Геофизические исследования: статья

СРАВНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ В ПЕРЕХОДНЫХ РАЙОНАХ
В.Н. Конешов1
В.Б. Непоклонов1,2
Е.С. Спиридонова2
1 Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН, г. Москва, Россия
2 Московский государственный университет геодезии и картографии, г. Москва, Россия
Журнал: Геофизические исследования
Том: 22
Номер: 4
Год: 2021
Страницы: 5-23
УДК: 550.831.015: 550.831.23: 519.654
DOI: 10.21455/gr2021.4-1
Ключевые слова: гравитационное поле Земли, модель, аномалия силы тяжести, уклонение отвесной линии, переходный район, береговая линия, Россия, сравнительное исследование.
Аннотация: Представлены методика сравнения глобальных моделей гравитационного поля Земли в виде разложения геопотенциала в ряд сферических гармоник и полученные в соответствии с ней новые экспериментальные данные, дополняющие и детализирующие сравнительные характеристики современных моделей с учетом их пространственной разрешающей способности. Особенность полученных авторами экспериментальных данных состоит в том, что они детально характеризуют как в статистическом смысле сходятся или различаются между собой исследуемые модели по значениям аномалий силы тяжести и уклонений отвесных линий в переходных районах от суши к морю (на примере контурных точек на всем протяжении береговой линии России). Рассматриваемые модели анализировались группами: в первую вошли восемь моделей сверхвысокого разрешения (до 1420–2190-го порядка разложения геопотенциала), во вторую – четырнадцать моделей высокого разрешения (до 360–720-го порядка разложения геопотенциала), включая четыре российские модели. В ходе исследования анализировались как внутригрупповые, так и межгрупповые различия. Полученные статистические характеристики районированы по одиннадцати окраинным морям – Черному, Балтийскому и от Белого до Японского моря. Установлено, что параметры внутригрупповых различий моделей высокого разрешения в целом в 1.5–2 раза больше аналогичных параметров моделей сверхвысокого разрешения. Показано, что в зависимости от изучаемого участка береговой линии наибольшие межгрупповые различия наблюдаются для районов Черного моря, дальневосточных морей (по контрасту) и арктических морей (по перепаду). Наибольшими внутригрупповыми различиями отличаются преимущественно зоны дальневосточных морей, центрального сектора Арктики, а также район Черного моря, но только для моделей высокого разрешения. Отмечены возможности использования разработанной методики для сравнительных исследований современных моделей гравитационного поля Земли в переходных районах.
Список литературы: Бурьянов В.Б., Макаренко И.В., Оровецкий Ю.П., Старостенко В.И. Геологическая природа Крымско-Кавказской гравитационной зоны // Геофизический журнал. 1998. Т. 20, No 6. С.45–53.

Верба М.Л., Будагов А.Г., Келлер М.Б., Грязнов Н.Н., Григоренко Ю.Н. Проблемы изучения нефтегазоносности транзитных зон арктического шельфа России // Геология нефти и газа. 2000. No 6. С.2–7.

Геологический словарь. Т. 2 / Под ред. К.Н. Паффенгольца и др. М.: Недра, 1978. 447 c. Демьянов Г.В., Бровар Б.В., Крюкова А.В., Майоров А.Н., Назарова Н.Г., Пашина Н.Н., Таранов В.А. Модель гравитационного поля Земли ЦНИИГАиК, ГАО-98 // Научно-технический сборник по геодезии, аэрокосмическим съемкам и картографии. Физическая геодезия. М.: ЦНИИГАиК, 1999. C.88–116.

Демьянов Г.В., Сермягин Р.А. Планетарные модели гравитационного поля Земли и их роль в современных условиях развития геодезии // Геодезия и картография. 2009. No 10. С.8–13.

Ентин В.А., Гинтов О.Б., Гуськов С.И. Еще раз о природе Крымской гравитационной аномалии // Геофизический журнал. 2010. Т. 32, No 6. С.119–134.

Земная кора и история развития Черноморской впадины / Под ред. Б.К. Баланадзе, Ю.Д. Буланже, М.В. Муратова, С.И. Субботина. М.: Наука, 1975. 358 с.

Каминский В.Д. Глубинное строение Центрального Арктического бассейна в связи с обоснованием внешней границы континентального шельфа Российской Федерации и оценкой углеводородных ресурсов: Автореф. дис. ... докт. геол.-мин. наук. СПб.: ФГУП “ВНИИ Океангеология им. И.С. Грамберга”, 2009. 47 с.

Канушин В.Ф., Карпик А.П., Ганагина И.Г., Голдобин Д.Н., Косарева А.М., Косарев Н.С. Исследование современных глобальных моделей гравитационного поля Земли. Новосибирск:СГУГиТ, 2015. 270 с.

Кащеев Р.А., Комаров Р.В., Новлянская И.О., Хуснутдинов Н.Р. Сравнительный анализ моделей геопотенциала по результатам описания регионального геоида зоны Поволжья // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2020. Т. 64, No 1. С.32–37.

