«Интергеофизика»

Содержание Введение …………………………………………………………… 2 Штат …………………………….…………….………………… 5 Лекции для бакалавров…………………………….………….. 7 Лекции для магистров……………………….…….………….. 9 Финансирование…..………………….……….………………. 17 Гранты РФФИ ….……………………………………… 18 Исследования, проводимые с иностранными партнерами….…………………………………………… 19 Программа «Университеты России» ………………………… 20 Международная программа «Интергеофизика»…………….. 21 Грант Президента РФ «Ведущая научная школа»…………. 23 Научные результаты…………………………………………… 26 Лаборатория физики магнитосферы…………………… 26 Лаборатория сейсмологии……………………………… 39 Лаборатория геоэлектрики……………………………… 45 Лаборатория геомагнетизма …………………………… 47 Лаборатория динамики упругих сред………………….. 51 Общий список публикаций …………………………………… 55 Участие в конференциях……………………………………… 67 Памяти М.И. Пудовкина ..…………………………………… 69 ^ КАФЕДРА ФИЗИКИ ЗЕМЛИ Кафедра физики Земли — одна из старейших кафедр физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета. Со времени образования в 1923 году профессорско-преподавательский коллектив и коллектив геофизиков-исследователей кафедры физики Земли выросли в единственную в СССР (России) учебно-научную школу глобальной геофизики. Окончательное формирование школы произошло во второй половине 30-х – начале 50-х годов, ее научные и педагогические принципы заложены ведущими геофизиками СССР: профессорами П.Н.Тверским, П.М.Никифоровым, В.Б.Бурсианом, Н.В.Розе и бесспорным лидером и многолетним заведующим кафедрой, заслуженным деятелем науки и техники России Борисом Михайловичем Яновским, автором всемирно известного учебника “Земной магнетизм”. С первых же лет работы кафедры как научно-учебного геофизического центра России подготовка специалистов (студентов, аспирантов) и проведение научных исследований ориентировались на комплексные геофизические исследования Земли как планеты в целом — всех ее оболочек, как внутренних, начиная от земного ядра, так и внешних: от ионосферы вплоть до внешних сфер Солнца, — причем изучение ведется в рамках всего комплекса геофизических методов — сейсмическими, магнитными, электрическими, гравитационными и электромагнитными методами. Именно здесь были заложены в СССР такие направления геофизики, как палеомагнетизм, магнитотеллурические исследования, физика солнечно-земных связей, динамическая теория распространения сейсмических волн и статистические методы решения обратных геофизических задач, исследования собственных колебаний Земли. При этом главная характерная черта существующей уже не менее четырех десятилетий школы глобальной геофизики — проведение идеи, теперь уже традиции, постоянного научного взаимодействия представителей различных конкретных научных специальностей как внутри кафедры, так и с коллегами в России и за рубежом. Кафедра физики Земли в настоящее время является организатором и координатором значительного объема фундаментальных геофизических исследований. Кафедра имеет широкие международные научные связи, это выражается в постоянном научном обмене со следующими зарубежными университетами и научными центрами:Applied Physics Laboratory, John Hopkins University (USA)Barcelona University (Spain)Bergen University (Norway)Bolonia University (Italy)Brussels University (International Committee for Research and Study Environmental Factors — ICRSEF) (Belgium)Cambridge University (England)Colorado School of Mines (USA)Dresden University (Germany)Finnish Meteorological Institute (Helsinki)Free University of Berlin (Germany)Grenoble University (France)Hamburg University (Germany)Helsinki University (Finland)Institute of Space and Astronautical Science (Tokyo)Institute of Space Research (Sweden)Institute of Geophysics and Geology (South Korea)Lousanne University (Switzerland)Karlsruhe TU (Germany)Leipzig University (Germany)Missouri-Columbia University (USA)NASA (USA)Observatorie Paris-Meudon (France)Oslo University (Norway)Oulu University (Finland)Potsdam University (Germany)Roskilde University (Danmark)Sussex University (UK)Space Research Institute (Graz, Austria)St.Andrews University (UK)Stanford University (USA)Stockholm University (Sweden)Technical University of Berlin (Germany)Technical University (Graz, Austria)The University of Electrocommunication (Tokyo, Japan)Tromsö University (Norway)Turku University (Finland)University of California, Berkeley (USA)Uppsala University (Sweden)Подготовка физиков-геофизиков осуществляется на кафедре в две ступени:БАКАЛАВРЫ Специалисты этого уровня, кроме общей для физического факультета физико-математической подготовки, слушают полный набор курсов общей геофизики: гравитационное поле Земли (теория фигуры Земли и планет), магнитное поле Земли (современное и древнее), физика магнитосферы и магнитное поле солнечной системы (включая магнитные явления на Солнце), основы сейсмологии (изучение строения Земли сейсмическими методами), курс геоэлектрики (принципы изучения строения Земли электромагнитными методами), общая геология. В учебных лабораториях кафедры студенты закрепляют теоретические знания выполнением небольших научных исследований. Бакалавр-выпускник кафедры физики Земли — это специалист, способный работать как в научно-исследовательских организациях геолого-геофизического профиля, так и в соответствующих производственных фирмах.МАГИСТРЫ Магистр-геофизик — это высококлассный специалист широкого профиля как в области глобальной, так и прикладной (разведочной) геофизики. Подготовка магистров включает, кроме завершения общего образования в области физики Земли, большую научно-исследовательскую работу над магистерской диссертацией по одному из геофизических направлений (геомагнетизм, глобальная и разведочная сейсмология, геоэлектрика, физика солнечно-земных связей). Подготовка магистров на кафедре ведется по пяти магистерским программам:^ Физика солнечно-земных связей — автор и руководитель программы профессор М.И. Пудовкин (с апреля 2004 г. программой руководит проф. В.С. Семенов).Волны в упругих средах — автор и руководитель программы профессор Троян В.Н.Сейсмология — автор и руководитель программы профессор Яновская Т.Б.Геоэлектрика — автор и руководитель программы профессор Ковтун А.А.Палеомагнетизм и магнетизм горных пород — автор и руководитель программы профессор Шашканов В.А.Основным принципом обучения в магистратуре является высокая индивидуализация работы студента: обучение и работа над диссертацией ведутся по индивидуальным планам, составляемым совместно магистрантом и его научным руководителем. (Научный руководитель, как правило, — доктор наук.) Первые защиты магистерских диссертаций показали, что уровень профессиональной подготовки выпускников настолько высок, что позволяет соотносить магистерские диссертации с диссертациями на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Глобальная геофизика — это наука о крупномасштабных (до десятков тысяч километров) геофизических процессах в Земле, на поверхности Земли и в окружающем ее пространстве, поэтому естественно, что процессы эти сложны и многообразны. Рассмотрение их в полной мере до недавних пор представлялось практически неосуществимым, однако в последние годы благодаря компьютеризации науки в целом появилась возможность довольно детального моделирования даже этих процессов (генерация геомагнитного поля, построение моделей магнитосферы и солнечно-земных связей, сейсмическая модель Земли в целом и земной коры в частности). Направление компьютерного моделирования геофизических процессов, наряду с компьютерной обработкой экспериментальных данных, стало важным приемом геофизических исследований, поэтому в подготовке студентов особое внимание уделяется воспитанию образного мышления с соответствующей компьютерной направленностью физико-математического образования. С другой стороны, геофизика — наука интернациональная, не знающая географических границ, поэтому большая часть геофизических исследований охватывает территории всех стран изучаемого региона, что требует постоянного тесного сотрудничества ученых этих стран. В настоящее время кафедра имеет международные научные связи с зарубежными университетами и научными центрами. Это выражается, в частности, в обмене студентами и аспирантами и участии в международных геофизических проектах. Подготовку кадров на кафедре физики Земли ведет коллектив высококвалифицированных специалистов-геофизиков. В настоящее время в числе сотрудников кафедры работает 9 докторов наук и 36 кандидатов наук, среди них два соросовских профессора, а также три президентских стипендиата “Выдающийся ученый России”. Благодаря этому кафедра обеспечивает подготовку научных кадров самого высокого уровня. За последние 40 лет аспирантами и сотрудниками кафедры защищено около 150 кандидатских и 16 докторских диссертаций.