Наша история

История нашей организации началась в 1956 году. На момент написания этого текста нам исполнилось 60 лет! Основные события нашей жизни, работы и развития мы попытались изложить ниже. Надо сказать только, что за 60 лет у нас поработало много замечательных людей и высококвалифицированных специалистов.

С 1956 г. опорным центром для региональной сети сейсмомониторинга на европейском севере России на долгие годы стала станция «Апатиты». Инициаторами ее строительства были председатель Президиума Кольского филиала АН СССР член-корреспондент АН СССР А. В. Сидоренко и руководитель группы геофизики Геологического института КФАН СССР кандидат физико-математических наук Г. Д. Панасенко.

Первоначально (с 1 февраля 1956 г. до июня 1957 г.) станция размещалась в сборном щитовом павильоне без постамента на окраине поселка совхоза «Индустрия» (нынешний микрорайон «Старые Апатиты»). Затем для улучшения условий регистрации сейсмических волн было построено специальное одноэтажное здание в центре зарождающегося вблизи железнодорожной станции Апатиты заполярного Академгородка, который положил начало новому городу, получившему в 1966 году свое имя – Апатиты.

Главной конструктивной особенностью здания было наличие в нем подземного (заглубленного на три метра) бункера с двумя отделениями для размещения сейсмической и наклономерной аппаратуры.

В 1960 году на базе станции была создана лаборатория сейсмологии Полярного геофизического института Кольского филиала АН СССР, заведующим которой стал Георгий Данилович Панасенко. С 1975 года лаборатория сейсмологии вошла в состав Геологического института Кольского филиала АН СССР.

С 1962 года в лаборатории сейсмологии начала работать Оболенская Лариса Митрофановна, сначала лаборантом, затем старшим лаборантом, а с 1975 по 1986 годы младшим научным сотрудником. Осуществляла оперативную обработку стационарных сейсмологических наблюдений на сейсмической станции «Апатиты» и принимала участие в составлении бюллетеней землетрясений. Проводила изучение интенсивности вариаций микросейсм на станции «Апатиты» в связи с изменением метеорологической обстановки в Северной Атлантике. Принимала участие в работах по изучению сейсмичности северо-восточной части Балтийского щита. За участие в работах по изучению сейсмических проявлений современных движений земной коры Кольского полуострова награждена бронзовой медалью ВДНХ (1975).

Ассиновская Бела Александровна работала в лаборатории сейсмологии с 1969 по 1991 годы - лаборант, младший научный сотрудник, научный сотрудник. Кандидат физико-математических наук ("Сейсмическое районирование Баренцевоморского шельфа"). Принимала участие в организации и обеспечении функционирования сейсмической станции "Амдерма", что позволило значительно улучшить надежность регистрации землетрясений на Баренцевоморском шельфе. Ею составлен каталог землетрясений, построены карты эпицентров землетрясений и проведено сейсмическое районирование данного региона. На основе многолетних исследований получены новые данные о строении верхней мантии Балтийского щита. Результаты исследований приняты для практического применения в Мингазпроме СССР.

В 1976 году на работу в лабораторию сейсмологии пришла Елена Олеговна Кременецкая, ставшая впоследствии, в 1980‑х годах, заведующей этой лабораторией.

В 70‑х и 80‑х годах в лаборатории проводились активные работы по организации сети сейсмических станций на территории Кольского полуострова, Карелии, Архангельской области и на архипелаге Шпицберген. Создание сети станций было вызвано необходимостью проведения сейсмического мониторинга территории Мурманской области в связи с постоянным увеличением в регионе количества экологически опасных объектов, таких как Кольская атомная электростанция, ядерные объекты Северного флота и др. Кроме того, в связи с проведением крупномасштабных горных работ на рудниках Хибин и планируемыми работами по освоению нефтяных и газовых месторождений на арктическом шельфе, появилась необходимость изучения техногенной сейсмичности.

В дополнение к базовой станции "Апатиты" в это время были открыты сейсмопункты "Полярные Зори" (PLZ) – вблизи от площадки строящейся Кольской АЭС, "Полярный Круг" (PLQ) и "Кемь" (КЕМ) – в районе каскадов гидроэлектростанций в Северной Карелии, "Амдерма"(AMD) на Карскоморском побережье Архангельской области и "Хейс" (KHE) - на острове Хейса (архипелаг Земля Франца-Иосифа).

Под руководством Е. О. Кременецкой в 1980‑х годах были построены, оснащены и введены в эксплуатацию станции "Баренцбург" (BRB) и "Пирамида" (PIR) на архипелаге Шпицберген.

Во всех работах того времени деятельное участие принимал Анатолий Степанович Коломиец. И в дальнейшем, до начала 2000‑х, Анатолий Степанович активно работал - как высококвалифицированный инженер и ученый, а по совместительству водитель и мастер на все руки.

С целью организации сейсмического мониторинга и прогноза сейсмической опасности европейского севера России Президиумом РАН было принято решение о создании Кольского регионального сейсмологического центра (КРСЦ), который был организован 1 декабря 1991 года на правах научно-исследовательского института при Президиуме КНЦ РАН, а затем был утвержден как самостоятельное научно-исследовательское учреждение в составе Кольского научного центра РАН. Директором сейсмологического центра был назначен кандидат физико-математических наук Кузьмин Игорь Александрович. Кандидат физико-математических наук Елена Олеговна Кременецкая становится заместителем директора по научной работе.

