Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2019. Т. 29. № 4. C. 190-200. ISSN 2079- 6641

Содержание

DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-190-200

УДК 519.246.8:534.23:550.344

ОЦЕНКА МАСШТАБОВ ДАЛЬНИХ КОРРЕЛЯЦИЙ ПО СИГНАЛАМ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД НА КАМЧАТКЕ

В. Н. Сычёв¹, М. А. Мищенко², С. А. Имашев¹, М. Е. Чешев¹

¹Научная станция РАН, 720049, Бишкек-49, Кыргызстан
²Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, с.Паратунка, ул. Мирная, 7, Россия

E-mail: micle@ikir.ru

На Камчатке в пункте комплексных геофизических наблюдений ИКИР ДВО РАН «Карымшина» для регистрации сигналов сейсмоакустической эмиссии на поверхности земли установлен измерительный комплекс. В качестве датчика сигналов используется трехкомпонентный пьезокерамический сейсмоприемник, который регистрирует колебательное ускорение в частотном диапазоне 0.5-400 Гц. Рассмотрен сейсмоакустический отклик на несколько региональных землетрясений с энергетическим классом Ks > 11:0 в период 2017-2018 гг. При помощи статистических методов установлено самоподобие их структуры на ограниченном интервале
временных масштабов. Это, в свою очередь, указывает на наличие дальних корреляций в рассматриваемой системе и позволяет получить оценку масштабов корреляций.

Ключевые слова: геоакустический шум, структурные функции, автокорреляция, масштабы корреляций, автомодельность

© В. Н. Сычёв и др., 2019

Работа выполнена в рамках государственного задания Федерального государственного бюджетного учреждения науки Научной станции Российской академии наук в г. Бишкеке (тема № AAAAA19-119020190064-9).
Работа выполнена в рамках государственного задания Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН по теме «Динамика физических процессов в активных зонах ближнего космоса и геосфер» (2018-2020) государственной регистрации № АААА-А17-117080110043-4.

MSC 86A17

ESTIMATION OF LONG-RANGE CORRELATION SCALES BY SEISMOACOUSTIC EMISSION SIGNALS OF NEAR-SURFACE SEDIMENTARY ROCKS IN KAMCHATKA

V. N. Sychev¹, M. A. Mishchenko², S. A. Imashev¹, M. E. Cheshev¹

¹Research Station RAS, 720049, Bishkek-49, Kyrgyzstan
²Institute of Cosmophysical Researches and Radio Wave Propagation FEB RAS, 684034, Kamchatsky Kray, Paratunka, Mirnaya st., 7, Russia
E-mail: micle@ikir.ru

A measurement complex is installed on the ground surface at «Karymshina» complex geophysical observation site of IKIR FEB RAS (Kamchatka) to record seismoacoustic emission signals. A three-component piezoceramic seismic receiver, which records oscillatory acceleration in the frequency range from 0.2 to 400 Hz, is used as the signal sensor. A series of seismoacoustic responses on regional earthquakes of 2017-2018 with the energy class Ks > 11:0 has been considered. Self-similarity of their structures has been established in a limited interval of time scales by statistical methods. That, in its turn, indicates the presence of long-range correlations in the system under consideration and allows one to estimate correlation scales.

Key words: geoacoustic noise, structural functions, autocorrelation, correlation scales, self-similarity

© Sychev V. N. et al., 2019

This work was carried out as part of the state assignment of the Federal State Budgetary Institution of Science of the Scientific Station of the Russian Academy of Sciences in Bishkek (topic No. AAAAA19-119020190064-9).
The work was performed as part of the state assignment of the Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences on the topic “Dynamics of physical processes in the active zones of near space and geospheres” (2018-2020) of state registration No. AAAA-A17-117080110043-4.

