A quasi-stationary magma flow rate in asthenospheric and crustal conduits of central type volcanoes and volcanic centres was studied analytically under the following conditions. Magma rises through cylindrical channels in which the magma temperature does not change with time, but the wall rocks are gradually heated. The magma rates were calculated for basaltic, andesitic and dacitic volcanoes using the “continental” and “oceanic” geotherms. It follows from these calculations that the magma supply rate may determine the kind of activity of a volcanic centre, being constant for large and very active volcanoes, intermittent for usual volcanic centres of island arcs or sporadic for volcamic fields, clusters of cinder cones and areal volcanism. Theoretical conclusions are consistent with observational data.

С целью выявления и изучения особенностей геодинамических процессов, авторами была составлена база, включающая в едином формате все известные данные о землетрясениях и извержениях вулканов планеты за последние 4.5 тыс. и 12 тыс. лет соответственно. С использованием этих данных показано, что энергетические (графики повторяемости) и пространственно-временные (скорости миграции) свойства распределения чисел землетрясений и извержений вулканов являются близкими, что позволяет вулканизм (как сейсмичность и тектонику) рассматривать как индикатор планетарного геодинамического процесса.

В сборнике представлены основные работы, отражающие более чем 30-летнюю научную и 8-летнюю преподавательскую деятельность автора. В пяти частях приведена 41 публикация за 1980–2009 гг. Введение содержит описание основных этапов научной деятельности автора. В части I приведено 13 работ по исследованию сейсмического процесса в островных дугах и на окраине Тихого океана в целом. Рассмотрена волновая феноменологическая модель сейсмического процесса. В части II девять работ посвящены сейсмическому прогнозу, риску и проблеме максимального цунами. Исследования по долгосрочному сейсмическому прогнозу существенным образом дополняют методику С. А. Федотова путем введения в нее времени. Часть III включает статьи по вулканическому процессу на отдельном вулкане и в пределах дуги. В части IV объединены работы по геодинамике: по связи сейсмичности, вулканизма и тектоники, по чандлеровским колебаниям полюса планеты, по нелинейным волнам деформации. Рассмотрены вопросы энергетики геодинамического процесса и проблема вихревых структур в геологии. В части V приведены четыре работы по истории развития науки на Дальнем Востоке России. В заключении перечислены основные результаты, полученные автором в 1975–2009 гг., обозначены перспективные научные задачи, приведен полный список публикаций автора до 2009 г.
Сборник будет полезен студентам, аспирантам, преподавателям и специалистам-сейсмологам данного научного направления.

Рассмотрены информационно-вычислительные аспекты системы аккумуляции и обработки сейсмических и вулканических данных. Описаны принципы моделирования геодинамических процессов (миграции активности) в блоковой геосреде, разработаны новые методические приемы, приведены полученные результаты.

На основании наиболее общих распределений, характеризующих извержения вулканов (графиков их повторяемости, площадей, объемов изверженного материала), обосновывается гипотеза о постоянной, независимой от вулканического процесса, толщине магматического очага как свойстве земной коры. Гипотеза обсуждается в свете концепции блоковой геосреды и ее волновых геодинамических движений.

Publications about the earthquake foci migration have been reviewed. An important result of such studies is establishment of wave nature of seismic activity migration that is manifested by two types of rotational waves; such waves are responsible for interaction between earthquakes foci and propagate with different velocities. Waves determining long-range interaction of earthquake foci are classified as Type 1; their limiting velocities range from 1 to 10 cm/s. Waves determining short-range interaction of foreshocks and aftershocks of individual earthquakes are classified as Type 2; their velocities range from 1 to 10 km/s. According to the classification described in [Bykov, 2005], these two types of migration waves correspond to slow and fast tectonic waves.
The most complete data on earthquakes (for a period over 4.1 million of years) and volcanic eruptions (for 12 thousand years) of the planet are consolidated in a unified systematic format and analyzed by methods developed by the authors. For the Pacific margin, Alpine-Himalayan belt and the Mid-Atlantic Ridge, which are the three most active zones of the Earth, new patterns of spatial and temporal distribution of seismic and volcanic activity are revealed; they correspond to Type 1 of rotational waves. The wave nature of the migration of seismic and volcanic activity is confirmed. A new approach to solving problems of geodynamics is proposed with application of the data on migration of seismic and volcanic activity, which are consolidated in this study, in combination with data on velocities of movement of tectonic plate boundaries. This approach is based on the concept of integration of seismic, volcanic and tectonic processes that develop in the block geomedium and interact with each other through rotating waves with a symmetric stress tensor. The data obtained in this study give grounds to suggest that a geodynamic value, that is mechanically analogous to an impulse, remains constant in such interactions. It is thus shown that the process of wave migration of geodynamic activity should be described by models with strongly nonlinear equations of motion.

The results of detailed seismic investigations during the period 1961 to 1964 are described. Accurate data of focus location for Kamchatka and the Commander Islands are cited. The majority of earthquakes are located in the Pacific focal zone and the others are found in such remarkable tectonic regions as the east Kamchatka ranges, the continental slope of the Commander Islands, etc. The focal zone seismic activity decreases with increasing depth. The seismic activity at a depth of 250 km is 100 times less than the activity at a depth of 0–20 km. Kamchatka earthquake locations in relation to the Kuril-Kamchatka Island arc and deep water trench are approximately the same as those of the south Kuril Island earthquakes. The Kamchatka active volcano belt coincides with the region of earthquakes having focal depths of 100–200 km, especially between 125 and 175 km. S-wave screening in the magma chambers under the volcanoes is observed. The Avacha volcanic cluster magma chamber at a depth of 20–80 km has the form of a column, 25 km in diameter. P-wave velocity in the upper mantle under the Pacific Ocean and between the Aleutian trench and the Kuril-Kamchatka trench is about 8.2 km/sec, and under Kamchatka 7.7 km/sec. Local velocity decreases to basaltic range (Vp = 72 km/sec) in the upper mantle at a depth near 70 km under the east Kamchatka active volcano belt.

С помощью созданной базы данных извержений вулканов мира выявлены периодичности вулканического процесса как в мировом масштабе, так и в локальном: для отдельных районов окраины Тихого океана и отдельно взятого вулкана. Оказалось, что выявленные периоды близки периодам сейсмического процесса (в годах): T1 ≈ 198±17, T2 ≈ 2*T1 ≈ 376±12 и T3 ≈ 4*T1 ≈ 762±17. «Четность» этих периодов может свидетельствовать о «замкнутости» окраины Тихого океана. Кроме того, изучалось пространственно-временное распределение вулканической активности в пределах окраины Тихого океана. Показано, что вулканические извержения с W ≥ 4 (объем изверженного материала составляет 0,01 км^3 и более) за последние 12 тыс. лет имеют тенденцию мигрировать по часовой стрелке в направлении от Новой Зеландии до Южной Америки со скоростью около 10 км/год, и это подтверждает ранее полученные результаты.