Созданные одесскими учеными сейсмоприемники слушают земную кору, границу с Россией и могут предупреждать о землетрясениях

Команда физиков из Южноукраинского национального педагогического университета имени Ушинского работает над созданием и постоянным совершенствованием оптических сейсмоприемников, у которых весьма широкое применение — от охранных систем до предупреждения о надвигающемся землетрясении. «Думская» пообщалась с исследователями.

Эта история началась больше десяти лет назад, когда молодой физик Вадим Жуковский защитил кандидатскую диссертацию по оптическим методам измерения микроперемещений. Присутствовавший на защите заместитель директора Украинского антарктического центра Владимир Ващенко спросил его, может ли он сделать сейсмический приемник.

«А чего ж не могу? Конечно, могу», — ответил ученый, и все закрутилось.

Сейсмоприемники понадобились для геологической разведки южного материка, поиска полезных ископаемых. Дело в том, что активная разведка, когда используют взрывчатку и фиксируют отражающийся звук, там невозможна: это прямо запрещено Договором об Антарктике. Каждая страна, подписавшая международный документ, решает эти задачи по-своему.

«Чтобы приобрести, например, сейсмоприемник Guralp, нужно 40 тысяч долларов, — рассказывает Жуковский. — И таких приемников нужно минимум штук десять. Этих средств у Антарктического центра попросту нет. И тогда я создал оптический приемник интерферометрического типа, он был очень высокой чувствительности и по этим показателям должен был превосходить Guralp. Для того, чтобы испытать свое детище, я отправился в Антарктиду, на станцию имени Вернадского, где провел 14 месяцев».

Вадим Жуковский

ОТСУТСТВИЕ РЕЗУЛЬТАТА – ТОЖЕ РЕЗУЛЬТАТ!

Все оказалось намного сложнее, чем ожидал одесский ученый. На испытаниях выяснилось, что полупроводниковый лазер при низкой температуре дает некорректные показатели. Кроме того, приемник — а он размером с ведро! — оказался слишком большим и неудобным для транспортировки. Чтобы организовать исследования по всем правилам, эти устройства нужно было забрасывать на соседние острова. Дрон такие штуковины не поднимет, а доставка судном довольно дорога и небезопасна. К слову, у Guralp такие же габариты.

«В физике отсутствие результатов – это тоже результат. Наш оптический сейсмоприемник оказался не готов для решения поставленных задач еще и потому, что это сложная аппаратура, обслуживать которую должен специалист. А необходимо было создать такое устройство, которое смог бы обслуживать любой сотрудник станции. Тем не менее, мы получили очень важный опыт, да и научный материал наши сейсмоприемники дали ценный.

В частности, мы выяснили, что в западной части Антарктиды нет зоны субдукции, то есть океаническая плита не заходит под материковую. На основании наших исследований был сделан вывод и опубликована статья, гласившая, что в Западной Антарктиде океаническая кора, наоборот, наползает на материковую, и получается очень сильный наклон с запада на восток», — говорит Вадим Жуковский.

С полученным багажом знаний одесский ученый вернулся домой и довольно быстро сделал что нужно: создал оптический сейсмоприемник компактных размеров, чувствительный и надежный, такой, который можно при помощи дрона забрасывать на острова. Срок деятельности устройства в полярных условиях не превышал один месяц, но и стоило оно немного — не больше 100 долларов. Кроме того, приемник был устойчив к влажности и низким температурам, имел очень высокую чувствительность к колебаниям земной коры. Идеальный вариант!

Увы, когда устройство было готово, Украинский антарктический центр свернул георазведки и занялся развитием туризма.

Оптические сейсмоприемники немного больше спичечных коробков

ГРОЗА КОНТРАБАНДИСТОВ

Тем не менее, полученные результаты позволили развивать другие направления. Так, Вадим Жуковский и его коллеги предложили применять сейсмоприемники в системах безопасности.

«Мы подготовили и представили свою систему для участия в проекте «Стена», который начали реализовывать после начала войны на востоке (речь идет о комплексе защитных сооружений на границе с Российской Федерацией, — Ред.).

Задача понятная – дать возможность военным и пограничникам выявлять нарушителей и реагировать. Для этого берется определенное количество приемников, которые размещаются на расстоянии 50 метров друг от друга. Все очень просто и надежно, к одному кабелю можно подключить до тридцати сейсмоприемников, которые располагаются, как гирлянда, – для их питания нужна не линия в 220 вольт, достаточно пяти вольт, а это либо аккумулятор, ветрогенератор, либо солнечная батарея.

Цифровой сигнал идет на компьютер, и тут даже не нужна сейсмостанция. Система умная, ее можно обучать, в результате чего она прекрасно по сейсмическим колебаниям распознает, что происходит на том или ином участке. Очень легко определить, человек идет, или КамАЗ с контрабандой, или группа лиц. Оперативный дежурный получает сигнал и принимает решение: выслать группу, игнорировать или еще что-то. Мы испытали систему на молдавской границе и за месяц работы было всего одно ложное срабатывание, а вот контрабандистов благодаря нашей системе задерживали», — рассказывает Вадим Жуковский.

Данные подаются на экран планшета

Сейсмоприемники вполне можно применять и для охраны частных предприятий, говорят ученые. Они уверяют, что при определенных доработках и финансировании система может сама принимать решения — вплоть до отправки квадрокоптера на тот или иной участок территории, откуда поступил сигнал. Для доразведки.

ОПЕРЕДИТЬ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ

А еще созданную в Одессе роботизированную систему можно использовать для того, чтобы предупреждать людей о приближающемся землетрясение. Тут есть перспективы получения финансирования в рамках программы ЕС «Эразмус+». Эта структура активно сотрудничает с Украиной, Молдовой и Румынией.

«У нас есть один очень неприятный сосед – зона Вранча, примерно 300 километров от Одессы, и вероятность землетрясений магнитудой 6-7 весьма высока. Более того, раз в пятьдесят лет, как правило, случаются толчки с магнитудой 8, а это уже может привести к разрушениям и жертвам. Мы предлагаем установить серию сейсмоприемников в зоне Вранча. Что это нам даст? Толчки обычно доходят до Одессы за две минуты. Нашей системе понадобится полминуты, чтобы зафиксировать их возле эпицентра, записать показатели и прислать сигнал на пульт в Одессу. Это значит, что у города будет полторы минуты для принятия решения. Разумеется, человек за столь короткий отрезок времени ничего предпринять не успеет, но роботизированная система, подключенная к многоэтажным домам и стратегическим предприятиям, сможет многое. Например, опустить лифты на первый этаж, так как даже если дом выдержит толчки, то лифты вполне могут оборваться.

Кроме того, она сможет перекрыть подачу газа, остановить на время работу холодильников в порту, которые охлаждаются аммиаком. Другими словами, реализация проекта позволит улучшить защищенность города от землетрясения», — говорит Вадим Жуковский.

Пока это только планы, которые требуют участия как городских, так и государственных структур: такая система обойдется в кругленькую сумму. А пока чиновники думают, ученые продолжают совершенствовать свое сложное детище.

Автор – Ростислав Баклаженко