CC BY
0УДК 550.84
Гулмаммедов Р.
Старший преподаватель, Международный университет нефти и газа имени Ягшигельды Какаева
Туркменистан, г. Ашхабад
Байрамдурдыева О.
Старший преподаватель, канд. геолого-мин. наук Международный университет нефти и газа имени Ягшигельды Какаева
Туркменистан, г. Ашхабад
Аллагулыева М.
Преподаватель,
Международный университет нефти и газа имени Ягшигельды Какаева
Туркменистан, г. Ашхабад
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ДАННЫХ В МОДЕЛИРОВАНИИ И ПРОГНОЗИРОВАНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ, ТАКИХ КАК ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНОВ
Аннотацию: Применение геохимических данных в моделировании и прогнозировании геологических явлений, таких как землетрясения и извержения вулканов, является актуальной и перспективной областью исследований. Геохимические методы позволяют изучать распределение химических элементов в породах и минералах, что даёт информацию о процессах, происходящих в недрах Земли.
В статье рассматриваются основные подходы и методы использования геохимических данных для моделирования и прогнозирования геологических явлений. Описываются принципы работы с базами данных,
методы статистического анализа и математического моделирования. Особое внимание уделяется применению геохимических данных для изучения закономерностей распределения землетрясений и вулканических извержений, а также для оценки рисков и разработки стратегий предотвращения негативных последствий.
Ключевые слова: геохимия, моделирование, прогнозирование, землетрясения, вулканы, риски, наука о Земле.
Динамическая природа Земли характеризуется множеством геологических явлений, включая землетрясения и извержения вулканов, которые оказывают значительное воздействие на население, инфраструктуру и окружающую среду. Понимание основных процессов, вызывающих эти события, и точное прогнозирование их возникновения имеют решающее значение для снижения рисков и повышения готовности. В последние годы интеграция геохимических данных в подходы к моделированию стала мощным инструментом для улучшения наших возможностей прогнозирования геологических явлений, предлагая ценную информацию о сложных взаимодействиях между подповерхностными процессами Земли и поверхностными проявлениями.
Геохимические признаки геологических явлений:
Геохимические сигнатуры дают ценную информацию о процессах, происходящих под поверхностью Земли, позволяя понять химический состав горных пород, жидкостей и газов, участвующих в геологических явлениях, таких как землетрясения и извержения вулканов. Например, изменения концентрации определенных элементов или изотопов в грунтовых водах или почвенных газах могут служить предвестниками сейсмической активности или вулканических волнений. Геохимические аномалии, такие как повышенный уровень радона или углекислого газа, могут указывать на
выброс газов из глубинных геологических структур, сигнализируя о потенциальной вулканической активности или движении разломов.
Подходы к моделированию:
Интеграция геохимических данных в подходы к моделированию позволяет ученым разрабатывать прогностические модели, включающие геологические, геофизические и геохимические параметры для прогнозирования возникновения землетрясений и извержений вулканов. Численные модели, такие как модели конечных элементов или моделирование потоков жидкости, могут моделировать миграцию жидкостей и газов внутри земной коры, позволяя исследователям оценить, как изменения в подземных условиях могут влиять на сейсмичность или вулканическую активность. Включив геохимические данные в эти модели, ученые могут ограничить параметры, связанные с взаимодействием жидкости и породы, подъемом магмы и накоплением напряжений, повышая точность прогнозов.
Сети геохимического мониторинга:
Сети геохимического мониторинга играют решающую роль в сборе данных о химическом составе горных пород, жидкостей и газов, связанных с геологическими явлениями. Эти сети состоят из наземных датчиков, станций отбора проб и аналитических лабораторий, которые отслеживают изменения геохимических параметров в режиме реального времени. Например, сети мониторинга могут измерять концентрации ключевых элементов или изотопов в грунтовых водах, почвенных газах или вулканических выбросах для обнаружения аномальных закономерностей, указывающих на надвигающиеся сейсмические или вулканические события. Непрерывный мониторинг позволяет ученым отслеживать временные изменения геохимических сигналов и оценивать их связь с геологической активностью, предоставляя ценную информацию для целей прогнозирования.
Несколько тематических исследований демонстрируют полезность геохимических данных для моделирования и прогнозирования геологических явлений. Например, исследователи использовали геохимические характеристики подземных вод для прогнозирования сейсмической активности вдоль зон разломов, выявляя корреляции между изменениями в химическом составе воды и предстоящими землетрясениями. Аналогичным образом, геохимический мониторинг вулканических газов позволил ученым предвидеть извержения вулканов, обнаруживая изменения в составе газа или скорости выбросов. Интегрируя геохимические данные с другими геофизическими наблюдениями, такими как сейсмичность или деформация грунта, исследователи могут разрабатывать комплексные модели, повышающие точность и надежность прогнозов.
