Продуктивная жизнь сейсмостанции

В 1956 году СССР готовился впервые принять участие в программе Международного геофизического года. В связи с подготовкой к исследованиям МГГ по сейсмическому режиму территории, физике землетрясений, изучению современных движений земной коры было решено создать в Заполярье сейсмическую станцию «Апатиты».

1 марта 1956 года по инициативе Александра Васильевича Сидоренко, председателя президиума КФАН СССР, и кандидата физико-математических наук Георгия Даниловича Панасенко, руководителя группы геофизики Геологического института, первая в регионе станция заработала – начались регулярные инструментальные сейсмические наблюдения на Кольском полуострове.

^{Март 1956 года. Руководство КФАН СССР во главе с чл.-корр. А.В. Сидоренко проверяет ход строительства здания сейсмостанции «Апатиты», осуществляемого по проекту Г. Д. Панасенко (справа в верхней группе), фото с сайта ФИЦ КНЦ РАН}

Вначале сейсмостанция располагалась в сборном щитовом домике на окраине поселка совхоза «Индустрия», а в июне 1957 года для улучшения условий регистрации сейсмических волн было возведено специальное одноэтажное здание в центре Академгородка будущего города Апатиты. Причем здание необычное, а с подземным трехметровым бункером для размещения аппаратуры. Оно вместе с полигонами для регистрации вариаций геодинамических движений, гравитационных и электромагнитных волновых полей значительно улучшило возможности исследователей-геофизиков.

^{1956 закладка фундамента сейсмостанции в Академгородке. За ней котельная и мехмастерские. Фото сайта ФИЦ КНЦ РАН}

• В 1960 году на базе сейсмостанции «Апатиты» возникает Лаборатория сейсмологии Полярного геофизического института КФАН СССР, которую возглавил в 1960 году Георгий Панасенко. С 1975 года лаборатория сейсмологии вошла в состав Геологического института Кольского филиала АН СССР.
• В 70- и 80-е годы активно шла организация целой сети сейсмических станций на территории Кольского полуострова, Карелии, Архангельской области и на архипелаге Шпицберген. Началось изучение техногенной сейсмичности региона, в том числе как потенциального нефтегазоносного.
• К 1991 году лаборатория превращается в отдельный Кольский региональный сейсмологический центр, основная цель которого – постоянный мониторинг и прогноз сейсмической опасности на европейском Севере России, изучение влияния антропогенной деятельности на геофизическую среду и разработка методов снижения сейсмического риска на участках активного инженерного освоения Арктической зоны.

Тогда же в подвале здания центра в Апатитах была установлена первая цифровая сейсмическая станция, через год построена и введена в эксплуатацию сейсмическая группа в 17 км к западу от Апатитов, а кроме того, норвежские партнеры предоставил сотрудникам КРСЦ выход в Интернет, вероятно, первым на Кольском полуострове! В 1992 году впервые в России на опорной сейсмостанции «Апатиты» создан автоматизированный комплекс с высокочастотной системой цифровой регистрации сейсмических событий и компьютерной обработкой данных в реальном времени на рабочих станциях.

С 1999 года Кольский региональный сейсмологический центр включен в Геофизическую службу РАН. Сегодня это ее Кольский филиал наряду еще с десятью филиалами от Владикавказа до Петропавловска-Камчатского. Основной задачей КоФ ФИЦ ЕГС РАН является сейсмический и инфразвуковой мониторинг Северо-Запада России и прилегающих территорий, а также архипелага Шпицберген.

^{Лаборатория сейсмологии и ее сотрудники, 1960‑е годы, фото с сайта ФИЦ КНЦ РАН}

Но связаны ли сами Хибины, вблизи которых располагается заполярный центр сейсмических исследований, с повышенной сейсмичностью местности? Давайте внимательно посмотрим на наш горный массив!
Когда-то на месте Хибин расстилалась равнина, но в результате новейших тектонических движений массив приподнялся на высоту около тысячи метров. Горы «росли» более 2,5 миллионов лет назад, растут они и сейчас – подъем происходит максимум на 5 мм в год. Но при этом разные части массива поднимаются с разной скоростью, которая связана как с тектонической, так и с техногенной «разгрузкой», то есть локальным уменьшением напряжений внутри массива при снятии давления, которые сохраняют его целостность.

Геологи приводят простой пример, чтобы объяснить это явление: когда мы давим на карандаш – грифель ломается. В этот момент у грифеля происходит «разгрузка», и дальше кусочки грифеля могут жить своей жизнью – двигаться с разной скоростью, например. В зависимости от масштаба, массив горной породы может или разрушаться или делиться на блоки зонами трещиноватости, по которым и происходит перемещение блоков без их непосредственного (видимого) удаления друг от друга, как в случае с карандашом.
Результат такой разгрузки – периодические горные удары и маломощные землетрясения, эпицентры которых находятся в зоне кольцевого разлома в районе эксплуатируемых месторождений.

С природными и техногенными особенностями Кольского полуострова связано и самое мощное землетрясение в наших краях – 17 августа 1999 года на руднике «Умбозеро» ОАО «Севредмет» (Ловозерское редкометалльное месторождение). Горно-тектонический удар с магнитудой от 3.9 до 4.4 (по разным оценкам) явился сильнейшим сейсмическим событием в подземных горных выработках за всю историю эксплуатации шахт и рудников России. Произошло оно из-за горных работ на двух сближенных пластообразных отрабатываемых залежах в условиях действия в массиве высоких гравитационно-тектонических напряжений, обусловленных современными горообразовательными процессами в земной коре. Сейсмические события в районах рудников в Ловозерском массиве наблюдались и ранее, но лишь землетрясение 17 августа привело к активизации мониторинга местной сейсмической активности.

^{Новый домик КРСЦ за номером 37А, фото с сайта ФИЦ КНЦ РАН}

Кольские специалисты-сейсмологи на всем протяжении своей истории тесно сотрудничают с ОАО “Апатит”, которое ведет непрерывный сейсмический мониторинг полей Объединенного Кировского и Расвумчоррского рудников при помощи собственных локальных сейсмосетей, а Кольский филиал ФИЦ ЕГС РАН выполняет мониторинг сейсмичности всей Европейской Арктики. С 2010 года обе системы мониторинга объединены для наблюдения за сейсмичностью массива, также было разработано программное обеспечение для передачи данных, их совместной обработки, а в 2013 году создана трехмерная скоростная модель для локации сейсмических событий в 50-километровой зоне Хибинских рудников с помощью специализированного программного обеспечения “Сейсмоконфигуратор”. Каждые 30 секунд программа-клиент в Центре геофизического мониторинга ОАО “Апатит” обращается к программе-серверу, установленной в КоФ ФИЦ ЕГС РАН, а он передает клиенту суточный список сейсмических событий, обнаруженных автоматической системой.

Специалист по ЭВД – Наталья Чернова.

Источники: сайт krsc.ru, сайт ФИЦ КНЦ РАН, книга «Хибины: природа и человек», книга А. В. Ловчикова «Сильнейший горно-тектонический удар на подземных рудниках и в шахтах России: рудник «Умбозеро», 17 августа 1999 года (магнитуда m = 5, энергетический класс k = 11,8)» издательства ФИЦ КНЦ РАН.