Рис.1. Изучение и освоение природных ресурсов

Арктический шельф наряду с Антарктидой остаются последними слабоизученными регионами планеты, при этом Арктика является уникальной сокровищницей полезных ископаемых, в первую очередь, нефти и газа. Россия, благодаря стараниям многих поколений своих сограждан, имеет выгодное географическое и геополитическое положение в арктическом секторе, которое может быть использовано как локомотив развития страны в 21 веке. Об этом уже много сказано, в том числе и на самом высоком уровне руководства Российской Федерации, и в дополнительном обосновании данный тезис не нуждается. Основной вопрос состоит в концепции освоения богатств северных морей, в частности, в технико-технологической реализации геологоразведочных работ.

В связи с тем, что в водном слое могут распространяться только волны давления, волновое поле, регистрируемое плавающими косами, уже изначально обделено отсутствием записей поперечных волн, которые в ряде случаев, например, в так называемых газовых трубках, являются единственным источником информации об изучаемом объекте. При расположении четырех компонентных (три геофона и гидрофон) сейсмических датчиков на морском дне данная проблема снимается, а это, в свою очередь, дает возможность рассчитать скорости распространения поперечных волн, выявить эффекты анизотропии, получить широкий набор дополнительных динамических атрибутов, оценить фациальный состав вещества и т.д. Корректная обработка и интерпретация всего дополнительного объема сейсмической информации, несомненно, приводит к построению более достоверной геолого-геофизической модели среды и, соответственно, к снижению последующих геологических рисков. Расположение регистрирующей аппаратуры на морском дне также улучшает качества приема сейсмической информации, свободного от влияний волнения моря, колебаний косы и так далее. Донные системы, как правило, обеспечивают непрерывную регистрацию, то есть, с одной стороны, отсутствует ограничение на длину записи сигналов, вызванных активными источниками – пневмопушками, а, с другой стороны, в ходе полевых работ есть возможность собрать значительные объемы сейсмических шумов естественного и техногенного происхождения, обработка которых также сделала огромный шаг вперед за последнее десятилетие.

 

Рис.3. Вариант схемы сейсмического мониторинга

(1 - источник мощного акустического импульса; 2 - массив донных станций)

 

Работы в научно-исследовательском центре Световодной Фотоники по тематике данного проекта начались с февраля 2013 года. Данный действующий макет проходил испытания на базе ОАО "Морская арктическая геологоразведочная экспедиция" в городе Мурманск. Преимуществами данной сейсмической станции являются высокая чувствительность в области низких частот, большой динамический диапазон измерений, низкая себестоимость по сравнению с аналогами, как российского, так и зарубежного производства».

На кафедре Световодной Фотоники Университета ИТМО создан действующий макет донной сейсмической станции, в состав которой входит волоконно-оптический гидрофон оригинальной конструкции и микромеханический геофон сейсмического класса.

Рис.4. Действующий макет донной сейсмической станции

Примеры сигналов полученных с гидрофона макета донной сейсмической станции

Рис.5. Непрерывный режим акустического излучения:частота 1 кГц, амплитуда 0,35 Па

Рис.6. Импульсный режим акустического излучения:частота 3 кГц, амплитуда 1,5 Па