• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.06.2023
ФизТех
1
620

Ученые выявили один из самых эффективных методов картирования вечной мерзлоты в морях

4.7

Исследователи Московского физико-технического института совместно с коллегами из других университетов оценили эффективность электромагнитного зондирования, применяемого для картирования вечной мерзлоты на Восточно-Сибирском арктическом шельфе.

Ученые выявили один из самых эффективных методов картирования вечной мерзлоты в морях
Ученые выявили один из самых эффективных методов картирования вечной мерзлоты в морях / ©Getty images / Автор: Андрей Чернов

Результаты работы опубликованы в журнале Geosciences. В последние годы под руководством члена-корреспондента РАН Игоря Семилетова активно проводятся исследования, связанные с картированием подводной мерзлоты на шельфе Восточной Сибири. Они имеют важное значение для понимания ее текущего состояния и возможного потенциала, связанного с парниковым эффектом посредством выброса пузырькового метана с морского дна.

«От стабильности подводной вечной мерзлоты зависит, выходит ли метан, изолированный в гидратных отложениях, в вышележащие слои и в атмосферу. Он потенциально может влиять на темпы глобального потепления, ускоряя их. Некоторые исследователи даже говорят о том, что его вклад значительно больше, чем вклад CO2. Для изучения состояния многолетнемерзлых пород коллегами активно применяется электромагнитное зондирование становлением поля, позволяющее получить информацию об электропроводности горных пород, визуализировать положение слоя вечной мерзлоты в разрезе и обнаружить зоны протаивания вечной мерзлоты.

Потенциально это может помочь нам судить о том, насколько вечная мерзлота деградировала, и, соответственно, об интенсивности выделения в атмосферу Земли метана», — рассказывает Дмитрий Алексеев, старший научный сотрудник лаборатории скважинной, инженерной и разведочной геофизики МФТИ.

Из-за значительного изменения электрического сопротивления флюидонасыщенных осадочных пород при переходе из мерзлого состояния в талое и наоборот электрические и электромагнитные методы оказываются достаточно эффективны для визуализации мерзлоты. В случае подводной мерзлоты такие методы могут быть применены на мелководных прибрежных акваториях. Одна из используемых модификаций электромагнитного зондирования предполагает буксировку с помощью корабля питающей и приемной электрических линий. С помощью источника тока в питающую линию подается импульс определенной длительности, после которого происходит измерение электрического «отклика» из приемной линии. Измеренные кривые таких откликов при различном положении судна позволяют определить электрические свойства горной породы ниже поверхности дна (то есть построить геоэлектрическую модель). Эта информация может использоваться для оценки состояния вечной мерзлоты.

При достаточно большой глубине моря (свыше первых десятков метров) описанная технология имеет определенные ограничения в силу большого экранирующего влияния проводящей воды. На основе численного моделирования электромагнитных полей Дмитрий Алексеев и его коллеги выполнили анализ возможностей метода при определении параметров мерзлоты, талых донных отложений и подмерзлотной толщи.

«Мы построили семейство синтетических геоэлектрических моделей, имитирующих строение подводной толщи горных пород, и провели моделирование электромагнитных откликов, которые наблюдались бы при использовании соответствующих измерительных систем в реальных условиях. Затем посредством решения обратных математических задач мы восстановили геоэлектрические модели и получили представление о возможности применения рассматриваемой технологии при различной глубине воды, параметрах горных пород и уровне шума в измеренных данных.

Метод оказывается наиболее эффективным при глубине моря до 20 метров; с ее ростом неопределенность восстанавливаемых моделей существенно возрастает, поскольку соленая морская вода хорошо проводит ток и маскирует влияние нижележащих горных пород. В целом нам удалось подтвердить общую эффективность технологии для получения изображений подводной вечной мерзлоты в условиях шельфа Арктики. Это крайне важно для понимания текущего состояния подводной системы “вечная мерзлота — гидрат” и будущих исследований арктических морей», — дополнил Дмитрий Алексеев.

Исследования мерзлоты на арктическом шельфе требуют применения достаточно точного инструментального метода, способного визуализировать структуру донных осадочных отложений. Полученные учеными результаты демонстрируют приемлемую точность метода, за исключением слишком глубоких зон (более 50 метров), где он становится малоэффективным. Полученные результаты моделирования могут быть использованы на практике при совершенствовании технологии картирования подводной мерзлоты на Арктическом шельфе.

В состав научного коллектива, кроме сотрудников МФТИ, также вошли специалисты из Томского государственного университета, Тихоокеанского океанологического института имени В. И. Ильичева ДВО РАН, Института океанологии имени Ширшова РАН, МГУ имени М. В. Ломоносова, а также Института физики Земли имени Шмидта РАН и Института динамики геосфер имени Садовского РАН. Исследовательская работа проведена при поддержке проекта «Приоритет 2030» Министерства науки и высшего образования России и Российского научного фонда.   

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Вчера, 08:19
Дарья Г.

В центре далекой галактики OJ 287 находятся две черные дыры, одна из которых в сотню раз больше другой. В 2021 году астрономы подтвердили существование пары по изменению яркости объекта. Теперь же ученым удалось доказать, что источником той необычной вспышки была именно малая черная дыра.

Вчера, 11:12
Александр Березин

Нынешняя версия крупнейшего носителя SpaceX вдвое мощнее «Сатурна-5», самой мощной ракеты прошлого. Однако документ Федерального управления гражданской авиации США показал, что Илон Маск планирует серьезно нарастить разрыв. Попутно у его ракеты значительно увеличится количество двигателей в обеих ступенях, в итоге она станет выше высочайшей пирамиды на земле.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

11 июня
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

Masyanya Masyanya
10.06.2023
-
0
+
То-есть создана математическая модель, которую неизвестно когда (если?) проверят на практике.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: