A 5 nm thick polycrystalline Ni81Fe19 film was sputter-deposited onto a circular 3-inch diameter, 390 μm thick single-crystal wafer with SiO2 surface layers. The magnetoresistance (MR) of the sample was analyzed as a function of applied DC magnetic field and temperature using the Van der Pauw technique. Magnetic measurements were carried out over a temperature range of 25 °C to 350 °C using a Lake Shore Hall Effect Measurement System (HEMS). An external magnetic field ranging from +14 kG to −14 kG was applied at each temperature value to observe changes in resistance. Hall coefficients and resistance were obtained by applying current in both directions with different contact configurations. Machine learning techniques, including Random Forest Regression, were employed to predict magnetoresistivity beyond 350 °C; the best-performing model achieved R2 values up to 0.9449 with MSE as low as 0.0071, and enabled Curie temperature estimation with TC≈590.97 °C . This study highlights the potential of machine learning in accurately forecasting material properties beyond experimental limits, providing enhanced predictive models for the magnetoresistive behavior and critical temperature transitions of Ni81Fe19 .
To probe the properties of single atoms is a challenging task, especially from the experimental standpoint, due to sensitivity limits. Nevertheless, it is sometimes possible to achieve this by making corresponding choices and adjustments to the experimental technique and sample under investigation. In the present case, the absolute value of the electronic charge the Fe atoms acquire when they are adsorbed on the surface of aluminum oxide α-Al2O3(0001) was measured by a set of surface-sensitive techniques: low-energy ion scattering (LEIS), Auger electron spectroscopy (AES), low-energy electron diffraction (LEED), and work function (WF) measurements, in combination with density functional theory (DFT) calculations. The main focus was the submonolayer coverage of Fe atoms in situ deposited on the well-ordered stoichiometric α-Al2O3(0001) 7 nm thick film formed on a Mo(110) crystal face. An analysis of the evolution of the Fe LVV Auger triplet upon variation of the Fe coverage shows that there is electronic charge transfer from Fe to alumina and that its value gradually decreases as the Fe coverage grows. The same trend is also predicted by the DFT results. Extrapolation of the experimental Fe charge value versus coverage plot yields an estimated value of a single Fe atom adsorbed on α-Al2O3(0001) of 0.98e (electron charge units), which is in reasonable agreement with the calculated value (+1.15e). The knowledge of this value and the possibility of its adjustment may be important points for the development and tuning of modern sub-nanometer-scale technologies of diverse applied relevance and can contribute to a more complete justification and selection of the corresponding theoretical models.
Актуальность работы. Факторами, определяющими интегральный геоэкологический риск территорий, являются его основные составляющие: природные – геолого-тектонические, искусственно-техногенные, экологические, социально-экономические и административные, состояние которых определяет потенциал ущерба и его проявленную величину. Сейсмическая интенсивность является наиболее точной характеристикой сейсмических воздействий, поскольку она напрямую связана с повреждаемостью объектов. При этом на практике осуществляется округление данных полученных различными способами до десятичных знаков, без оценки точности и статистической (вероятностной) обеспеченности получаемых результатов. Это предполагает необходимость разработки методологии использования при оценках сейсмической опасности дробных значений интенсивности в баллах. Методы. Современные цифровые геоинформационные технологии позволяют производить системную оценку состояния каждого фактора риска на основе алгоритмов машинного обучения. В работе использован метод опорных векторов (support vector regression) и процедура кросс-валидации. В рамках разрабатываемой геоинформационно-вычислительной системы выполнена системная интеграция блоков регионального моделирования сейсмических воздействий на основе зон ВОЗ и реакции отдельных участков на данные воздействия. При этом моделировались ансамбли акселерограмм с варьированием характеристик разломов, и выполнялась статистическая обработка результатов с представлением пространственных данных в ГИС-технологиях, формирующих геоэкологический риск территории. Результаты. Разработана оригинальная методика оценки состояния грунтовой толщи по критерию дисперсии и на ее основе введены поправки в распределение зон по сейсмическим свойствам, подтверждающихся инструментальными данными (наличие просадочных грунтов) и обуславливающих различный геоэкологический риск. Relevance.The factors that determine the integral geo-ecological risk of territories are its main components: natural-geological-tectonic, artificial-technogenic, environmental, socio-economic and administrative, the state of which determines the potential for damage and its manifested magnitude. Seismic intensity is the most accurate characteristic of seismic impacts, since it is directly related to the damageability of objects. At the same time, in practice, data obtained in various ways is rounded to decimal places, without assessing the accuracy and statistical (probabilistic) reliability of the results obtained. This suggests the need to develop a methodology for using fractional intensity values in points when assessing seismic hazard. Methods. Modern digital geographic information technologies allow for a systematic assessment of the state of each risk factor based on machine learning algorithms. The work used the support vector regression method and the cross-validation procedure. Within the framework of the developed geographic information and computing system, system integration of blocks of regional modeling of seismic impacts based on possible seismic sources zones and the response of individual areas to these impacts was carried out. At the same time, ensembles of accelerograms with varying fault characteristics were modeled, and statistical processing of the results was performed with the presentation of spatial data in GIS technologies that form the geoecological risk of the territory. Results. An original method for assessing the state of the soil mass using the dispersion criterion has been developed and, on its basis, amendments have been introduced to the distribution of zones by seismic properties, confirmed by instrumental data (presence of subsidence soils) and causing various geo-ecological risks.
