего на 2% (с 0.491 мВ до 0.481 мВ), что сопоставимо с погрешностью измерения среднесуточного сигнала. С точки зрения чувствительности к вариациям удельного сопротивления амплитуда максимума оказывается менее информативной по сравнению с фазовой характеристикой максимума (временем прихода).

Графики зависимости амплитуды и времени прихода максимума от величины сопротивления третьего слоя в модели M1 приведены на Фиг. 8, 9. На Фиг. 10 показана зависимость от сопротивления так называемой вольт-временной характеристики максимума (ВВХ). Эта функция является аналогом площади максимума и для удобства работы с полевым материалом введена следующим образом:

Здесь N - количество временных отсчетов на экспериментальной кривой зондирования (N=44).

Проведем количественное исследование чувствительности различных параметров максимума к вариации удельного сопротивления третьего слоя. Для этого воспользуемся функцией чувствительности , описывающей для функции F(x) зависимость относительного приращения функции от относительного приращения ее аргумента:

(11)

Данные таблицы 2 демонстрируют уверенную зависимость диффузионных характеристик нестационарного электромагнитного процесса (время прихода и ВВХ максимума) от вариаций сопротивления 3 слоя.

Таблица 2. Чувствительность параметров максимума в зависимости от удельного сопротивления слоя 3 в модели М1

Сопротивление слоя 3 Амплитуда максимума Положение максимума ВВХ
максимума 10 0.04 0.10 0.33 20 0.02 0.13 0.55 30 0.01 0.24 0.59 40 0.04 0.24 0.57 50 0.08 0.42 0.53

Приведенные выше данные моделирования и анализа позволяют сделать следующие выводы:

1. В рассматриваемой геоэлектрической ситуации Бишкекского полигона надопорный проводящий слой может выступать в роли тензочувствительного элемента.

2. Измеряемые на дневной поверхности диффузионные параметры импульсного электромагнитного возмущения (время прихода и вольт-временная характеристика токового максимума) уверенно связаны с геоэлектрическими параметрами тензочувствительного элемента и могут рассматриваться как индикаторы приближающегося сейсмического события.

Рассмотрим результаты апробации предлагаемого способа определения предвестников приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона на полевом материале. В основе способа лежит применение выявленных, сформулированных и обоснованных в заявке на изобретение трех индикаторов сейсмического события:

· время прихода максимума сигнала в пункт измерения (ВПМ).

· вольт-временная характеристика импульса (ВВХ).

· средний доверительный интервал суточных наблюдений (СДИ).

Если в течение текущих суток геологическая среда подвергается тектоническому воздействию вследствие готовящегося землетрясения, то производимые в течение этого времени режимные измерения нельзя считать реализациями случайного процесса. В этом случае вычисляемые стандартным способом значения статистических характеристик теряют свой изначально заданный смысл и СДИ может служить индикатором наступающего сейсмического события.

На Фиг. 11 изображена ретроспективная среднесуточная временная динамика предложенных в изобретении индикаторов сейсмических событий, зафиксированная в режимном пункте Кегеты в апреле 2017 г., соотнесенная с энергетическим классом землетрясений К > 8. В рое Кегетинских землетрясений параметры самого мощного события следующие: дата - 2017-04-21; время - 00:55:43; класс - 11.67; lat - 42.5907; lon - 75.1643; глубина очага - 12 км; расстояние от эпицентра до режимного пункта - 3.5 км.

Обратимся к данным Фиг. 11, где в линейном масштабе представлены фрагменты временных рядов значений индикаторов ВПМ, ВВХ и СДИ. Фрагмент временного ряда значений амплитуды максимума сигнала не представлен на картинке, поскольку вариации этого параметра в течение апреля 2017 г. не превышают погрешности измерений. На Фиг. 11 показаны также параметры землетрясений, взятые из официального каталога (время, класс > 8).

Совместный анализ приведенных данных позволяет сделать следующие выводы:

· В период с 3 по 17 апреля временные ряды ВПМ, ВВХ и СДИ практически не содержат синхронизированных во времени аномалий значимой формы, которые можно было бы предположительно рассматривать в качестве отклика геологического вещества на подготовку сейсмотектонического события.

· После 17 апреля синхронизированные во времени однозначные аномалии ВПМ, ВВХ и СДИ устойчивой формы появляются 18 и 20 апреля на всех трех рядах и могут предположительно рассматриваться в качестве предвестников Кегетинского роя землетрясений. Особенно ярко предложенные в изобретении индикаторы сейсмической активности реагируют на готовящееся 21 апреля 2017 г. землетрясение класса 11.67.

Заявленный технический результат - способ определения предвестников приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона, основанный на мониторинге тензочувствительных (индикаторных) участков массива горных пород, электрические свойства которых особенно чувствительны к вариациям напряженного состояния в очаговых зонах достигается путем проведения следующих операций:

1. Выполняется мониторинг нестационарного электрического поля заземленной электрической линии. Для этого необходимо использовать сеть измерительных станций и ежесуточно на каждой из станций проводить 3-6 сеансов измерений.

