Ученые из Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН рассказали о новых спутниковых методах, позволяющих получать недоступные ранее данные. Один из них, метод радарной интерферометрии, позволил летом 2020 года предотвратить еще один разлив нефтепродуктов в окрестностях Норильска.
Снимок со спутника (слева) и обработанный
«Если внимательно рассмотреть нашу страну на ночном снимке из космоса, можно увидеть, что из 17,2 миллиона квадратных километров территории примерно 10 миллионов квадратных километров не заняты вообще. Это означает, что мы не контролируем огромное пространство. Неизвестно, что сейчас там происходит. Нас слишком мало для этой огромной территории, поэтому дистанционное зондирование, съемка и мониторинг издалека — крайне необходимое и отличное средство для контролирования наших просторов», — рассказал старший научный сотрудник лаборатории геоинформационных технологий и дистанционного зондирования ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Николай Николаевич Добрецов.
Современные технологии в последние десятилетия претерпели крупные качественные изменения. Над нами постоянно летают спутники, которые не просто фотографируют Землю, а зачастую являются спектрометрами, измеряющими поверхность планеты. Многим привычно видеть снимки в различных сервисах, например Google Maps, однако это бытовая составляющая технического процесса. Спектрометры в определенных диапазонах при различной длине волн могут измерять всевозможные характеристики, после чего ученые используют эти уникальные данные для решения различных задач.
«Попигайская астроблема — метеорный кратер в бассейне реки Попигай. Одно из чудес света, сформированное в результате падения астероида или кометы примерно 35 миллионов лет назад, находится как раз на незаселенной территории. Однако мы можем сделать снимок данного участка — примерно 300 на 400 километров. Дальше при помощи компьютерных технологий убираем зеленую растительность или другую мешающую характеристику и в итоге приводим изображение к какому-то общему знаменателю, чтобы можно было видеть горные породы, древние кристаллы, образования, структуру местности. Обработка данных спектрального диапазона дает огромное количество информации с высоким уровнем объективности. И самое главное, каждый ученый, пользующийся этой технологией, может акцентировать свое внимание на различные характеристики в соответствии со своей задачей. Мониторинг лесных пожаров, сезонных паводков — лишь некоторые примеры способов приложения космических спектрометров», — добавил Николай Добрецов.
Применение спектральных технологий выводит научный анализ на качественно новый уровень. На полученном со спутника снимке, например, можно увидеть внешнее сходство геологических слоев, следовательно, возникает гипотеза о их общем происхождении. Ученый может извлечь спектральные характеристики и подтвердить или опровергнуть свои мысли. Если слои действительно имеют общий источник возникновения, появляется возможность поставить задачу поиска на всей рассматриваемой территории поверхности с похожими показателями. Таким образом, у исследователей появляется возможность решать поисковые задачи. Заполярные просторы тундры часто представлены верховыми болотами на скальном основании, закрытыми характерной растительностью. На таком пространстве крайне сложно передвигаться и при зрительном анализе ничего увидеть нельзя. Однако по спектральным характеристикам можно обнаружить, к примеру, магматическое тело, погребенное под каменной толщей. Раньше пришлось бы бурить поверхность, что достаточно затратное и сложное занятие. А сейчас, сидя, условно, в кабинете за компьютером, можно обработать полученные со спутника данные и с высокой точностью установить последовательность деформаций различного рода, восстановить историю развития геологического тела. Кроме того, наш организм имеет возможность воспринимать только 3D-модель события, но компьютер из полученной информации строит систему в четырехмерном пространстве (для геологии обязательно учитывать фактор времени, здесь он является движущей силой всех процессов).
Как известно, летом 2020 года под Норильском произошло катастрофическое событие — из аварийного бака разлились нефтепродукты. Практически сразу после аварии были получены данные со спутника, исследующего местность методом радарной интерферометрии (он позволяет измерять вертикальное смещение объекта). Ученые ИГМ СО РАН обработали эту информацию и построили диаграмму годового поведения емкости с точностью до двух-четырех миллиметров в год. «В результате нашей работы мы пришли к выводу, что аварийный бак начал падать еще в августе-сентябре 2019-го, причем с возрастающим ускорением. В финале (авария произошла 30 мая 2020 года) скорость и падение доходили до 30—35 миллиметров в год. На первый взгляд, числа кажутся небольшими, но это только вертикальное смещение. Простое геометрическое уравнение может предоставить более точные данные по скорости наклона, кроме того, речь идет о напряженной и нагруженной конструкции. Самое главное, что мы получили данные по еще одному баку, где установили такую же динамику, разве что процесс падения начался позже. Как только мы поняли ситуацию, сразу передали свои опасения через председателя СО РАН академика Валентина Николаевича Пармона в Норильск, и там приняли срочные меры. Спустя полтора месяца в рамках комплексной Большой норильской экспедиции геофизики методами электроразведки проверили все четыре резервуара и подтвердили нашу гипотезу. Таким образом, причина катастрофы — протаивание вечной мерзлоты — медленно распространялась еще на один бак. Получается, мы предотвратили еще один разлив. На мой взгляд, это очень хорошо, что при помощи подобных компьютерных методов мы можем дистанционно оказывать положительное влияние на жизнь окружающих и природу вокруг», — прокомментировал Николай Добрецов.
Фото предоставлено Николаем Добрецовым
Информация и фото предоставлены Управлением по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН
