Совершенствование методов обработки сейсмических данных при решении задачи построения априорной геометрической модели очага землетрясения

лаборатория цунами им С.Л. Соловьева
организация, город: ИО РАН, Москва
даты: июнь - август 2024 г.

Актуальность задачи: Неуклонное нарастание сложности и, как следствие, уязвимости человеческой инфраструктуры приводит к повышению требований к точности прогноза сильных землетрясений и связанных с ними опасных природных явлений, таких как вулканические извержения, обвалы, оползни и сходы лавин. Необходимость дальнейшего развития критической технологии предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера обуславливает актуальность и необходимость развития новых методов получения научных знаний об особенностях строения тектонически активных регионов и действующих в них геодинамических процессах.
Общее направление исследований состоит в разработке нового комплексного подхода к исследованию процессов подготовки и реализации сильных землетрясений, который впервые обеспечит возможность изучения и численного моделирования геодинамических процессов, возникающих в тектонически активных зонах на всем протяжении сейсмического цикла. Научная значимость проводимых исследований состоит в получении новых данных об особенностях процессов накопления и высвобождения упругих напряжений, пространственно-временных связях особенностей геодинамических процессов с региональным структурно-тектоническим строением и проявлениями локальной сейсмичности, а также в усовершенствовании методов совместного анализа спутниковых геодезических, сейсмических и геолого-геофизических данных.

Ирина Владимирова - старший научный сотрудник лаборатории цунами им. С.Л. Соловьева Института океанологии им П.П. Ширшова РАН. Автор более 60 научных публикаций. Соавтор и лектор курса «Методы космической геодезии в сейсмологии и геодинамике» (МФТИ). Член редакционной коллегии журнала "Вулканология и сейсмология". Область моих научных интересов - исследование сейсмических циклов, связанных с сильнейшими землетрясениями в зонах субдукции, моделирование и анализ геодинамических процессов, протекающих в окрестности очаговых зон сильнейших землетрясений, на основе данных спутниковой геодезии.

Опубликованные работы по теме задачи:
Vladimirova I.S., Lobkovsky L.I., Gabsatarov Y.V., Steblov G.M., Vasilenko N.F., Frolov D.I., Prytkov A.S. Patterns of the seismic cycle in the Kuril island arc from GPS observations // Pure and Applied Geophysics – 2020. – V. 177. – N. 8. – P. 3599–3617
Lobkovsky L.I., Vladimirova I.S., Alekseev D.A., Gabsatarov Y.V. Features of the largest earthquake seismic cycles in the western part of the Aleutian subduction zone // Geosciences (Switzerland). – 2022. – V. 12(3), 107
Vladimirova I.S. Study of the Features of Seismogenic Activation of the Chilean Subduction Zone at the Beginning of the 21st Century // Doklady Earth Sciences. – 2022. – V. 507. – P. 1112–1117

Что предстоит делать: непосредственная задача состоит в подготовке априорных данных и построения на их основе геометрической дискретной модели очага землетрясения Токачи-оки 2003 г. В процессе выполнения задачи необходимо будет научиться работать с различными сейсмическими каталогами, реализовать метод выделения афтершоковых последовательностей и сопоставить полученные результаты с аналогичным результатами, полученными кластерным методом, провести статистическую обработку сейсмических данных с целью установления геометрии погружающейся части океанической литосферной плиты, построить геометрическую конечно-элементную модель.

Методы, приборы, ПО, с которым предстоит работать: Типы и структура сейсмических каталогов. Методы выделения афтершоковых последовательностей. Построение кусочно-линейных аппроксимаций распределения гипоцентров землетрясений с целью установления строения субдукционных зон. Построение геометрических конечно-элементных моделей.

Обязательные требования: Опыт программирования на языке Python,Владение численными методами, Опыт использования библиотек Numpy, Pandas, SciPy, Sklearn, Matplotlib в задачах анализа данных (желательно)
Специализация, уровень образования: Геофизика или прикладная математика, бакалавры 4 курс и выше, магистры, аспиранты
Необязательные требования: Навыки работы с отдельными программами и библиотеками Python для отображения картографической информации (GMT, Cartopy)

Финансирование: все расходы покрываются студентом самостоятельно

Срок стажировки: 2 недели в течение лета 2024 г., очное участие