Сегодня - 17.07.2019

Путем дрейфующего льда

07 сентября 2016

На сегодняшний день Арктика остается одним из немногих малоизученных регионов. Проблема не только в суровом климате, но и в особой структуре поверхности, большую часть которой составляет океан, покрытый многолетними льдинами. Ученые из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН разрабатывают проект по размещению на одной из них дрейфующей станции, проводящей измерения с помощью уникального геофизического метода, который позволил бы осуществить нефтеразведку, а также уточнить вопрос о принадлежности арктического шельфа.

«Этот проект возник на фоне возрастающей потребности в геофизических исследованиях Арктики. Несколько лет назад наша страна анонсировала свой большой интерес к этому региону, провела некоторые акции, например погружение на дно Северного Ледовитого океана в районе Северного полюса и установление там российского флага, что вызвало волнения в мире, поскольку здесь есть некий геополитический момент. До сих пор международные организации выясняют вопрос принадлежности Арктики», — рассказывает главный научный сотрудник лаборатории геоэлектрики ИНГГ СО РАН доктор технических наук Владимир Сергеевич Могилатов.
 
Ученые констатируют, что пока этот регион изучен слабо. Проблема в том, что практически вся Арктика покрыта океаном, в некоторых местах достигающим глубины 5,5 километров. Морская вода затрудняет применение стандартных геофизических методов, особенно электромагнитных, поскольку является очень мощным проводником, не пропускающим электромагнитные поля — она их впитывает и выступает экраном при изучении среды. Тем не менее, поскольку 70 % поверхности земного шара покрыто водами Мирового океана, геофизики научились работать в морских условиях и даже создали для этого специальные технологии, использующие преимущества, которых нет на суше: свободное движение, отсутствие помех, таких как тайга, реки, горы и так далее. 
 
 
Однако в условиях Арктики возникает другая трудность — многолетние льды, исключающие возможность использования обычных геофизических методов — и «земных», и выработанных для моря. Встает вопрос поиска новых технологий.
 
Ученые ИНГГ СО РАН предложили использовать для исследования Арктики нестандартный электромагнитный метод: зондирование вертикальными токами. Он основан на применении особого сложного источника поля (кругового электрического диполя) и позволяет фиксировать в отклике тонкие аномальные эффекты. Технология уже опробована в наземном варианте на различных объектах, прежде всего на углеводородных залежах, и показала высокую эффективность. В частности, она, например, позволяет выработать рекомендации для бурения внутри контура месторождения. И это один из немногих методов, способный работать в условиях Арктики.
 
Для перемещения установки исследователи планируют использовать дрейфующий лед. Однажды разместив на нем масштабные электроразведочную, питающую и, частично, приемную конфигурации, ученые получат возможность в течение долгого времени проводить наблюдения по мере движения установки относительно дна океана.
 
«Здесь мы обращаемся к опыту станций «Северный полюс» (СП), сначала советских, а потом и российских, которые дрейфовали на арктических льдах бывало и больше года и проплывали с ними расстояния в несколько тысяч километров, — отмечает Владимир Могилатов. — Они проводили в основном метеорологические наблюдения, исследовали воздушное пространство, эффекты высоких широт и северного сияния, но у них не было геофизических приборов, которые позволяли бы изучать геологию дна». 
 

« Официальное открытие первой в мире дрейфующей станции СП-1, руководителем которой был легендарный полярник Дмитрий Иванович Папанин, состоялось 6 июня 1937 г. в 20 км от Северного полюса. Экспедиция длилась девять месяцев, за которые льдина прошла более 2000 км. СП-2 работала с 1 апреля 1950 г. по 11 апреля 1951 г. С этого времени на льдах Центральной Арктики непрерывно действовали две, а порой одновременно и три советские дрейфующие станции. Так было до июля 1991 года, когда в Арктике закончила работу последняя из них — «Северный полюс-31». В марте 2003 года Правительство РФ приняло решение возобновить эту программу исследований, и 25 апреля 2003 года была открыта первая российская дрейфующая станция — «Северный полюс-32». Проект реализуется ГНЦ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт». Современная дрейфующая станция представляет собой небольшой поселок. Для полярников строится жилье, для размещения аппаратуры и оборудования возводятся специальные строения. Очередной «Северный полюс» начинает работу обычно в апреле и функционирует от двух до трех лет, пока льдина не выйдет в Гренландский пролив. 