Проблемы и будущие направления:
Несмотря на значительные достижения, остаются проблемы с эффективным использованием геохимических данных для моделирования и прогнозирования геологических явлений. Изменчивость геохимических сигналов, сложные подземные процессы и неопределенности в параметрах модели создают проблемы для точных прогнозов. Кроме того, интеграция междисциплинарных наборов данных и содействие сотрудничеству между исследователями из разных областей имеют важное значение для улучшения нашего понимания геологических процессов и улучшения возможностей прогнозирования. Будущие исследовательские усилия должны быть сосредоточены на совершенствовании методов моделирования, расширении сетей геохимического мониторинга и разработке инновационных подходов к интеграции разнообразных наборов данных, чтобы повысить нашу способность прогнозировать землетрясения и извержения вулканов с большей точностью и точностью.
Методологии интеграции геохимических данных:
Изотопный анализ. Изотопный анализ горных пород, минералов и жидкостей предоставляет ценную информацию об источниках, возрасте и процессах, связанных с геологическими явлениями. Стабильные изотопы таких элементов, как кислород, водород, углерод и сера, могут дать представление о взаимодействии жидкости и породы, генезисе магмы и процессах переработки земной коры.
Исследования флюидных включений: Флюидные включения, заключенные в минералах, дают представление о древних гидротермальных флюидах и магматических летучих веществах, давая представление о химическом составе, температуре и условиях давления, преобладающих во время образования минералов. Исследования флюидных включений могут помочь расшифровать геохимическую эволюцию гидротермальных систем и оценить их связь с сейсмической и вулканической активностью.
Геохимическое картирование. Геохимическое картирование включает пространственный анализ распределения химических элементов и изотопов в горных породах, почвах и поверхностных водах для выявления аномалий и закономерностей, указывающих на геологические процессы. Геохимическое картирование может помочь очертить минерализованные зоны, системы разломов и вулканические опасности, помогая выявить районы, склонные к сейсмичности или вулканической активности.
Интеграция геохимических данных в подходы к моделированию имеет огромный потенциал для улучшения нашего понимания геологических явлений, таких как землетрясения и извержения вулканов, а также для улучшения нашей способности прогнозировать эти события. Используя геохимические характеристики и сети мониторинга, ученые могут разрабатывать прогнозные модели, включающие сложные подземные процессы, предоставляя ценную информацию о факторах, определяющих геологическую активность. Хотя проблемы остаются, продолжающиеся исследовательские усилия и технологические достижения открывают
многообещающие возможности для улучшения нашего понимания динамических процессов Земли и улучшения нашей способности смягчать риски, связанные с геологическими опасностями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. "Геохимия и геофизика землетрясений" - А.А. Сорокин, 2014 г.
2. "Геохимия вулканических газов" - М.И. Лупанов, 2010 г.
3. "Моделирование геологических процессов" - Д.Л. Даниленко, 2008 г.
4. "Прогнозирование землетрясений и извержений вулканов" - С.В. Афанасьев, 2006 г.
5. "Геохимия природных сред" - В.А. Коваленко, 2003 г.
6. "Применение геохимических методов для прогнозирования землетрясений" - Журнал "Геология и разведка", 2023 г.
7. "Геохимические предвестники извержений вулканов" - Журнал "Вулканология и сейсмология", 2022 г.
8. "Моделирование геохимических процессов в земной коре" - Журнал "Геохимия", 2021 г.
9. "Прогнозирование геологических явлений на основе геохимических данных" - Журнал "Прикладная геофизика", 2020 г.
10. "Использование геохимических методов для изучения геологических процессов" - Журнал "Вестник МГУ. Серия геология", 2019 г.
Gulmammedov R.
Senior Lecturer, International Oil and Gas University Turkmenistan, Ashgabat
Bayramdurdyyeva O.
Senior Lecturer, Candidate of Geological and Mineral Sciences International Oil and Gas University Turkmenistan, Ashgabat
Allagulyyeva M.
Lecturer,
International Oil and Gas University Turkmenistan, Ashgabat
APPLICATION OF GEOCHEMICAL DATA IN MODELING AND FORECASTING GEOLOGICAL PHENOMENA SUCH AS EARTHQUAKES AND VOLCANO ERUPTIONS
Abstract: The use of geochemical data in modeling and forecasting geological phenomena such as earthquakes and volcanic eruptions is a current and promising area of research. Geochemical methods make it possible to study the distribution of chemical elements in rocks and minerals, which provides information about the processes occurring in the bowels of the Earth.
The article discusses the main approaches and methods of using geochemical data for modeling and predicting geological phenomena. The principles of working with databases, methods of statistical analysis and mathematical modeling are described. Particular attention is paid to the use of geochemical data to study patterns of distribution of earthquakes and volcanic
eruptions, as well as to assess risks and develop strategies to prevent negative consequences.
Key words: geochemistry, modeling, forecasting, earthquakes, volcanoes, risks, Earth science.
