Учебное пособие составлено на основе практикумов [6, 7]. Рассмотрены элементы математического аппарата, применяемого при расчетах полей; примеры решения прямых задач теории статического поля в вакууме и в среде, теории стационарного электрического поля. Рассмотрению задач предшествуют необходимые пояснения. В конце каждой главы приведены задания для самостоятельной работы. 

Учебное пособие составлено на основе курса лекций, читаемых автором около 35-и лет студентам-геофизикам Геофизического факультета МГРИ-РГГРУ.

Создана (впервые в цвете) Тектоническая карта Северо Востока СССР м-ба 1:2 500 000 (1966, авторы В. Ф. Белый, А. А. Николаевский, С. М. Тильман, Н. А. Шило; редактор Ю. М. Пущаровский). Карта составлена по классическому принципу – по времени завершения складчатости. Проведена типизация мезозоид как характерного элемента Севера Тихоокеанского кольца (С. М. Тильман, 1973). Издана Тектоническая карта Востока СССР и сопредельных областей м-ба 1:2 500 000 – итог творческого содружества СВКНИИ и ГИНа, где под руководством академика А. В. Пейве была разработана новая методика тектонического районирования – по времени становления зрелой континентальной коры (1979, редакторы Ю. М. Пущаровский, С. М. Тильман, М. С. Марков, В. С. Федоровский, Н. А. Шило). Карта удостоена Золотой медали ВДНХ СССР. На ее основе подготовлена коллективная монография «Тектоника континентальных окраин северо-запада Тихого океана» (М.: Наука, 1980). «Сравнительная тектоника мезозоид севера Тихоокеанского кольца», С. М. Тильман, 1973; «Тектоника Северо-Востока СССР», С. М. Тильман и др., 1966 "Тектоника". Одним из результатов изучения древнейших метаморфических пород на п-ове Тайгонос, на Омолонском массиве и в Восточно-Чукотском поднятии стала периодизация процесса становления и ранней эволюции континентальной коры Северо-Востока Азии. В этой истории выявлены четыре главных рубежа: раннеархейский, архейско-раннепротерозойский, раннепротерозойский, средне-позднерифейский (Rb-Sr изохронный метод), к которым при- урочены конструктивные и деструктивные геодинамические события. В 1980-х, 1990-х гг. начато систематическое петрографическое и геохронологическое изучение нижнекоровых ксенолитов в кайнозойских щелочных базальтоидах из разных вулканических полей на Северо-Востоке Азии и на Аляске. Выясняется, что главные события в формировании современной земной коры Северо-Востока Азии произошли в мелу и в палеоцене и были сопряжены с известково-щелочным магматизмом и глубинным метаморфизмом, с формированием вулканических поясов на активных континентальных окраинах (В. В. Акинин).

Главная задача наук о Земле — выяснить состав и структуру земной коры, историю ее эволюции. В конечном счете эти сведения помогут глуб­же вскрыть закономерности происхождения и размещения в земной коре полезных ископаемых. До недавнего времени все полезные ископаемые — нефть, газ, черные, цветные и редкие металлы — извлекались из недр континентов. В послед­ние годы в связи с резким увеличением спроса на минеральное сырье, а особенно на топливо, встала проблема разведки и изучения подводных недр. Поэтому весьма актуальным стало изучение геологического строения дна океанов и морей. Земная кора под океанами и морями, за исключением шельфовых обла­стей, куда протягиваются геологические структуры материков, резко от­личается от коры континентов. Для океанической коры характерно трех­слойное строение. Под верхним, первым, или осадочным, слоем, мощность которого колеблется от нескольких сотен метров до 2—3 км, залегает так называемый базальтовый слой, сложенный различными вулканическими породами, главным образом базальтами и диабазами. Мощность этого слоя в океанах около 3 км, а под островными дугами — до 5—10 км. Базальто­вый слой подстилается третьим слоем, сложенным габброидами, которые переслаиваются с ультрабазитами-пироксенитами, гарцбургитами и дуни-тами. Судя по геофизическим данным, строение третьего слоя океаниче­ской коры очень неоднородно, и, возможно, в его состав в разных частях океанов входят тектонизированные породы верхней мантии и метаморфи-зованные образования второго, базальтового слоя. На это косвенно указы­вают и резко изменяющиеся скорости прохождения сейсмических волн в его пределах, колеблющиеся от 6,2 до 7,8 м/с, и, кроме того, мощности слоя, изменяющиеся от 3 км под впадинами океанов и окраинных морей до 10 км под островными дугами. Если геофизические и геологические разделы между вторым и третьим слоями океанической коры не столь резки, то граница между третьим сло­ем и верхней мантией (поверхность Мохоровичича) обычно четко просле­живается на огромных расстояниях. Природа этой границы до конца не установлена: либо ее существование обусловлено резкими различиями в петрологическом составе пород верхней мантии и третьего слоя океаниче  На основных направлениях научных исследований  ской коры, либо она имеет тектоническое происхождение и возникла в ре­зультате относительного перемещения блоков океанической коры по по­верхности верхней мантии. На решение вопросов геологической истории и строения дна океанов направлены усилия ученых многих стран. Работа геологов в океане имеет свои специфические особенности. Дело в том, что здесь неприменимы ме­тоды геологических наблюдений, разрабатывавшиеся на протяжении мно­гих десятилетий при изучении континентов. Уже в течение последних 15 лет с американского судна «Гломар Челленджер» международные экспе­диции (с участием советских ученых) проводят глубоководное бурение океанического дна. В результате бурения почти 600 скважин получены данные о строении первого осадочного слоя океанической коры, а в по­следние годы и верхней части второго, базальтового слоя. Эти данные трудно переоценить, так как сейчас практически только по ним восста­навливается вся картина, показывающая характер и скорость накопления осадков в океане за последние 10—120 млн. лет. Геологи получили также исключительно ценные сведения о вещественном составе верхов базальто­вого слоя и характере его изменения в пределах подводных горных хреб­тов, а также по латерали — от центральных зон океанов, срединных хреб­тов, по направлению к континенту. Однако возможности глубоководного подводного бурения, так же как и геофизических методов, пока, к сожале­нию, ограниченны. При помощи бурения еще нельзя получить данных о ве­щественном строении низов второго и третьего слоев коры океана. А толь­ко по этим данным и можно определить возраст океанов и начальные про­цессы эволюции верхних оболочек Земли.

В книге обобщены данные мониторинга сейсмической опасности и рассмотрены причины неудач в прогнозе сильных коровых землетрясений. Показана недостаточность представлений физики и механики разрушения лабораторных образцов для анализа процессов подготовки очагов сильных землетрясений. Ведущими в формировании очагов сильных землетрясений рассматриваются процессы взаимодействия блоков. Предложена физико-химическая модель сейсмичности, в основе которой лежат представления о реакции блочной геологической среды на взаимодействия с восходящими потоками легких газов и экзотермических реакций водорода с другими газами. Рассмотрены сценарии развития сейсмотектонического процесса. Предложена концепция динамически неустойчивой геологической среды. Показана невозможность точного прогноза места сильных коровых землетрясений. Обосновывается методология предотвращения сильных землетрясений для защиты ответственных объектов инфраструктуры.

Для специалистов в области геофизики и прогноза землетрясений.

Представляемое учебное пособие составлено в соответствии с программой дисциплины "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, геофизическая, интерпретация геофизических данных" (для специальности 0801 "Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых") 

Интерпретация геофизических данных может быть качественной и количественной. При качественной интерпретации по графикам,-  разрезам, картам распределения соответствующею: параметров определяют примерное положение исследуемых объектов в геологическом разрезе, При количественной интерпретации определяют геометрические параметры искомых объектов (размеры, форму, глубину залегания) и физические свойства объектов ж вмещавдюс горных порол« Количественная интерпретация - это, в первую очередь, решение так называемых прямых и обратных задач. Под прямой задачей понимают нахождение элементов геофизического поля над известным геолого-физкческим разрезом. Прямая задача решается однозначно, т*еР  определенной заданной геолого-физической модели соответствует строго определенное (однозначное) распределение геофизического поля. Анализ графиков физических полей, полученных при решении прямой задачи, позволяет решать многие методические вопросы, которые возникают яри проектировании работ, в частности: выбирать оптимальную сеть наблюдений, планировать необходимую точность съемки, решать вопрос о сравнительной эффективности отдельных методов и др. <...>

Излагаются современные представления о методах геофизических исследований, происхождения, размерах, форме и составе геосфер, их взаимодействиях, движениях и геофизической роли.

Геофизику в разном объеме изучают студенты геологических, физических, географических и ряда других специальностей, применительно к каждой из которых обычно основное внимание уделяется какой-то одной оболочке Земли. Но для студентов гидрометеорологических специальностей (гидрология суши, метеорология, климатология, океанология, агрометеорология) недостаточно знать только одну геосферу—атмосферу, гидросферу или литосферу. Такое исключение определяется характером практической деятельности по анализу и прогнозу состояния водной и воздушной оболочек планеты и самой сущностью процессов. Нельзя понять, а тем более предвидеть ни один природный процесс в какой-либо одной геосфере, если его рассматривать изолированно, вне связи с процессами других оболочек Земли, без учета состояния всех геосфер. Поэтому в ходе подготовки гидрометеорологов разных специальностей детальное изучение ими свойств и процессов какой-либо одной оболочки Земли должно опираться на знание ими всех других взаимодействующих между собой геосфер.

Выпускаемая 4-м изданием книга включает в себя итоги важнейших, преимущественно отечественных исследований, а также наиболее существенных иностранных.

Новое содержание получила 3-я глава «Кинематика, динамика и расчет ветровых волн». В ней приведены результаты отечественных исследований, позволивших заложить физические основы расчета и прогноза элементов ветровых волн по заданной скорости ветра, времени его воздействия, расстоянию от наветренной границы шторма, заданной глубине моря — при заданной обеспеченности волн. В книгу включена глава «Магнитные и электрические явления в море». Эти явления представляют большой интерес как в теоретическом, так и в практическом отношении и требуют постановки все новых и новых исследований в океане и во внутренних морях. Переработаны и дополнены 5-я глава «О физических корнях климата и погоды», а также и другие главы.