Методология оценки рисков должна основываться на интегральном взаимодействии двух факторов: воздействия и реакции объектов. Нами впервые сформулирована задача разработки инструментальной меры интенсивности в форме нахождения скалярной величины (или набора величин) по трехкомпонентной сейсмической записи в виде векторной величины, изменяющейся во времени, которая может быть решена на основе обширного фактического материала и современных методов работы с данными. Экспериментальную основу исследования составляет комплекс сейсмологических, геолого-геофизических, макросейсмических, инженерно-строительных и других данных из разных районов мира. Математическое моделирование выполнялось на основе модели конечного разлома – программы FINSIM (Beresnev, 1998); реакции грунтовой толщи методом отраженных волн на основе алгоритмов, разработанных в ГФИ ВНЦ РАН. Материалы обрабатывались при помощи методов теории вероятностей и математической статистики – применялись корреляционный и регрессионный анализ (метод опорных векторов), метод главных компонент, модели «случайный лес». Работа с пространственными данными осуществлялась в программах ARCGIS 9 и QGIS, обработка данных в программах MATLAB, Jupyter Notebook (библиотеки scipy, numpy, sklearn). Впервые выполнена всесторонняя оценка различных параметров сейсмических записей, подходящих для разработки меры «инструментальной интенсивности», с помощью современных методов машинного обучения – по данным расчета коэффициента корреляции Пирсона, F-теста, модели «случайный лес» и взаимной совместной информации. Установлено, что повышение точности достигается совместным использованием интенсивности Фаджфара с максимальным значением амплитудного спектра Фурье, что определило в качестве наиболее надежных мер интенсивности модифицированной меры Фаджфара-Анга, комбинации пиковой скорости/ускорения и площади спектра (меры Заалишвили). На основе статистической обработки данных предложено использовать дисперсию сейсмической интенсивности как одну из характеристик грунтовых условий (дисперсности и слоистости среды). For the first time, a comprehensive assessment of various parameters of seismic recordings suitable for the development of an "instrumental intensity" measure was performed using modern machine learning methods – based on the calculation of the Pearson correlation coefficient, the F-test, the random forest model and mutual joint information. It was found that an increase in accuracy is achieved by combining the Fajfar intensity with the maximum value of the Fourier amplitude spectrum, which determined the modified Fajfar-Anga measure, a combination of peak velocity/acceleration and spectral area (Zaalishvili measures) as the most reliable intensity measures. Based on statistical data processing, it is proposed to use the dispersion of seismic intensity as one of the characteristics of soil conditions (dispersion and stratification of the medium).
Актуальность работы. Адекватная оценка проявления тех или иных сильных землетрясений представляет собой одну из главных задач инженерной сейсмологии. В то же время, несмотря на имеющиеся достижения в этой области, отдельные аспекты указанной задачи все еще остаются неясными. Использование мировых баз данных сильных движений, содержащих инструментальные записи землетрясений, включает унификацию не только данных о землетрясениях, таких как магнитуда, но и макросейсмический эффект или проявленный сейсмический эффект, соответствующий записи, на той или иной конкретной площадке. Одними из самых всеобъемлющих баз данных являются японские базы данных K-NET и KiK-net. Целью работы являлось установление соотношения для пересчета интенсивностей по JMA (Япония) в - MSK(Россия). Методы. Сопоставление и анализ реальных данных, приведенных в литературных источниках и их интерполяция. Результаты. Выполнен анализ известных способов получения соотношений между различными сейсмическими шкалами мира. Установлены неравномерности указанных шкал, обусловленные особенностями реакции объектов-индикаторов. Выявлены наиболее обоснованные соотношения для пересчета величин интенсивностей, полученных в различных диапазонах сейсмической шкалы JMA, в величины сейсмической шкалы MSK или MMI (США, Европа). Relevance. Adequate assessment of the effect of certain strong earthquakes is one of the main tasks of engineering seismology. At the same time, despite the achievements in this area, certain aspects of this task still remain unclear. The use of global strong motion databases containing instrumental records of earthquakes involves the unification of not only earthquake data, such as magnitude, but also the macroseismic effect, or the seismic effect corresponding to the record, at a particular site. Some of the most comprehensive databases are the Japanese K-NET and KiK-net databases. The aim of the paper was to establish a relationship for converting intensities from JMA (Japan) to MSK (Russia) scale. Methods. Comparison and analysis of real data given in literature sources and their interpolation. Results. An analysis of known methods for obtaining relationships between various seismic scales of the world was performed. The unevenness of these scales was established, due to the peculiarities of the reaction of indicator objects. The most reasonable relationships have been identified for converting intensity values obtained in various ranges of the JMA seismic scale into values of the MSK or MMI seismic scale (USA, Europe).
Актуальность работы. В последнее время среди ученых во всем мире огромное внимание уделяют сохранению окружающей среды в связи с глобальным изменением климата. В этой связи в данной статье исследуется динамика геоэкологического состояния высокогорной части бассейнов горных рек. В определенной степени с изменением климата связано и увеличение антропогенной нагрузки на склоны речных долин. Идет строительство новых и расширение существующих автомобильных дорог. Следствием этого, является повышение риска экзогенных процессов. Немаловажную роль, в этой связи, в решении проблем геоэкологического состояния играют также инженерно-геологические и инженерногеофизические исследования. В данной статье комплексно исследуются геологическое, гидрологическое, геоэкологическое состояние водосбора высокогорной части бассейна р. Аварское Койсу в условиях глобальных климатических изменений. Для этих целей по результатам исследований построены некоторые инженерно-геологические и геофизические разрезы специфических оползнеопасных участков вдоль автодороги по реке Аварское Койсу. Цель исследований. Анализ геоэкологического состояния верховьев высокогорной части бассейна реки Аварское койсу в условиях глобального изменения климата и нарастающей антропогенной нагрузки. Методы исследования. Проведено маршрутное инженерно-геологическое и ландшафтное обследования высокогорной части бассейна р. Аварское Койсу. Вдоль расширяемых автомобильных дорог, на особо опасных оползневых участках, проведены инженерно-геологические и инженерно-геофизические изыскания с бурением более 40 скважин. Проведена малоглубинная сейсморазведка, методом преломленных волн (МПВ) в виде отдельных сейсмозондирований по сетке профилей, каждый из которых отработан 3-4 расстановками (по 94 м) сейсмоприемников. Результаты исследования. В процессе исследований получены результаты по состоянию ландшафтов высокогорной части бассейна р. Аварское Койсу, составлены инженерно-геологические и инженерно-геофизические разрезы, позволяющие дать оценку условиям, связанными с процессами глобального изменения климата и нарастающей антропогенной нагрузки в этом районе.
