Поделиться
Вся аппаратура и методика сейсмического мониторинга целиком и полностью созданы специалистами Сибирского отделения РАН и Сибирского НИИ геологии, геофизики и минерального сырья (минприроды).
А началось все еще во времена СССР, когда возле деревни Быстровка на берегу Обского моря в Искитимском районе Новосибирской области был создан полигон Геофизической службы СО РАН. При этом работы по созданию сверхмощных вибрационных источников имели двоякое назначение. Во-первых, они были нужны для глубинного сейсмического зондирования (ГЗС). Ранее для этой цели использовались исключительно взрывы (причем, некоторые горячие головы даже предлагали для усиления эффекта взрывать ядерные заряды). А во-вторых, искусственные колебания земной коры предполагалось использовать для сверхдальней связи с подводными лодками, находящимися под водой.
- В тот период на полигоне был создан уникальный вибратор на воздушной подушке, массой в 400 тонн, работающий на сверхнизких частотах - два-четыре Гц, что обеспечивало максимальную дальность передачи сигнала, - вспоминает доктор технических наук Александр Еманов.
Дорогостоящие оборонные работы ушли в прошлое вместе с СССР, но и сегодняшние вибраторы могут передавать сигнал достаточно далеко сквозь земную толщу.
- Монохромное излучение 40-тонного вибратора распространяется на дальность более тысячи километров, что может быть использовано для передачи информации, - рассказал главный инженер Алтае-Саянского филиала Геофизической службы СО РАН Владимир Кашун.
Кстати, именно Владимир Николаевич является создателем нынешних передвижных вибрационных источников. Ключевое слово здесь - передвижные. Приборы можно быстро разобрать, погрузить на несколько КамАЗов, перевезти, собрать и запустить на новом месте, - и все это за один день! Это очень важно для проведения работ на так называемых "профилях". Правда, сибирские геофизики мечтают о большем.
- Если 40-тонный вибратор установить на тяжелый вездеход "Витязь”, то это позволит выполнять глубинные вибросейсмические исследования в любой труднодоступной местности, и не нужно будет тратить время на сборку-разборку, - отмечает Александр Еманов.
Увы, у геофизической службы пока нет средств, чтобы закупить такой супервездеход.
Сейчас партии сибирских геофизиков трудятся на северо-востоке России, закрывая последние белые пятна на геологической карте страны. Новосибирские вибраторы работают на профилях ГСЗ Магадан-Певек, Певек-Анадырь и Сковородино-Якутск. Технология позволяет изучать строение земной коры вплоть до верхних слоев мантии, до глубины 50 километров. Полученные данные позволят наметить границы зон перспективных для поиска того или иного вида полезных ископаемых.
- Технология глубинного сейсмического зондирования находится, можно сказать, на грани науки и искусства, - говорит Александр Еманов. - Здесь все уникально - и приборы и технологии, и все сделано в Сибири.
Вибрационные источники по энергии, накопленной за 40 минут, эквивалентны взрывам мощностью до пяти тонн тротила, которые также используются при ГСЗ. При этом новосибирские геофизики доказали, что данные полученные разными методами - с использованием взрывов и вибраторов - совпадают с высокой точностью. Это позволяет получать данные о строение земной коры без пробелов - там, куда невозможно доставить тяжелую установку, используют взрывы, а, например, в заповедниках - исключительно вибраторы, не наносящие ущерба природе.
Точность полученных данных, по словам ученых, самая высокая в мире. Американские исследователи идут другим, более дорогостоящим путем: увеличивают плотность сети сейсмостанций, используют метод отраженных волн и вибраторы малой мощности. В перспективе это также должно дать результат, но пока, несмотря на значительные финансовые вложения, российских результатов на западе еще не достигли.
Впрочем, работы, ведущиеся на полигоне в Быстровке, открывают путь к решению еще одной важнейшей проблемы - созданию системы прогнозирования землетрясений.
- Мы проводим регулярный мониторинг, чтобы сравнивать стабильность сигнала во времени, - поясняет Владимир Кашун. - Например, по смещению резонансной частоты грунта, мы можем определить: в каком месяце были проведены измерения. Такой ежедневный мониторинг в перспективе позволит засечь изменения в среде, которые могут быть предшественниками землетрясений.
Для отработки методики прогнозирования один из новосибирских вибраторов работает в сейсмически активном районе - на берегах Байкала.
- Сейчас во всем мире усиливается интерес к измерению и анализу проявлений напряженно-деформированного состояния среды в очаговых зонах готовящихся землетрясений. И одним из способов получения таких данных в ближайшие годы станет вибросейсмический мониторинг, развиваемый в СО РАН, - считает Александр Еманов.
Остается добавить, что специалисты Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, работающие на полигоне в Быстровке, разработали концепцию построения системы вибромониторинга сейсмоопасных зон. По их данным, опыт работы с 100-тонными вибраторами показал возможность просвечивания всей толщи земной коры на расстояниях до 350 километров. Это позволяет создать систему активного вибросейсмического мониторинга района площадью до 80 тысяч квадратных километров.