Разработка технологии высокочувствительного мониторинга динамики сейсмического режима Арктических территорий под воздействием природных и техногенных факторов

Настоящий проект направлен на разработку новой высокочувствительной новой технологии контроля за изменением динамики сейсмического режима в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ). В течении более чем 100-летнего периода инструментальных сейсмических наблюдений арктические территории были крайне неравномерно и, в целом, слабо охвачены сейсмическими наблюдениями. Это было вызвано прежде всего мало развитой инфраструктурой и отсутствием оборудования, способного работать в сложных климатических условиях. Занимая 40% территории Арктики Российская Федерация имеет здесь менее 4% сейсмических станций, значительно уступая другим странам Арктического бассейна в детальности и точности выявления различных опасных явлений. Резко возросшая в последние годы техногенная нагрузка на геологическую среду в АЗРФ значительно повышают риск возникновения здесь чрезвычайных ситуаций и экологических проблем. Как известно, разработка месторождений полезных ископаемых создает повышенную вероятность возникновения сейсмических событий, влияющих на безопасность населения и работу предприятий. Риск аварийных ситуаций значительно вырос в последние годы в связи с активизацией процессов деградации многолетнемерзлых пород. В осадочном чехле повсеместно были выявлены залежи газонасыщенных пород, из которых происходит повышенная эмиссия метана, вплоть до взрывных выбросов, представляющих опасность для буровых скважин, крупных инженерно-технических сооружений. Задача прогнозирования опасных процессов в земной коре, способных вызвать техногенные аварии и нанести вред высокоранимой экосреде Арктики, является нерешенной в настоящее время. В рамках проекта предлагается разработка новой технологии контроля за изменением динамики сейсмического режима под воздействием природных и техногенных факторов на основе передовых теоретических и практических методов организации сейсмологических наблюдений и их обработки. Для реализации технологии будет спроектирована и установлена сеть сейсмических станций на территории республики Коми и ЯНАО, полностью опирающаяся на отечественное оборудование. Применение отечественного оборудования позволит решить задачу развития российского приборостроения в области сейсмологии. Основу сети составит многоэлементная малоапертурная сейсмическая группа, представляющая собой набор сейсмических датчиков, объединенных единым отсчетом времени и расположенным друг относительно друга таким образом, чтобы при сложении сигналов некоррелированный сейсмический шум подавлялся, что обеспечивает более четкое выделение полезного сигнала. Существенную новизну исследованию придает тот факт, что конфигурация сейсмической группы будет спроектирована и адаптирована с учетом конкретных условий в месте установки. С этой целью в районе расположения группы будут проведены исследования по определению добротности геологической среды (определены параметры затухания сейсмических волн), уточнению параметров скоростного разреза и определению уровня локального сейсмического шума. На их основании будет произведен расчет детальных параметров группы (оптимальные расстояния между элементами группы и мест установки датчиков на местности). Успешное испытание данной технологии в исследуемых районах позволит в дальнейшем тиражировать ее и в остальные минерально-сырьевые центры Арктики, планируемые к активному освоение в ближайшие годы. Мировой опыт показывает, что применение сейсмических групп значительно повышает разрешающую способность по регистрации слабых сейсмических событий, вызванных обвалами, оползнями, льдотрясениями, взрывами на газопроводах и др. Имеющийся практический опыт участников проекта по проектированию, установке, эксплуатации малоапертурных групп и обработке сейсмических данных гарантирует выполнение проекта и получение запланированных результатов.