^ Кафедра состоит из 5 учебно-научных лабораторий:Лаборатория физики солнечно-земных связей: физика магнитосферы, физика Солнца, физика нижней атмосферы.Лаборатория сейсмологии: изучение внутреннего строения Земли сейсмическими методами.Лаборатория геоэлектрики: изучение электропроводности земной коры и верхней мантии.Геомагнитная лаборатория: палеомагнитные исследования, магнетизм горных пород.Лаборатория динамики упругих сред: изучение распространения волн в сложных средах (прямые и обратные задачи динамики упругих сред).Основные научные результаты 2003-2004 гг. представлены в 156 статьях. Сотрудники кафедры приняли участие в 28 конференциях и выступили с более чем 100 докладами.^ РУКОВОДЯЩИЙ СОСТАВ КАФЕДРЫ Троян В.Н.. Профессор, заведующий кафедрой Вагин С.А. Профессор Каштан Б.М.. Профессор Ковтун А.А. Профессор Пудовкин М.И. Профессор Семенов В.С. Профессор Сергеев В.А. Профессор Шашканов В.А. Профессор Яновская Т.Б. Профессор ^ ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКИЙ СОСТАВ Артамонов Л.В. Доцент Бобров Н.Ю. Ст. препод. Киселев Ю.В. Доцент Крылов С.С. Доцент Котиков А.Л. Доцент Ляцкая А.М. Доцент Моисеев О.Н. Доцент Петров И.Н. Доцент Понявин Д.И. Доцент Самсонов А.А. Ассистент Сергиенко Е.С. Ст. препод. Успенский Н.И. Доцент ^ НАУЧНЫЕ РАБОТНИКИ Варданянц И.Л. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Дмитриева Н.П. Н. с., к.ф.-м.н. Киселев Б.В. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Крупнова Н.Н. М.н.с. Кубышкин И.В. Ст.н.с., к.ф.-м.н. Кубышкина М.В. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Лебедева В.В. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Легенькова Н.П. М.н.с. Лыскова Е.Л. Н. с., к.ф.-м.н. Мананкова А.В. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Петрова Л.Н. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Рыбакин В.Н. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Смирнова Н.А. Ст. н. с., к.ф.-м.н. Усманов А.Д. Вед. н. с., д.ф.-м.н. Шухтина М.А. Ст. н. с., к.ф.-м.н. ^ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТНИКИ Карпинский В.В. Инженер Миронов А.А. Инженер Орлов Е.Г. Вед. констр. Степанов Б.В. Электр. Степанова А.А. Техник Холева М.В. Техник ДОКТОРАНТЫ Лукьянова Р.Ю. К.ф.-м.н. Писакин Б.Н. К.ф.-м.н. Урицкий В.М. К.ф.-м.н. ^ ВРЕМЕННО ЗА ГРАНИЦЕЙ Богданова Ю.В. Литвина Е.П. Сукина С.М. Смирнов М.Ю. АСПИРАНТЫ Апатенков С.В.Артамонова И.В.Биккузина Г.Р.Быков К.В.Волконская Н.Н.Данилкин Е.В.Дубягин С.В.Дядечкин С.А.Зиатдинов С.Р. Иванова В.В.Исупова Е.В.Киященко Д.А.Корнилов О.И.Львова Е.А.Мезенцев А.Ю.Маулини А.Л.Миронова И.А. Морозов А.Е.Морщихин С.И.Мунирова Л.М.Ногина С.В.Сушков А.О.Толстых Ю.В.Фещенко Е.Ю.Фарафонова Ю.Г.Шибков С.А. ЗАЩИТЫ Богданова С.П. – к.ф.-м.н.Бурова Е.П. – к.ф.-м.н.Дубягин С.В. – к.ф.-м.н Дядечкин С.А. – к.ф.-м.н. Корнилов О.И. – к.ф.-м.н.Фарафонова Ю.Г. – к.ф.-м.н. ^ БАКАЛАВРСКИЕ КУРСЫ ЛЕКЦИЙ ОСНОВЫ СОЛНЕЧНО-ЗЕМНОЙ ФИЗИКИ(автор: М.И. Пудовкин, лектор: Д.И. Понявин)Основные параметры Солнца. Источники солнечной энергии. Внутреннее строение Солнца и строение солнечной атмосферы. Паркеровская модель расширяющейся короны. Солнечный ветер. Возмущенное Солнце. Солнечная активность и ее циклы. Связь полярных сияний, ионосферных и геомагнитных возмущений с процессами на Солнце. (32 часа)^ ФИЗИКА КОСМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ(автор: М.И. Пудовкин, лектор: В.С. Семенов)Основные сведения по плазменной физике: Движение заряженных частиц в магнитном поле. Адиабатические инварианты движения. Токи намагничивания. Проводимость полностью ионизованного газа. Элементы магнитной гидродинамики: Приближение сплошной среды. Уравнение вмороженного поля. Граничные условия, поверхностные разрывы. Альфвеновские волны. МГД-неустойчивости. Волны в плазме. (48 часов)^ Переменное геомагнитное поле(лектор: В.А.Сергеев)История развития и приложения магнитосферной (солнечно-земной) физики. Понятие о космической плазме и методах ее описания. Основные физические понятия о магнитосфере, ионосфере и токовых системах. Магнитные вариации и их классификация, индексы активности. (64 часа)^ ОСНОВЫ СЕЙСМОЛОГИИ(лектор: Т.