Для производства сейсмических наблюдений на станции "Апатиты" с 1956 по 1991 гг. использовались аналоговые приборы:

• четырехкомпонентный комплект сейсмографов (один вертикальный и три горизонтальных) общего типа конструкции Д. П. Кирноса;
• четырехкомпонентный комплект сейсмографов регионального типа конструкции Д. А. Харина;
• трехкомпонентный комплект сейсмографов повышенной чувствительности СКМ‑3.

Региональная сеть до 1991 года также состояла из аналоговых сейсмических станций с записью на фотобумагу, которые размещались в следующих пунктах:

1. г. Апатиты (APA);
2. ст. Полярный круг (PLQ);
3. пос. Баренцбург (BAR);
4. пос. Кемь (KEM);
5. пос. Полярные Зори (PLZ);
6. пос. Амдерма (AMD);
7. о. Хейс (KHE).

В 1991 году Е. О. Кременецкой удалось наладить контакты с норвежским сейсмологическим центром NORSAR. С норвежской стороны большую роль в установлении контактов сыграли директор NORSAR доктор Фроде Рингдал (Frode Ringdal), доктор Свейн Миккельтвейт (Svein Mykkeltveit) и инженер Ян Фьен (Jan Fyen).

Благодаря помощи, предоставленной NORSAR, в 1991 году в подвале здания КРСЦ в г. Апатиты была установлена первая цифровая сейсмическая станция. А в 1992 году совместно сотрудниками КРСЦ и NORSAR была построена и введена в эксплуатацию сейсмическая группа. Она расположена в 17 км к западу от г. Апатиты.

Группа была оснащена 12 короткопериодными сейсмодатчиками S‑500 фирмы Nanometrics, системой сбора и оцифровки данных NORAC производства NORSAR и несколькими радиомодемами для передачи данных в здание КРСЦ в г. Апатиты. Это была первая установка такого типа на Кольском полуострове, да и в России.

В том же 1992 году на крыше здания Геологического института была установлена спутниковая антенна, начался обмен информацией мажду КРСЦ и NORSAR. NORSAR предоставил сотрудникам КРСЦ выход в Интернет. Это был, пожалуй, самый первый Интернет-канал на Кольском!

В 1993 году была проведена модернизация сейсмостанции Амдерма. Там была установлена сейсмическая группа малой апертуры - micro-array. Данные группы оцифровывались и записывались на кассеты устройства Exabyte, которые пересылались в КРСЦ по почте.

Одним из самых крупных дел того времени была работа по оценке сейсмической опасности площадки Кольской АЭС, в которой мы участвовали в качестве субподрядчика. Большую помощь в этой работе оказал Владимир Васильевич Степанов - геолог, сейсмолог, специалист по оценке сейсмического риска различных объектов ("Атомэнергопроект", впоследствии "Гидропроект"). Был написан большой отчет, в котором детально рассматривались ближайшие сейсмогенные зоны, приводился обзор сейсмичности региона, включая историческую, были построены графики повторяемости и оценены максимальные магнитуды землетрясений. Контакты и сотрудничество с В. В. Степановым продолжалось еще долгие годы.

В 1994 году в КРСЦ, на базе существующей сейсмической группы, впервые в Заполярном регионе был создан и введен в эксплуатацию уникальный сейсмоинфразвуковой комплекс для наблюдения за инфразвуковыми явлениями в полярной атмосфере. Совместно с сейсмическими датчиками малого круга были установлены микробарографы, регистрирующие перепады атмосферного давления, порождаемые инфразвуковыми волнами. На первых этапах в качестве датчиков использовались жидкостные микробарографы отечественного производства (Бовшеверов Б.М., 1979), которые впоследствии были заменены вначале на инфразвуковые датчики К304А мембранного типа, а затем на микробарографы Chapparel версия V.

В 1994 году на работу в КРСЦ пришел Владимир Эрнестович Асминг. С его приходом активизировались работы по автоматизации сбора данных, детектирования и локации сейсмических событий.

В 1996 году были начаты работы по созданию системы обработки сейсмических данных, включающая в себя процедуры автоматического детектирования и локации сейсмических событий, интерактивного анализа данных (фильтрация, построение спектров и т.д.), ручной локации сейсмических событий и подбора скоростных моделей. Система (программный комплекс) получила название EL (Event Locator).

В 1997 году программный комплекс EL был в основном создан. Система автоматического детектирования и локации сейсмических событий для станций "Апатиты" и "Апатитский ARRAY" была запущена в рутинную эксплуатацию. В это же время начато непрерывное сохранение поступающих данных на постоянных носителях (вначале на магнито-оптических дискетах, потом на компакт-дисках).

В 1996 году в КРСЦ начал работу кандидат геолого-минералогических наук Сергей Иванович Петров. В 1997 году он занял должность ученого секретаря нашей организации, в которой успешно трудится по сей день.

