Статья: Методика восстановления пропусков в вариациях геомагнитного поля на основе алгоритмов kNN и MICE (2026)

Проблема поиска информативных признаков в электромагнитном регулярном шумовом фоне ОНЧдиапазона связана с построением прогностической модели землетрясений. Цель работы заключается в разработке и апробации методики выявления информативных признаков путем анализа спектральной плотности мощности электромагнитного излучения с применением технологий глубокого машинного обучения. В ходе исследования применен комплексный подход, включающий непрерывный мониторинг электромагнитных сигналов в ОНЧ-диапазоне (0.3–30 кГц) и обработку данных с помощью сверточных нейронных сетей. На основе анализа массива данных по камчатским землетрясениям за 2016–2019 гг. (29 сильных сейсмических событий) были получены значимые результаты: разработана оригинальная методика подготовки данных для нейросетевой классификации с высокой точностью распознавания (до 96 %), подтверждено наличие предвестников землетрясения в электромагнитном регулярном шумовом фоне ОНЧ-диапазона. Научная новизна исследования заключается в разработке нового подхода к подготовке исходных данных в графическом формате и применении современных нейросетевых технологий для анализа геофизических сигналов, что позволило выявить скрытые паттерны, предшествующие сейсмическим событиям. Практическая значимость работы состоит в создании инструмента для мониторинга предвестников землетрясений, способствующего развитию систем раннего предупреждения и подтверждающего перспективность применения методов машинного обучения для анализа геофизических данных и прогнозирования природных явлений.

Работа продолжает цикл ежегодных кратких обзоров сейсмичности южной части Дальнего Востока России, основанных на данных каталога регионального информационно-обрабатывающего центра «Южно-Сахалинск» Сахалинского филиала ФИЦ «Единая геофизическая служба РАН». Приведены основные параметры сейсмичности изучаемой территории в 2025 г.: карты эпицентров землетрясений и их максимальных макросейсмических проявлений, статистическая оценка уровня сейсмичности СОУС’09, графики Беньофа, карты плотности условной упругой деформации. 29 июля 2025 г. на стыке Курило-Охотского и Камчатского регионов произошло сильнейшее землетрясение, М = 8.8. Реализация форшоковой и афтершоковой активности в очаговой зоне этого землетрясения составила примерно половину всех сейсмических событий изучаемой территории. Приведена краткая информация по этому землетрясению, основанная преимущественно на данных Геофизической службы РАН. Дана краткая информация о других значимых и интересных для детального изучения землетрясениях юга Дальнего Востока. Уровень сейсмичности Курило-Охотского региона в 2025 г. оценивается как высокий, Сахалинского региона – фоновый средний, Приамурья и Приморья – фоновый пониженный.

Представлены результаты анализа колебаний уровня моря и атмосферного давления по данным наблюдений, выполнявшихся c одноминутной дискретностью в течение 12.5 сут с платформы самоподъемной плавучей буровой установки «Сахалинская», установленной на восточном шельфе о. Сахалин в районе Ныйского залива на глубине 25–30 м. Измерения проводились с использованием кабельного цифрового приборного комплекса с пьезокварцевыми датчиками давления. Спектральный анализ колебаний уровня моря выявил выраженные пики на периодах, близких к суточным и полусуточным приливным гармоникам, а также низкочастотные максимумы, интерпретируемые как проявления шельфовых сейш и сейш Ныйского залива. Показано, что в минутном диапазоне периодов регистрируются волновые процессы инфрагравитационного типа, часть которых может переходить в краевые волны, распространяющиеся вдоль берега. Анализ колебаний атмосферного давления выявил спектральные максимумы в диапазоне от нескольких минут до десятков минут, которые могут быть связаны с внутренними и акустико-гравитационными волнами в атмосфере. В штормовые периоды наблюдается усиление волновой активности и формирование почти непрерывного спектра с выраженной модовой структурой. Установлено, что наклон спектральной плотности колебаний атмосферного давления в рассматриваемом диапазоне периодов близок к степени –1/3, что отличается от ранее опубликованных данных и объясняется попаданием исследуемых периодов в область поступления энергии в нижние слои атмосферы.