Актуальность работы определяется назревшей необходимостью разработки принципиально новой сейсмотектонической модели Большого Кавказа, в содержание которой, помимо пространственных параметров и сейсмического потенциала зон возможных очагов землетрясений, должны войти повторяемость землетрясений с Ммакс и кинематика прогнозных смещений в очаге на основе прямых данных. Цель работы заключается в получении озвученных параметров для очаговой зоны в южном подножии Скалистого хребта. Методы исследования: георадарное профилирование, методы палео-, архео- и исторической сейсмологии, сориентированные на получение конкретных параметров очагов палео- и исторических землетрясений. Эти методы позволяют подойти к проблеме реконструкции долговременного сейсмического режима на основе прямых данных о возрасте и масштабах проявления конкретных сейсмических событий за представительный интервал времени. Результаты работы. В руинах заброшенного селения Ацонага обнаружены следы полного разрушения, имеющие четкие признаки сильных сейсмических воздействий с интенсивностью 9–10 баллов. Обнаружены первичные сейсмотектонические разрывы, которые образуют закономерный правосдвиговый структурный ансамбль и дважды смещали древнюю дорогу на 0.9–1.1 м (предпоследнее событие) и 0.6–0.8 м (последнее событие). До этих двух последних подвижек смещения в голоцене происходили неоднократно и привели к правому сдвигу 1-ой надпойменной террасы долины р. Фиагдон на 8–11 м. Имеющиеся данные позволяют полагать, что за последние 600–700 лет произошло два сильных землетрясения с М≥6.8, М≥6.6 и положением очага в подножии Скалистого хребта. В опубликованных источниках и материалах из центральных архивов содержатся сведения о сильном землетрясении 23 февраля 1785 г. Очаг землетрясения располагался в горах Большого Кавказа, к югу от Моздока, где были зафиксированы максимальные макросейсмические эффекты – 7–8 баллов. Предположительно, данный очаг и был изучен в осетинском селении Ацонага. Исследования в соседних котловинах Северо-юрской внутригорной впадины и привлечение более широкого круга исторических источников, вполне вероятно, уточнят параметры последнего землетрясения. The relevance of the paper is determined by the urgent need to develop a fundamentally new seismotectonic model of the Greater Caucasus. Its content in addition to the spatial parameters and seismic potential of zones of possible earthquake sources, should include the recurrence of earthquakes with Mmax and the kinematics of predicted displacements in the source based on direct data. The aim of the work is to obtain parameters for the source zone at the southern foot of the Skalisty Range. Research methods: georadar profiling, methods of paleo-, archeo- and historical seismology, focused on obtaining specific parameters of the sources of paleo- and historical earthquakes. These methods make it possible to approach the problem of reconstructing a long-term seismic regime based on direct data on the age and scale of occurrence of specific seismic events over a representative time interval. Results. In the ruins of the abandoned village Atsonaga, the effects of complete seismic destruction were found; intensity – IX-X. Primary seismotectonic ruptures were discovered, which form a regular right-lateral strike-slip structural pattern and twice displaced the ancient road by 0.9–1.1 m (the penultimate event) and 0.6–0.8 m (the last event). Before these last two events, displacements occurred repeatedly in the Holocene and led to a dextral displacement of the 1st terrace of the Fiagdon river at 8–11 m. Available data suggest that over the past 600–700 years there have been two strong earthquakes with M≥6.8, M≥6.6 and the location of the source at the foot of the Skalisty Range. Published sources and materials from central archives contain information about a strong earthquake on February 23, 1785. The source of the earthquake was located in the Greater Caucasus Mountains, south of Mozdok, where the maximum macroseismic effects VII-VIII were recorded. Possibly, this seismic source was studied in the Ossetian ancient village Atsonaga. Research in the neighboring basins of the North Jurassic intramountain basin and the use of a wider range of historical sources will likely clarify the parameters of the last earthquake.