29 сентября 1996 года на Кировском руднике ОАО "Апатит" был произведен сильный (несколько сот тонн взрывчатого вещества) подземный взрыв. Этот взрыв был зарегистрирован как нашими станциями, так и скандинавскими сейсмическими группами. Время взрыва было точно измерено, координаты известны. Возникла идея использовать этот взрыв в качестве калибровочного для уточнения скоростной модели для локации событий в нашем регионе.

Такая работа была проведена в 1997‑1998 годах совместно сотрудниками NORSAR и Кольского филиала. Для калибровки было использовано еще несколько событий с известными координатами, в том числе ядерные взрывы, производившиеся на полигоне Новая Земля в 1980‑1990 гг. Было проверено большое количество одномерных (горизонтально-слоистых) моделей, использовавшихся в разных организациях России, Фниляндии, Швеции и Норвегии. Наилучшей оказалась модель, используемая NORSAR, однако она срабатывала не очень хорошо на больших эпицентральных расстояниях. Поэтому модель пришлось дополнить более глубокими слоями согласно глобальной модели IASPEI‑91. Результирующая модель получила название BARENTS.

В 1999‑2003 годах организацией Договора о всеобщем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) в Норвегии, в местечке Холменколлен недалеко от Осло, проводились ежегодные конференции, посвященные калибровке локации сейсмических событий. Была поставлена цель - достичь того, чтобы сейсмические события по всему земному шару лоцировались бы с погрешностью не более 17 км. Дело в том, что максимальная площадь, на которой можно производить инспекцию на месте в случае подозрения на нарушение Договора, не может превышать 1000 км². Это как раз соответствует кругу радиусом в 17 км.

На конференции эти съезжались эксперты и ученые-сейсмологи со всего мира. Обсуждались проблемы локации, оценки погрешностей, выработки скоростных моделей и т.д. Неоднократно приглашались туда и сотрудники Кольского филиала - И. А. Кузьмин, Е. О. Кременецкая, В. Э. Асминг и А. Н. Виноградов. Они представляли доклады и принимали активное участие в обсуждениях.

По результатам обсуждений модель BARENTS была принята организацией ДВЗЯИ в качестве основной для нашего региона.

В 1997‑1998 гг. с помощью сотрудников норвежской сейсмической службы NORSAR была проведена модернизация оборудования на сейсмической обсерватории "Амдерма", одной из важнейших станций наблюдения за сейсмичностью Баренцрегиона. Были созданы две системы сбора цифровой сейсмической информации: для станции DAS 72A фирмы RefTek и для дигитайзеров RD3/RD6 фирмы Nanometrics на базе персональных компьютеров, позволяющие вести регистрацию данных на магнитооптических дисках.

На станции Амдерма впервые был применен подход, при котором исходные данные обрабатывались непосредственно на месте, на компьютере системы сбора. Результаты - бюллетени обнаруженных сейсмических событий, усредненные амплитудные огибающие и краткие фрагменты волновых форм - передавались в центр обработки осуществлялась с помощью станции спутниковой связи ИНМАРСАТ.

Но, одновременно с открытием станции "Амдерма", по разным причинам (недостаток финансирования, отсутствие электроснабжения и др.) были закрыты сейсмостанции Полярный круг (PLQ), Баренцбург (BAR), Кемь (KEM), Полярные Зори (PLZ).

В 1998 году нашей организации, которая раньше располагалась в одном домике Академгородка, том самом, построенном в 1956 году, выделили еще один домик, рядом, за номером 37А.

С 1 апреля 1999 года постановлением Президиума РАН Кольский региональный сейсмологический центр был выведен из состава Кольского научного центра и включен в Геофизическую службу РАН, сохранив при этом научные контакты с Кольским научным центром. В дальнейшем Кольский региональный сейсмологический центр был переименован в Кольский филиал Геофизической службы РАН, но сохранил и первое свое название, более известное в сейсмологической среде - Кольский региональный сейсмологический центр.

17 августа 1999 года в Ловозерском горном массиве, непосредственно в шахтном поле рудника Умбозеро, произошло сильнейшее на Кольском полуострове техногенное землетрясение (магнитуда, по разным оценкам, составила от 3.9 до 4.4). В результате толчка были разрушены горные выработки, перебиты энергетические коммуникации, рудник был полностью остановлен и выведен из строя на 3.5 месяца [Козырев А.А. и др., 2002].

Сейсмические события в районах рудников в Ловозерском массиве наблюдались и ранее, но не привлекали к себе внимания, так как связывались с горными работами. Землетрясение 17 августа привело к активизации работ по мониторингу сейсмической активности массива.

В 1999‑2000 годах NORSAR передал нам несколько 3‑компонентных короткопериодных сейсмостанций GBV 316 фирмы GeoSIG (Швейцария). Испытания станций показали, что, несмотря на то, что к ним в комплекте прилагались GPS‑приемники, привязка данных к точному времени не происходила вовсе, по всей видимости, из-за ошибки внутренней микропрограммы.

Без привязки ко времени станции были бесполезны, поэтому пришлось делать "самопальную" систему. GPS‑приемник был отсоединен от станции и подключен к компьютеру. По команде компьютера приемник включал передачу последовательности секундных синхроимпульсов, которые записывались на один из каналов станции. По другой команде передача синхроимпульсов выключалась в момент времени, кратный целому числу минут. Таким образом, передний фронт последнего импульса серии соответствовал началу новой минуты.

