Ученые разрабатывают электромагнитную технологию для мониторинга вечной мерзлоты

Фото: Сергей Карпухин 

Для нашей страны тема вечной мерзлоты особо актуальна, потому что она занимает примерно 65% территории России.

Новая высокоразрешающая электромагнитная технология основана на периодическом измерении сигналов импульсных электромагнитных зондирований мерзлоты. Проходя через породу, эти сигналы меняются в зависимости от того, является ли она мерзлой или оттаявшей – на датчики влияет не температура, а удельное электрическое сопротивление пород, которое, в свою очередь, зависит от температуры, пишет «Наука в Сибири».

Источники и приемники электромагнитного излучения предполагается с небольшим шагом размещать в скважинах глубиной порядка 20 метров, оставлять их там стационарно и измерять электромагнитное поле через определенные промежутки времени. Периодически повторяя эти измерения, можно проследить динамику процессов, происходящих с вечной мерзлотой.

«В августе 2021 года на совещании при президенте РФ отмечались актуальность и значимость создания комплексной государственной системы мониторинга состояния криолитозоны. По некоторым данным, более 40% инфраструктурных объектов Российской Арктики разрушаются из-за деградации вечной мерзлоты, вследствие чего наша страна несет многомиллионные убытки, – отмечает старший научный сотрудник ИНГГ СО РАН кандидат технических наук Игорь Михайлов. – По одной из версий, из-за деградации мерзлоты произошла и экологическая катастрофа в Норильске в мае 2020 года: сваи накренились, и 20 тысяч тонн дизельного топлива вылились в окружающую среду. Благодаря своевременному мониторингу и прогнозированию можно попытаться сократить убытки и избежать катастроф».

Самый известный на сегодня способ наблюдения за состоянием вечной мерзлоты – это температурный мониторинг. Однако он позволяет получать лишь локальную информацию – только из тех мест, где пробурены скважины, что может не отражать реальное состояние многолетнемерзлых пород на исследуемой территории. Принципиальное ограничение этого метода в том, что тепловая волна достигает датчика с большим опозданием – через недели или даже месяцы, за которые с мерзлотой могут произойти дальнейшие изменения.

Новый геофизический метод импульсных электромагнитных зондирований, разработанный в ИНГГ, не отменяет температурных способов мониторинга вечной мерзлоты, но позволяет их дополнить. Чем больше разной информации будет об одном и том же объекте, тем более точно и разносторонне можно его описать. 

Исследование Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука (ИНГГ СО РАН) выполняется при поддержке гранта Российского научного фонда. Проект рассчитан на три года, один из них уже прошел.