ИСТИНА

Исследования по проекту направлены на обнаружение и оценку собственных поступательных колебаний внутреннего ядра, так называемой моды Шлихтера (длиннопериодного триплета СКЗ 1S31). Эта мода, на существование которой впервые было указано Шлихтером, образуется во время перемещения твердого внутреннего ядра Земли относительно жидкого внешнего ядра и мантии. Восстанавливающей силой при колебаниях ядра является отрицательная плавучесть твердого внутреннего ядра. Поиск моды Шлихтера был стимулирован развитием сети сверхпроводящих гравиметров (СГ) в рамках Глобального Геодинамического Проекта (GGP) и накоплением соответствующих данных. Модели внутреннего строения Земли предсказывают существование моды Шлихтера, однако экспериментально она до сих пор достоверно не обнаружена, что делает исследование данного явления актуальной задачей. В данном исследовании впервые будет предпринята попытка обнаружения моды Шлихтера по многолетним деформографическим наблюдениям. Для обнаружения и оценки моды Шлихтера будут разработаны и использованы алгоритмы, основанные на современных оптимальных и/или адаптивных методах обнаружения и оценки параметров слабых сигналов на фоне помех, с отношением сигнал/шум<<1. В отличие от большинства работ, посвященных рассматриваемой проблеме, поиск моды будет происходить по чётко сформулированным гипотезам ее возбуждения, что позволит, с одной стороны, максимально учесть соответствующую априорную информацию, с другой – получить конкретные оценки верхних границ для каждой из гипотез. В рамках данной задачи будут также выполняться традиционные исследования, связанные с наблюдением и оценкой параметров собственных колебаний Земли, возбужденных сильнейшими землетрясениями. Предмет предлагаемого исследования относится к фундаментальным проблемам геодинамики, поскольку период моды Шлихтера определяется скачком плотности на границе внутреннего и внешнего ядра, а добротность моды – упругими свойствами внешнего ядра. Таким образом, итоговой задачей проекта может быть получение новых значений параметров для уточнения современных моделей строения Земли.

The project study is aimed the detection and evaluation of the translational oscillations of the inner core, so-called Slichter mode (the FOE long-period mode 1S1). This mode, the existence of which was first indicated by Slichter, is formed during the movement of the solid inner core of the Earth relative to the liquid outer core and mantle. The restoring force of the core oscillations is the negative buoyancy of the solid inner core. The search for the Slichter mode was stimulated by the development of a network of superconducting gravimeters (SC) in the framework of the Global Geodynamic Project (GGP) and by the accumulation of relevant data. Models of the internal structure of the Earth predict the existence of the Slichter mode, but experimentally it is still not reliably detected, which makes the study of this phenomenon an urgent task. In this study, for the first time, an attempt will be made to detect the Slichter mode based on the long-term strain observations. Algorithms based on modern optimal and/or adaptive methods for detection and evaluation of the weak signals parameters on the noise background with the signal-to-noise ratio<<1 will be developed and used to detect and evaluate the Slicher mode. Unlike the majority of works devoted to the considered problem, the search for the mode will be based on clearly formulated hypotheses of its excitation, which will allow, on the one hand, to take into account the relevant a priori information as much as possible, on the other hand, to obtain specific estimates of the upper limits for each of the hypotheses. In the framework of this project, traditional studies related to the observation and evaluation of the parameters of the free oscillations the Earth excited by the strongest earthquakes will also be carried out. The subject of the proposed study relates to the fundamental problems of geodynamics, since the period of the Slichter mode is determined by the density jump at the boundary of the inner and outer core, and the Q – factor of the mode is determined by the elastic properties of the outer core. Thus, the final task of the project is to obtain new values of the parameters to clarify the modern models of the structure of the Earth.

1. Разработка методики обнаружения и оценки моды Шлихтера для различных гипотез возбуждения по деформационным данным, разработка алгоритмов, основанных на современных оптимальных и/или адаптивных методах, используемых в радиофизике для обнаружения и оценки параметров слабых сигналов на фоне помех, с отношением сигнал/шум<<1. 2. Обработка деформационных данных с целью поиска моды Шлихтера по различным алгоритмам, анализ и сравнение их эффективности. 3. Обнаружение моды Шлихтера или определение верхних границ её возможной амплитуды. В случае обнаружения моды – оценка её параметров: периода, добротности, параметров расщепления, выделение наиболее вероятной гипотезы ее обнаружения. 4. Определение скачка (контраста) плотности на границе внутреннего и внешнего ядра. Сравнение с имеющимися экспериментальными и теоретическими данными.

Коллектив имеет многолетний опыт исследований, основанных на использовании оригинальных деформационных данных. Эти исследования были поддержаны рядом грантов РФФИ (инициативные, международные, региональные, проведение экспедиций). Исследования, проводимые участниками проекта в Приэльбрусье в течение последних лет, позволили получить ряд важнейших научных результатов мирового уровня.

Обнаружение моды Шлихтера или определение верхних границ её возможной амплитуды. Определение скачка плотности на границе внутреннего и внешнего ядра.