В ИМГиГ ДВО РАН начались исследования геофизических полей на новом измерительном модуле «ИМПульс»

Сотрудники отдела исследования геофизических полей и физических свойств геоматериалов Центра коллективного пользования ИМГиГ ДВО РАН во главе с его руководителем кандидатом технических наук И.П. Дудченко разработали и запустили в тестовом режиме измерительный модуль для исследования геофизических полей.

В конце октября ушёл из жизни кандидат геолого-минералогических наук Валерий Андреевич Паровышный. Последние два десятка лет он занимался наблюдением за естественными полями Земли: гравитационным, электрическим и магнитным. Основной целью исследований был поиск связи с землетрясениями. Теоретически такая связь должна существовать, ведь процесс разрушения в сейсмическом очаге сопровождается изменениями не только в упругом поле. Сильные землетрясения, в отличии от умеренных, зачастую не происходят без значимой подготовки, как правило есть форшоковый процесс. Этот процесс будет сопровождаться землетрясениями, которые найдут значительное отражение в геофизических полях, с учётом того, что критические напряжения занимают большое пространство. В этой связи речь идёт о катастрофических землетрясениях, а именно такие и представляют интерес с точки зрения краткосрочного прогноза. С уходом Валерия Андреевича стало понятно, что решение задачи в той конфигурации измерений, которая была им использована, вряд ли возможна. В этой связи И. П. Дудченко и его сотрудники, которые взялись за продолжение данной темы, встали перед необходимостью выведения измерений на принципиально новый технический уровень. Для этого Илья Павлович применил свой опыт разработчика электроизмерительных программно-аппаратных комплексов на оборонных и гражданских предприятиях Комсомольска-на-Амуре. В итоге в отделе был собран измерительный модуль-прототип «ИМПульс».

«ИМПульс» в собранном виде после установки

Спроектированный измеритель в тестовом режиме размещен на территории ИМГиГ ДВО РАН в очень шумном месте – рядом с оживленной трассой, где высок уровень как акустических, так и электромагнитных шумов. Ранее Илья Павлович уже создавал измерители для очень «шумных» мест, он владеет теорией и практикой цифровых измерений, позволяющей получать на выходе полезный сигнал даже при уровне шумов, во много раз превышающих полезный сигнал. Сейчас измеритель подключен к системе электродов-измерителей, которая развернута сотрудниками отдела – младшими научными сотрудниками Сергеем Гуляковым и Николаем Стовбун, ведущим инженером Артёмом Казаковым.

А. Казаков закапывает измерительную линию

Затем был смонтирован собственно модуль. Модуль сохраняет данные на встроенный SSD-носитель, а доступ к нему осуществляется в режиме реального времени с удаленного компьютера по беспроводной сети. 8-9 июня был сделан пробный запуск модуля на сутки и получены первые данные, проводится работа по устранению недочетов и настройке видеонаблюдения.

Модуль «ИМПульс»

Полученные данные нуждаются в интерпретации. Ранее электромагнитные поля записывались с частотой 1 измерение в секунду, сейчас по каждому каналу данные принимаются от 200 до 500 измерений в секунду, что позволяет подробно оцифровывать шумы, интерпретировать их, а в дальнейшем и отфильтровывать.

На фото ниже – один из кадров длиной в минуту. На нем видно 30-секундное возмущение на паре электродов «запад – восток». Это один из примеров того, как акустическое, в том числе сейсмоакустическое, воздействие порождает электрическое поле. В чем причина этого воздействия в конкретный период времени – эту задачу и предстоит решить ученым.

Когда ученые научатся интерпретировать данные, то смогут создавать системы удаленного измерения геофизических полей, в которых будет заложен алгоритм распознавания полезного сигнала и интерпретации его изменений по скорости, уровню, направлению прихода. И возможно, приблизятся к решению задачи, которая считается неразрешимой: краткосрочное прогнозирование землетрясений.

Пожелаем нашим специалистам по исследованию геофизических полей успехов в этом направлении!