Introduction. During seismic micro-zoning of a territory, one of the main instrumental methods for calculating intensity increments is the registration of earthquakes in areas with different soil conditions. In this case, the calculation of increments is based on the amplitudes of oscillations simultaneously in the given and reference sections. The purpose of the work is to compare the increments in various expressions obtained for powerful vibration and pulse sources, as well as for an instrumental measure of seismic intensity. Materials and methods. Processing of instrumental data, their systematization and description using basic statistical indicators. The analysis was carried out using data from the Vladikavkaz network - records of earthquakes obtained simultaneously at four seismic stations located in areas with different ground conditions. Results. To check the formulas for calculating seismic intensity increments and comparing them with the obtained data, distribution histograms and the corresponding probability density functions were constructed, under the assumption that the distribution is normal. All methods for calculating vibration amplitudes gave identical results in ranking areas according to the degree of seismic hazard, however, taking into account rounding, an increase in intensity by 1 point is not always achieved in an area where, due to the worst soil conditions. The best results for calculating intensity increments were obtained for the area values of the velocity and acceleration spectra. At the same time, the areas of the acceleration spectra provide better differentiation of soil conditions according to the degree of danger (with the same coefficient in front of the logarithm). Discussion. The task of developing an instrumental method of seismic micro-zoning is to clarify the coefficients in front of the logarithmic scale of the quantities under consideration, the reduction of which, in turn, determines the clarification of the level of impacts for given intensities. On the other hand, smaller coefficients lead to worse differentiation of soil conditions of areas when calculating increments of seismic intensity. The solution to the problem may lie somewhere at the junction of both approaches. Conclusion. Analysis of the results shows a connection between the magnitude of the distribution dispersion and the complexity of the engineering-geological conditions of the site. The more factors influence the wave processes in the soils, the greater the scatter of values around the average. Main factor is a multi-layered environment, i.e. the presence of reflective boundaries, and the other one is the very properties of the medium, i.e. its dispersion. Resume. Results are useful in differentiating soil conditions by an additional parameter that affects the probability of failure to exceed the calculated values of seismic impacts - the same average values of seismic intensity can be characterized by different confidence intervals; from a practical point of view, one should set the same probability of not exceeding the design impact values. Suggestions for practical applications and directions for future research. For practical applications it is necessary to distinguish the influence of the layering of the medium and the direct dispersion of the soils composing the stratum, which represents the next research task.
Актуальность работы. В статье представлены результаты работ, направленных на развитие сети деформационного ГНСС-мониторинга восточных ветвей Владикавказского разлома на территории Республики Северная Осетия-Алания. Территория республики отличается высокой плотностью геодезических сетей: государственных, научных и коммерческих. Однако представленные ранее исследования не предусматривали использование государственных геодезических пунктов, а также построение на их основе равномерно распределенной по территории республики геодезической сети. Целью исследования, в рамках настоящей статьи, являлось формирование геодезической сети для деформационного ГНСС-мониторинга восточной части и отдельно узла сочленения Восточной и Западной ветвей Владикавказского разлома. Методы исследования. Сформированный полигон основывается на государственных геодезических пунктах, скальных центрах, заложенных коллективом авторов, и пунктах постоянно действующих сетей. Выполнены исследования по совершенствованию методики оценки точности ГНСС-измерений, связанные с особенностями горных физико-географических условий. Методика полевого контроля точностных характеристик комплектов ГНСС-аппаратуры, позволяет без эталонных построений в полевых условиях осуществлять контроль по одиночной базовой линии. Результаты исследования. Важным аспектом является применение методики к новым типам ГНСС-антенн, ранее не исследованных, включая choke-ring, а также антенн китайского производства с китайскими платами CHCNAV, которые в настоящий момент все чаще применяются на территории РФ. Обработка наблюдений по разработанному алгоритму позволила сравнить номинальные параметры ГНСС-антенн с их фактическими характеристиками и учесть фактические положения фазового центра. В сентябре 2023 г. на территории сформированного Осетинского геодинамического полигона выполнен первый цикл наблюдений за СДЗК средствами ГНСС. Первые результаты показали, что основное количество СКО положения пунктов в плане группируется в диапазоне 2–3 мм, а по высоте в диапазоне 3–5 мм. Средние значения СКО в плане и по высоте составили 3 мм и 6 мм соответственно.
Актуальность работы. Активизация природных катаклизмов в мире требует разработки новых подходов к изучению геологических процессов, в частности, на границах литосферных плит. Геодинамика исследуемого региона определяется столкновением Евразийской и Аравийской литосферных плит, а также сложной историей развития Альпийско-Гималайского пояса и прилегающих территорий. Землетрясение магнитудой 7,8 произошло на юго-востоке Турции и северо-западе Сирии 6 февраля 2023 года. Это самое смертоносное стихийное бедствие в современной истории Турции. Землетрясения (включая второе событие 6 февраля 2023 года магнитудой 7,7) нанесли ущерб на сумму более 100 миллиардов долларов США. Целью исследования является снижение геоэкологического риска опасных природных и природно-техногенных процессов в литосфере и выявление их связей с глубинной геодинамикой. Методы исследования. Построение геодинамических моделей глубинного строения районов стихийных бедствий является важным вкладом в изучение активных континентальных окраин и необходимо для прогнозирования землетрясений, оценки геоэкологических рисков и разработки соответствующих мероприятий, что требует анализа всех имеющихся геолого-геофизических данных и постановки и решения задач механико-математического моделирования. Результаты исследования. Построены геодинамические модели районов с опасными природными процессами с целью смягчения последствий стихийных бедствий и катастроф. На основе анализа геолого-геофизических данных, сейсмотомографии и метода аналогий можно прогнозировать сильное землетрясение в регионе Стамбула через несколько лет (1‒10 лет). На той же основе делается заключение, что, если сильное землетрясение в регионе Восточно-Анатолийского разлома не произойдет через 1‒2 года, то оно случится только через 100 лет. Actuality of the work. The intensification of natural disasters in the world requires the development of new approaches to the study of geological processes, in particular, at the boundaries of lithospheric plates. The geodynamics of the region is determined by the collision of the Eurasian and Arabian lithospheric plates, as well as the complex history of the development of the Alpine-Himalayan belt and adjacent territories. A magnitude 7.8 earthquake struck southeastern Turkeyand northwestern Syriaon February 6, 2023. It is the deadliest natural disaster in Turkey's modern history (46,100 in Turkey and more than 6,700 in Syria). The earthquakes caused more than US$100 billion in damage. The aim of the study is to mitigate the geoecological risk of dangerous natural-technological processes in the lithosphere and identify their connections with deep geodynamics. Research methods. The construction of geodynamic models of the deep structure of natural disaster areas is an important contribution to the study of active continental margins and is necessary for predicting earthquakes, assessing geo-ecological risks and developing appropriate measures, which requires the analysis of all available geological and geophysical data and the formulation and solution of mechanical and mathematical modeling problems. Results.Geodynamic models of areas with hazardous natural processes have been constructed in order to mitigate the consequences of natural disasters. Based on the analysis of geological and geophysical data, seismic tomography and the method of analogies, it is possible to predict a strong earthquake in the Istanbul region in a few years (1-10 years). On the same basis, it is concluded that if a strong earthquake in the East Anatolian Fault region does not occur in 1-2 years, then it will occur only in 100 years.
