Федорова Наталья Васильевна

Наталья Васильевна Фёдорова родилась окончила полный курс физический факультет Уральского государственного университета им. А.М. Горького (ныне Уральский федеральный университет) и поступила на работу в Институт геофизики УНЦ АН СССР на должность инженера в лабораторию гравиметрии, а затем в аспирантуре под руководством А.В. Цирульского занималась разработкой теории и методов решения задач гравиметрии и магнитометрии. В 1980 г. Н.В. Фёдорова защитила кандидатскую диссертацию «Прямые и обратные задачи для границ раздела» по специальности «геофизика», а в 2005 г. защитила диссертацию «Теория эквивалентности обратной задачи логарифмического потенциала для границ раздела и методы интерпретации гравитационных и магнитных аномалий при изучении строения земной коры» на степень доктора физико-математических наук по специальности «геофизика».
В настоящее время Наталья Васильевна — ведущий научный сотрудник лаборатории математической геофизики Института геофизики УрО РАН. Основные направления научных исследований – разработка и совершенствование теории и методов решения задач гравиметрии и магнитометрии, изучение глубинного строения Земли, а также применение геофизических методов в археологии.
По всем этим исследованиям получены выдающиеся результаты мирового уровня.

1. Получены исчерпывающие результаты по исследованию двумерной обратной задачи структурной гравимагнитометрии: доказана возможности построения для любой кусочно гладкой границы раздела эквивалентной границы; установлена двухпараметрическая неоднозначность для обратной задача гравиметрии и трехпараметрическая неоднозначность обратной задачи магнитометрии, исследован класс алгебраических потенциалов, получены необходимые и достаточные условия эквивалентности для границ раздела; выделен новый важный с практической точки зрения класс потенциалов, для которого обратная задача для границ раздела разрешима в конечном виде, для этого класса разработаны алгоритмы построения эквивалентных границ. На основе этих результатов разработаны и программно реализованы алгоритмы интерпретации гравитационных и магнитных аномальных полей. Метод нашел широкое применение при региональных геолого-геофизических исследованиях глубинного строения. Н.В. Фёдоровой созданы разрезы распределения плотности и намагниченности по профилям региональной аэромагнитной съёмки Урала, а также сейсмическим геотраверсам и профилям ГСЗ (Уралсей-95, Гранит, Рубин, Агат, Красноленинский, Тараташский и др.).
2. Пакеты программ, реализующий метод приближенного решения обратных двумерных задач гравиметрии и магнитометрии, вошли в программный комплекс Автоматизированной системы обработки материалов разведочной геофизики (АСОМ РГ) и использовались в научных и производственных организациях (МГУ, УГГУ, НПО: Рудгеофизика, ВНИИГеофизика, Уралгеология, Узбекгеофизика и др.). В рамках международного проекта «Европроба» программы переданы в Британскую Геологическую Службу (BGS).
3. Совместно с коллективом авторов разработан комплекс новых методов для трехмерного моделирования источников магнитного полей Земли для больших массивов данных: изучение структуры полей, выделения аномалий от источников в различных слоях литосферы, аппроксимации аномалий полями сингулярных источников, приведения магнитных аномалий к полюсу, вычисления поверхности аномальных источников. Алгоритмы интерпретации реализованы в программах с использованием параллельных вычислений для персональных компьютеров с графическими ускорителями и на суперкомпьютере Уран. Программы зарегистрированы в Роспатенте.
4. Разработанные методы применены для построения объемных моделей земной коры Уральской складчатой системы и сопредельных участков Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ, Тимано-Печорской плиты, Арктики. В результате получены новые данные о глубинном строении литосферы Уральской складчатой системы: уточнено положение разломов в верхней коре и их связь с базит–ультрабазитовыми поясами, выступающими над базальтовым слоем земной коры. Под западным склоном Урала выделены источники, которые позволяют надежно определить глубину до фундамента древней платформы и проследить под уралидами положение восточной границы Восточно-Европейской платформы в нижнем слое земной коры. Выделены протяженные зоны погружения кровли нижнего намагниченного слоя земной коры, которые, вероятно, маркируют границы различных террейнов, образующих палеостроводужный сектор Уральской складчатой системы, а также восточную глубинную границу между Уральской складчатой системой и Западно-Сибирской плитой. Полученные результаты могут быть использованы для геодинамических реконструкций.
