В августе 2023 года научные сотрудники лаборатории геодинамики Геофизического центра РАН выполнили работы во время экспедиции в Красноярском крае в районе строительства подземной исследовательской лаборатории с целью изучения пригодности геологической среды для строительства пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов. Экспедицией руководил главный научный сотрудник, заведующий лабораторией геодинамики д.т.н. член-корреспондент РАН В. Н. Татаринов. Решение этой научной проблемы чрезвычайно важно для обеспечения геоэкологической безопасности.

«Вестник отделения наук о Земле РАН» узнал у участников экспедиции А. И. Маневича и И. В. Лосева о подробностях проведённых работ.

— В чём суть вашей работы?

А. М.: Мы выполняем режимные измерения современных движений земной коры с целью пространственно-временного изучения современной геодинамики района строительства подземной исследовательской лаборатории.

— Расскажите, пожалуйста, как работает ГНСС-технология?

А. М.: Для выполнения измерений мы используем методы космической геодезии — глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС). В качестве аппаратуры применяем специальную аппаратуру геодезического класса, которая принимает спутниковые сигналы навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, BEIDOU.

Во время измерений мы фиксируем приёмники на специальных пунктах наблюдений, где в течение нескольких часов записи можно получить координаты измеряемого пункта с точностью в несколько миллиметров. Измеряя положение пункта из года в год, мы получаем временной ряд приращений координат пункта, а по сути — его смещение во времени. Далее полученные временные ряды анализируются с целью геодинамической интерпретации данных.

— Как проходят работы?

А. М.: Утро начинается со сборов аппаратуры, распределения маршрутов между бригадами и подготовкой личного снаряжения. Далее мы разъезжаемся на транспорте по обозначенным маршрутам, пытаемся проехать на машине как можно ближе к обозначенному пункту. Когда условия транспортной проходимости заканчиваются — начинается пешая часть маршрута. Мы последовательно доходим до каждой из точек измерений, выполняем установку оборудования и идем дальше. Пункты могут находиться в 15 минутах езды от точки сбора, до некоторых пунктов на другом берегу Енисея приходилось ехать 2,5 часа и еще идти пешком. Иногда требовался длительный пеший маршрут в 2–3 часа через лес.

После полной расстановки мы проводим не менее четырёх часов синхронных ГНСС-измерений. Наше присутствие необходимо, поскольку некоторые пункты необходимо охранять во время измерений. Это связано с возможным вандализмом, воровством аппаратуры или внезапными помехами в виде домашних животных.

— Каких результатов вы достигли?

А. М.: В этом году мы выполнили наиболее масштабные работы за всю историю ГНСС-измерений в районе строительства ПИЛ (подземной исследовательской лаборатории). Мы собрали данные с 40 пунктов, распределенных по площади более чем 1 200 км². Пункты разбросаны в самых разнообразных местах — на разных берегах Енисея, в глухой тайге, на вершинах острогов, на чистых полях.

Далее нам предстоит выполнить обработку результатов ГНСС-измерений. Пока это просто координаты пунктов. Чтобы делать выводы, нужно накопить данные за несколько лет измерений. Обычно анализ выполняется раз в 3–5 лет. За 2021 и 2022 годы мы значительно расширили спутниковую геодезическую сеть в районе исследований. Мы добавили 11 новых пунктов (6 из них заложили сами, 5 были заложены по нашим рекомендациям) в удалённых и труднодоступных местах. Так же были отремонтированы и некоторые пункты из существующей сети. Таким образом, в этом году, по сути, был выполнен новый, так называемый «нулевой» цикл измерений.

— Что дает полученная информация?

А. М: Она нужна для изучения геодинамического режима территории. Она будет использоваться в структурно-тектонических исследованиях — прежде всего, при оценке сейсмической опасности, при оценке возможного разрушения или нарушения целостности структурно-тектонического блока, который вмещает сооружение. Такие работы, как правило, выполняются для атомных объектов, их необходимость указана в нормативах Ростехнадзора и МАГАТЭ. Исходя из результатов измерений, потом могут предприниматься специальные мероприятия, хотя повлиять на движения земной коры нельзя. Также данные мониторинга используют и для фундаментальных исследований.

И. Л.: Полученные данные мониторинга используются и для планирования схемы экспериментов в подземной исследовательской лаборатории, работа которой предназначена для исследований пригодности массива горных пород для изоляции радиоактивных отходов.

— Происходило ли во время работ что-то неожиданное?

И. Л.: Регулярные встречи с местной фауной. Однажды из ржаного поля к нам вылетели краснокнижные птицы, цапли или журавли. Они нас сопровождали, ждали потом у дороги. Ещё соколы и ястребы летают там как в Москве — голуби. Как-то, совсем не в лесу, а в поле, очень резко выскочила на дорогу лиса, требовала от нас еды.

— Сталкивались ли вы с опасностями?

А. М: Когда ты идёшь по лесу, через бурелом, можно упасть, сломать ногу, а идти обратно — несколько километров. Можно заблудиться, попасть под ливень. Измерениям он не мешает, но может размыть дорогу, по которой не проедет машина, или не получится развести костёр. Иногда нужно забираться на склоны гор, и в дождь это становится опаснее. Каждый год видим следы медведей, но пока с ними не сталкивались. Однажды джек-рассел-терьер Ральф, символ нашей экспедиции, почувствовал медведя. Мы переходили речку, и выйдя на другой берег, на песке увидели очень свежий медвежий след, а до машины в тот момент было около двух километров по лесу. Но ничего — пошумели и пошли дальше, вариантов всё равно было немного.

— Что вы планируете дальше?

И. Л: Мы планируем продолжать режимные измерения, и в следующем августе уже планируем новую экспедицию. Кроме того, в нашей лаборатории геодинамики Геофизического центра РАН развивается новое направление: с началом строительства подземной исследовательской лаборатории, у нас ведутся работы по детальному трёхмерному моделированию и анализу напряженного-деформированного состояния участка, где непосредственно будет происходить строительство. Таким образом, мы реализуем иерархический подход в своей работе — переходим от изучения устойчивости структурного тектонического блока к геомеханическим исследованиям, а именно к построению объёмной модели напряженно–деформированного состояния пород.

Источник: «Вестник отделения наук о Земле РАН».

Текст: Татьяна Кудрявцева.