Важнейшие результаты, полученные в 2024 г.

 Результат №1

  При изучении взаимосвязи электромагнитных и деформационных процессов на территории Бишкекского геодинамического полигона по результатам магнитотеллурического мониторинга обнаружены электромагнитные импульсы, которые связаны с сейсмическими событиями. Установлено, что Учтурфанское землетрясение (Китай, 22.01.2024 г. 18:09:05 UT, М=7,0-7,27, на глубине ~13 км) с многочисленными афтершоками (М=4.9–6.9), очаги которых расположены на расстояниях ~450 км от пунктов регистрации, отражается во всех регистрируемых параметрах, в то время как более слабое землетрясение (Киргизия, 04.03.2024 г. 06:22:04.4, М=5,3, на глубине ~3 км), но расположенное ближе, не проявляется в одной из горизонтальных компонент электромагнитного поля. Показана реальность появления электромагнитных предвестников землетрясений и косейсмических сигналов, наблюдаемых в первые десятки секунд или минуты после землетрясения.

  Возможные сферы практического применения результата: Результаты исследований могут найти применение при разработке методов контроля за сейсмической активностью в потенциально опасных регионах.

Рисунок. Регистрация отклика от Учтурфанского землетрясения 22 января 2024 г. (стрелка) и его афтершоков (пунктирные линии) геофизическим оборудованием (MTU-5 Phoenix Geophysics). По оси X отложено время наблюдения в минутах, по оси Y – 5 компонент электромагнитного поля

Результат получен в рамках Государственного задания НС РАН: тема «Изучение глубинного строения и современной геодинамики литосферы Тянь-Шаня и окружающих областей по комплексу геофизических методов» (руководитель темы – директор НС РАН, д.ф.-м.н. Рыбин Анатолий Кузьмич)

Авторы: Баталева Е.А., Матюков В.Е., Непеина К.С.

Публикации. Результаты исследований доложены на конференциях и приняты к печати:

1) Баталева Е.А., Матюков В.Е., Непеина К.С. Отклик землетрясений в компонентах электромагнитного поля (Северный Тянь-Шань) // В книге: Проблемы геодинамики и геоэкологии внутриконтинентальных орогенов. Тезисы докладов IX Международного симпозиума. Бишкек, 2024. С. 266-269.

2) Bataleva E.A., Nepeina K.S., Matyukov V.E. Electromagnetic fields generated by the earthquakes of 22.01.2024 Mw 6.9 (China) and 04.03.2024 Mw 5.4 (Kyrgyzstan) at stationary points in the Northern Tien Shan // Problems of Geocosmos—2024, Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, 2025. (в печати)

3) Баталева Е.А., Матюков В.Е., Непеина К.С. Аномалии поведения компонент электромагнитного поля Земли и их связь с землетрясениями по данным магнитотеллурического мониторинга // Геодинамика и тектонофизика, 2025. (в печати)

Результат №2

  Разработана искусственная нейронная сеть CatalinNet для обнаружения аномалий в вариациях геомагнитного поля. Нейронная сеть основывается на архитектуре классического автоэнкодера. Обучающую выборку составили суточные изменения величины геомагнитного поля в спокойные дни за 2020, 2021 и 2022 гг. по базовой станции Ак-Суу (Северный Тянь-Шань) сети геомагнитного мониторинга Научной станции РАН. Нейронная сеть имеет 5 скрытых слоев с общим количеством обучаемых параметров равным 3.5×10⁶. Обученная нейросеть хорошо воспроизводит типичные признаки нормальных данных, тогда как в случае наблюдений, содержащих различные аномалии, демонстрирует ухудшение качества восстановления. Это свойство модели использовалось для разделения данных на два класса: норма и аномалия. В качестве меры аномальности данных используется ошибка восстановления в виде средней абсолютной погрешности (MAE). Проверка модели на тестовых данных по станции Ак-Суу за 2017, 2018 и 2019 гг. показала, что нейронная сеть позволяет уверенно выявлять геомагнитные аномалии, в частности, доля верно идентифицированных аномалий была выше 97% для всех случаев.

  Возможные сферы практического применения результата: развитие методических подходов для выявления аномалий в геомагнитных данных, для комплексного изучения геофизических процессов, связанных с подготовкой сейсмических событий.

Автор: Имашев С.А.

Публикации:

1) Имашев С.А. Методика обнаружения аномалий в вариациях величины геомагнитного поля на основе искусственной нейронной сети // Геосистемы переходных зон, 2024, т. 8, №4. https://doi.org/10.30730/gtrz.2024.8.4.161-173

2) Имашев С.А. Программа обнаружения аномалий в вариациях величины геомагнитного поля на основе нейронной сети CatalinNet // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2024686523, 11.11.2024