Список литературы/References

  1. Купцов А. В., Ларионов И. А., Шевцов Б. М., “Особенности геоакустической эмиссии при подготовке камчатских землетрясений”, Вулканология и сейсмология, 5 (2005), 45–59. [Kuptsov A. V., Larionov I. A., Shevtsov B. M., “Osobennosti geoakusticheskoy emissii pri podgotovke kamchatskikh zemletryaseniy”, Vulkanologiya i seysmologiya, 5 (2005), 45–59, (in Russian)].
  2. Муратов П. В. и др., “Электрический и акустический отклик приповерхностных осадочных пород на прохождение сейсмических волн от землетрясений”, Вестник КРАУНЦ.
    Физ.-мат. науки., 25:5 (2018), 62–73. [Muratov P. V. i dr., “Elektricheskiy i akusticheskiy otklik pripoverkhnostnykh osadochnykh porod na prokhozhdeniye seysmicheskikh voln ot zemletryaseniy”, Vestnik KRAUNTS. Fiz.-mat. nauki., 25:5 (2018), 62–73, (in Russian)].
  3. Закупин А. С. и др., “Сейсмоакустические проявления воздействий мощных импульсов тока по данным скважинных измерений на Бишкекском геодинамическом полигоне”,
    Физика Земли, 5 (2014), 105–120. [Zakupin A. S. et. al., “Seismoacoustic responses to high-power electric pulses from well logging data at the Bishkek geodynamical test area”, Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 50:5 (2014), 692-706, (English transl.)].
  4. Сейсмоприёмники пьезоэлектрические А16, Руководство по эксплуатации, ЗАО Геоакустика, Москва, 2006, 40 с. [Seysmopriyomniki p’yezoelektricheskiye A16, Rukovodstvo po ekspluatatsii, ZAO Geoakustika, Moskva, 2006, 40 pp., (in Russian)].
  5. Будаев В. П. и др., “Дальние корреляции в структуре фрактальных пленок”, Письма в ЖЭТФ, 95:2 (2012), 84–90. [Budayev V. P. i dr., “Dal’niye korrelyatsii v strukture fraktal’nykh plenok”, Pis’ma v ZHETF, 95:2 (2012), 84–90, (in Russian)].
  6. Колмогоров А. Н., “Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности”, ДАН СССР, 32:1 (1941), 19–21. [Kolmogorov A. N., “Rasseyaniye energii pri lokal’no izotropnoy turbulentnosti”, DAN SSSR, 32:1 (1941), 19–21, (in Russian)].
  7. Фрик П. Г., Турбулентность: модели и подходы, Институт компьютерных исследований, Москва-Ижевск, 2003, 292 с. [Frik P. G., Turbulentnost’: modeli i podkhody, Institut komp’yuternykh issledovaniy, Moskva-Izhevsk, 2003, 292 pp., (in Russian)].
  8. Фриш У., Турбулентность. Наследие А.Н. Колмогорова, ФАЗИС, М., 1998, 346 с. [Frish U., Turbulentnost’. Naslediye A.N. Kolmogorova, FAZIS, M., 1998, 346 pp., (in Russian)].
  9. Аносов Г. И. и др., Глубинное сейсмическое зондирование Камчатки, Наука, Москва, 1978, 130 с. [Anosov G. I. i dr., Glubinnoye seysmicheskoye zondirovaniye Kamchatki, Nauka, Moskva, 1978, 130 pp., (in Russian)].
  10. Нурмухамедов А. Г. и др., “Границы литосферы на Камчатке по данным метода обменных волн землетрясений”, Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле, 29:1 (2016), 32–52. [Nurmukhamedov A. G. i dr., “Granitsy litosfery na Kamchatke po dannym metoda obmennykh voln zemletryaseniy”, Vestnik KRAUNTS. Nauki o Zemle, 29:1 (2016), 32–52, (in Russian)].
  11. Яновский Л. П., Буховец А. Г., Введение в эконометрику: учебное пособие, КНОРУС, М., 2015, 256 с. [Yanovskiy L. P., Bukhovets A. G., Vvedeniye v ekonometriku: uchebnoye posobiye, KNORUS, M., 2015, 256 pp., (in Russian)].
  12. Ризниченко Ю. В., Проблемы сейсмологии, Наука, М., 1985, 480 с. [Riznichenko YU. V., Problemy seysmologii, Nauka, M., 1985, 480 pp., (in Russian)].