Б. Яновская)Объемные и поверхностные сейсмические волны рассматриваются как источник информации об очаге землетрясения и строении Земли. Описаны методы определения кинематических и динамических параметров очага. Рассматриваются вопросы сейсмического районирования и прогноза землетрясений. Представлены методы и результаты определения строения Земли по сейсмическим данным. Приводятся сейсмологические доказательства плитовой тектоники. Даются элементы сейсмометрии. (32 часа)^ ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН(лектор: Б.М.Каштан)Координаты Эйлера и Лагранжа. Уравнение непрерывности. Тензор деформаций и его геометрический смысл. Симметрия тензора напряжений. Основные типы точечных источников. Теорема Гельмгольца. Потенциалы в изотропной однородной упругой среде. Однородные плоские волны в изотропной упругой среде. Скорости P- и S-волн, векторы поляризации. Неоднородные плоские волны. Поток энергии. Коэффициенты отражения и преломления. (32 часа)ГЕОЭЛЕКТРИКА(лекторы: А.А. Ковтун, С.С. Крылов)Электрические свойства горных пород. Основные методы исследования электропроводности Земли, основанные на применении источников постоянного и переменного поля для изучения электропроводности на больших глубинах. Глобальные магнитовариационные исследования на основе анализа вариаций типа Sq, Dst и др. Электропроводность нижней мантии по вековым вариациям. Электропроводность Земли по результатам интерпретации магнитотеллурических зондирований и глобального магнитовариационного зондирования. (64 часа)^ ГРАВИТАЦИОННОЕ И МАГНИТНОЕ ПОЛЯ ЗЕМЛИ(лектор: В.А. Шашканов)Курс состоит из двух частей, посвященных изложению материала по вопросам гравитационного и главного магнитного полей Земли.ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ – Задачей этой части курса является введение в проблему изучения формы (фигуры) Земли гравитационным методом. Проводится обзор эволюции представлений о фигуре Земли и способах ее изучения. На основе идей Ньютона, Гюйгенса, Клеро развивается гравиметрическое направление: представление о фигуре “нормальной” Земли, распределении силы тяжести на ней (теорема Клеро). Основное внимание уделено вопросу измерений формы геоида (проблема Стокса), а также физической поверхности Земли (задача Молоденского). Приводится теория солнечных и лунных приливов. Анализируются принципы спутниковой гравиметрии.МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ – Рассматривается структура современного геомагнитного поля, способы его аналитического описания. Археомагнетизм и палеомагнетизм – как методы изучения поля в историческом и геологическом прошлом. Механизмы генерации геомагнитного поля, ее энергетические источники. (64 часа)^ ГРАВИТАЦИОННАЯ И МАГНИТНАЯ РАЗВЕДКИ(лектор: В.А. Шашканов)Рассматриваются физико-теоретические основы гравитационной и магнитной геофизических разведок, приводится обоснование объединения двух видов разведки в одном курсе. Изложение материала построено таким образом, что включает вопросы как организации и проведения полевых работ (способы и принципы измерения силы тяжести и магнитного поля), так и все этапы обработки и интерпретации результатов полевых измерений. (32 часа)^ ФИЗИКА СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА(лектор: А. В. Усманов)Рассматриваются экспериментальные данные о структуре солнечной короны и магнитогидродинамические уравнения, описывающие расширение короны и формирование солнечного ветра. Рассматривается динамика расширения солнечной короны и факторы, определяющие ее структуру. Приводятся решения МГД уравнений в сферически-симметричном случае. Представлены методы и результаты моделирования солнечного ветра на основе решений двумерных и трехмерных МГД уравнений. Рассматриваются модели солнечного ветра с учетом эффектов альвеновских волн. (16 часов).^ ФИЗИКА ГЕОМАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ(лектор: А. В. Усманов)Физика геомагнитных явлений рассматривается как составная часть солнечно-земной физики. Основные сведения о Солнце, солнечной короне и солнечном ветре. Статическая модель солнечной короны Чепмена и динамическая модель Паркера. Аналитической описание магнитного поля Земли. Взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем в МГД приближении. Структура магнитосферы, распределение и свойства магнитосферной плазмы, адиабатические инварианты. Радиационные пояса, кольцевой ток. Проводимость ионосферы и ионосферные токовые системы. Геомагнитные возмущения и магнитосферные бури. Индексы геомагнитной активности. (32 часа).