В коллективной монографии изложены материалы теоретических и экспериментальных исследований, ориентированные на проблемы изучения и мониторинга геодинамических процессов в коре и верхней мантии Земли. В книге представлены новые материалы, связанные с построением физико-математической модели формирования полей в дилатансных зонах, работы по прямым и обратным задачам моделирования сейсмических волновых процессов, исследованы вопросы распространения сейсмических волн в этих средах, представлен метод решения трехмерных задач дифракции акустических волн в интегральных постановках, приводятся программные средства для решения прямой и обратной задач электромагнитных зондирований, а также результаты экспериментальных работ по вибросейсмическому зондированию грязевых вулканов. Изложена концепция вибросейсмического зондирования Земли с использованием вибраторов 1000-тонного класса. Книга рассчитана на широкий круг специалистов в области наук о Земле, а также аспирантов и студентов, обучающихся по этим дисциплинам.

Настоящая монография представляет собой попытку синтеза идей, теорий и моделей физики земли и геотектоники в единую систему. Соответственно, введение в проблемы поиска единства законов природы и симметрий в строении Земли (на основе принципа общности и развитии дисциплин естественно-научного направления и прежде всего физики) является главной целью. Книга имеет обзорно-аналитический характер и ориентирована на разработку идеи создания общей системы физических основ геологических дисциплин в иерархической системе - от геосфер до уровня региональных тектонических провинций. Актуальность такой задачи продиктована тем, что к началу текущего столетия получили широкое распространение идеи разработки геологических теорий на основе законов и моделей физического мира. Проанализированы задачи ранговой систематики объектов исследования, понятийные основы геотектоники и геомеханики, а также координатные системы и симметрии, методологические парадигмы и основные группы методов исследования. Сформулировано отношение к объектным теориям землеведения и геологическим законам природы. для специалистов в области геотектоники, физики Земли и геомеханики земной коры материалов и океанов, а также может быть полезна для преподавателей, аспирантов и магистрантов вузов.

Анализируется изменение состава и свойств нафтидов (нефти, углеводородных газов и природных битумов) в недрах, а также емкостных и фильтрационных свойств пород. Рассмотрены процессы накопления органического вещества, образования нефти и газа и формирования их залежей. Показаны глобальные закономерности распределения нафтидов. Обоснованы геохимические методы дифференцированного прогнозирования нафтидоностновти, направленные на повышение эффективности поисковых работ и охраны окружающей среды. Для научных сотрудников, работающих в области нефтегазовой геологии и геохимии.

Статья написана по результатам работы над проектом РФФИ 05-05-64659-а. Проект направлен на решение фундаментальной проблемы геодинамики и тектоники — исследование закономерностей накопления и выделения (при разрушении) энергии в элементах земной коры, геоматериалах и геосредах, которые предлагается рассматривать как иерархически организованные блочные системы. Эволюция таких пространственно-временных иерархий под приложенными нагрузками приводит к большому разнообразию медленных движений (специфическим волнам деформации и разрушения), обусловленных эффектами накопления и перераспределения энергии в блочной среде. Методами фрактального анализа поверхностей изломов геоматериалов изучено самоподобие разрушения ряда геоматериалов и установлены характерные масштабы последовательности блоков, сформировавшихся в процессе деструкции материала. Численно, комбинированным методом, объединяющим конечно-разностные методы континуальной механики и дискретный метод клеточных автоматов, исследованы особенности накопления деформации в такой блочной среде, в том числе условия формирования и распространения фронтов локализованной деформации и разрушения на разных масштабах в зависимости от масштабов последовательности блоков в иерархии и особенностей нагружения.

Хорошо известно, что земная кора имеет иерархическую блочную структуру, являющуюся результатом геологической эволюции, а также глобальных и локальных деформационных процессов. При этом важными элементами геосреды являются границы раздела блоков, по которым и происходят основные деформации (смещения) под действием локальных полей внутренних напряжений. На макромасштабном уровне такими межблочными границами являются сейсмоактивные разломы. В настоящей работе было проведено комплексное исследование совместного влияния обводнения и вибрационного воздействия на поведение (режим смещений) сейсмоактивного разлома или его фрагмента. Результаты исследования показали, что совместное использование двух указанных факторов может не просто инициировать аномально большие по амплитуде смещения по разлому, но, что не менее важно, реализовать их в относительно плавном режиме сдвиговой ползучести (то есть без динамического спонтанного выделения мощных сейсмических импульсов).