 

Существуют карты реального дрейфа станции «Северный полюс». Предполагается, что примерно этим же маршрутом поплывет созданная новосибирскими исследователями установка. Конечно, это несколько авантюрная идея: проводить измерения там, куда понесет, но информация по Арктике на сегодняшний день настолько скудна, что нет особой разницы, где именно начинать исследования — любые сведения будут важны.
 
«По теоретическим расчетам, наша установка решит проблему морской воды (которая препятствует измерениям стандартными геофизическими методами), и недорогими средствами мы сможем получать детальную информацию о геологической структуре дна Арктики», — говорит Владимир Сергеевич. Такие исследования позволят сделать выводы о вероятности наличия на дне Арктического бассейна различных ископаемых, но в первую очередь — выявить зоны возможного нефтесодержания. По сравнению с другими методами, применяющимися сегодня в Арктике, этот достаточно дешев и экологичен.
 
Разумеется, существует опасность срыва эксперимента (например, льдина, на которой располагается установка, может разломиться), но, как отмечают исследователи, ожидаемая польза вполне окупает риски, поскольку необходимое оборудование не является баснословно дорогим.
 
Пока неизвестно, будет ли станция дрейфовать автономно либо вместе с обслуживающим ее персоналом. Плюс второго варианта в том, что все будет под контролем и, в случае небольшой аварии, люди смогут устранить мелкие неполадки. С другой стороны, все необходимые измерения вполне можно осуществлять и без человеческого участия, к тому же такой подход значительно удешевит эксперимент.
 
 
Отдельным вопросом встает энергообеспечение дрейфующей установки. На станции «Северный полюс» горючее подвозилось самолетами, и хотя само оно стоило недорого, доставка обходилась в копеечку. К тому же при таком подходе нужен постоянно расчищенный аэродром (то есть без людей никак не обойтись). В рамках проекта новосибирских ученых предполагается использовать возобновляемые источники энергии: ветряки (ветра в Арктике есть всегда) и, возможно, также солнечные батареи. Схема функционирования станции в этом случае будет примерно следующей: неделю она работает, а другую просто дрейфует, накапливая энергию. Здесь нет необходимости в непрерывных измерениях, исследователей интересует информация с разных удаленных друг от друга точек. Также высказывалась идея разместить на станции компактный ядерный реактор, но от нее пока отказались: во-первых, это дорого, а во-вторых, возникнет много вопросов с точки зрения экологии. 
 
Сегодня проект находится на стадии разработки, проводится трехмерное математическое моделирование работы такой установки, обсуждаются технологические моменты, набор необходимых измерений, возможные помехи, например природные электромагнитные поля. Ученые отмечают: как только наметится конкретный заказчик — скорее всего, это будет крупная нефтедобывающая компания, такая как «Роснефть» или «Газпром» (они в последнее время планируют работы на Арктическом шельфе в сотрудничестве с мировыми нефтяными компаниями) — начнется детализация и исследовательская стадия будет в какой-то степени завершаться. Реализовать такой масштабный проект своими силами институту пока не под силу.
 
«Важно подчеркнуть, что это был бы очень нерядовой, даже выдающийся геофизический эксперимент, но основывается он на опыте организации советских и российских станций «Северный полюс». По сути дела мы продолжаем эту традицию, только с добавлением большой геофизической составляющей, — рассказывает Владимир Могилатов. — Основной эксперимент можно дополнить стандартными измерениями и исследованиями другими геофизическими методами, которые могут в этих условиях что-то дать».
 
Диана Хомякова
 
Фото Татьяны Матвеевой
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (2 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus