Институт динамики геосфер РАН

Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского (ИДГ РАН) — федеральное государственное бюджетное учреждение науки Российской академии наук^[2].

26 марта 1991 г. вышло постановление Президиума Академии Наук об образовании ИНСТИТУТА ДИНАМИКИ ГЕОСФЕР. Целью и предметом деятельности ИДГ РАН является проведение фундаментальных, прикладных и поисковых научных исследований в области геофизики естественных и техногенных воздействий на геосистемы для решения крупных научно-технических проблем рационального использования природных ресурсов и геофизических аспектов национальной безопасности^[3].

Целью и предметом деятельности ИДГ РАН стало проведение фундаментальных, прикладных и поисковых научных исследований в области геофизики естественных и техногенных воздействий на геосистемы для решения крупных научно-технических проблем рационального использования природных ресурсов и геофизических аспектов национальной безопасности.

Директора по году назначения:

• 1991 — Адушкин, Виталий Васильевич
• 2004 — Зецер, Юлий Израилович.
• 2015 — Турунтаев, Сергей Борисович.

30 апреля 1946 г. — на основании Постановления Совета Министров СССР с целью исследования физических процессов, возникающих при ядерных взрывах, было сформировано специальное подразделение — Спецсектор по изучению теории ядерных цепных реакций и взрывов при Институте химической физики АН СССР. Руководство было возложено на заместителя директора ИХФ АН СССР М. А. Садовского.

Подразделения Спецсектора и их руководители:

• отдел приборостроения — Г. Л. Шнирман;
• отдел высоких напряжений — О. И. Лейпунский;
• отдел прикладной механики — С. А. Христианович;
• отдел теоретической физики — А. С. Компанеец;
• отдел механики подводного взрыва — И. Л. Зельманов;
• отдел теплового и светового излучений — А. А. Ковальский;
• электровакуумная лаборатория — Б. М. Степанов.

Для решения одной из основных задач, возложенных на Спецсектор, а именно для изучения процессов, протекающих при ядерных взрывах, потребовалось привлечение высококвалифицированных сотрудников в широком диапазоне специальностей, а также создание новых уникальных датчиков и аппаратуры.

В Спецсекторе было разработано и спроектировано 80 % всей аппаратуры^[4], использованной на первом испытании советской атомной бомбы РДС-1, включая регистрирующую аппаратуру для контроля физических процессов, а также систему автоматического включения всей измерительной аппаратуры и систему подрыва атомного заряда.

Спецсектор ИФЗ АН СССР (1963—1991)

В 1960 г. М. А. Садовский был избран директором Института физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР.

В 1963 г. был оформлен официальный перевод Спецсектора из ИХФ АН СССР в ИФЗ АН СССР (с коллективом сотрудников 500 человек).

После вступления в силу Договора о запрещении ядерных испытаний в трёх средах (1963 г.), в СССР проводились только подземные испытания ядерного оружия на Семипалатинском и Новоземельском полигонах.

С 1963 по 1991 гг. — Спецсектор ИФЗ активно участвовал в работах по обеспечению инструментальных наблюдений за подземными ядерными взрывами на Семипалатинском и Новоземельском полигонах. По инициативе М. А. Садовского к работам по обеспечению безопасности проведения подземных ядерных взрывов, осуществлению сейсмического контроля за подземными взрывами на иностранных полигонах, использованию подземных ядерных взрывов в мирных целях вместе с сотрудниками Спецсектора были привлечены учёные ИФЗ С.К. Дараган, О.К. Кедров, Е.И. Люкэ, И.Л. Нерсесов, А.В. Николаев, Б.Г. Рулёв, И.П. Пасечник, Д.Д. Султанов, Д.А. Харин и многие другие. В ходе совместной работы были получены существенные результаты в моделировании действия взрыва и очага землетрясений; в изучении структуры разрушения твёрдых тел; в методике выделения сейсмических сигналов взрывов среди записей землетрясений, в определении энергии источника сейсмических волн и т. д.

С 1966 по 1971 гг. — на Семипалатинском полигоне действовала постоянная экспедиция Спецсектора под руководством М.М. Павлова, в составе которой работали С.В. Кондратьев, И. А. Сизов и др. В результате исследований был накоплен большой экспериментальный материал по динамике нагружения массива горных пород подземным взрывом.

В 1988 г. начальником Спецсектора и заместителем директора ИФЗ АН СССР был избран В. В. Адушкин. По предложению М. А. Садовского началась работа по организации на базе Спецсектора отдельного самостоятельного института.