Представлены результаты минералого-петрографического исследования кремнистых пород холмской и курасийской свит южного Сахалина. Исследования выполнены с применением макроскопического описания, поляризационной микроскопии, растровой электронной микроскопии с энергодисперсионным спектральным анализом, рентгенофазового и синхронного термического анализа. Породы холмской свиты содержат силициты с тонкодисперсной кремнистой основной массой, кварц, полевые шпаты, гидрослюду, хлорит, гематит, кальцит, растительный детрит и углефицированное органическое вещество. В породах курасийской свиты установлены опоковый облик, скрытокристаллическая и аморфная кремнистая основная масса, кристобалит, тридимит, кварц, полевые шпаты, гидрослюда, хлорит, гематит и органическое вещество. Растровая электронная микроскопия выявила микроконкреции и идиоморфные микрокристаллы пирита, микроглобулярные формы кремнистого вещества, участки с повышенными содержаниями Na, K, S и Cl, а также органические остатки с высоким содержанием углерода. С помощью рентгенофазового анализа установлено, что в кристаллической фазе кремнистой составляющей пород холмской свиты преобладает кварц, курасийской свиты – кристобалит и тридимит. Полученные данные уточняют минеральный состав, форму кремнезема и микростроение пустотного пространства кремнистых пород холмской и курасийской свит южного Сахалина.

Приводятся предварительные результаты тефростратиграфических исследований и радиоуглеродного датирования почвенно-пирокластического чехла кальдеры Медвежья (о. Итуруп, Южные Курилы). Определен изотопный возраст не менее 8 извержений различного типа, происходивших в интервале от 5100 до 150 кал. л. н. Наибольшее количество эксплозивных извержений, сопровождавшихся выбросами пемзовой пирокластики, отмечено в интервалах 2800–2400 и 1500–800 кал. л. н. Мощная активизация вулканизма в кальдере Медвежья, имевшая преимущественно эффузивный характер, пришлась на последние 600–500 лет. В это время, предположительно, происходило формирование лавовых полей Восток, Коротышка, побочного центра Крошка, а также лавовых потоков Черныш и Рукава. Возраст древесины (150 ± 130 кал. л. н.) из-под лавового потока Черныш хорошо соотносится с датами исторических извержений вулкана Кудрявый, наблюдавшихся в XVIII и XIX вв. Высокая частота извержений в позднем голоцене и отсутствие длительных периодов покоя позволяют рассматривать вулканы Кудрявый и Меньший Брат как потенциально активные в ближайшем будущем, что требует продолжения мониторинга и детального изучения их эруптивной истории.

Для оценки и прогноза грязевулканической опасности, а также для изучения гео- и флюидодинамики осадочного разреза существенно важна генетическая характеристика грязевого вулканизма. С выявлением новых районов развития грязевого вулканизма мы получаем все больше данных о его гетерогенности, различных генетических особенностях. В настоящем обзоре на основе анализа значительного числа публикаций сделана попытка выделения и систематизации его генетических типов. Выделены классический, гигантских подводных оползней, газогидратный, серпентинитовый, дегляциальный, абиссальный и внутриплитных рифтогенных структур генетические типы. Приводится их характеристика и отличительные особенности. Классический тип грязевого вулканизма наиболее распространен и изучен. Его отличает наибольшее разнообразие морфологии и размеров грязевулканических построек, структурно-тектонического контроля, геодинамической позиции. В нем отмечены три эволюционных этапа – начальный, основной и заключительный, с выделением, соответственно, трех эволюционных типов. Начальный характеризуется неглубокими очагами флюидогенерации и отвечает периоду погружения бассейна седиментации с генерацией биогенного метана. Ему могут предшествовать и сопутствовать интенсивные разгрузки флюидов (метана и/или воды) с формированием покмарков. Основной этап наиболее длительный, соответствует погружению флюидогенерирующих толщ в зону катагенеза с генерацией термогенного метана и воды при иллитизации смектитов. Заключительный эволюционный этап развития классического грязевого вулканизма есть этап отмирания грязевулканической системы в результате ее воздымания и денудации, исчерпания ресурса генерации термогенного метана. Классический грязевой вулканизм можно дополнительно разделить по вкладу глубинных флюидных потоков, вплоть до мантийных, присутствию газогидратов и участию геотермальных флюидов. Газогидратный генетический тип может иметь разновидности по механизму генерации флюидной фазы. Серпентинитовый тип наиболее индивидуален по своим признакам. Проявлен в надсубдукционных зонах как результат прорыва флюидов, образующихся при дегидратации, декарбонизации и метаморфических реакциях, из субдуцирующей плиты в условиях высокого давления и низкой температуры. Дегляциальный, абиссальный и внутриплитных рифтогенных структур типы грязевого вулканизма наименее изучены и требуют верификации. Тип внутриплитных рифтогенных структур по результатам его изучения, возможно, будет отнесен к геотермальным системам в осадочных толщах. Наряду с выделяемыми генетическими типами грязевого вулканизма возможны его полигенные проявления. Предлагаемые подходы к генетической классификации могут подвергнуться критике, но это необходимо для стимулирования исследований в этом направлении.