^ МАГИСТЕРСКИЕ КУРСЫ ЛЕКЦИЙ ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ ГЕОФИЗИКИ(лектор: В.Н.Троян)Даются математические основы решения обратных задач геофизики. Рассмотрены методы регуляризации некорректно поставленных задач. Представлены статистические методы оценивания искомых параметров геофизических объектов. Рассмотрены алгоритмы лучевой и дифракционной геофизической томографии. (64 часа)^ МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ(лектор: В.Н.Троян)Рассматриваются современные методы обработки геофизических данных: Фурье-анализ, преобразование Лапласа, корреляционный анализ, оценка спектра мощности, взаимный спектральный анализ, максэнтропийный спектральный анализ, кепстральный анализ, обратная фильтрация, полосовые фильтры, фильтры Баттеруорта, распространение волн в слоистых средах с точки зрения теории фильтрации, скоростные фильтры, гомоморфная фильтрация. (44 часа)^ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ И КОСМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ(автор: М.И. Пудовкин, лектор: А.А. Самсонов)Движение идеальной и вязкой жидкостей. Пограничный слой. Распространение звуковых волн в движущейся среде. Диффузия. МГД-разрывы в плазме. Ударные волны. МГД-неустойчивости идеально проводящей плазмы. Нелинейные волны. Солитоны. Турбулентность в космической плазме. (24 часа)^ МАГНИТОСФЕРНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ(лектор: В.А.Сергеев)1. Открытая магнитосфера- Oсновные понятия космической плазмы, измеряемые величины, характерные параметры и структура открытой магнитосферы. Элементы МГД описания, постановка 3-мерного моделирования; соотношения на разрывах и неоднородности в солнечном ветре. Понятие о магнитном пересоединении и его роли в магнитосфере. – Элементы описания движения заряженных частиц. Движение и ускорение частиц в токовых слоях, включая неадиабатические эффекты. – Магнитное поле Земли, обтекание солнечным ветром закрытой магнитосферы. Открытая магнитосфера: экспериментальное подтверждение, зависимость пересоединения и конвекции в магнитосфере от межпланетного магнитного поля. Сведения о нестационарном пересоединении и низкоширотном пограничном слое. Энергетика магнитосферы, передача энергии из солнечного ветра в магнитосферу. -Методы количественного представления магнитного поля и описания отдельных токовых систем в магнитосферных моделях. Эмпирические модели магнитосферного магнитного поля последнего поколения.2. Крупномасштабная структура магнитосферы в условиях квазистационарной конвекции и суббурь – Общая схема магнитосферной циркуляции, источники плазмы для плазменного слоя.- Модели плазменного слоя. Морфология плазменного слоя. Проблема кризиса конвекции и способы ее решения. Стационарная конвекция- Магнитосферная суббуря: морфология и результаты численного моделирования. – Обтекание внутренней магнитосферы и механизмы заполнения плазмой кольцевого тока и радиационного пояса3. Отображение магнитосферных процессов на ионосферном экране- Генерация стационарных и нестационарных продольных токов и трехмерная токовая система в магнитосфере. Нестационарные продольные токи, их отражения от ионосферы.- Трехмерная токовая система как гигантский ускоритель. Морфология явлений в продольных токовых слоях разного направления. Механизмы и модели продольного ускорения, формула Кнайта. Характерный пространственный масштаб магнитосферно-ионосферного взаимодействия. Модели авроральных дискретных структур.(64 часа)^ АСИМПТОТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕОРИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН(лектор: Т.Б. Яновская)Рассматриваются асимптотические методы в теории распространения сейсмических волн, такие как лучевой метод, локальное и равномерное асимптотическое разложение. В лучевом методе рассматриваются: принципы построения лучевого ряда в непрерывной неоднородной среде, отражение и преломление волн на границах, кинематическое и динамическое лучевое трассирование, параксиальная аппроксимация, Гауссовы пучки. Локальная и равномерная асимптотика демонстрируются на примерах каустики и окрестности критического луча. (32 часа)^ ТЕОРИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ВОЛН И СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЗЕМЛИ (лектор: Т.