Видеть сквозь землю

Вопрос, что происходит в глубинах Земли, давно занимает умы людей. Добыча полезных ископаемых, изучение далекого прошлого планеты, предсказание природных катастроф, разведка прочности грунтов и стабильности берегов рек и морей... Множество задач, которые требуют решения, рождает и многообразие средств и методик поисков нужной информации.

В семидесятые годы XX века ученые приступили к созданию новых технологий мониторинга литосферы. На территории Сибири начались полевые наблюдения, которые позволили лучше узнать строение земной коры и верхней мантии Сибирской платформы, Байкальской рифтовой зоны, Алтае-Саянской складчатой области, Охотско-Чукотского региона. Одним из новых направлений в геофизике стали методы активной сейсмологии, предполагающие применение мощных источников сейсмических полей – вибраторов.

Быстровский полигон

В 50 километрах от Академгородка расположен Быстровский вибросейсмический полигон СО РАН. На прошедшей здесь 14 августа встрече директор Алтае-Саянского филиала Геофизической службы СО РАН Александр Еманов рассказал журналистам об уникальных работах сибирских ученых:

– Структура экспериментального полигона включает в себя производственные помещения, вибрационные источники, сейсмологическую станцию и даже жилую зону. Полигон начал функционировать в 80-х годах прошлого века. В его создании принимали участие видные ученые – академик Анатолий Алексеев, профессор Иннокентий Чичинин. С тех времен работа здесь ведется непрерывно, сформированы технологии, которыми пользуются исследователи по всей России.

Как пояснил Александр Еманов, вибрационные источники, которые могут устраивать искусственные мини-землетрясения, разбираются, перевозятся и собираются за один день, чтобы провести новые исследования километрах в 30 от предыдущей точки. Вызванные им колебания фиксируются сейсмическими станциями, которые находятся за сотни километров друг от друга. Так изучают глубинное строение земной коры и проводят мониторинг ее состояния.

– Крупным успехом Сибирского отделения и Геофизической службы считаю то, что передвижные вибраторы работают на профилях глубинного (до 50 километров) сейсмического зондирования (ГЗС) в очень непростых условиях: Магадан, Певек, Анадырь, Якутск, – отметил Александр Еманов. – Сейчас работы ведутся на профиле от Якутска до Магадана.

А вот отладка и испытания вибросейсмического оборудования проходят здесь, вблизи деревни Быстровка. Сейчас на полигоне работают два виброисточника мощностью 40 и 100 тонн.

Инструмент исследователя

Перед тем, как показать оборудование в действии, Александр Федорович спрашивает:

– У вас ноги трясутся?

После долгой дороги мы чувствуем себя немного неуверенно, но земля вокруг вибрирует с такой силой, что трясутся не только ноги, – раскачиваются штативы видеокамер. Картинка на дисплее прыгает и фонит микрофон – приходится настраивать заново.

– Это действует вибратор, до которого еще далеко, – поясняет ученый. – 40 минут его работы эквивалентны взрыву в три тонны тротила, такой метод также используется при ГСЗ.

Действительно, в нескольких сотнях метров от базы полигона среди ромашек и клевера стоит массивный стальной механизм, с грохотом сотрясающий землю вокруг себя. Два электродвигателя вращают неуравновешенные грузы – дебалансы. Спектр сигнала, который излучает вибратор, задается человеком; подстраивая частоту колебаний, можно добиться мощности вибраций, соответствующих землетрясению в 6 баллов.

Это демонстрационный сеанс. В рабочем режиме вибратор включают раз в неделю с 10 часов вечера и до 8 утра. Сигналы принимают станции в Бердске, Ключах и Матвеевке.

«Укрощение строптивого»

Из небольшого вагончика к вибрационной установке тянутся шлейфы толстых кабелей. А за монитором компьютера – ведущий электронщик Игорь Полумордвинов:

– Отсюда ведется управление виброустановкой. Программу нам написали в Институте автоматики и электрометрии СО РАН, компьютеры самые обыкновенные. Техника достаточно простая, ведь основное требование к ней – предельная надежность.

Главный инженер Алтае-Саянского филиала Геофизической службы Владимир Кашун добавил:

– Эта система должна управлять вращением электродвигателя виброисточника с точностью до шестого знака после запятой. Только тогда можно говорить о четком выделении вибрационного сигнала среди прочих земных шумов.

Полученные данные обрабатываются специалистами Геофизической службы, они востребованы учеными Института нефтегазовой геологии и геофизики, Института вычислительной математики и математической геофизики. Возможно, день, когда люди научатся точно предсказывать землетрясения, уже близок.

Евгений МАРКОВ