Расчет вариаций полей современных деформаций земной поверхности Японских островов

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

Актуальность задачи: Интенсивное освоение тектонически активных регионов Земли делает особенно актуальным вопрос изучения региональных геодинамических процессов с целью прогнозирования опасных явлений и снижения риска и последствий природных катастроф. На территории РФ известны своей геодинамической и сейсмической активностью Курило-Камчатский регион и о. Сахалин, Северный Кавказ и побережья Черного и Каспийского морей, Алтай и Саяны, район озера Байкал. Решение важнейшей задачи исследования региональных геодинамических процессов тесным образом связано с необходимостью получения информации о современных движениях земной поверхности и ее напряженно-деформированном состоянии, обусловленном, в значительной степени, разломно-блоковым строением земной коры и литосферы. Активное развитие плотных сетей станций спутниковых геодезических наблюдений (ГНСС) в тектонически активных регионах, в сочетании с бурно развивающейся технологией машинного обучения, позволяет создать новые подходы к исследованию особенностей региональных полей современных движений земной поверхности и перейти к изучению закономерностей их формирования.
Проводящиеся в настоящий момент исследования направлены на разработку методологии установления регионального разломно-блокового строения на основе анализа данных ГНСС-наблюдений. Новизна предлагаемого подхода обусловлена рассмотрением ГНСС-измерений не в качестве вспомогательной информации, лишь дополняющей имеющиеся геолого-геофизические данные, но в качестве непосредственно входных данных, нуждающихся в прямой интерпретации. Подобная интерпретация, проводимая на основе применения современной методологии машинного обучения и Больших Данных, обеспечивает изучение как статичной во времени картины региональной разломно-блоковой структуры, так и ее возможные изменения во времени. 

Юрий Габсатаров. Я старший научный сотрудник лаборатории цунами им. С. Л. Соловьева Института океанологии им П.П. Ширшова РАН. Область моих научных интересов - исследование кинематики и динамики тектонических блоков на основе данных спутниковой геодезии. Мои исследования преимущественно сосредоточены в районе континентальных и островодужных окраин Мирового океана и направлены на установление их разломно-блокового строения. Основными методами моих исследований являются статистический анализ временных рядов спутниковых геодезических наблюдений, деформационный анализ, геомеханическое и геодинамическое моделирование.
Я соавтор курса «Методы космической геодезии в сейсмологии и геодинамике» (МФТИ)
Руководитель 2 магистерских диссертаций (МФТИ)
Имею опыт руководства и выполнения грантов РНФ и РФФИ
Член редакционной коллегии журнала «Вулканология и сейсмология»

Научные интересы:
цунами, штормовые нагоны, приливы, колебания уровня моря, численное моделирование длинных волн, анализ временных рядов

В 2019 г. стал обладателем золотой медали РАН с премией для молодых ученых в области океанологии, физики атмосферы и географии. Лауреат премии Правительства Москвы для молодых ученых в 2022 году. С 2016 г. являюсь членом международной рабочей группы по изучению колебаний уровня Балтийского моря (Baltic Earth Working Group on Sea Level Dynamics in the Baltic Sea Region). С 2021 г. член Международной комиссии по цунами (IUGG Tsunami Commission). С 2017 по 2021 гг. был одним из активных организаторов Всероссийской конференции молодых ученых «Комплексные исследования Мирового океана», где в 2019, 2020 и 2021 гг. был заместителем председателя программного комитета конференции.

Опубликованные работы по теме задачи:
1. Gabsatarov Y.V. Analysis of deformation processes in the lithosphere from geodetic measurements based on the example of the San Andreas fault // Geodynamics & Tectonophysics. – 2012. – V. 3. N. 3. – P. 275–287. DOI: 10.5800/GT-2012-3-3-0074.

2. Lobkovsky L.I., Vladimirova I.S., Alekseev D.A., Gabsatarov Y.V. Keyboard model of seismic cycle of great earthquakes in subduction zones: simulation results and further generalization // Applied Sciences – 2021. – V. 11. – N. 19, 9350. DOI: 10.3390/app11199350.

3. Lobkovsky L.I., Gabsatarov Y.V., Vladimirova I.S., Alekseev D.A., Ramazanov M.M., Kotelkin V.D. Geodynamic Model of the Interaction Between the Continental Lithosphere and the Active Continental Margin in East Asia // Russian Journal of Earth Sciences. – 2022. – V. 22, ES1005. DOI: 10.2205/2022ES000787.

Что предстоит делать: Непосредственная задача состоит в построении набора полей величин, характеризующих вариации во времени различных аспектов поля современных деформаций земной поверхности Японских островов (программная реализация и расчет компонент тензора скорости плоской деформации для имеющихся наборов однолетних скоростей смещений станций ГНСС-наблюдений на Японских островах методами покрытий и методом Шена, сопоставление полученных результатов, анализ выделенных аномалий с использованием априорной сейсмологической, геологической и геоморфологической информации с целью выделения активных разломных структур).

Методы, приборы, ПО, с которым предстоит работать: Методы расчета тензора скорости плоской деформации (метод Шена, метод покрытий) Методы визуализации полей величин, характеризующих деформации земной поверхности. Подходы к совместному анализу данных деформационного анализа и сейсмологических, геоморфологических и геологических данных.

Обязательные требования: Опыт программирования на Python
Опыт использования пакетов для анализа и визуализации данных (Numpy, Scipy, Pandas, Matplotlib, Cartopy)
Специализация, уровень образования: Геофизика или прикладная математика, бакалавры 4 курс и выше, магистры, аспиранты

Финансирование: не предоставляется, все расходы покрываются студентом самостоятельно

Минимальный срок стажировки: ориентировочно 2 недели в течение лета 2024 г., очное участие