В таком варианте станции уже стало возможно использовать, и они широко использовались в 2000‑2007 годах, в том числе как полевые, переносные.

В 1999‑2000 годах сотрудниками КРСЦ были установлены две цифровых сейсмостанции GBV 3168 в Ловозерском массиве, на рудниках Умбозеро и Карнасурт. Особенно продвинутой была система, установленная на руднике Умбозеро. Сейсмодатчик, установленный внутри рудника в наблюдательном квершлаге, был подключен к компьютеру, производящему сбор данных и предварительное детектирование и локацию сейсмических событий непосредственно на месте. При помощи пары модемов этот компьютер был соединен с другим, установленным в управлении рудника. По команде из рудоуправления компьютер системы сбора передавал информацию об обнаруженных событиях, которая отображалась на карте. Система использовалась службой предупреждения горных ударов до самого закрытия рудника в 2004 году и получила высокую оценку специалистов рудника.

В 1999‑2000 годах к нам пришли новые молодые сотрудники - аспиранты Матвей Журков и Сергей Баранов. Они активно включились в работу. Матвей написал довольно продвинутую по тому времени программу анализа записей для недавно полученных станций GBV‑316, программу доступа к норвежским данным. Эти программы, модифицированные, конечно, исполльзуются в КРСЦ и по сей день. Сергей подключился к работе по упомянутой выше системе для Умбозерского рудника, в частности, сделал процедуру различения записей реальных сейсмических событий от шума при помощи нейронной сети.

К сожалению Матвей Журков проработал у нас недолго, переехал в Санкт-Петербург. А Сергей Баранов остался и успешно работает у нас до сих пор, защитил кандидатскую диссертацию, стал большим специалистом по афтершоковым последовательностям сильных землетрясений.

В 2000 году КРСЦ выполнил работу по изучению сейсмогенных зон района Кольской АЭС. На этот момент у нас уже был накоплен большой объем цифровых данных. Данные были еще не упорядочены, часть сейсмических событий, особенно, слабых, не выявлена. В. Асминг, С. Баранов и М. Журков просмотрели все имеющиеся записи, отобрали и аккуратно слоцировали сейсмические события и по мере возможностей отделили взрывы от землетрясений. Получился каталог, включающий даже весьма слабые события. Приехавший к нам осенью Владимир Васильевич Степанов помог в написании окончательного отчета по этой работе.

Большой объем исследований в этот период был выполнен в части выработки критериев различия взрывов и землетрясений. В частности, было однозначно идентифицировано событие, связанное с взрывом и трагической гибелью подводной лодки "Курск" 12 августа 2000 года. Координаты взрыва были определены с малой погрешностью. Специалисты КРСЦ оказали помощь командованию Северного флота в анализе причин катастрофы.

2001 год ознаменовался тем, что вновь были начаты сейсмологические наблюдения на архипелаге Шпицберген с установкой там цифровой станции GBV‑316, которая, в частности, начала наблюдения за техногенной сейсмичностью рудника "Баренцбург".

В работах на Шпицбергене активное участие приняли Елена Олеговна Кременецкая и Яков Иванович Филатов.

В 2001 году исполнилось 10 лет нашему сотрудничеству с NORSAR, которое активно продолжалось все это время. По этому поводу в Апатитах был устроен семинар, на котором обсуждались вопросы дальнейшей кооперации. В семинаре участвовали с норвежской стороны директор NORSAR Андерс Дале, директор Национального цетра данных Норвегии Ян Фьен, доктор Иоханнес Швейцер, инженер Нильс Шьёен. С российской стороны участвовали президент Кольского научного центра РАН Виктор Трифонович Калинников, ученый секретарь КНЦ РАН Анатолий Николаевич Виноградов, директор Геофизической службы РАН Олег Евгеньевич Старовойт и, конечно, сотрудники КРСЦ.

Сотрудники NORSAR передали нам в подарок картину, которая до сих пор украшает стену одного из офисов.

В 2002 г. в целях проверки и уточнения скоростной модели региона дополнительно были установлены временные сейсмостанции в г. Мончегорске (система на базе станции GBV 3168) и г. Заполярный. Наиболее сложной для локации сейсмических событий является среда в районе Хибинского и Ловозерского горных массивов. Применение однородных или одномерных скоростных моделей для локации событий, произошедших здесь, приводило к большим погрешностям. Для уточнения скоростной модели 10 сентября 2002 года в Ловозерском массиве был проведен калибровочный взрыв.

2 тонны взрывчатого вещества было подорвано в заброшенной штольне, которая в результате была полностью разрушена. Магнитуда сейсмического события, вызванного взрывом, равнялась 1.7.

Событие, порожденное взрывом, оказалось слабым, хорошо его зарегистрировали только станции "Апатиты" и "Апатитский ARRAY". Оно не позволило получить полного представления о скоростном устройстве массивов и окружающей их среды. Однако его оказалось возможным использовать в качестве опорного для локации землетрясений в Ловозерском массиве. Точность локации при этом существенно возросла, и выяснилось, что все эти события происходят в пределах шахтных полей рудников Умбозеро и Карнасурт.

