АРХАНГЕЛЬСК, 23 июля. /ТАСС/. Ученые доказали эффективность использования пассивных сейсмических методов в сложных геологических условиях, в том числе в Арктике. Как рассказала ТАСС заведующая лабораторией сейсмологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лавёрова Уральского отделения РАН (ФИЦКИА), член-корреспондент РАН Галина Антоновская, методологический комплекс можно использовать как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, которые могут быть востребованы промышленными предприятиями российской Арктики и Дальневосточного региона.
"Мы показали, что комплекс пассивных сейсмических методов может стать эффективным инструментом для оперативного рекогносцировочного анализа геологической среды. Его можно использовать в сложных условиях Арктики, в том числе в условиях распространения многолетнемерзлых пород при технологичных и относительно недорогих изысканиях, - сказала Антоновская
В 2022 году ученые ФИЦКИА совместно с коллегами из Геологического института РАН впервые установили стационарную сейсмическую станцию на Новой Земле. Ее в короткие сроки смонтировали в районе аэрологической станции "Малые Кармакулы" на острове Южном. Предварительно сейсмологи провели исследование геологической среды для подбора оптимального места для установки оборудования.
Как установить сейсмостанцию в Арктике
Для сейсмостанции требовались электричество и возможность наблюдения за оборудованием, поэтому ее и установили рядом со станцией Севгидромета. При этом сейсмологи знали о геологических сложностях района. "Для того, чтобы установить сейсмическую станцию, необходим стабильный целостный блок геологической среды. Благодаря данным, предоставленным нашим коллегой Дмитрием Сергеевичем Никитиным из Геологического института РАН, мы знали, что территория Малых Кармакул сильно раздроблена в тектоническом плане. Но никаких детальных исследований по изучению глубинного строения этой территории ранее не проводилось", - пояснила Антоновская.
Новая Земля - сейсмически нестабильный район. Работы сейсмологов были ограничены по времени, поэтому было решено использовать пассивные сейсмические методы. "Пассивные методы отличаются от активных, классических геофизических методов тем, что они более оперативны и менее трудозатратны. Самое главное, что не надо применять искусственный источник упругих волн. Можно пользоваться естественными волновыми проявлениями - регистрировать микросейсмический фон. Это проще, дешевле и экологичнее", - отметил старший научный сотрудник лаборатории сейсмологии Константин Данилов.
Для применения активных сейсмических методов требуется искусственное возбуждение волн для зондирования литосферы. В этом случае ученые используют кувалду, если рассматриваются глубины до 100 м. В пассивной методологии достаточно записать и проанализировать имеющиеся волновые поля, глубинность при этом достигает 15-20 км.
Основа комплекса - метод микросейсмического зондирования, его разработал ведущий научный сотрудник Института физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН Андрей Горбатиков. В дополнение к нему ученые использовали пассивную интерферометрию, анализ эндогенного сейсмического излучения и метод Накамуры. Пассивная интерферометрия полагается на анализ волн, исходящих от объекта или среды, и их взаимодействие. Метод Накамуры основан на анализе отношения амплитудно-частотных характеристик микросейсмических колебаний, записанных на трехкомпонентных станциях. Он позволяет определить резонансную частоту грунта и коэффициент усиления на этой частоте, что важно для оценки сейсмической опасности.
Ученые провели замеры микросейсмического фона примерно на участке территории примерно 0,5 кв. км, где предполагалось поставить сейсмостанцию. В результате они получили скоростной разрез до глубин 800 м, характеризующий блоковое строение исследуемой территории, и оценили микросейсмическую активность выявленных разрывных нарушений. Это позволило корректно определить место для установки станции. Уже в течение трех лет станция стабильно передает сейсмические данные.
Использование метода в Забайкалье
В Забайкалье ученые ФИЦКИА провели оценку площадки для строительства горно-обогатительного комбината. По словам Данилова, территория Забайкальского края имеет сложную тектоническую структуру и характеризуется интенсивной сейсмичностью. Глубина залегания многолетней мерзлоты составляет до двух километров, при этом в результате климатических изменений проявляются процессы деградации мерзлоты.
Ученые провели экспресс-оценку и не рекомендовали использовать площадку, которая рассматривалась ранее под строительство инженерных объектов. Они предложили альтернативный участок.
Статья о применении комплекса пассивных сейсмических методов на Новой Земле опубликована в международном научном журнале "Исследования в области геофизики" (Surveys in Geophysics).
Комментарии