Сейсмічна голографія
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Довго існувала думка, що наша планета — щось на кшталт листкового пирога, в якому один шар слідує за іншим. Однак проведені останнім часом детальні сейсмічні дослідження вказують на те, що насправді Земля влаштована набагато складніше. У глибині нашої планети, мабуть, є різного роду «включення» — неоднорідності, які не вписуються у спрощену листкову систему.
Традиційні методи сейсмічної розвідки, коли всередину Землі надсилається сигнал, а потім вивчається його відображення, в даному випадку непридатні, вони не здатні вловити невеликі за розміром неоднорідності.
Метод, який дозволяє вивчати такі неоднорідності, у своїй фізичній основі має багато спільного з оптичною голографією і тому названо сейсмічною голографією. Для практичної реалізації методу потрібно «висвітлити» досліджувану область Землі сейсмічними хвилями та зареєструвати їх на поверхні за допомогою сейсмічних датчиків. Ця частина експерименту подібна певною мірою процесу отримання голограми в оптиці.
У сейсміці вихідними даними є записи сейсмічних коливань, зареєстрованих групою сейсмічних датчиків. Вони ловлять сейсмічні хвилі, що пройшли крізь землю, і за допомогою найскладніших приладів і комп’ютерів відновлюють об’ємне перетворення підземних структур. Таким чином, нова техніка споріднила сейсмологію з голографією. В результаті по спотворених хвилях так само, як і в оптичному випадку, одержують об’ємне сейсмічне зображення.
Описаний коротко метод сейсмічної голографії був застосований Інститутом НОРСАР (Норвегія) для дослідження будови верхньої частини Землі (до глибини близько трьохсот кілометрів) у Південній Норвегії під групою сейсмічних датчиків, відомої під назвою групи НОРСАР. Для освітлення середовища використовувалися коливання від кількох землетрусів, що «висвітлювали» земну кору в цій зоні з різних боків. В результаті було отримано об’ємне зображення надр Землі. У верхній мантії в Південній Норвегії були виявлені стовпи неоднорідності, про які досі не було відомо.
Ці неоднорідності починаються з глибини близько сімдесяти кілометрів і простежуються до двохсот п’ятдесяти кілометрів. Поперечний розмір неоднорідностей від 20 до 50 км.
Дослідження такого роду проводилися вперше у світі. Вони будуть продовжені. Вчені мають намір тепер використовувати не лише природні, а й штучні сейсмічні коливання, створюючи їх за допомогою спеціальних віброджерел.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.