Институтом ведутся научные исследования по следующим направлениям:

• Геомеханика блочных структур и разломов земной коры, очагов динамических событий, триггерные эффекты в геосистемах, техногенная сейсмичность, подземная флюидодинамика, безопасное и эффективное освоение земных недр, в том числе в Арктическом регионе, динамическая устойчивость подземных сооружений, сейсмология, изучение структур Земли сейсмическими методами, пространственные модели строения литосферы, сейсмический мониторинг природных и промышленных объектов, сейсмология взрывов.
• Приповерхностная геофизика, взаимодействие геосфер, преобразование и взаимодействие физических полей в приповерхностной зоне Земли, их связь с процессами во внутренних и внешних геосферах, разработка методов комплексного геофизического мониторинга локальных участков земной коры в районах расположения особо ответственных объектов.
• Динамические, радиационные и плазмохимические процессы в ионосфере и атмосфере Земли, физические поля и токи в геосферах, распространение электромагнитных волн в возмущенной среде, ионосферно-магнитосферные связи и взаимодействия.
• Процессы при экстремальных воздействиях на геосферы (при взрывах, извержениях вулканов, внедрении внеземных тел и их ударов по поверхности Земли) и их последствия, разработка компьютерных моделей крупномасштабных природных катастроф.
• Комплексное приборное, методическое и геофизическое обеспечение решения вопросов рационального освоения недр и национальной безопасности, разработка и создание геофизических датчиков и приборов, развитие междисциплинарных центров мониторинга динамики физических полей Земли. Разработка и изготовление адаптивных оптических систем для управления параметрами мощного лазерного излучения, а также компенсации искажений светового излучения в условиях атмосферной турбулентности.

Директором Института является д.ф.-м.н. С. Б. Турунтаев. Заместители директора по научной работе — профессор, д.ф.-м.н. Г. Г. Кочарян, к.т. н. А. Н. Ляхов. Учёный секретарь — к.ф.-м.н. Д. Н. Локтев. Советник РАН — академик РАН, д.ф.-м.н. В. В. Адушкин. Научный руководитель Института — профессор, д.ф.-м.н. Ю. И. Зецер.

В настоящее время в состав ИДГ РАН входят 8 научных лабораторий^[5]:

• Деформационных процессов в земной коре (зав.лаб. — к.ф.-м.н. А. А. Остапчук)

Работы лаборатории направлены на изучение закономерностей зарождения и развития деформационных процессов в земной коре. Отличительной особенностью является опора на лабораторные и численные эксперименты, результаты полевых исследований. Созданные в лаборатории оригинальные методы и подходы применяются при исследовании структуры и механики природных и техногенных деформационных явлений, включая землетрясения, события медленного скольжения, лавины и оползни. Исследования ведутся в области подземной флюидодинамики, сейсмологии взрывов диагностики, деформационных характеристик разломных зон, механики импактных событий и их роли в эволюции Земли и планет.

• Геомеханики и флюидодинамики (зав.лаб. — к.ф.-м.н. Н. А. Барышников)

Основным направлением исследований является изучение взаимосвязанных сейсмодеформационных и флюидодинамических процессов в земной коре, связанных с выявлением и изучением фундаментальных механизмов реакции флюидонасыщенных систем на техногенное воздействие, в том числе при интенсификации нефтедобычи (включая месторождения баженовской свиты). В лаборатории проводится изучение техногенной Заведующий лабораторией к.ф.-м.н. Н. А. Барышников сейсмичности, вызванной различными видами воздействий на недра (разработкой месторождений твёрдых полезных ископаемых и углеводородов, взрывными воздействиями и т. д.), ведутся экспериментальные исследования фильтрационных процессов и сейсмоакустических явлений.

• Сейсмологических методов исследования литосферы (зав.лаб. — д.ф.-м.н. И. А. Санина)

В лаборатории решается широкий спектр задач по изучению структурных особенностей оболочек Земли и их связи с динамическими процессами в земных недрах. Основными направлениями исследований являются: изучение тонкой структуры земного ядра; развитие инструментальных средств регистрации сейсмических событий и совершенствование методов их дискриминации; построение комплексных моделей земной коры и верхней мантии, включающих кинематические и динамические характеристики среды.

• Приповерхностной геофизики (зав.лаб. — д.ф.-м.н. А. А. Спивак)

Основными направлениями исследований являются установление природы и механизмов генерации, преобразования и взаимодействия геофизических полей в приповерхностной зоне Земли. Определение роли разломных зон земной коры в формировании режимов геофизических полей. Установление влияния слабых возмущений земной коры (деформация в результате лунно-солнечного прилива, барические вариации в атмосфере и т. д.) на геодинамические процессы, амплитудные и спектральные характеристики геофизических полей. Разработка феноменологических и численных моделей преобразования энергии между геофизическими полями разной природы. Разработка моделей литосферно-атмосферных взаимодействий в среде обитания.

• Математического моделирования геофизических процессов (зав.лаб. — д.ф.-м.н. В. В. Шувалов)

Деятельность лаборатории связана с изучением последствий различных природных катастроф, в том числе, в условиях высокотехнологичного общества. Работа направлена на развитие методов моделирования природных катастрофических явлений и изучение последствий конкретных природных явлений (в том числе фреатомагматических вулканических извержений и ударов космических тел разного размера) методами численного эксперимента.