The paper considers a dispersive geological medium (seismically turbid medium, as defined by A.V. Nikolaev), which is in a stress–strain state. Results of studies on the joint monitoring of seismic effects and radon emanation in various geological environments are presented. It is concluded that the turbidity of the medium, as a statistical characteristic, can be generalized in terms of other media parameters, such as permeability. A stable connection between radon emanation and dynamic processes occurring in a geological environment and caused by external influences has been established. The concentration of radon can also reflect the degree of enrichment of the environment by underground fractures. Consequently, saturation of the environment with radon provides information about the presence of disturbances in a geological environment in the form of cracks and a stress–strain state of the medium before and after seismic loadings. Radon observations make it possible to assess a continuity of the environment and the possibility of leaching in natural conditions. Therefore, it could be efficiently used for underground leaching efficiency assessment.
Актуальность работы определяется назревшей необходимостью разработки принципиально новой сейсмотектонической модели Большого Кавказа, в содержание которой, помимо пространственных параметров и сейсмического потенциала зон возможных очагов землетрясений, должны войти повторяемость землетрясений с Ммакс и кинематика прогнозных смещений в очаге на основе прямых данных. Цель работы заключается в получении озвученных параметров для очаговой зоны в южном подножии Скалистого хребта. Методы исследования: георадарное профилирование, методы палео-, архео- и исторической сейсмологии, сориентированные на получение конкретных параметров очагов палео- и исторических землетрясений. Эти методы позволяют подойти к проблеме реконструкции долговременного сейсмического режима на основе прямых данных о возрасте и масштабах проявления конкретных сейсмических событий за представительный интервал времени. Результаты работы. В руинах заброшенного селения Ацонага обнаружены следы полного разрушения, имеющие четкие признаки сильных сейсмических воздействий с интенсивностью 9–10 баллов. Обнаружены первичные сейсмотектонические разрывы, которые образуют закономерный правосдвиговый структурный ансамбль и дважды смещали древнюю дорогу на 0.9–1.1 м (предпоследнее событие) и 0.6–0.8 м (последнее событие). До этих двух последних подвижек смещения в голоцене происходили неоднократно и привели к правому сдвигу 1-ой надпойменной террасы долины р. Фиагдон на 8–11 м. Имеющиеся данные позволяют полагать, что за последние 600–700 лет произошло два сильных землетрясения с М≥6.8, М≥6.6 и положением очага в подножии Скалистого хребта. В опубликованных источниках и материалах из центральных архивов содержатся сведения о сильном землетрясении 23 февраля 1785 г. Очаг землетрясения располагался в горах Большого Кавказа, к югу от Моздока, где были зафиксированы максимальные макросейсмические эффекты – 7–8 баллов. Предположительно, данный очаг и был изучен в осетинском селении Ацонага. Исследования в соседних котловинах Северо-юрской внутригорной впадины и привлечение более широкого круга исторических источников, вполне вероятно, уточнят параметры последнего землетрясения.
Актуальность работы. В статье представлены результаты работ, направленных на развитие сети деформационного ГНСС-мониторинга восточных ветвей Владикавказского разлома на территории Республики Северная Осетия-Алания. Территория республики отличается высокой плотностью геодезических сетей: государственных, научных и коммерческих. Однако представленные ранее исследования не предусматривали использование государственных геодезических пунктов, а также построение на их основе равномерно распределенной по территории республики геодезической сети. Целью исследования, в рамках настоящей статьи, являлось формирование геодезической сети для деформационного ГНСС-мониторинга восточной части и отдельно узла сочленения Восточной и Западной ветвей Владикавказского разлома. Методы исследования. Сформированный полигон основывается на государственных геодезических пунктах, скальных центрах, заложенных коллективом авторов, и пунктах постоянно действующих сетей. Выполнены исследования по совершенствованию методики оценки точности ГНСС-измерений, связанные с особенностями горных физико-географических условий. Методика полевого контроля точностных характеристик комплектов ГНСС-аппаратуры, позволяет без эталонных построений в полевых условиях осуществлять контроль по одиночной базовой линии. Результаты исследования. Важным аспектом является применение методики к новым типам ГНСС-антенн, ранее не исследованных, включая choke-ring, а также антенн китайского производства с китайскими платами CNCNAV, которые в настоящий момент все чаще применяются на территории РФ. Обработка наблюдений по разработанному алгоритму позволила сравнить номинальные параметры ГНСС-антенн с их фактическими характеристиками и учесть фактические положения фазового центра. В сентябре 2023 г. на территории сформированного Осетинского геодинамического полигона выполнен первый цикл наблюдений за СДЗК средствами ГНСС. Первые результаты показали, что основное количество СКО положения пунктов в плане группируется в диапазоне 