В 2003 году, в связи с выездом на постоянное место жительство в Москву Игоря Александровича Кузьмина, директором Кольского регионального сейсмологического центра ГС РАН был назначен Виноградов Анатолий Николаевич. В то же время на работу в Центр пришел Юрий Анатольевич Виноградов, к тому времени имевший уже богатый опыт работы в геофизике (лаборатория геоэлектрики Геологического института КНЦ РАН, а затем - Кировский рудник).

Программный комплекс EL, исходно созданный в КРСЦ для операционной системы Ms/DOS, в 2003 году был переработан для Windows-совместимых операционных систем. В результате существенно увеличилось его быстродействие и доступный объем оперативной памяти, система приобрела потенциал для дальнейшего развития.

Для увеличения чувствительности сейсмоинфразвукового комплекса и повышения точности локации акустических событий, были выполнены работы по его техническому переоснащению. Датчики К304А были заменены на микробарографы CHAPARRAL Model V, производства США, имеющие более широкий частотный диапазон и лучшую чувствительность. Создана и установлена на инфразвуковом комплексе современная система пространственных фильтров. Разработана и развернута система сбора и обработки акустических данных, проведены исследования в области совершенствования методики наблюдений.

2004 год запомнился защитой Ю. А. Виноградовым и В. Э. Асмингом кандидатских диссертаций. Виноградов защитил диссертацию на тему совместного использования сейсмического и инфразвукового методов мониторинга, а Асминг - о создании упомянутого выше комплекса EL.

Также в 2004 году из-за проблем с энергоснабжением была закрыта станция "Амдерма".

А в октябре 2004 года нас покинула Е. О. Кременецкая, переехав на постоянное место жительство в г. Москву. Отдав столько лет нашей организации, Елена Олеговна не потеряла с ней связь и до сих пор представляет наши интересы в различных организациях г. Москвы. Заместителем директора по научной работе был назначен Ю. А. Виноградов.

В 2005 году Юрием Виноградовым были установлены контакты с представителями Федерального космического агентства "Роскосмос". Они проинформировали нас о проблеме поиска обломков возвратившихся в плотные слои атмосферы отработанных ступеней ракет-носителей.

Отработанные ступени ракет распадаются в атмосфере и падают в заданные районы. Иногда отдельные фрагменты вылетают за пределы районов. Такие случаи должны быть расследованы, по результатам расследования вносятся изменения в конструкцию ракеты. Большие фрагменты содержат остатки ядовитого топлива и должны быть деактивированы. В некоторых случаях от падения фрагментов может загореться лес. Поэтому очень важно находить эти фрагменты как можно скорее. Для этого существуют специальные поисковые команды, но их работа затруднена тем, что фрагменты, как правило, падают в труднодоступной, пересеченной местности, а площади районов падения достигают тысяч квадратных километров.

Нас попросили представить предложения по локации этих обломков геофизическими методами.

Для локации нами был предложен сейсмический метод. Поскольку в КРСЦ не имелось записей сигналов от падения фрагментов ракет, анализ был проведен на примере записей обрушений породы на рудниках, как наиболее близких аналогов. В результате было показано, что во многих вариантах (достаточное количество станций, разворачивание малоаппертурных групп) возможно достижение удовлетворительной точности локации крупных фрагментов (первых ступеней). Однако, требовались натурные испытания.

Так началась многолетняя совместная работа с "Роскосмос", которая привела, в конце концов, к созданию эффективной технологии локации падающих фрагментов, основанной, правда, не на сейсмическом методе, а на регистрации инфразвука.

В 2006 году большое внимание уделялось вопросам мониторинга инфразвука. Был разработан детектор приходов инфразвуковых волн (когерентных сигналов), дающий очень малое количество ложных срабатываний. Проведены методические работы, имеющие целью установить чувствительность детектора в различных полосах частот, попытаться оценить предельное расстояние, на котором СИЗК "Апатиты" ощущает акустические события, попытаться понять, каковы источники инфразвуковых событий, детектируемых в различных полосах частот.

Было обнаружено большое количество любопытных инфразвуковых событий. В частности, найдены сигналы от взрывов в районе Курской магнитной аномалии на расстоянии около 1700 км от источника. Данные события были также зарегистрированы инфразвуковой группой в Казахстане, по записям нашей и казахстанской групп удалось произвести приблизительную локацию события.

Для анализа инфразвуковых сигналов была сделана программа BarPlot. Она позволяла строить картины кросс-корреляции или когерентности каналов инфразвуковой группы в зависимости от времени. Стало возможным заметить изменение азимута на инфразвуковой сигнал в зависимости от времени. Был обнаружен ряд сигналов с изменяющимися азимутами. Некоторые из них соответствовали пускам ракет с космодрома "Плесецк".

Работа с "Роскосмос" была продолжена в 2007 году. Появилась возможность проверить наши предположения экспериментально, на реальном пуске ракеты-носителя "Союз". И вот в октябре 2007 года команда КРСЦ в составе Ю. А. Виноградова, В. Э. Асминга, В. Н. Коцубы, Д. В. Снегова и В. О. Постнова отправилась в Казахстан, где в степи неподалеку от г. Жезказган располагался район падения первых ступеней ракет-носителей "Союз".