Б. Яновская)Точное решение уравнений динамической теории упругости для слоя на полупространстве анализируется в рамках обобщенного лучевого метода и метода нормальных мод. Волны Релея и Лява анализируются матричным методом и как решение краевой задачи. Рассмотрены собственные колебания однородной и радиально-неоднородной сферы, включая эффект гравитации. Выводится связь между частотами собственных колебаний и фазовыми скоростями поверхностных волн. (32 часа)^ ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ СЕЙСМОЛОГИИ(лектор: Т.Б. Яновская)Рассматривается обратная задача для годографа в случае наличия волноводов в среде. Остальные обратные задачи решаются при использовании линеаризации. Метод наименьших квадратов, метод Бэйкуса-Гильберта и метод обобщенного линейного обращения рассматриваются для решения линеаризованных задач. Эти методы применяются для решения обратных задач о сейсмическом очаге и о строении Земли по данным объемных волн, поверхностных волн и собственных колебаний Земли. (24 часа)^ ЛУЧЕВАЯ СЕЙСМОТОМОГРАФИЯ(лектор: Т.Б. Яновская)Рассматривается томография на временных невязках, основанная на лучевом приближении. Эта задача является нелинейной, и решается итеративно, при использовании линеаризации на каждом шаге. Решение представляется в виде ряда по некоторым базисным функциям, так что задача сводится к решению системы линейных уравнений. Обсуждаются различные подходы к выбору базисных функций. Показано, как оценивать разрешающую способность данных и стандартную ошибку решения. Дается обзор методов решения больших линейных систем. (24 часа)^ ФИЗИКА ОЧАГА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ(лектор: Т.Б. Яновская)Теорема представления используется для представления сейсмического источника как скольжение по разлому и для определения эквивалентного силового источника. Вводится понятие тензора сейсмического момента. Обсуждаются вопросы кинематики сейсмического источника и связанные с этим проблемы. Рассматриваются очаговый спектр и параметры источника. Представлены различные шкалы магнитуд и соотношения между магнитудами и сейсмической энергией. (24 часа)^ ФИЗИКА МАГНИТОСФЕРЫ(автор: М.И. Пудовкин, лектор: М.В. Кубышкина)Строение магнитосферы (магнитное поле и плазма в магнитосфере). Взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем. Численные модели магнитосферы. Электрические поля и конвекция плазмы в магнитосфере. Генерация потоков энергичных частиц, вторгающихся в ионосферу. Зоны вторжения частиц и структура магнитосферы. Геомагнитные возмущения. Развитие магнитосферной суббури. (64 часа)^ ГЕОМАГНИТНЫЕ ПУЛЬСАЦИИ И ОНЧ ИЗЛУЧЕНИЯ(лектор: Н.А.Смирнова)Дается современное представление о геомагнитных пульсациях и ОНЧ излучениях, регистрируемых на земной поверхности и в околоземном космосе. Изучается теория генерации и механизмы распространения различных типов волн с учетом конкретных магнитосферно-ионосферных условий. Исследуются морфологические особенности сигналов, их связь с суббурями и другими физическими процессами в солнечном ветре, магнитосфере и ионосфере Земли. Даются основы методов гидромагнитной диагностики, связанных с использованием характеристик пульсаций для оценки параметров околоземной плазмы.(12 часов)^ ТЕОРИЯ МАГНИТНОГО ПЕРЕСОЕДИНЕНИЯ(лектор: В.С. Семенов)Рассмотрена проблема быстрого преобразования магнитной энергии в энергию плазмы в процессе: а – обычной омической диссипации; б – развития тиринг-неустойчивости, в – пересоединения магнитных силовых линий типа Петчека. Изучена эффективность этих механизмов, приведены примеры о солнечных вспышках, магнитосферном брейкапе и случаев переноса магнитного потока на магнитопаузе. (64 часа)^ СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ(лектор: В.С. Семенов)Рассмотрены математические методы в физике космической плазмы. Поскольку в космосе магнитное поле и плазма тесно взаимодействуют, часто можно силовые трубки поля рассматривать как нелинейные струны. Даны основы метода так называемых вмороженных координат, в котором эта связь учитывается в явном виде. Приведены примеры процессов “нагрузки – разгрузки” из космической физики. (64 часа)ГЕОТЕРМИКА(лектор: А.