Льдина фиксирует землетрясения

Участник полярной морской экспедиции «Транс-Арктика 2019» на научно-экспедиционном судне «Академик Трёшников», сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения РАН установил временные сейсмостанции на дрейфующей льдине.

Головной организацией проекта стал Государственный научный центр «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» Росгидромета, а также сотрудники НИИ и вузов, занимающиеся Арктикой.

Кроме того, в походе на «Академике Трёшникове» поучаствовали ученые из Германии, представляющие Институт полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера, Центр имени Гельмгольца по исследованию океана и Университет Бремена.

Судно вышло из Мурманска 20 марта. Согласно плану, «Академику Трёшникову» предстояло вморозиться в лед севернее Земли Франца-Иосифа, после чего специалисты могли приступать к комплексным исследованиям на дрейфующей льдине. Все прошло по графику: уже 30 марта в намеченной точке была открыта дрейфующая временная научно-исследовательская станция нового типа «судно-лед» «Северный полюс-2019». Ученые установили на льду лагерь с геофизическим павильоном, метеорологической и ледоисследовательской лабораториями.

Целый месяц судно и объекты научной станции дрейфовали вместе со льдами и проводили множество исследований океана, льда и атмосферы. Ученые активно использовали вертолеты, вели наблюдения со льда и судна, устанавливали автономные буи и использовали различные современные средства наблюдения (коптеры, подводные аппараты и т. д.).

Все специалисты были разделены на группы по типам работ, выполнявшихся в ходе экспедиции. Международная команда ученых провела множество различных исследований, включая метеорологические, гидрологические, биологические, ионосферные и магнитометрические изыскания.

В числе прочего были установлены три временные сейсмостанции на дрейфующей льдине.

Для эксперимента использовались сейсмометры, предоставленные Новосибирским государственным университетом, и регистраторы, приобретенные на средства проекта РНФ 18–17–00095. Каждая сейсмическая станция включала сейсмометр, регистратор и мощные батареи, что позволяло вести непрерывную регистрацию. Кроме того, каждые полчаса регистрировались текущие GPS-координаты, что чрезвычайно важно в условиях дрейфа. Ранее российскими специалистами подобное оборудование не устанавливалось на дрейфующих льдах.

Каждый датчик устанавливался на деревянный постамент, вмороженный в предварительно подготовленное специальное углубление в льдине. Прибор укрывался деревянным ящиком, а батарея помещалась в плотный полиэтиленовой мешок и устанавливалась сверху ящика. Таким образом, сейсмометры были по возможности надежно защищены от погодных воздействий, мороза и диких животных.

Методика показала свою эффективность: за время дрейфа сейсмометры зарегистрировали удаленное землетрясение с эпицентром в районе Японии магнитудой 6. Кроме того, было зафиксировано маломощное региональное землетрясение, произошедшее на расстоянии около 500 км от лагеря.

Таким образом, установлено, что локальные и удаленные землетрясения могут быть зарегистрированы сейсмическими станциями, установленными на дрейфующем морском льду. При проведении следующих испытаний особое внимание будет уделено системам удаленного мониторинга положения установленных станций — спутниковым или радиотрекерам. Чтобы повысить вероятность обнаружения землетрясения, необходимо устанавливать станции на различных льдинах.

Заместитель директора ИНГГ СО РАН, член-корреспондент РАН Иван Кулаков высоко оценил эксперимент:

— Надо стремиться к тому, чтобы создать на льдинах плавающую сейсмическую сеть, которая бы перемещалась по всей Арктике. Было бы идеально, если бы станции пересылали данные через спутник в реальном времени. Но эксперимент показал, что есть много сложностей и нужно еще поработать над технологической составляющей.

Институт продолжит развивать проект и постарается принять участие в подобной экспедиции в следующем году.

Андрей Яковлев, старший научный сотрудник лаборатории сейсмической томографии ИНГГ СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук