Мир науки

Профессор РАН, ведущий научный сотрудник Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук, доктор физико-математических наук Инна Эдуардовна Степанова выступила с лекцией перед учащимися базовой школы РАН — ГАОУ МО «Балашихинский лицей» — с рассказом о высокоэффективных методах интерпретации больших и сверхбольших объемов геофизических данных. 

В наше время очень много говорят и пишут о цифровизации, больших данных, искусственном интеллекте, технологиях Block-chain и проблемах, связанных с катастрофическим ростом объемов информации, поступающей в реальном времени из разных источников.

Несмотря на то. что информации о физических полях Земли, планет, даже звезд и других объектов во Вселенной становится всё больше, не исчезает проблема определения критериев достаточности и необходимости объема данных для адекватной реальности интерпретации процессов и явлений. Исследователи вынуждены предъявлять жесткие требования к качеству информации, если остро стоит вопрос о надежности математической модели.

Геофизика наука очень сложная, поскольку однозначно определить источники тех или иных сигналов и физических полей невозможно. Априорная информация о геологическом строении изучаемого региона должна учитываться в полном объеме для успешного решения проблемы интерпретации гравиметрических, магнитометрических, сейсмических и других данных. Обратные задачи геофизики и геодезии всегда являются некорректно поставленными и требуют "конструирования" специфических регуляризирующих алгоритмов. 

Мы ищем оптимальное в некотором смысле решение, которое может не быть пределом последовательности элементов, как это диктует классическая теория обратных и некорректных задач. Важно отметить, что в геофизических исследованиях нужно придерживаться критерия адекватности рассматриваемых моделей реальной практике. Особое внимание следует уделять проблеме разделения полей, создаваемых близко расположенными источниками (или группами таковых), а также восстановлению носителей масс, залегающих на большой глубине и поэтому слабо заметных.  

На лекции речь шла об эксперименте, осуществленном в 2020 году в рамках экспедиции Русского географического общества по Северному морскому пути и акваториям арктических морей сотрудниками Института физики Земли РАН. Ими были выполнены масштабные субширотные профильные ГНСС измерения (ГНСС — глобальная навигационная спутниковая система). 

Цель исследования — измерить точность и детальность моделей геоида, а также определить погрешность реализации различных методов спутниковой навигации в высоких широтах. В течение трех месяцев экспедицией было пройдено более 22000 км из Мурманска до Бухты Провидения и обратно по акваториям Баренцева, Карского, Восточно-Сибирского, Чукотского морей и моря Лаптевых. Получен большой объем значений высокоточных координат и высот по маршруту движения судна.