Применение теоретических и экспериментальных методов исследования сейсмоакустических волновых процессов в море покрытом льдом

Проект предполагает выполнение фундаментальных теоретических исследований для развития математической модели арктического волновода и их апробацию путем обработки большого объема экспериментальных данных, полученных в последние годы широкополосными сейсмометрами, установленными на льду акватории. С физической точки зрения море, покрытое льдом, представляет собой совокупность твердых и жидких сред с выраженными границами раздела. Как известно, наиболее эффективным переносчиком энергии в такого рода средах являются упругие (акустические, сейсмические) волны. В отличие от классических задач гидроакустики и геоакустики слоистых сред, в которых не учитывается присутствие в изучаемой среде ледового покрова, в данном проекте исследуется сейсмоакустическое волновое поле в широком диапазоне частот, сформированное целой совокупностью различных мод. При этом наибольший интерес, для настоящего проекта, представляет диспергирующая фундаментальная мода поверхностной волны, присутствующая в естественном микросейсмическом шуме и изгибно-гравитационная мода, формирующая шумовое сейсмоакустическое поле на поверхности льда. Путем специализированного расположения широкополосных приемников волнового возмущения, существует возможность определения параметров одновременно ледового покрова и геологических структур дна используя только лишь фоновый сейсмоакустической шум, распространяющийся в исследуемом регионе. Для этого целесообразно использовать томографические методы, в основе которых лежит определение функции Грина среды по шумовым данным. Сегодня такой подход являются крайне популярным и востребованным направлением в сейсмологических исследованиях по всему миру. Все современные работы базируются на том, что измеряемое шумовое волновое поле сформировано в основном поверхностной Рэлея, однако наличие водного слоя, и тем более ледового покрова, значительно усложняет наблюдаемую волновую картину. На сегодняшний день отсутствуют готовые алгоритмы для выделения полезного сигнала из фонового шума при измерениях даже на морском дне. А немногочисленные попытки указывают на то, что это задача является достаточно сложной. Решение обозначенной научной проблемы позволит создать единую стандартную модель для описания закономерностей распространения как детерминированных, так и случайных волновых возмущений в арктических условиях. На основе модели будут разработаны современные пассивные сейсмоакустические методы дистанционного изучения ледового покрова и геологических структур морского дна, что в свою очередь обеспечит переход к разработке прорывных инновационных технологий мониторинга арктического шельфа в покрытых льдом акваториях северных морей. Новые экологически безопасные технологии позволят значительно упростить техническую сторону проведения геолого-геофизических работ, сократить финансовые расходы на разведку запасов углеводородов и дальнейшее сопровождение добычи.