The processes of localized deformation band formation and crack generation in brittle-plastic materials are simulated numerically in various loading conditions. The patterns of cracking and strain localized band for a sandstone specimen in compression are obtained. To describe inelastic behavior of pressure-sensitive materials, the mathematical tools and concepts of plasticity theory are employed. In the computations the Nikolaevskii model with a non-associated flow rule is used. In the course of “plastic” deformation damages are accumulated. Macrocrack opening and material fracture are described explicitly. For this purpose the node-splitting technique is used and the free-surface conditions are given on newly formed boundaries. This provides self-acting account of crack generation for the entire calculation area in the course of deformation. The use of the considered approaches in describing the behavior of a rock specimen as an ideal homogeneous medium allows a good agreement of fracture patterns as well as of various types of stress-strain dependences with the experimental findings. In order to describe in detail the behavior peculiarities of heterogeneous porous and cracked materials, it is necessary to consider their structural features and crack growth.

В монографии отражены результаты экспериментальных и аналитических исследований закономерностей распределения напряжений в блочных массивах геологической среды; математического моделирования процессов деструкции земной коры при крупномасштабных горных работах; контроля и анализа основных закономерностей самоорганизации сейсмического процесса. Отмечено влияние техногенного воздействия на формирование сейсмических активизаций. Затронуты вопросы создания геоинформационных систем с вычислительным ядром оценивания параметров по разнородным комплексным геодезическим и геофизическим наблюдениям.??Выявлен критерий возникновения процессов самоорганизации в условиях сильных техногенных воздействий. Разработана и апробирована модель карстообразова-ния как следствия эволюции эндогенных кольцевых структур Земли. Проанализирована связь геоморфологических, геологических и геофизических особенностей строения породных массивов с поверхностными проявлениями карстов. Разработаны двух- и трехмерные геомеханические модели, описывающие деформирование и разрушение породного массива во времени, в основу которых положены уравнения состояния вязкоупругих сред и критерий прочности Кулона — Мора. Предложен новый подход к созданию динамических геоинформационных систем, суть которого заключается в переходе от компьютерно-математического моделирования к синтезу новых знаний на основе интеграции данных самого различного типа, получаемых с помощью развитых систем мониторинга. Монография адресована специалистам по механике, геомеханике, геофизике, разработчикам новых систем контроля деформаций и напряжений в природной среде и будет полезна студентам старших курсов горных и геофизических специальностей университетов, а также аспирантам.

Учебное пособие содержит описание физико-механических свсйств осадочных пород, геодинамики земной коры и физики нефтяного пласта. Рассмотрены звенья глобального цикла углерода, концепция образования углеводородов, состав и свойства нефти. Приводятся основные реологические свойства нефти и нефтепродуктов, а также анализ течения "неньютоновской" нефти в трещинах горных пород. Рассмотрены гидродинамические методы исследования скважин и особенности разработки нефтяных месторождений. Дается систематическое изложение реологических аспектов разработки месторождений нефти. Описаны способы эксплуатации добывающих скважин и принципы расчета их показателей. Дается описание особенностей добычи нефти на морском шельфе. Для научных и инженерных работников нефтегазовой отрасли, студентов и преподавателей геофизических и нефтегазовых специальностей.

Изложены новые представления о возникновении и развитии Земли на основе современных данных геохимии и космохимии. Рассмотрены становление химического состава Земли, роль радиоактивных изотопов, возникновение сложных органических соединений, дифференциация мантии и образование первых магматических пород, а также химическая эволюция биосферы, океана и атмосферы. Вопросы химической эволюции земной коры и отражение ее в эволюции металлогении изложены с использованием последних данных геохимии изотопов и химической термодинамики. Для научных работников - геологов и геохимиков.

Фундаментальный труд одного из крупнейших геофизиков С. Чепмена и его сотрудника С. И. Акасофу подводит итоги достижениям солнечно-земной физики - научного направления, охватывающего многообразные явления Солнца и его излучений на различные земные явления.В первую часть вошли разделы, посвященные физике солнечно-земных связей для спокойного Солнца. Авторы знакомят читателя с Солнцем как звездой, характером его излучения, особенностями межпланетной среды. Далее следуют разделы, описывающие Землю, ее внутреннее строение, геомагнитное поле, его вариации и происхождение. Затем подробно рассматривается земная атмосфера, происходящие в ней фотохимические реакции, а также поведение ионов и нейтральных частиц в верхней атмосфере. Заключительные разделы посвящены динамике верхней атмосферы, в том числе циркуляции атмосферы, приливным колебаниям и динамо-эффекту.Энциклопедический характер книги, простота и доступность изложения, умение авторов выявить основные физические черты явлений, богатейшая библиография - все это привлечет к книге внимание широкого круга специалистов, а также студентов и аспирантов.