Сейсмическая голография

Долго бытовало мнение, что наша планета — что-то вроде слоеного пирога, в котором один слой следует за другим. Однако проведенные в последнее время детальные сейсмические исследования указывают на то, что на самом деле Земля устроена много сложнее. В глубине нашей планеты, по-видимому, есть разного рода «включения» — неоднородности, не вписывающиеся в упрощенную слоеную систему.

Традиционные методы сейсмической разведки, когда внутрь Земли посылается сигнал, а затем изучается его отражение, в данном случае непригодны, они не способны уловить небольшие по размеру неоднородности.

Метод, который позволяет изучать такие неоднородности, в своей физической основе имеет много общего с оптической голографией и поэтому был назван сейсмической голографией. Для практической реализации метода нужно «осветить» исследуемую область Земли сейсмическими волнами и зарегистрировать их на поверхности с помощью сейсмических датчиков. Эта часть эксперимента подобна в какой-то степени процессу получения голограммы в оптике.

В сейсмике исходными данными являются записи сейсмических колебаний, зарегистрированных группой сейсмических датчиков. Они-то и ловят прошедшие сквозь землю сейсмические волны и с помощью сложнейших приборов и компьютеров восстанавливают объемное преображение подземных структур. Таким образом, новейшая техника сроднила сейсмологию с голографией. В результате по искаженным волнам так же, как и в оптическом случае, получают объемное сейсмическое изображение.

Описанный вкратце метод сейсмической голографии был применен Института НОРСАР (Норвегия) для исследования строения верхней части Земли (до глубины порядка трехсот километров) в Южной Норвегии под группой сейсмических датчиков, известной под названием группы НОРСАР. Для освещения среды использовались колебания от нескольких землетрясений, «освещавших» земную кору в этой зоне с разных сторон. В результате было получено объемное изображение недр Земли. В верхней мантии в Южной Норвегии были обнаружены столбообразные неоднородности, о которых до сих пор не было известно.

Эти неоднородности начинаются с глубины порядка семидесяти километров и прослеживаются вплоть до двухсот пятидесяти километров. Поперечный размер неоднородностей от двадцати до пятидесяти километров.

Исследования такого рода проводились впервые в мире. Они будут продолжены. Ученые намереваются теперь использовать не только естественные, но и искусственные сейсмические колебания, создавая их с помощью специальных виброисточников.