В России создали сверхточный лазерный прибор для прогноза землетрясений и извержений

В Петропавловске-Камчатском завершились годичные испытания уникального российского прибора — малогабаритного прецизионного лазерного инклинометра. Он способен фиксировать наклоны земной поверхности с невероятной точностью — до одной миллиардной доли градуса, что открывает новые возможности для прогнозирования землетрясений и извержений вулканов. Об этом сообщила пресс-служба Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга, чьи ученые участвовали в проекте.

Новое устройство решает ключевую проблему существующей аппаратуры, которая не может точно регистрировать сейсмические события на очень низких частотах. Инклинометр работает в диапазоне от 0,00001 до 20 герц. Он был установлен в сейсмокамере во дворе Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, где наблюдения велись с декабря 2022 по декабрь 2023 года.

За этот период прибор зафиксировал не только землетрясения, но и колебания от океанических штормов, деформации земной коры от притяжения Луны и Солнца (так называемые твердые приливы), а также индустриальные шумы. Его чувствительность оказалась столь высока, что он регистрировал даже микросмещения от проезжающего неподалеку грузовика.

Принцип работы основан на отражении лазерного луча от тонкого слоя жидкости в специальной кювете. При наклоне земной поверхности отраженный луч смещается, и это изменение улавливают высокочувствительные датчики. Тонкий слой жидкости, гасящий волнение за счет трения о дно, обеспечивает рекордную точность измерений.

«За период наблюдения земная поверхность наклонялась примерно на 20 микрорадиан. Мы видели повторяющиеся изменения с интервалами 5–10 дней и амплитудой 10 микрорадиан. Такие колебания могут быть связаны с вулканической активностью», — пояснил руководитель информационного центра Объединенного института ядерных исследований КамГУ Родослав Израпил.

Когда давление в магматическом очаге вулкана растет, его склоны начинают наклоняться, и именно этот сигнал улавливает инклинометр. Ученые предполагают, что прибор смог зафиксировать сигналы от вулканов с амплитудой около 50 нанорадиан. Такие наблюдения критически важны для отслеживания изменений в вулканах и потенциального прогноза извержений.

Измеряя долговременные изменения наклонов, можно определять зоны, где накапливается сейсмическая энергия. Для повышения эффективности мониторинга ученые предлагают создать сеть таких инклинометров на всей территории Камчатки, а также использовать одновременно два прибора для взаимной проверки данных.

Интересный факт: Традиционные методы прогноза землетрясений и извержений часто полагаются на анализ сейсмических волн и газовых выбросов. Однако предвестником катастрофы могут быть и едва уловимые наклоны поверхности, которые происходят за дни, недели или даже месяцы до основного события. Разработка российских ученых позволяет «подслушать» эти тихие сигналы Земли, что является значительным шагом вперед в сейсмологии и вулканологии.