Список литературы (ГОСТ)

  1. Купцов А. В., Ларионов И. А., Шевцов Б. М. Особенности геоакустической эмиссии при подготовке камчатских землетрясений // Вулканология и сейсмология. 2005. №5. С. 45–59.
  2. Муратов П. В. и др. Электрический и акустический отклик приповерхностных осадочных пород на прохождение сейсмических волн от землетрясений // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. №5(25). С. 62–73.
  3. Закупин А. С. и др. Сейсмоакустические проявления воздействий мощных импульсов тока по данным скважинных измерений на Бишкекском геодинамическом полигоне // Физика Земли. 2014. №5. С. 105–120.
  4. Сейсмоприёмники пьезоэлектрические А16. Руководство по эксплуатации. Москва. ЗАО Геоакустика. 402152.004 РЭ. 2006. 40 c.
  5. Будаев В. П. и др. Дальние корреляции в структуре фрактальных пленок // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 95. №2. С. 84–90.
  6. Колмогоров А. Н. Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности // ДАН СССР. 1941. Т. 32. №1. С. 19–21.
  7. Фрик П. Г. Турбулентность: модели и подходы. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 292 c.
  8. Фриш У. Турбулентность. Наследие А.Н. Колмогорова. М.: ФАЗИС, 1998. 346 c.
  9. Аносов Г. И. и др. Глубинное сейсмическое зондирование Камчатки. М.: Наука, 1978. 130 c.
  10. Нурмухамедов А. Г. и др. Границы литосферы на Камчатке по данным метода обменных волн землетрясений // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2016. №1(29). С. 32–52.
  11. Яновский Л. П., Буховец А. Г. Введение в эконометрику: учебное пособие. М.: КНОРУС, 2015. 256 с.
  12. Ризниченко Ю. В. Проблемы сейсмологии. М.: Наука, 1985. 480 c.

Для цитирования: Сычёв В. Н., Мищенко М. А., Имашев С. А., Чешев М. Е. Оценка масштабов дальних корреляций по сигналам сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород на Камчатке // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2019. Т. 29. № 4. C. 190-200. DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-190-200
For citation: Sychev V. N., Mishchenko M. A., Imashev S. A., Cheshev M. E. Estimation of long-range correlation scales by seismoacoustic emission signals of near-surface sedimentary rocks in Kamchatka, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2019, 29: 4, 190-200. DOI: 10.26117/2079-6641-2019-29-4-190-200

Поступила в редакцию / Original article submitted: 25.10.2019

Сычёв Владимир Николаевич– кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории моделирования энергонасыщенных сред, Научная станция РАН, г. Бишкек-49, Кыргызстан, ORCID: 0000-0001-7508-9087.
Sychev Vladimir Nikolaevich – Ph.D. (Phys. & Math.), Leading Researcher of the Laboratory of Energy-Saturated Media Simulation, Research Station RAS, Bishkek-49, Kyrgyzstan, ORCID: 0000-0001-7508-9087.

Мищенко Михаил Александрович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории акустических исследований Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Камчатский край, c. Паратунка, Россия.
Mishchenko Mikhail Aleksandrovich – Ph.D. (Phys. & Math.), Senior Reseacher of Laboratory of acoustic Research Institution Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Paratunka, Russia.

Имашев Санжар Абылбекович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории акустических исследований, Научная станция РАН, Бишкек, Кыргызстан, ORCID: 0000-0003-3293-3764.
Imashev Sanjar Abylbekovich – Ph.D. (Phys. & Math.), Senior Researcher of Laboratory of Integrated Studies of Dynamic Precesses in Geophysical Fields, Research Station RAS, Bishkek-49, Kyrgyzstan, ORCID: 0000-0003-3293-3764.

Чешев Михаил Евгеньевич – младший научный сотрудник лаборатории моделирования энергонасыщенных сред, Научная станция РАН, г. Бишкек-49, Кыргызстан, ORCID: 0000-0001-7902-4934.
Cheshev Mikhail Evgenyevich – Junior Researcher of Laboratory of Energy-Saturated Media Simulation, Research Station RAS, Bishkek-49, Kyrgyzstan, ORCID: 0000-0001-7902-4934.