Лучший способ заглянуть под землю

Голландские ученые предложили новый алгоритм акустической визуализации расположения геологических слоев. При помощи новой методики ученые планируют улучшить визуализацию таких подземных объектов, как водохранилища и другие образования в мантии Земли. Также специалисты надеются, что подобные технологии пригодятся в поиске негеологических объектов, например, обломков потерпевших крушение самолетов или поиск человеческих тел.

Для получения изображений подземных нефтяных или газовых месторождений, голландские геофизики используют несколько специальных сейсмических грузовых автомобилей, которые способны генерировать значительные по интенсивности механические колебания, которые распространяются под поверхность земли на расстояние в несколько километров. Принимающая, отраженные от подземных объектов сигналы, аппаратура строит их изображение.

Чем ближе находится источник акустических волн к подземной структуре, тем более четкие очертания получаются при его визуализации. Поэтому, специалисты предложили проводить исследования при помощи виртуальных источников. Методика позволяет преобразовать получаемые данные таким образом, как будто речь идет о сильном акустическом сигнале от источника, расположенного на глубине нескольких километров под землей, недалеко от исследуемой структуры.

Чтобы измерения были как можно точнее, детекторы акустических сигналов должны быть размещены глубоко под землей, вблизи виртуального источника. Однако, бурить скважины для размещения датчиков под землей – не всегда возможно.

Стараясь обойти это ограничение, голландские ученые из Delft University of Technology предложили оригинальную теоретическую технику работы с виртуальным источником акустических сигналов, которая не требует подземных детекторов и предположений относительно геологии слоя породы. Разработанная методика позволяет получать необходимое количество информации непосредственно из зафиксированных на поверхности сигналов для учета многократных отражений.

Первоначально теория имела серьезные изъяны, поскольку учитывала только три геологических слоя, имевших фиксированную толщину и форму. Новая разработанная методика теперь работает для произвольного числа слоев, состоящих из любого материала.

Чтобы проверить разработанную методику на практике, исследователи произвели визуализацию восьми геологических слоев, которые имели различные скорости распространения звуковых волн. Для сбора необходимых данных использовалось 23 детектора на поверхности. В результате тестов было выявлено, что метод имеет высокую степень точности.