2–3 мм, а по высоте в диапазоне 3–5 мм. Средние значения СКО в плане и по высоте составили 3 мм и 6 мм соответственно Relevance. This article presents the results of work aimed at developing a deformation GNSS monitoring network for the eastern branches of the Vladikavkaz Fault in the Republic of North Ossetia-Alania. The region is characterized by a high density of geodetic networks, including state, scientific, and commercial networks. However, previous studies did not incorporate the use of state geodetic points or the establishment of a geodetic network uniformly distributed across the republic. The aim of the study, engineering and geodetic work in forming a geodetic network for deformation GNSS monitoring in the eastern and western branches of the Vladikavkaz fault. Research methods. The formed polygon is based on state geodetic points, rock centers laid by the team of authors, and points of permanent networks. Research was conducted to improve the methodology for assessing the accuracy of GNSS measurements, considering the specific mountain physical and geographical conditions. The field control methodology for GNSS equipment accuracy allows for in-field control using a single baseline without reference constructions. Research results. Similar experiments were previously conducted in flat terrain conditions. An important aspect is the application of the method to new types of GNSS antennas that have not been previously studied, including choke-rings, as well as Chinese-made antennas with Chinese CNCNAV boards, which are currently increasingly used in the Russian Federation. Processing observations using the developed algorithm made it possible to compare the nominal parameters of GNSS antennas with their actual characteristics and take into account the actual positions of the phase center. In September 2023, the first observation cycle for modern crustal movements using GNSS was conducted at the newly established Ossetian geodynamic polygon. The initial results indicated that most of the standard deviations for point positions in plan view were in the range of 2–3 mm, and in height, 3–5 mm. The average standard deviations values in plan view and height were 3 mm and 6 mm, respectively
With the aim to find out the value of an electronic charge that the Fe atoms acquire when they are doped in Ge bulk, a set of experimental and density functional theory (DFT) studies have been carried out of the model systems consisting of intermixed Fe-Ge films. Such films were prepared by electron and thermal evaporation in ultra-high vacuum (UHV) on the surface of Mo(110) substrate by initial formation of the Ge film of a mean thickness of 75 nm, onto which the Fe films were subsequently deposited, maintaining certain Fe to Ge concentration ratio, namely, 0.2, 04, 0.7 and 1.0. Annealing of such double Fe-Ge films results in notable interdiffusion of the components with quite uniform distribution of the elements throughout the intermixed layer. The details of formation of such layers were in-situ controlled by Auger electron spectroscopy (AES), low-energy ion scattering spectroscopy (LEIS), low-energy electron diffraction (LEED) and work function measurements, in combination with Ar ion depth profiling. By analyzing the Fe Auger LMM-triplet, the absolute values of the charge that Fe atoms acquire when doped in Ge, were estimated for four different Fe-Ge intermixed layers with above-mentioned different Fe to Ge concentration ratio. The corresponding plot of the charge versus Fe to Ge concentration allows to estimate the charge of a single doped Fe atom, which equals to +0.34e (electron charge units) and gradually decreases to 0.07e for high Fe concentration. To verify the experimental values of the Fe charge the calculations were done by periodic DFT as implemented in full-potential FHI-aims code. Among the used algorithms of Mulliken, Hirshfeld, and Bader’s atoms-in-molecules, the latter gives good correlation between charges of Fe dopant and its concentration.
Актуальность работы. Адекватная оценка проявления тех или иных сильных землетрясений представляет собой одну из главных задач инженерной сейсмологии. В то же время, несмотря на имеющиеся достижения в этой области, отдельные аспекты указанной задачи все еще остаются неясными. Использование мировых баз данных сильных движений, содержащих инструментальные записи землетрясений, включает унификацию не только данных о землетрясениях, таких как магнитуда, но и макросейсмический эффект или проявленный сейсмический эффект, соответствующий записи, на той или иной конкретной площадке. Одними из самых всеобъемлющих баз данных являются японские базы данных K-NET и KiK-net. Целью работы являлось установление соотношения для пересчета интенсивностей по JMA (Япония) в – MSK (Россия). Методы. Сопоставление и анализ реальных данных, приведенных в литературных источниках и их интерполяция. Результаты. Выполнен анализ известных способов получения соотношений между различными сейсмическими шкалами мира. Установлены неравномерности указанных шкал, обусловленные особенностями реакции объектов-индикаторов. Выявлены наиболее обоснованные соотношения для пересчета величин интенсивностей, полученных в различных диапазонах сейсмической шкалы JMA, в величины сейсмической шкалы MSK или MMI (США, Европа).