А. Ковтун)Тепловой поток, определение температуры по данным о тепловом потоке. Оценка верхней и нижней границы температуры внутри Земли по упругим свойствам горных пород: температура плавления и адиабатического сжатия. Оценки температуры по данным об электропроводности Земли. Тепловая история Земли. Основные источники тепла внутри Земли. Задача о нагревании Земли за счет тепла, выделяемого радиоактивными элементами. (24 часа)^ ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕГО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЗЕМЛИ(лектор: А.А. Ковтун)Краткая характеристика естественного электромагнитного поля, применяемого при магнитотеллурических зондированиях (МТЗ). Критерий применимости теории МТЗ в рамках модели Тихонова-Каньяра. Методика МТЗ в случае большой горизонтальной неоднородности естественного электромагнитного поля. Возможности МТЗ в случае горизонтально неоднородной среды и горизонтально неоднородного электромагнитного поля. (32 часа)^ МАГНЕТИЗМ ГОРНЫХ ПОРОД(лектор: И.Н.Петров)Данный курс предназначен для студентов-магистрантов геофизиков, специализирующихся в области палеомагнитологии и непосредственно магнетизма горных пород. Специфика горных пород (ГП) как магнитных объектов заключена в абсолютной полноте типов физических дефектов ферримагнитных кристаллитов, диспергированных в немагнитной (силикатной) матрице, и как следствие этого, в многообразии видов остаточной намагниченности ГП – основного “хранителя” палеомагнитной информации. В курсе лекций излагаются представления об основных магнитных состояниях ГП, о коэрцитивных спектрах, о диаграмме Прейзаха-Нееля и представлении процессов намагничивания с ее помощью, рассматриваются свойства основных породообразующих ферримагнитных минералов, подробно излагаются вопросы, связанные со структурными особенностями магнетита. Несколько лекций посвящено низкотемпературной магнитной “памяти” магнетитсодержащих горных пород, а также новому явлению в физике ферримагнетизма – высокотемпературной магнитной “памяти” гипергенно-измененных (катиондифицитных) магнетитов. (48 часов)^ ОСНОВЫ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА(лектор: И.Н.Петров)Курс лекций “Основы ферромагнетизма” предназначен для магистрантов, специализирующихся в области геомагнетизма, магнетизма горных пород и палеомагнитологии. В этом курсе студенты знакомятся со всеми явлениями магнетизма (с пара-, диа-, ферри- и ферромагнетизмом), но главное внимание уделяется ферримагнетикам, так как именно ферриты являются основными носителями магнетизма горных пород. Цель лекций заключается в подготовке магистрантов к осознанному применению знаний основных теорий и понятий ферримагнетизма при изучении магнетизма горных пород. Кроме изложения классических теорий пара- и ферромагнетизма (Ланжевена, Вейсса, Френкеля-Гайзенберга) и знакомства с современными квантово-механическими представлениями о природе ферримагнетизма большое внимание уделяется теории кривой технического намагничивания, энергетическому балансу в процессе перемагничивания магнетиков, магнитной анизотропии кристаллов, обменной однонаправленной анизотропии, теории доменной структуры, магнитному гистерезису, а также процессам намагничивания однодоменных и псевдо-однодоменных частиц, субоднодоменных областей. Специально рассматриваются вопросы о роли физических дефектов кристаллической решетки при намагничивании реальных кристаллов, о зависимости структурно-чувствительных параметров ферритов от температуры. (64 часа)^ ФИЗИКА ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ И ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ(лектор: А.Л. Котиков)Рассмотрены вопросы физики и морфологии высокоширотной ионосферы. Распределение различных типов спорадических слоев в области Е, особенности аврорального спорадического слоя, ионный состав слоев объясняется с точки зрения механизмов образования слоев; проводится сопоставление с зонами высыпания авроральных частиц.Изучается физика формирования структуры высокоширотного слоя F2, при этом рассматриваются конвекция ионосферной плазмы, увлечение нейтрального газа, внутренние гравитационные волны.При рассмотрении физико-химических процессов в области D особое внимание уделено авроральному поглощению, поглощению в полярной шапке, суббуре в поглощении и риометрическим наблюдениям. Рассмотрены вопросы диффузии заряженных частиц в плазме. Детально изучается эволюция плазменных неоднородностей в высокоширотной ионосфере.