Байкальская природная территория (БПТ) – территория, прилегающая к озеру Байкал, являющемуся уникальным природным объектом и, в соответствии с конвенцией ЮНЕСКО, «Объектом всемирного природного наследия». Байкал находится на центральной части Байкальской рифтовой зоны (БРЗ) – самой активной сейсмической зоной, расположенной в середине России. Развитие БРЗ приводит к возникновению опасных геологических процессов, которые могут привести к нарушению экологического равновесия в системе озера Байкал и окружающей территории. Кроме того, эти процессы и явления представляют реальную угрозу для бесперебойного функционирования магистральных коммуникаций, ГЭС и стратегически важных производств в регионе, относящуюся по классификации МЧС России к первой категории опасности. Для обеспечения постоянного мониторинга и прогнозирования экологической обстановки БПТ организованы систематические наблюдения, а также получение и анализ информации об активности опасных геологических процессов в цифровом виде. Цифровая трансформация мониторинга опасных геологических процессов, вытекающая из цифровизации процессов и развития соответствующей инфраструктуры, обеспечивает возможность использования новых моделей и методов, более гибких подходов к анализу протекающих процессов и предсказанию возможных экстремальных явлений. В настоящей работе предлагается цифровая платформа, обеспечивающая поддержку цифровой трансформации мониторинга опасных геологических процессов на примере БПТ. Созданная и развиваемая платформа может быть также использована для экологического мониторинга БПТ в целом.

Представлена цифровая платформа для данных комплексного мониторинга опасных геодинамических, инженерно-геологических и гидрогеологических процессов, протекающих в регионе интенсивного природопользования центральной экологической зоны Байкальской природной территории (ЦЭЗ БПТ). Платформа предназначена для интеграции и анализа данных, поступающих с нескольких полигонов, расположенных в пределах ЦЭЗ БПТ, с целью оценки состояния геологической среды и прогнозирования проявлений опасных процессов. Платформа построена по клиент-серверной архитектуре. Хранение, обработка и анализ данных осуществляются на сервере, к которому пользователи могут обращаться через интернет посредством веб-браузера. Блочная структура сервера позволяет легко расширять набор процедур обработки и анализа данных, а также визуализации результатов. В настоящее время доступны несколько методов фильтрации данных (линейная частотная, Савицкого–Голея и другие), различные методы спектрального и вэйвлет-анализа, мультифрактальный и энтропийный анализ, анализ пространственных данных. Цифровая платформа была опробована на реальных данных.

Работа посвящена анализу текущего состояния научно-популярного портала «История Земли: геологический ракурс», перспективам его развития и разработке варианта его дальнейшего развития. Направлением дальнейшего развития этого ресурса будет трансформация структуры представления информации и навигации, в том числе с учётом современных требований к веб-ресурсам.

Рассмотрены разнородные территориально-распределённые вычислительные системы по обработке геологических данных и подходы по организации взаимодействия с этими системами. Исследуемые системы классифицированы на несколько групп, исходя из принципов их функционирования и выбранных технологических решений. Для каждого типа систем приведено описание их основных свойств, включая возможные способы для взаимодействия.

На основе проведённого анализа предложен подход к организации единого рабочего пространства с доступом к разнородным территориально-распределённым вычислительным системам в рамках общей экосистемы. Описаны архитектура предлагаемой экосистемы и правила взаимодействия её участников. Продемонстрирован программный прототип, реализующий названные принципы, на примере нескольких разнородных систем по обработке геологической информации.

Описано применение информационных технологий и современных средств цифровизации при организации и проведении Конференции по ИТ в науках о Земле, а также представлены современные аспекты визуализации, использованные в докладах участников Конференции.

Центральный Сихотэ-Алинский разлом (ЦСАР) является одной из крупнейших тектонических структур континентальной части юга Дальнего Востока России. Его современная геодинамическая активность всё ещё остается очень малоизученной, особенно, методами дистанционного зондирования. Имеющиеся геологические оценки движений по ЦСАР достигают нескольких мм/год, однако существующие разрозненные современные геодезические данные позволяют утверждать, что смещений, превышающих первые мм/год в центральной части разлома, не выявлено.

В настоящей работе по данным ГНСС-наблюдений, выполненных в первые две декады XXI века, получены первые количественные оценки вековых (плитных) движений земной коры в окрестностях п. Киевка (Приморский край), расположенного в южной оконечности ЦСАР. Также в районе исследований оценено и выполнено численное моделирование влияния возмущений геосреды (ко- и постсейсмические смещения), инициированных катастрофическим землетрясением Тохоку 11.03.2011 года, Mw 9.1. Полученные результаты достаточно хорошо согласуются с имеющимися моделями очага землетрясения и моделями постсейсмической вязкоупругой релаксации геосреды.

Рассмотрена конвекция вещества верхней мантии Земли, которая в приближении Обербека–Буссинеска обусловлена термогравитационной дифференциацией. В рамках этого приближения выполнено 2-D численное моделирование конвективных течений вещества среды. Уравнение для температуры следует из соотношения баланса энтропии, где вследствие учета в системе переменной вязкости присутствует эффект диссипации энергии. Краевые условия отвечают заданию общепринятой на границе верхней и нижней мантий температуры, а для боковых границ – их теплоизолированность. На границе астеносфера–литосфера приняты допущения о том, что динамика тепла определяется его потоком с ближнего к границе слоя астеносферы, рассеиванием части тепла вдоль границы и расходами тепла на плавление вещества литосферы. Численное решение определяющих уравнений выполнено в переменных функция тока – завихренность. Приведена итерационная схема их решения. Обсуждены вопросы программной реализации аппарата численного моделирования. Показано, что при таких краевых условиях в рассматриваемой системе формируется квазипериодических режим колебаний тепла.