Ученые ИНГГ СО РАН совершенствуют метод многоканального анализа поверхностных волн

Как отмечают ученые ИНГГ СО РАН, у MASW есть ряд преимуществ: простота проведения полевых работ, помехоустойчивость и информативность. Кроме того, есть возможность полностью автоматизировать обработку данных. Александр Сердюков называет этот метод идеальным инструментом для 4D (постоянного протяженного по времени) сейсмического мониторинга состояния верхней части геологического разреза.

— Метод многоканального анализа поверхностных волн активно применяется в инженерной сейсморазведке – в основном, для исследования строения грунтов, горных пород глубиной несколько десятков метров, —  говорит старший научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики ИНГГ СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Сердюков. — Его можно использовать и для сейсмического микрорайонирования – например, изучить, как почва будет реагировать на землетрясения. Это необходимо для оценки сейсмической опасности конкретной местности.

Также на основе результатов обработки данных MASW можно выделять границы грунтовых вод и решать многие задачи в интересах экологии – например, следить за состоянием вечной мерзлоты в Арктике.

Отмечается, что сейчас сотрудники ИНГГ СО РАН работают над тем, чтобы устранить важную проблему, которая возникает при использовании этого метода. Зачастую изображения, получаемые после обработки полевых данных с помощью MASW, получаются сильно искаженными. Это затрудняет его применение для продолжительного по времени масштабного сейсмического мониторинга.

Специалисты ИНГГ СО РАН предлагают решить проблему с помощью новых алгоритмов. Они позволяют повысить помехоустойчивость, достоверность и информативность, а также расширить область применения MASW. Новосибирские ученые планируют создать методы частотно-временной и пространственной спектральной фильтрации поверхностных сейсмических волн. Кроме того, будут разработаны новые подходы обработки данных поверхностных волн на основе искусственных нейронных сетей.

— За счет использования плотных и масштабных площадных 2D сетей наблюдения, геофонов с более низкой собственной частотой, более мощных источников колебаний появляется возможность повысить глубинность (вплоть до 300 метров), достоверность и разрешающую способность MASW, — отмечает Александр Сердюков.

По его словам, метод многоканального анализа поверхностных волн уже используется в некоторых российских программах для обработки сейсмических данных. Над совершенствованием методики и алгоритмов MASW отечественные специалисты пока массово не работают. Исследования сотрудников ИНГГ СО РАН позволят восполнить пробел.

Свои работы ученые ИНГГ СО РАН планируют представить в декабре 2020 года на 82-й Ежегодной конференции и выставке общества геофизиков и инженеров EAGE в Амстердаме – одном из самых престижных геофизических форумов мира. Кроме того, новосибирские специалисты подали заявку на новый грант РНФ – решение по ней фонд вынесет летом.

Текст под редакцией Павла Красина

Иллюстрации предоставлены Александром Сердюковым