Актуальность. Исследование глубинного строения в контактных зонах литосферных блоков в сопоставлении с сейсмичностью и регистрируемыми современными движениями имеет важнейшее значение для правильного понимания геодинамических процессов. Кавказская коллизионная зона характеризуется высокой геодинамической и тектонической активностью и сейсмичностью. Формирование тектонической структуры горно-складчатого сооружения Кавказа (далее - Кавказа) связано, в первую очередь, с напряжениями субгоризонтального сжатия, ориентированными, в общем, вкрест простирания и на современном этапе развития такие напряжения играют определяющую роль. С целью представления тектонического процесса в рамках единой кинематической модели была поставлена задача объединения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом. Методы.Для построения структур Большого Кавказа, Осетинской впадины и Сунженского хребта единым глубинным геофизическим разрезом был применён метод микросейсмического зондирования (ММЗ). Результаты. Предложена кинематическая схема тектонических движений, которая позволяет объяснить наличие в тектонической зоне северной моноклинали Кавказа серии падающих на север надвигов и взбросов. При коллизии складчато-глыбового горного сооружения Кавказа и Скифской плиты верхний слой 8-11 км надвигается на Кавказ быстрее, проскальзывая по контакту 8-11 км, и создает листрику Владикавказского разлома. Сдвиг идет по поверхности фундамента, что объясняет сейсмичность, приуроченную к границе фундамент-осадки на глубине около 10 км. В районе Владикавказского разлома при столкновении с консолидированным приподнятым массивом Кавказа происходит процесс выпучивания осадочной толщи. Сунженский хребет является промежуточной складкой этого процесса. Зафиксированное спутниковыми геодезическими измерениями более быстрое поднятие бортов Владикавказского разлома по сравнению с его центральной частью объясняется тем, что для южной ветви разлома это связано с задиранием осадочного толщи при столкновении с приподнятым глыбовым фронтом Кавказа. Над северной ветвью разлома формируется независимый фронт поднятия. Relevance. The study of the depth structure in the contact zones of lithospheric blocks in comparison with seismicity and recorded recent movements is of utmost importance for the correct understanding of geodynamic processes. The Caucasian collision zone is characterized by high geodynamic and tectonic activity and seismicity. The formation of the tectonic structure of the Caucasus mountain-fold structure (hereinafter referred to as the Caucasus) is primarily associated with subhorizontal compression stresses oriented, in general, across the strike, and at the present stage of development such stresses play a determining role. In order to represent the tectonic process within the framework of a unified kinematic model, the goal was set to unite the structures of the Greater Caucasus, the Ossetian Depression and the Sunzhensky Ridge by a single deep geophysical section. Methods. The method of microseismic sounding was applied to build the structures of the Greater Caucasus, the Ossetian Depression and the Sunzhensky Ridge as a single deep geophysical section. Results. A kinematic scheme of tectonic movements is proposed, which allows to explain the presence of a series of northward-dipping thrusts and thrusts in the tectonic zone of the northern monocline of the Caucasus. During collision of the fold-and-boulder mountain structure of the Caucasus and the Scythian plate, the upper 8-11 km layer thrusts faster into the Caucasus, slipping across the 8-11 km contact, and creates the listric of the Vladikavkaz fault. The thrusting is along the basement surface, which explains the seismicity confined to the basement-sediment boundary at a depth of about 10 km. In the vicinity of the Vladikavkaz fault, the sedimentary strata is bulging as it collides with the consolidated uplifted massif of the Caucasus. The Sunzhensky Ridge is an intermediate fold of this process. The faster uplift of the sides of the Vladikavkaz fault as compared to its central part recorded by satellite geodetic measurements is explained by the fact that for the southern branch of the fault it is associated with the bulging of the sedimentary strata during collision with the uplifted clastic front of the Caucasus. An independent uplift front is formed above the northern branch of the fault.
Являясь объективной характеристикой выделенной сейсмической энергии величина макросейсмической интенсивности должна иметь связь с инструментальными параметрами сейсмических колебаний. Традиционно сейсмические воздействия в практике сейсмостойкого строительства оцениваются величиной пикового горизонтального ускорения грунта. Но движение грунта, вызванное землетрясением, является сложным, и для количественного отражения характеристик движения грунта предложен целый ряд параметров. В настоящее время нет общепризнанного мнения, какая из характеристик наилучшим образом описывает макросейсмическую интенсивность. Целью работы является сопоставление имеющихся интегральных характеристик инструментальной интенсивности и различных комбинаций параметров с сейсмической интенсивностью по данным сети K-net. Методы работы. В соответствии с поставленной задачей необходимо использовать интерпретируемую модель, которой является регрессия. Использовался метод опорных векторов. Для оценки эффективности моделей с наиболее равномерным использованием имеющихся данных применялась процедура кроссвалидации (перекрестной проверки). Результаты работы. В результате установлено наилучшее соответствие макросейсмической интенсивности пиковых горизонтальных скоростей (R2= 0.76. MAE= 0.29). Введение дополнительного параметра позволяет повысить R2до 0.8-0.85 и снизить MAEдо 0.22-0.27. Метрики оценены по тестовой выборке. Наилучшие показатели достигаются для модели с комбинацией среднеквадратической скорости и меры Фаджфара. Учитывая, что мера Фаджфара представляет собой произведение пиковой скорости на корень четвертой степени из продолжительности новый параметр можно рассматривать как модифицированную меру Фаджфара. As an objective characteristic of the released seismic energy, the value of macroseismic intensity should be related to the instrumental parameters of seismic vibrations. Traditionally, seismic impacts in the practice of earthquake-engineering are estimated by peak values of horizontal ground acceleration. Earthquake-induced ground motion is complex, and a number of another parameters have been proposed to quantify ground motion characteristics. At present, there is no generally accepted opinion which of the characteristics describes the macroseismic intensity in the best manner. The aim of this work is to compare the available integral characteristics of instrumental intensity and various combinations of parameters with seismic intensity according to K-net network data. Methods. In accordance with the task, it is necessary to use an interpretable model, which is regression. The support vector machine was used. To evaluate the effectiveness of models with the most uniform use of available data, a cross-validation procedure was used. Results. As a result, the best correspondence to the macroseismic innessivity of the peak horizontal velocity was established (R2 = 0.76, MAE = 0.29). The introduction of an additional parameter allows increasing R2 to 0.8-0.85 and reducing MAE to 0.22-0.27. The metrics are estimated from the test set. The best performance is achieved for the model with the combination of root mean square velocity and the Fajfar measure. Considering that the Fajfar measure is the product of the peak horizontal velocity and the fourth root of the duration, the new parameter can be considered as a modified Fajfar measure.