Конешов В.Н., Железняк Л.К. Изучение гравитационного поля Мирового океана // Вестник Российской академии наук. 2007. Т. 77, No 5. С.408–419.

Конешов В.Н., Непоклонов В.Б. Исследование точности представления гравитационного поля Земли в полярных районах по данным глобальных моделей геопотенциала // Физика Земли. 2018. No 3. C.123–131.

Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Сермягин Р.А., Лидовская Е.А. Современные глобальные модели гравитационного поля Земли и их погрешности // Гироскопия и навигация. 2013. No 1. C.107–118.

Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Сравнение современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли // Геофизические исследования. 2019. Т. 20, No 1. С.13–26.

Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Спиридонова Е.С., Максимова М.В. Особенности сравнительной оценки глобальных моделей гравитационного поля Земли // Физика Земли. 2020. No 2. С.115–126.

Коротков С.Б. Выполнение сейсморазведочных работ в переходных зонах суша–море // Вести газовой науки. 2010. No 2 (5). C.120–123.

Кулаков И.Ю., Гайна К., Добрецов Н.Л., Василевсикй А.Н., Бушенкова Н.А. Реконструкции перемещений плит в арктическом регионе на основе комплексного анализа гравитационных, магнитных и сейсмических аномалий // Геология и геофизика. 2013. Т. 54, No 8. С.1108–1125.

Лыгин И.В. Структура земной коры Черного моря по комплексу геофизических данных: Дис. ... канд. геол.-мин. наук. М.: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2005. 185 с.

Мориц Г. Современная физическая геодезия. Пер. с англ. М.: Недра, 1983. 392 с.

Муравьев Л.А. Общеземные базы данных гравитационного поля земли на территорию приарктической части уральского региона // Уральский геофизический вестник. 2019. No 2(36). С.46–53.

Непоклонов В.Б., Зуева А.Н., Плешаков Д.И. Вопросы разработки и применения систем компьютерного моделирования для глобальных исследований гравитационного поля Земли // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2007. No 2. C.79–97.

Непрочнов Ю.П., Гайнанов А.Г., Мирлин Е.Г. Строение земной коры и геофизические поля глубоководных впадин внутриматериковых и окраинных морей // Глубинное строение и геофизические особенности структур земной коры и верхней мантии. М.: Наука, 1977. C.45–57.

Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11). М.: ВТУ ГШ ВС, 2020. 64 с. https://structure.mil.ru/files/

pz-90.pdf

Прокудин В.Г., Съедин В.Т., Валитов М.Г., Медведев С.Н. Центральная котловина Японского моря: история изучения и тектоника // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2018. Вып. 40, No 4. С.82–104.

Родников А.Г., Забаринская Л.П., Рашидов В.А., Сергеева Н.А. Геодинамические модели глубинного строения регионов природных катастроф активных континентальных окраин. М.: Научный мир, 2014. 172 с.

Родников А.Г., Забаринская Л.П., Пийп В.Б., Рашидов В.А., Сергеева Н.А., Филатова Н.И. Геотраверс региона Охотского моря // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2005. No 5. С.45–58.

Сеначин В.Н., Веселов О.В., Семакин В.П., Кочергин Е.В. Цифровая модель земной коры Охотоморского региона // Геоинформатика. 2013. No 4. С.33–44.

Старостенко В.И., Макаренко И.Б., Русаков О.М., Куприенко П. Я., Савченко А.С., Легостаева О.В. Плотностная неоднородность земной коры Черноморской мегавпадины и прилегающих территорий по данным трехмерного гравитационного моделирования. I. Региональное распределение плотности на разных глубинах // Геофизический журнал. 2019. Т. 41, No 4. C.3–39.

Трофименко С.В. Структура и динамика геофизических полей и сейсмических процессов в блоковой модели земной коры: Дис. ... докт. геол.-мин. наук. Томск: ГОУ ВПО “НИ ТПУ”, 2011. 240 с.

Хмелевской В.К. Геофизические методы исследования земной коры. Книга 2. Региональная, разведочная, инженерная и экологическая геофизика. Учебное пособие. Дубна: Международный университет природы, общества и человека “Дубна”, 1999. 184 с.

Amante C., Eakins B.W. ETOPO1 1 Arc-Minute Global Relief Model: Procedures, Data Sources and Analysis. NOAA Technical Memorandum NESDIS NGDC-24. Boulder, Colorado: National Geophysical Data Center, NOAA. 2009. 19 p. DOI: 10.7289/V5C8276M

International Centre for Global Earth Models (ICGEM): Global Gravity Field Models. Potsdam: Helmholtz centre – GFZ. URL: http://icgem.gfz-potsdam.de/tom_longtime. (дата обращения: 30.09.2021).

Wessel Р., Smith W.H.F. A global, self-consistent, hierarchical, high-resolution shoreline database // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1996. V. 101, N B4. Р.8741–8743.

Li X., Götze H.J. Ellipsoid, geoid, gravity, geodesy, and geophysics // Geophysics. 2001. V. 66, N 6. P.1660–1668.