Институт динамики геосфер Российской академии наук
Институт динамики геосфер (ИДГ) был основан в 1991 г., отделившись
от Института физики Земли РАН. Главные направления исследований нестационарные и нелинейные геофизические процессы, происходящие в системе взаимодействующих
внутренних и внешних геосфер, из которых состоит наша планета. Изучаются воздействия как
природного, так и техногенного происхождения. Многолетний опыт при изучении отдаленных
последствий ядерных и мощных химических взрывов в атмосфере, космосе, воде и под землей, а также
годы наблюдений за физическими полями позволили развить в Институте новое направление
исследований, которое в целом мы называем
геофизикой
сильных
воздействий.
Подразумеваются воздействия на планетарную
систему потоков солнечной энергии, приливных
и гравитационных сил, собственной энергии
планеты. Существенным фактором воздействия
становится
постоянно
возрастающая
антропогенная деятельность. Материальные
структуры геосфер как твердой Земли
(литосфера, мантия и ядро), так и внешние
геосферы (атмосфера, ионосфера, магнитосфера)
перераспределяют эти огромные потоки энергии
между
собой.
Возникающее
при
этом
механическое движение, тепловая, электрическая
и другие виды энергии смещают существующее динамическое равновесие в структурах геосфер,
приводя зачастую к аномальным и катастрофическим явлениям. Исследования нацелены на выяснение
механизмов перераспределения энергии в структурах геосфер и изучение поведения природной среды
вблизи и за пределами динамического равновесия при разнообразных природных и техногенных
воздействиях.
В настоящее время выполняемые в институте фундаментальные и прикладные исследования
представлены следующими основными направлениями:

взаимодействие геосфер,

геомеханика и напряженно-деформированное состояние земной коры,

геодинамика глубинных структур,

развитие приборно-методической базы геофизических исследований
Одной из самых интересных и фундаментальных проблем, решаемых в ИДГ, является вопрос
взаимодействие геосфер. Система геосфер: литосфера-атмосфера-ионосфера (ЛАИ) комплексным образом
реагирует на внешние (например, идущие от Солнца) и внутренние, расположенные в самой системе, потоки
энергии и массы.
Эти три геосферы играют определяющую роль в среде обитания человека, как в биологическом, так и в
информационном плане. Особую роль в системе геосфер играет ионосфера. С одной стороны процессы,
происходящие в ионосфере, являются следствием взаимодействия Солнце-Земля, с другой, в ней отражаются
явления, происходящие на поверхности и в недрах твердой Земли. Исследование ионосферы является важной
частью в исследованиях ЛАИ в целом, и если в результате проводимых работ можно было бы составить
компьютерную модель ионосферы над территорией России, с прогнозируемыми изменениями ее параметров в
течение 1,5-2 часов, то это имело бы принципиальное значение для решения фундаментальных и прикладных
задач геофизики. Самые свежие разработки, основанные на передовых математических методах, указывают на
осуществимость такой идеи.
Лаборатория магнитосферно-земных связей
Исследование механизмов и каналов поступления энергии внеземных источников в
ионосферу и атмосферу и влияния электродинамических процессов в магнитосфере на
среду обитания человека
В
лабораторных
экспериментах,
проводимых
на
стенде
«Факел»,
моделируются эффекты, сопровождающие
движение плазменного потока в хвосте
магнитосферы в период магнитных бурь и
суббурь,
процессы,
приводящие
к
изменению свойств нижней ионосферы в
результате высыпания заряженных частиц,
механизмы генерации электрических полей
и
токов,
ускорения
и
высыпания
заряженных частиц, их воздействие на
ионосферу
и
обратное
воздействие
изменения
свойств
ионосферы
на
параметры глобальной токовой цепи в
магнитосферно-ионосферной
системе.
Лабораторный стенд «Факел»
Лабораторный стенд «Факел»
В 1997 и 1999 г.г. совместно с Лабораторией прикладной
физики Университета Д.Гопкинса (США) были проведены активные
космические эксперименты ФЛАКСУС и СЕВЕРНАЯ ЗВЕЗДА,
позволившие в реальной геофизической среде исследовать поведение
космической плазмы в геомагнитном поле. В экспериментах получены
новые данные о распространении плазменных потоков, явлении
аномальной диффузии магнитного поля в плазму, возникновении
переходного слоя на границе диамагнитной каверны, генерации
плазменных неустойчивостей.
Black Brant XII
Полученные в экспериментах данные позволяют объяснить
эффекты торможения и отклонения плазменного потока в период магнитных бурь и
суббурь, изучить эффект сверхкритической ионизации плазменного потока, исследовать
процесс распространения магнитных возмущений через ионосферу Земли.
Лаборатория активных методов исследования геосфер
Для обеспечения активных геофизических ракетных экспериментов при исследовании процессов
взаимодействия движущихся с космическими скоростями плазменных потоков с окружающей средой в
лаборатории разработаны высокоэффективные взрывные генераторы плазменных струй любого, наперед
заданного состава, распространяющихся со скоростями до 60 км/с и обладающих энергией до 6 МДж;
Взрывные генераторы плазменных струй
Геофизическая обсерватория «Михнево»
У Института есть геофизическая обсерватория «Михнево», которая находится в 80 км от Москвы на
юге области вдали от крупных промышленных объектов. Решаемые задачи в «Михневе»: исследование
внутреннего строения Земли, процессов в атмосфере, ионосфере и магнитосфере Земли,
взаимосвязанных возмущений во внутренних и внешних геосферах.
В обсерватории проводятся следующие наблюдения:

проведение комплексных исследований вариаций геомагнитных и электрических полей и
состояния среднеширотной ионосферы для построения физических моделей механизмов и
каналов возмущений в системе ионосфера-атмосфера–литосфера Земли,

экспериментальные исследования реакции
возмущения, приходящие из полярной
антропогенные воздействия,

регистрация инфразвуковых волн

создание банка данных вариаций геофизических полей и сейсмических событий,

создание современного цифрового комплекса для проведения согласованных синхронных
измерений и мониторинга геофизических полей и включение его в российские и
международные геофизические сети.
ионосферы
ионосферы,
на сейсмические события,
геомагнитные возмущения,
Здесь же регистрируются и подземные взрывы корейских бомб и землетрясения на Суматре.
Аппаратура, используемая в исследованиях в обсерватории «Михнево»
Сейсмоприемник STS-1
Трехкомпонентный индукционный
магнитометр
Магнитометр МЯПП
Радиофизические и доплеровские
измерения
Комплекс для регистрации
электрических и магнитных
сигналов
Система регистрации инфразвука