5. Предложена методика интерпретации аномалий геомагнитного поля, полученных по спутниковым данным. Для сферической формы Земли построена модель намагниченности литосферы Северной Евразии, на примере которой показано различие аномальных и остаточных спутниковых магнитных полей.
6. Исследована природа намагниченности глубинных источников региональных магнитных аномалий на Западном Урале. Для сферической формы Земли построена объемная модель источников Манчажской, Михайловской, Кунгурской и Шамарской аномалий. Для территории Манчажсого полигона проведены расчеты эффектов подмагничивания литосферы геомагнитными вариациями: вековой, солнечно-суточными и суббурей. На основе результатов моделирования и полевых магнитовариационных измерений установлено, что источники Манчажской аномалии имеют преимущественно индуцированную намагниченность. Оценено влияние подмагничивания вековой вариацией пород земной коры на данные векового хода, регистрируемые в геофизической обсерватории Арти.
7. Исследованы геофизическими методами археологические памятники бронзового века «Страны городов» на Южном Урале: поселения, курганы и древние рудники. По данным георадарной съемки восстановлено строение рудников, пожоговых ям, колодцев в период их функционирования. Разработана методика микромагнитной съемки полностью разрушенных поселений, проведены съемка на территории 8 городищ и реконструирована их планировка. Эти результаты используются археологами для выбора мест для раскопок.
   Н.В. Федорова автор 206 научных работ, из них: 10 монографий, 2 авторских свидетельства, 79 статей в рецензируемых научных журналах (47 публикаций в журналах, входящих в международные базы данных WoS и Scopus, из них 12 работ в изданиях, входящих в квартиль Q1 и 15 работ — в Q2) и более 100 публикаций в научных сборниках и материалах конференций. Результаты исследований были использованы в реализации научных российских проектов фундаментальных исследований РАН, УрО РАН, РФФИ, РНФ, МНТЦ и международных проектах Эрстед, Гранит, Европроба, а также при создании современной цифровой карты аномального магнитного поля Северного, Среднего, Южного Урала и прилегающих территорий Восточно-Европейской и Западно-Сибирской платформ.
   Результаты исследований обсуждались российских и международных научных мероприятиях: семинары «Теория и практика интерпретации гравитационных и магнитных аномалий» (практически ежегодно с 1977 г. по 2024 г.), научных чтениях Ю.П. Булашевича (Екатеринбург, 2001, 2003, 2005, 2007, 2011 и др.), Международных семинарах КАПГ (Комиссия сотрудничества академий наук социалистических стран по комплексной проблеме «Планетарные геофизические исследования») (1976, 1979, 1982, 1984, 1986), Всесоюзных Геомагнитных Съездах (1981, 1986, 1991), Международных конференциях и рабочих встречах по проекту «Европроба» (1992, 1994, 1995, 1997, 1998), Международных конференциях по проекту «Эрстед» (Дания, 1996, 1997), Генеральной Ассамблеи Европейского геофизического общества (EGS 1992), на Генеральных ассамблеях Международного Союза Геофизики и Геодезии (IUGG-1999, 2003, 2007, 2011, 2015), конференциях Международной ассоциации Геомагнетизма и Аэрономии (IAGA-1981, 1985, 1997, 2009, 2013, 2015), комиссии по математической геофизики Международного союза геофизики и геодезии (CMG 2012, 2018), Международной междисциплинарной научной геоконференции (SGEM 2014-2019), Международной конференции «Численный анализ и прикладная математика» (ICNAAM-2014, 2015, 2018, 2021, 2024) и др.
   Фёдорова Н.В. успешно совмещает свою научную работу с весьма серьезной научно-организационной и экспертной деятельностью. Она – зам. главного редактора журнала «Уральский геофизический вестник», член ученого Совета Института геофизики УрО РАН, член экспертного совета РФФИ (2014-2016 гг.), эксперт РНФ. За многолетнюю плодотворную научную деятельность награждена почетной грамотой РАН в 1999 г. и медалью «300 ЛЕТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК» в 2024 г. Президиум УрО РАН в 2024 г. наградил Н.В. Фёдорову за победу в конкурсе научных работ в области наук о Земле «Почетным дипломом имени Ю.П. Булашевича».