2. Обрабатываются полученные сигналы, для каждой из станций вычисляются среднесуточные значения трех индикаторов: время прихода максимума среднесуточного сигнала в пункт измерения, вольт-временная характеристика среднесуточного импульса, средний доверительный интервал суточных наблюдений.

3. Строятся три временных ряда на основе среднесуточных значений каждого из индикаторов и для каждой из станций проводится сравнительный анализ временной динамики значений индикаторов на предмет выявления синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы на всех трех рядах.

4. Выносится суждение о приближении сейсмического события в случае обнаружения синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы значений каждого из предвестников на всех трех рядах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Светов Б.С. Электромагнитный мониторинг сейсмотектонических процессов. Известия вузов. Геология и разведка. 1992 г., №2, стр. 99-115.

2. Семинский И.К., Поспеев А.В. Отражение крупных для Байкальского рифта землетрясений 2020-2021 гг. в данных режимных наблюдений магнитотеллурического поля Земли. Физика Земли, 2022, №4, с. 46-55.

3. Дашевский Ю.А., Неведрова Н.Н., Жирова Н.В. Интегральная проводимость разреза как индикатор напряженного состояния среды при активном электромагнитном мониторинге на Южно - Байкальском прогностическом полигоне // Доклады РАН. 2000. Т. 370. №6. C. 807-809.

4. Bragin V.D., Sverdlik L.G., 2020. Estimates of relationship between the dynamics of geophysical parameters and the stress-strain state of geoenvironment. Geodynamics & Tectonophysics 11 (2), 352-364. doi:10.5800/GT-2020-11-2-0479

5. Баталева Е.А., Мухамадеева В.А. Комплексный электромагнитный мониторинг геодинамических процессов Северного Тянь‐Шаня (Бишкекский геодинамический полигон) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. №2. С. 461-487. doi:10.5800/GT‐2018‐9‐2‐0356

6. Князев Б.А., Черкасский В.С. Начала обработки экспериментальных данных. Новосибирский государственный университет. Новосибирск, 1996, 50 с.

7. Nabighian M.N. 1979. Quasi-static transient response of a conducting halfspace - an approximate representation. GEOPHYSICS. No.10. p. 1700-1705.

8. Weiying C. 2022. Research article. Transient electromagnetic smoke ring due to a grounded-wire source. DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2156718/v1

9. Гольдин С.В., Дядьков П.Г., Дашевский Ю.А. Стратегия прогноза землетрясений на Южно-Байкальском геодинамическом полигоне // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. №10. С. 1484-1496.

10. Баталева Е.А., Мухамадеева В.А. Комплексный электромагнитный мониторинг геодинамических процессов Северного Тянь‐Шаня (Бишкекский геодинамический полигон) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. №2. С. 461-487. doi:10.5800/GT‐2018‐9‐2‐0356

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона на основе мониторинга тензочувствительных (индикаторных) участков глубинного массива горных пород, электрические свойства которых особенно чувствительны к вариациям напряженного состояния в очаговых зонах. Согласно заявленному решению с использованием сети измерительных станций, расположенных на территории полигона, выполняют мониторинг нестационарного электрического поля заземленной электрической линии. Для каждой из станций вычисляют среднесуточные значения трех индикаторов: времени прихода максимума среднесуточного сигнала в пункт измерения, вольт-временной характеристики среднесуточного импульса, среднего доверительного интервала суточных наблюдений. На основе среднесуточных значений каждого из индикаторов строят временные ряды и проводят для всей совокупности имеющихся станций одиночный и групповой сравнительный анализ временной динамики значений индикаторов с целью выявления синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы, которые рассматривают как единую трехкомпонентную сигнатуру геологического вещества, реагирующего на подготовку сейсмотектонического события, на основе чего делают вывод о его приближении. Технический результат - устранение ограничений по оценке трещиноватости геологического массива и локализации в пространстве его элементов, чувствительных к тектоническим событиям. 11 ил., 2 табл.

Способ определения предвестников приближающегося сейсмического события на территории Бишкекского геодинамического полигона, включающий мониторинг нестационарного электрического поля заземленной электрической линии с использованием имеющейся на полигоне сети измерительных станций, проводящих ежесуточно от 3 до 6 сеансов измерений удельного сопротивления горных пород, слагающих Бишкекский геодинамический полигон, расчёт для каждой из станций по полученным значениям сигналов удельного сопротивления среднесуточных значений трех предвестников приближающегося сейсмического события: времени прихода максимума среднесуточного сигнала в пункт измерения, вольт-временной характеристики среднесуточного импульса, среднего доверительного интервала суточных наблюдений, построение трёх временных рядов на основе среднесуточных значений каждого из предвестников приближающегося сейсмического события, проведение для каждой из станций в отдельности и для их совокупности сравнительного анализа временной динамики значений предвестников приближающегося сейсмического события с целью выявления синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы значений каждого из предвестников на всех трех рядах, вынесение суждения о приближении сейсмического события в случае обнаружения синхронизированных по времени аномалий устойчивой формы значений каждого из предвестников на всех трех рядах.