В связи с растущим антропогенным воздействием охрана природной среды превратилась в глобальную проблему. Важнейшей составной частью современной жизни является транспорт. Экономическое развитие всех регионов основано на доступе людей к товарам и услугам, которые обеспечиваются современной транспортной инфраструктурой. Автомобильный транспорт является основным способом транспортировки грузов и населения. В то же время положительные аспекты использования транспорта тесно связаны с загрязнением природной среды. Исследования, проводимые в последние десятилетия, указывают на то, что загрязнение воздуха оказывает значительное негативное влияние на здоровье, и транспорт является при этом одним из важнейших источников загрязнения. Дорожное движение представляет собой крупнейший источник выбросов многих вредных для здоровья загрязнителей воздуха, таких как оксид углерода, оксиды азота, бензол и первичные PM10. Несмотря на большой объем научных исследований, проводимых в последние десятилетия, все еще открытым остается вопрос интегральной оценки уровня загрязнения природной среды от различных источников. При этом в целях разработки действенных мер по снижению уровня загрязнения необходимым представляется разработка карт загрязнения территории на основе подобного интегрального показателя. Построение карт предполагает использование значительного количества исходных данных, и разработку специальной методики для расчёта уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом. Методы исследования. В ходе настоящей работы были проанализированы имеющиеся методики измерения концентраций поллютантов, производимых автотранспортом, в атмосферном воздухе. Установлено, что принятые подходы предполагают проведение длительных наблюдений, сбор и обработку большого количества исходных данных, а также наличие значительного количества специального оборудования. В этой связи разработана собственная методика проведения экспериментальных исследований. Результаты работы. В результате проведенных исследований разработана экспресс методика измерения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, что позволяет в короткий срок и с помощью одного газоанализатора оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом. Данный метод использован при расчёте предложенного авторами показателя загрязнения Zатм. Due to increasing anthropogenic impact, environmental protection has become a global problem. Transportation is an essential component of modern life. The economic development in all regions is based on people's access to goods and services provided by modern transportation infrastructure. The road transport is the primary means of transporting goods and people, but its positive aspects are closely linked to environmental pollution. Research conducted over the past decade indicates that air pollution has a significant negative impact on health, and transportation is one of the most important sources of pollution. Road traffic is the largest source of emissions of many harmful air pollutants, such as carbon monoxide, nitrogen oxides, benzene, and primary PM10. Despite the large volume of scientific research conducted in recent decades, the question of an integrated assessment of environmental pollution levels from various sources remains open. To develop effective measures to reduce pollution levels, it is necessary to develop pollution maps based on such an integrated indicator. The construction of maps involves the use of a significant amount of data and the development of a special methodology for calculating the level of air pollution caused by automobile transportation. Research Methods: In this study, existing methods for measuring pollutant concentrations produced by vehicles in the atmosphere were analyzed. It was found that the adopted approaches involve conducting long-term observations, collecting and processing a large amount of raw data, as well as having a significant amount of specialized equipment. In this regard, our own methodology for conducting experimental research has been developed. Results: As a result of the research, an express method for measuring pollutant concentrations in the atmosphere has been developed, which allows for a quick assessment of air pollution levels caused by automobile transportation using only one gas analyzer. This method was used in calculating the proposed pollution indicator Zatm.
Актуальность работы. В работе рассматривается сложная структура взаимодействия крупных макро и мезоплит. Под воздействием близмеридиональных тектонических напряжений мобильная Аравийская плита, со средней скоростью 30 мм∙год-1, вклинивается в орогенные структуры Малого и Большого Кавказа, раздвигая по флангам Анатолийскую и Черноморскую мезоплиты на запад, а Южно-Каспийскую и Иранскую мезоплиты на восток. Методы. На основе анализа пространственного распределения очагов сильнейших землетрясений региона, с М ≥ 6.7 за период с 1900 г. по настоящее время, показана их приуроченность к основным глубинным разломам. Очаги первых двух сильнейших землетрясений от 06.02.23 с Mw = 7.8 и Mw = 7.5 расположены на Восточно-Анатолийском разломе, близ городов Газиантеп и Караманмараш и т.д. Результаты. На основе анализа параметров фокальных механизмов землетрясений от 06.02.23, выдвинута версия, что они являются «дуплет»-землетрясениями, которые послужили триггерным механизмом для возникновения землетрясения от 20.02.23 с Mw = 6.3. Анализ инструментальных данных Газиантепского (Турция) землетрясения с Мw = 7.8 позволил определить параметры и спектральные характеристики очагового излучения. Установлено, что магистральный разрыв представляет сложный нелинейный процесс разрывообразования и включает 4 субочага. Геодинамическая модель землетрясения помогла выявить основные закономерности и характерные особенности разрывообразования очагов и оценить картину сейсмогенеза
This article is the continuation of a study by authors to create the most complete and representative earthquake catalogs with a unified magnitude scale. The catalog created of the Ossetian sector of the Greater Caucasus (the territory of the Republic of North Ossetia–Alania and adjacent areas) was formed by the aggregation of all available data from Soviet, modern Russian, and Georgian catalogs, as well as the data from the International Seismological Centre. The integration was carried out using the author’s approach based on the modified nearest neighbor method. The integrated catalog of the Ossetian sector of the Greater Caucasus contains 16,285 events for the period 1962–2022. For all events, magnitude estimates are reduced to a unified “proxy-MW” scale. The integration of data from various sources made it possible to significantly replenish the beginning of the aftershock sequence of the Racha earthquake with MW = 7.0, which occurred on 29 April 1991. There has been a change in the level of registration over time. Thus, there is a significant lack of events for the periods 1967–1970 and 1988–1991; starting from 1995, the catalog is complete for magnitude 3.2, and since 2005 for magnitude 2.2. The integration of Soviet and modern Russian and Georgian catalogs made it possible to significantly increase the completeness and representativeness of seismic events in the studied Ossetian sector of the Greater Caucasus. This once again demonstrates both the fundamental importance of merging seismic data from global, national, and regional catalogs and the effectiveness of the author’s developed method.