• Электродинамических процессов в геофизике (зав.лаб. — к.т. н. А.Н. Ляхов)

Основными направлениями исследований являются разработка численных моделей возмущенных состояний ионосферы под действием естественных и техногенных факторов. Исследование влияния геофизических факторов на радиоканалы связи, управления и навигации всех диапазонов длин волн от сверх длинноволновых до сантиметровых

• Литосферно-ионосферных связей (зав.лаб. — к.ф.-м.н. И. А. Ряховский)

Научные исследования, проводимые в лаборатории, направлены на обнаружение и изучение взаимосвязанных возмущений в литосферно-атмосферно-ионосферной системе с целью выявления их механизмов, разработки методов геофизических измерений в широком диапазоне амплитуд и частот, совершенствование методов экспериментальных исследований пространственновременной динамики среднеширотной ионосферы и построение эмпирических моделей среды в различных гелиогеофизических условиях. Созданный уникальный радиофизический комплекс в ГФО Михнево, позволяет проводить координированные измерения вариаций электромагнитных и электрических полей, радиосигналов КВ, ДВ и СДВ диапазонов вариаций и абсолютного значения полного электронного содержания ионосферы, получать данные об особенностях структуры и динамики ионосферной плазмы в среднеширотной зоне Европейской части страны.

• Атмосферной адаптивной оптики (зав.лаб. — д.ф.-м.н. А. В. Кудряшов)

Основное направление деятельности коллектива лаборатории — разработка и изготовление адаптивных оптических систем для управления параметрами мощного лазерного излучения, а также компенсации искажений светового излучения в условиях атмосферной турбулентности.

В Институте работает Диссертационный совет №Д002.050.01 (Председатель — академик РАН, д.ф.-м.н. В. В. Адушкин), который принимает к защите диссертации на соискание учёной степени доктора физ.-мат. наук, кандидата физ.-мат. наук, по специальностям: 25.00.10 — геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых и 25.00.29 — физика атмосферы и гидросферы.

В соответствии с лицензией на осуществление образовательной деятельности в ИДГ РАН ведётся обучение по программам подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по специальностям: 25.00.10 — геофизика, геофизические методы поиска полезных ископаемых и 25.00.29 — физика атмосферы и гидросферы

Кафедра «Теоретическая и экспериментальная физика геосистем» МФТИ.

В 1963 г. по инициативе академиков М. А. Садовского и М. А. Лаврентьев в Спецсекторе ИФЗ АН СССР была создана базовая кафедра Московского физико-технического института «Физики взрыва». Первым заведующим кафедрой был профессор В. Н. Родионов. В настоящее время в ИДГ РАН действует базовая кафедра «Теоретическая и экспериментальная физика геосистем» МФТИ. Заведующим кафедрой является д.ф.-м.н. С. Б. Турунтаев, заместитель заведующего кафедрой — к.ф.-м.н. А. А. Остапчук.

Кафедра готовит специалистов по фундаментальной и прикладной геофизике процессов, протекающих в Земле, на её поверхности и в ближнем космосе. Курсы лекций, которые охватывают весь спектр геофизики, читают ведущие научные сотрудники Института. На семинарских и практических занятиях студенты знакомятся с современным геофизическим оборудованием, осваивают методы сбора, анализа и хранения геофизических данных, изучают компьютерное моделирование геофизических процессов и реализуют научные минипроекты.

В Институте проводятся научные конференции с международным участием «Триггерные эффекты в геосистемах».

Институт выпускает научный журнал «Динамические процессы в геосферах»^[6]. Журнал публикует результаты оригинальных наблюдательных, экспериментальных и теоретических исследовательских работ и обзоров по наукам о Земле как системе взаимодействующих геосфер — от ядра и до внешних оболочек, включая экзогенные воздействия на литосферу, атмосферу, ионосферу во всех пространственных и временных масштабах. Журнал Сборник входит в РИНЦ.

Главный редактор журнала — Б. А. Иванов, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИДГ РАН.

Наблюдения за изменениями параметров геофизических полей производятся в центрах ИДГ РАН:

• Геофизическая обсерватория ИДГ РАН «Михнево» (ГФО «Михнево»);
• Центр геофизического мониторинга.

В 2021 г. на базе Института организована уникальная научная установка "Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений «Михнево» (УНУ СКГН «Михнево»), представляющая собой комплекс измерительных установок, производящий синхронные измерения литосферных, атмосферных и ионосферных процессов^[7].

• Адушкин, Виталий Васильевич — академик РАН, советник РАН
• Зецер, Юлий Израилович — профессор, д. ф.-м. н.
• Авсюк, Юрий Николаевич — член-корреспондент РАН
• Лобковский, Леопольд Исаевич — член-корреспондент РАН
• Маловичко, Алексей Александрович — член-корреспондент РАН

• idg.ras.ru — Официальный сайт.
• Институт динамики геосфер РАН на официальном сайте РАН