Учёные хотят проникнуть в эпицентр землетрясений

АрхивЧеловек и Общество

Учёные США приступают к реализации проекта SAFOD, целью которого является бурение шахты сквозь разлом Сан-Андреас, область столкновения тихоокеанской и североамериканской литосферных плит.

Несмотря на внушительные достижения последних лет в области сейсмологии, многие основополагающие вопросы в данной отрасли человеческих знаний остаются нерешенными. До сих пор учёные не только не могут надёжно предсказывать землетрясения, но и на 100% не уверены, что это вообще возможно. В значительной мере, это связано со сложностями изучения процессов, происходящих в эпицентре землетрясения, глубоко под земной поверхностью.

Американские учёные надеются, наконец, добиться определённого успеха в этом плане, приступая к реализации проекта SAFOD - сооружению подземной сейсмостанции в области разлома Сан-Андреас. Проект реализуется совместными усилиями учёных Стэнфордского университета и Геологоразведочной службы США. В его рамках учёные попытаются доставить сейсмодатчики непосредственно в область разлома, пробурив для этого специальный шурф глубиной около 4 км.

SAFOD (San Andreas Fault Observatory at Depth, буквально "глубинная обсерватория разлома Сан-Андреас") является одним из четырёх проектов в рамках программы EarthScope - глобального долгосрочного проекта, инициированного Национальным научным фондом США (NSF), целью которого является изучение геологических процессов, происходящих в недрах североамериканского континента. Общая сумма инвестиций, выделенных под программу EarthScope, составляет 219 млн. долларов США.

Разлом Сан-Андреас, который простирается примерно на 1300 км от мексиканской границы до бухты Сан-Франциско, является зоной столкновения тихоокеанской и североамериканской литосферных плит (первая из которых движется в западном, а вторая - в восточном направлении) и, как следствие, областью повышенной сейсмической активности. В данном районе довольно часто происходят небольшие землетрясения силой до 2 балов по шкале Рихтера, однако иногда имеют место и явления катастрофического масштаба, вроде землетрясения 1906 года, вызвавшего значительные разрушения в Сан-Франциско.

Шахта, необходимая для реализации проекта SAFOD, будет расположена на территории частного ранчо возле городка Паркфилд, находящегося приблизительно посредине между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско, как раз над областью разлома Сан-Андреас. В прошлом году на территории данного ранчо учёные уже пробурили пробную шахту глубиной 2250 м. Она была создана приблизительно в полутора километрах от зоны разлома и использовалась для установки сейсмических и других датчиков, информация с которых необходима для выбора наиболее адекватных технологий при бурении основной шахты.

Последняя будет расположена всего в нескольких метрах от пробной, на запад от разлома Сан-Андреас. При её создании будут использованы специальные технологии бурения, применяющиеся при добыче природного газа и нефти. В отличие от опытной, основная шахта планируется не простой вертикальной, а будет L-образной. Сначала, до глубины порядка 2400 метров, бурение будет вестись вертикально, после чего последует отклонение примерно на 50 градусов от вертикали в сторону разлома (на восток) и бурение до противоположной стороны зоны (ещё около 2,5 км). Таким образом, учёные намерены полностью пересечь зону разлома и проникнуть к очагу микроземлетрясений. Образцы пород и жидкости, извлекаемые по мере бурения, будут исследованы в лаборатории на предмет состава, структуры, характера деформаций, физических и др. свойств. После завершения работ в шахте будут установлены соответствующие приборы для изучения землетрясений, процессов деформации и других изменений, происходящих при взаимодействии литосферных пластов.

Начало бурения запланировано на июнь 2004 г. Процесс будет осуществляться с перерывами, поскольку работы планируются только на сухой период года. Первая фаза продлится с июня до октября 2004 года, и после перерыва бурение продолжится с июня по сентябрь 2005 г. Далее последует перерыв на два года, на протяжении которых учёные постараются определить наиболее точное местоположение очага землетрясений. Завершающая фаза процесса запланирована на май-сентябрь 2007 г. До 2008 года Национальный научный фонд США намерен потратить на данный проект 20,5 млн. долларов. Ожидается, что после завершения строительства подземная сейсмостанция будет использоваться на протяжении ещё, по крайней мере, десяти лет.

Ожидается, что SAFOD со временем будет тесно интегрирован с другими проектами упоминавшейся программы EarthScope. Среди них USArray, в рамках которого планируется покрыть всю территорию США (в том числе Аляску) тысячами сейсмостанций, объединённых высокоскоростной сетью (в особенности, в областях повышенной сейсмической активности). Сеть будет состоять из трёх подсистем сейсморегистрирующих установок - двух мобильных и одной постоянной, которые должны обеспечить эффективную и гибкую систему регистрации континентальной геодинамики. Данная система должна помочь учёным разобраться в важных вопросах физики землетрясений, вулканической активности, процессов взаимодействия мантии и коры Земли, формирования континентальных геологических структур и др. Под проект выделено 69,8 млн. долл. США. Осуществляется также проект PBO (Plate Boundary Observatory, "обсерватория по исследованию края плиты") (100 млн. долларов), в рамках которого на территории 12 западных штатов США (вдоль границы столкновения литосферных плит) будут установлены 800 постоянных GPS-станций, а также 100 высокочувствительных подземных датчиков смещения. Целью данного проекта является изучение процессов в зоне активного взаимодействия крупных литосферных образований. И наконец, InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar, дословно "интерферометро-синтетический апертурный радар") - создание спутниковой радарной системы для подробной регистрации текущей литосферной динамики крупных регионов планеты.

Как уже упоминалось, конечной задачей EarthScope является интеграция названных проектов, которая предоставит учёным доселе небывалые возможности для исследования геологических процессов и, цитируя ВВС, позволит американцам получить "целостную картину внутренней структуры континента от коры до мантии”.