Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones
This study presents geopolariton tomography, a passive geophysical method for investigating the dynamic states of the lithosphere based on event statistics of natural electromagnetic responses. Unlike traditional electromagnetic and seismic approaches, geopolariton tomography does not rely on freque...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/349923 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1866302012845457408 |
|---|---|
| author | Bogdanov, Yuriy Prokopenko, Serhiy |
| author_facet | Bogdanov, Yuriy Prokopenko, Serhiy |
| author_sort | Bogdanov, Yuriy |
| baseUrl_str | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-18T15:46:31Z |
| description | This study presents geopolariton tomography, a passive geophysical method for investigating the dynamic states of the lithosphere based on event statistics of natural electromagnetic responses. Unlike traditional electromagnetic and seismic approaches, geopolariton tomography does not rely on frequency or amplitude analysis, but employs an event index λ that reflects the intensity of transitions between coupled electromagnetic-mechanical states of the geosphere.
The study introduces geopolariton states as coupled electromagnetic-mechanical responses in which energy is redistributed between electromagnetic and elastic-relaxation modes. Within this framework, the classical skin-depth limitation is addressed at the level of system description: the observed effects are interpreted as stress-controlled modulation and cascading reorganization of coupled states localized primarily within fault-controlled structures rather than as direct electromagnetic penetration from depth.
Using the Bishkek-Tokmak profile (Northern Tien Shan) as a case study, the method reveals volumetric stress clusters and seismic quiescence zones interpreted as dynamically active regimes of elastic energy accumulation. Earthquake hypocentres are shown to form stable parametric ellipsoids, with the most energetic events concentrated near their boundaries, consistent with phase-transition-like processes between energy accumulation and release.
The physical meaning of the event index λ and its nonlinear relationship with the stress-strain state of the lithosphere are discussed. Geopolariton tomography is positioned as a tool for diagnosing pre-critical states and monitoring fault-zone dynamics rather than for deterministic earthquake prediction. |
| doi_str_mv | 10.24028/gj.v48i2.349923 |
| first_indexed | 2026-04-19T01:00:08Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-349923 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-04-19T01:00:08Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-3499232026-04-18T15:46:31Z Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones Геополяритонна томографія внутрішньої структури землі: пасивний метод аналізу сейсмогенних зон Bogdanov, Yuriy Prokopenko, Serhiy геополяритонна томографія пасивні геофізичні методи подієвий індекс λ кореляційна томографія сейсмогенні зони напружено-деформований стан geopolariton tomography passive geophysical methods event index λ correlation tomography seismogenic zones stress-strain state This study presents geopolariton tomography, a passive geophysical method for investigating the dynamic states of the lithosphere based on event statistics of natural electromagnetic responses. Unlike traditional electromagnetic and seismic approaches, geopolariton tomography does not rely on frequency or amplitude analysis, but employs an event index λ that reflects the intensity of transitions between coupled electromagnetic-mechanical states of the geosphere. The study introduces geopolariton states as coupled electromagnetic-mechanical responses in which energy is redistributed between electromagnetic and elastic-relaxation modes. Within this framework, the classical skin-depth limitation is addressed at the level of system description: the observed effects are interpreted as stress-controlled modulation and cascading reorganization of coupled states localized primarily within fault-controlled structures rather than as direct electromagnetic penetration from depth. Using the Bishkek-Tokmak profile (Northern Tien Shan) as a case study, the method reveals volumetric stress clusters and seismic quiescence zones interpreted as dynamically active regimes of elastic energy accumulation. Earthquake hypocentres are shown to form stable parametric ellipsoids, with the most energetic events concentrated near their boundaries, consistent with phase-transition-like processes between energy accumulation and release. The physical meaning of the event index λ and its nonlinear relationship with the stress-strain state of the lithosphere are discussed. Geopolariton tomography is positioned as a tool for diagnosing pre-critical states and monitoring fault-zone dynamics rather than for deterministic earthquake prediction. У цьому дослідженні представлено геополяритонну томографію — пасивний геофізичний метод для вивчення динамічних станів літосфери на основі статистики подій природних електромагнітних реакцій. На відміну від традиційних електромагнітних і сейсмічних підходів, геополяритонна томографія не базується на частотному чи амплітудному аналізі, а використовує індекс подій λ, що відображає інтенсивність переходів між зв’язаними електромагнітно-механічними станами геосфери. Дослідження вводить геополяритонні стани як зв’язані електромагнітно-механічні відповіді, у яких енергія розподіляється між електромагнітним і еластичним режимами релаксації. У цій рамці класичне обмеження глибини скін-шару розглядається на рівні опису системи: спостережувані ефекти інтерпретуються як напруго-контрольована модуляція та каскадна реорганізація зв’язаних станів, локалізована переважно в структурах, контрольованих несправністю, а не як пряме електромагнітне проникнення з глибини. Використовуючи профіль Бішкек—Токмак (Північний Тянь-Шань) як кейс-стаді, метод виявляє об’ємні кластери напружень і зони сейсмічного спокою, які інтерпретуються як динамічно активні режими накопичення еластичної енергії. Гіпоцентри землетрусів утворюють стабільні параметричні еліпсоїди, при цьому найенергійніші події зосереджені поблизу їхніх меж, що відповідає процесам, схожим на фазовий перехід, між накопиченням енергії та вивільненням. Обговорюється фізичне значення індексу події λ та його нелінійний зв’язок із станом напруження—деформації літосфери. Геополяритонна томографія позиціонується як інструмент для діагностики передкритичних станів і моніторингу динаміки зон розломів, а не для детермінованого прогнозування землетрусів. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2026-04-18 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/349923 10.24028/gj.v48i2.349923 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 48 No. 2 (2026) Геофизический журнал; Том 48 № 2 (2026) Геофізичний журнал; Том 48 № 2 (2026) 2524-1052 0203-3100 en https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/349923/343777 Copyright (c) 2026 Yuriy Bogdanov https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 |
| spellingShingle | geopolariton tomography passive geophysical methods event index λ correlation tomography seismogenic zones stress-strain state Bogdanov, Yuriy Prokopenko, Serhiy Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title | Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title_alt | Геополяритонна томографія внутрішньої структури землі: пасивний метод аналізу сейсмогенних зон |
| title_full | Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title_fullStr | Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title_full_unstemmed | Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title_short | Geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| title_sort | geopolariton tomography of the internal structure of earth: a passive method for analyzing seismogenic zones |
| topic | geopolariton tomography passive geophysical methods event index λ correlation tomography seismogenic zones stress-strain state |
| topic_facet | геополяритонна томографія пасивні геофізичні методи подієвий індекс λ кореляційна томографія сейсмогенні зони напружено-деформований стан geopolariton tomography passive geophysical methods event index λ correlation tomography seismogenic zones stress-strain state |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/349923 |
| work_keys_str_mv | AT bogdanovyuriy geopolaritontomographyoftheinternalstructureofearthapassivemethodforanalyzingseismogeniczones AT prokopenkoserhiy geopolaritontomographyoftheinternalstructureofearthapassivemethodforanalyzingseismogeniczones AT bogdanovyuriy geopolâritonnatomografíâvnutríšnʹoístrukturizemlípasivnijmetodanalízusejsmogennihzon AT prokopenkoserhiy geopolâritonnatomografíâvnutríšnʹoístrukturizemlípasivnijmetodanalízusejsmogennihzon |