Команда была оснащена 5 переносными сейсмическими станциями GBV 3168 с системами сбора на базе ноутбуков.

Перед пуском была откалибрована скоростная модель региона, для чего проведено несколько калибровочных взрывов.

Запись собственно падений производилась пятью сейсмостанциями, установленными за пределами района падения. Как обычно, возвращающаяся первая ступень распалась на 4 крупных фрагмента (маршевые двигатели), падающие отдельно. Все они были найдены группой поиска, так что наша локация легко проверялась.

Зарегистрированные сейсмические сигналы оказались не очень отчетливыми. Отчасти это объяснялось неудачными постаментами, высоким уровнем помех. Отчасти, возможно, тем, что сигналы от упавших почти одновременно фрагментов перекрылись. Точно (с погрешностью менее 1 км) удалось слоцировать только один фрагмент.

На сейсмических записях мы заметили мощные сигналы, вызванные приходами ударных волн, порожденных объектами, двигавшимися со сверхзвуковой скоростью. Была предпринята попытка слоцировать объекты по этим сигналам, как мы сейчас понимаем, попытка неправильная, но давшая самосогласованный и недалекий от истины результат.

Таким образом, принципиальная применимость сейсмического метода для локации крупных обломков была доказана. Но возникла идея использовать для локации инфразвуковые ударные волны, порождаемые сверхзвуковым движением обломков. Многие люди из групп поиска, бывавшие вблизи районов падения во время пусков, прекрасно слышали сильные "хлопки", порождаемые даже мелкими фрагментами вторых ступеней. Эта идея и была впоследствии реализована и привела к выработке работоспособной технологии локации.

В 2007 году КРСЦ оказался вовлечен в еще один интересный международный проект. В то время Министерство иностранных дел Норвегии выделило некоторые деньги на помощь республике Кыргызстан. Часть этих денег пришлась на грант по поддержке сейсмологии республики, и выиграла этот грант организация, с которой мы дружили уже 16 лет - NORSAR.

Сотрудники NORSAR Ян Фьен, Свейн Миккельтвейт, Тормод Кваерна и Иоханнес Швейцер посетили Институт сейсмологии Национальной Академии Наук республики Кыргызстан в Бишкеке. Было принято решение закупить для Института несколько цифровых длиннопериодных датчиков фирмы Guralp и соответствующих дигитайзеров для переоборудования сети сейсмостанций республики (на тот момент, состоящей полностью из аналоговых станций еще советского производства).

Когда этот план начал реализовываться, оказалось, что большинство программ сбора и обработки данных, которые разработал или которыми пользовался NORSAR, очень трудно внедрить в Кыргызстане. Они написаны под операционные системы компьютеров линии Sun, которые совершенно не распространены в Кыргызстане. Кроме того, англоязычный интерфейс делал освоение таких программ очень сложным для рядовых сотрудников сейсмостанций.

Поэтому NORSAR предложил КРСЦ поучаствовать в проекте. Владимир Асминг выехал в Норвегию, где, после активных дискуссий с Яном Фьеном и Иоханнесом Швейцером, им была написана программа GcfUdp. Программа умела перехватывать данные, поступающие с дигитайзера Guralp в "родную" программу Scream, "на лету" конвертировать эти данные в общераспространенный формат CSS 3.0. Также "на лету" программа могла детектировать сейсмические события по отдельной трехкомпонентной станции и предварительно (грубо) определять их координаты. В этой части данная программа была прямым потомком систем, установленных в конце 1990‑х годов в пос. Амдерма и на руднике Умбозеро.

В ноябре 2007 года В. Асминг выехал в Бишкек, где установил программы GcfUdp и EL на сейсмостанции Фрунзе и обучил персонал станции работе с ними.

Впоследствии пара программ GcfUdp и EL была установлена на всех созданных цифровых станциях Кыргызстана. К немалому удивлению даже создателя, программа GcfUdp очень неплохо, с малым количеством ложных срабатываний, детектировала местные землетрясения. Это объясняется добротными постаментами, сделанными в советское время, низкими уровнями шума и "классическим" видом записей событий, с выраженными P и S‑волнами и четкой поляризацией. С минимальными изменениями эти программы работают в Кыргызстане и по сей день.

По результатам поездки между Кольским филиалом Геофизической службы РАН и Институтом сейсмологии Национальной Академии Наук республики Кыргызстан был заключен договор о научно-техническом сотрудничестве.

Надо отметить, что программа GcfUdp, созданная для Кыргызстана, впоследствии оказалась очень полезной и для нас. Когда в Кольском филиале появились датчики Guralp, эта программа, после небольшой модернизации, была применена для архивирования данных и передачи их в центр обработки. И по сей день она работает на станциях BRBA и BRBB на архипелаге Шпицберген.