Рассмотрены морфология сияний, зоны сияний и структура магнитосферы. Взаимодействие пучков энергичных протонов и электронов с атмосферой. Ускорение электронов в области двойных потенциальных слоев. Развитие суббури в сияниях и в хвосте магнитосферы. Динамика сияний и структура электрических полей в магнитосфере и ионосфере. Авроральные красные дуги и их связь с кольцевым током в магнитосфере. (48 часов)^ ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ (лектор: А. А. Самсонов)Методы решения уравнений магнитной гидродинамики. Консервативная и неконсервативная форма системы уравнений. Безразмерные параметры. Типы систем уравнений в частных производных. Характеристики системы уравнений. Задача Коши и начально-краевая задача для гиперболической системы квазилинейных уравнений в частных производных. Методы численного решения уравнений магнитной гидродинамики. Явные и неявные схемы решения. Методы Лакса-Вендроффа и Мак-Кормака. Устойчивость разностной схемы. Условие Куранта-Фридрихса-Леви. Искусственная диффузия. Граничные условия. Открытая и симметричная граница. Примеры численного решения некоторых задач магнитной гидродинамики. (32 часов).ГЕОЛОГИЯ(лектор: Г.Н. Киселев, доцент геологического факультета)Предмет геологии, ее деление на дисциплины. Эндогенные, экзогенные метаморфные процессы в земной коре. Основы минералогии и петрографии. Роль геофизических методов в геологических исследованиях. Геотектоническое районирование территории России, ее минерально-сырьевые ресурсы и перспективы их пополнения (64 ч.)Лекционный курс дополняется полевой учебной геологической практикой в Крыму продолжительностью до 3 недель. ^ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД(лектор: С.С. Крылов)Электрические свойства горных пород при постоянном и переменном токе. Физические модели поляризации. Модель двухфазной среды Шейнмана. Фрактальные модели электропроводности. Магнитная зависимость электрических параметров. Дисперсионные эффекты в геоэлектрике. Сейсмоэлектрические эффекты первого и второго рода. (32 часа)^ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ(лектор: С.С. Крылов)Электромагнитные поля различных источников над горизонтально-слоистыми средами. Методы решения прямых задач электромагнитных зондирований. ЧЗ, ЗСБ и другие методы. Проблемы ВП и высокоразрешающая электроразведка. (32 часа)^ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ(лектор: М.Ю. Смирнов)МТ импеданс как основа для анализа и интерпретации данных МТЗ. Методы решения систем уравнений, связывающей компоненты ЕЭМП. Робастная регрессия в применении к обработке МТ данных. Сравнение методов обработки. (16 часов)^ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПАЛЕОМАГНИТНОЙ ИНФОРМАЦИИ(лектор: В.А.Шашканов)В курсе даются основные представления о физических и геофизических основах палеомагнетизма как геофизической дисциплины, освещается роль палеомагнетизма в становлении современных геологии и геофизики. Вводится понятие палеомагнитной информации, принципы интерпретации палеомагнитных данных и способы оценки их достоверности. Рассматривается базовый перечень методов палеомагнитных исследований при проведении их как на изверженных, так и на осадочных породах – с учетом соответствующей специфики этих объектов.(32 ч.)^ ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ И АРХЕОМАГНЕТИЗМ(лектор: В.А.Шашканов)Курс посвящен изложению современного состояния как архео-, так и палеомагнитных исследований. Начальный раздел дает сводку основных представлений о современном геомагнитном поле: поверхностном распределении его элементов и их вариациях; вводится понятие палеомагнитного диполя. Формулируются постулаты палеомагнетизма. Излагаются методы архео- и палеомагнитных исследований и проводится обсуждение результатов археомагнитных и палеомагнитных исследований.(16ч.)^ РАДИОМЕТРИЯ (ИЗОТОПНЫЕ МЕТОДЫ В ГЕОФИЗИКЕ И ГЕОЛОГИИ) (Лектор: Е.С.Сергиенко)Введение: Структура атомного ядра, радиоактивный распад, естественная радиоактивность. Ядерный синтез и происхождение элементов. Распространенность элементов и их изотопов в звездах, планетах и метеоритах. Распространенность элементов в оболочках Земли.