Кроме того, с 2007 года Кольский филиал ГС РАН совместно с Институтом Динамики Геосфер (ИДГ РАН) участвует в международном проекте POLENET/LAPNET, являющимся продолжением проекта SVEKALAPKO. КФ ГС РАН установил 2 временных сейсмических станции "Тулома" (TUL) и "Лотта" (SVET), вошедших вместе с сейсмическими станциями "Ёна" (ENA) и "Аллакурти" (ALAK), установленными ИДГ РАН, в сеть сейсмических станций данного проекта. Для расширения собственной сети наблюдений и контроля сейсмического режима в районе строительства опасных инженерных сооружений (завод СПГ в пос. Териберка) в декабре 2007 года была установлена еще одна цифровая станция в п. Туманный (TUM).

Помимо указанных выше временных станций для изучения техногенной сейсмичности, обусловленной взрывными работами ОАО "ОЛКОН" (Оленегорский ГОК) на короткое время (13.09.2007‑6.12.2007) была введена в эксплуатацию сейсмическая станция "Оленегорск" (OLEN), по данным которой произведена оценка сейсмического воздействия промышленных взрывов на здание котельной ООО "Тепловой энергетический комплекс".

Продолжались в 2007 году и работы по с инфразвуковой группой (СИЗК). Поскольку одной такой группы недостаточно для локации источников сигналов, мы попытались привлечь к обработке данные шведско-финской сети инфразвуковых групп, установленной и обслуживаемой Шведским институтом космической физики (г. Лулео).

Была создана программа ассоциации инфразвуковых сигналов, пришедших на разные группы, проведен эксперимент по локации акустических событий. В результате было обнаружено и успешно слоцировано несколько десятков событий, в том числе, взрывов, проводившихся финскими военными для уничтожения устаревших боеприпасов. Зарегистрировано несколько пусков ракет с космодрома Плесецк.

На примере повторяющихся сейсмоакустических событий (взрывы устаревшего оружия в Финляндии, карьерные взрывы в г. Заполярный) проведено исследование влияния метеорологических условий на прохождение сигнала до Апатитской группы. Для приходов фазы Iw (тропосферный приход) выведено эмпирическое правило, предсказывающее существование или отсутствие такового прихода. Начата работа по сопоставлению данных зондирований атмосферы в районе г. Кандалакша с приходами волн Is (стратосферный приход) с целью уточнения параметров акустического волновода. Проведено сравнение статистики приходов микробаром из района Северной Атлантики с теоретическими расчетами, выполненными сотрудниками Института физики Солнца и Земли СО РАН методом потенциала акустического канала. Обнаружено хорошее совпадение результатов.

Финские военные взрывы эти оказались весьма интересны для изучения распространения инфразвука. Происходили они всегда на одном и том же полигоне, координаты которого известны с точностью до нескольких десятков метров. Времена несложно вычисляются по сейсмическим данным. Этими взрывами заинтересовался зам. директора Института физики атмосферы Сергей Николаевич Куличков. Несколько раз к нам в филиал приезжала его команда, регистрировавшая эти взрывы своими системами. Мы оказывали им содействие, обменивались данными и сделали совместную работу по оценке влияния ветров в стратосфере на азимуты приходов сигналов.

2 февраля 2008 года в 2 ч 46 м 21 сек (GMT) на юге между островом Западный Шпицберген и островом Эдж (залив Стурфиорд) произошло самое сильное землетрясение за всю историю инструментальных инструментальных наблюдений в районе архипелага. По различным оценкам магнитуда землетрясения составляла от 5.9 до 6.2. Событие вызвало огромное количество афтершоков, их последовательность не затихла и спустя 8 лет.

Это землетрясение и его афтершоки активно изучались на протяжении нескольких следующих лет. В частности, оно дало толчок развитию методов автоматического обнаружения слабых событий по данным сейсмических групп. Было показано, что данныя афтершоковая последовательность не подчиняется закону Омори. Об этих результатах будет упомянуто ниже.

К 2008 году стало ясно, что система сбора данных, установленная на Апатитской сейсмической группе в 1992 году при помощи специалистов NORSAR, морально устарела. Данные оцифровывались 12‑разрядными дигитайзерами фирмы Nanometrics 1989‑го года, привязывались к точному времени посредством устарелого GPS‑приемника, а антиалиасинговые фильтры вносили задержку в сигнал.

Поэтому было принято решение создать новую систему сбора данных на замену старой. После изучения предложения на рынке выбрали 24‑разрядные аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) E‑24 фирмы L‑card (Россия). Достоинством этих АЦП является наличие так называемого "сухого контакта", то есть, бинарного входа, сигнал с которого передается одновременно с оцифрованным аналоговым сигналом. Это очень упрощает привязку данных ко времени, позволяя считывать синхроимпульсы GPS‑приемника.

Для привязки ко времени выбраны GPS‑приемники 18x LVC фирмы GARMIN, работающие по NMEA‑протоколу с последовательным интерфейсом. Была куплена пара быстрых радиомодемов.

К середине года система сбора на базе новых АЦП была, в основном, разработана. Она включала в себя собственно программу считывания данных с АЦП и привязки ко времени, а также ряд сервисных программ - конвертации данных в формат CSS 3.0, передачи и приема данных через радиомодемы и т.д. Был разработан формат дисковых кольцевых буферов UniDL, который впоследствии стал стандартом де-факто для систем сбора данных, разрабатываемых в нашей организации.

Система получилась модульной, программы легко комбинируются и настраиваются. Программа сбора может принимать данные одновременно с нескольких АЦП, объединять их и привязывать к точному времени, сохранять либо в файлах формата CSS 3.0, либо в кольцевых буферах нового формата UniDL. При наличии обрабатывающих программ, умеющих читать данные из таких буферов, можно сконфигурировать систему для обработки данных непосредственно на компьютере-сборщике. Передача данных в центр обработки производится независимыми от сборщика программами, которые могут работать как через радиомодемы, так и через Интернет.

В 2008 году в Кольский филиал пришел Андрей Федоров, в то время студент последнего курса ПетрГУ. Ему был нужен руководитель для написания диплома, которым стал Владимир Асминг.

Темой диплома Федорова выбрали создание новой системы сбора данных. После длительных совместных обсуждений была разработана надежная система привязки ко времени, разбирающая практически все возможные ошибки. Летом 2008 года новая система была установлена на Апатитской группе параллельно со старой. Активное участие в этой работе принял инженер-электроник Владимир Николаевич Коцуба.

По результатам этой работы Андрей Федоров успешно защитил диплом, поступил в аспирантуру и был принят на постоянную работу в нашу организацию. А новая система сбора продолжала работать параллельно старой до 2011 года, когда она полностью заменила старую.

В это же время было закуплено несколько 4‑канальных 24‑разрядных АЦП ЛАИ‑24 фирмы Руднев-Шиляев (Россия) с USB‑интерфейсом. По своим характеристикам эти АЦП не уступали уже опробованным E‑24 и даже превосходили их. Достоинством была возможность установить высокую частоту оцифровки, что позволяло реализовать цифровой антиалиасинговый фильтр. Недостатком было отсутствие синхронизированного с аналоговым бинарного входа для привязки синхроимпульсов GPS. Тем не менее была создана система сбора, которая решила эту проблему. Синхроимпульсы GPS‑приемника подавались на один из каналов АЦП, моменты их фронтов определялись программно.

Система сбора для этого АЦП оказалась удачной и до сих пор эксплуатируется в Кольском филиале, в частности, на сейсмостанции Териберка. Также она передана в Институт сейсмологии НАН республики Кыргызстан, где ею оборудовано несколько сейсмостанций.

Изучая статистически автоматический бюллетень NORSAR GBF, мы обнаружили сезонную периодичность количества сейсмических событий на архипелаге Шпицберген. Эта периодичность не наблюдалась при аналогичном анализе примыкающих к архипелагу акваторий.

Как видно, количество сейсмических событий существенно возрастает осенью, в течение сентября-октября. Вначале это наблюдение вызвало скептические оценки. Высказывалось мнение, что периодичность связана с периодичностью в изменении уровня сейсмического шума - чем выше шум, тем меньше детектируется событий, и наоборот. Однако исследование уровня шума показало, что в данном случае и уровень шума, и количество событий возрастают синхронно - осенью. Стало ясно, что мы наблюдаем реальное явление. Ничем другим, кроме как активностью ледников Шпицбергена, объяснить его мы не смогли. Очевидно, большую часть бюллетеня GBF для данной местности составляют льдотрясения и прочие сигналы, связанные с ледниками. Это привлекло внимание сотрудников Кольского филиала к проблеме изучения активности ледников, которой было уделено немало внимания в последующие годы.

Продолжились и работы по детектированию и локации инфразвуковых событий. Из Интернет были скачаны и адаптированы к использованию в филиале глобальные модели атмосферы MSIS90 и ветра HWM93. Изучена теория и написана программа трассировки распространения звука в приближении лучевой акустики RayTracer. Эти работы оказались очень полезными впоследствии, при создании системы локации падающих фрагментов ракет-носителей.

В 2009 году были возобновлены работы с "Роскосмос". На этот раз появилась возможность проверить идею о локации падающих обломков с помощью инфразвуковых групп, по генерируемым летящими на сверхзвуковых скоростях фрагментами ударным волнам. Но для того, чтобы это сделать, понадобился инструмент, т.е. собственно инфразвуковые группы, которые можно было бы быстро развернуть вокруг района падения.

Такие группы было решено делать на базе уже опробованного АЦП E‑24, для которого была написана система сбора данных. Для регистрации инфразвука закупили низкочастотные микрофоны MP201 фирмы BSWA TECH. Инженер В. Н. Коцуба собрал всю систему воедино.

Естественно, созданную группу необходимо было испытать. Сотрудники филиала Ю. Виноградов, В. Асминг, В. Коцуба и А. Федоров несколько раз выезжали на местность и разворачивали группу. Для порождения сигналов использовали фейерверки и петарды. По зарегистрированным сигналам определяли азимуты и сравнивали их с реальными.

Затем последовали поездки на реальные пуски. В Казахстан, на падение первой ступени ракеты-носителя "Союз", а затем на вторые ступени - на Алтай, в район Телецкого озера, в Томскую облась и в Восточный Казахстан (район г.Усть-Каменогорск). Во всех экспедициях бессменно участвовали Ю. Виноградов и В. Коцуба, а в части из них - В. Асминг и А. Федоров.

В результате этих поездок был накоплен большой массив данных. Оказалось, что �