Техника - молодёжи 1988-11, страница 50

НА ПЕРЕДНЕМ КРАЕ НАУКИ

Ракеты в глубь Земли

Как заглянуть в «корень месторождения»? Сейсмические МГД-обсерватории. Когда море — деталь установки. Сколько блоков в Балтийском щите?

Борис КОНОВАЛОВ.

инженер-физик

Один из парадоксов современной науки состоит в том, что мы знаем об околоземном пространстве гораздо больше, чем о недрах самой Земли. Этот прискорбный факт жестко, а порой и трагически напоминает о себе после каждого мощного землетрясения. И подстегивает ученых, занимающихся разработкой новых методов исследования нашей планеты. С другой стороны, все громче заявляют о себе практические потребности геологии. Сейчас все более очевидным становится, что «корни месторождений» связаны с глубинным строением Земли. А поскольку все, что лежит близко от поверхности, уже практически разведано, эффективность дальнейших поисков упирается в фундаментальные знания о земной коре. Поэтому проникновение в тайны, скрывающиеся у нас глубоко под ногами, становится жизненной потребностью для человечества.

И многое здесь зависит от совершенства инструментов познания земных недр. Ведь даже глубочайшая в мире Кольская скважина проникла в тело Земли пока лишь на 12 км. Иными словами, прямым методом — бурением — мы всего лишь прокололи даже не кожуру «земного апельсина», а лишь ее самый верхний слой.

Есть и косвенные методы, например, сейсмическое зондирование. Недаром знаменитый русский геофизик Б. Б. Голицын сравнивал землетрясение с фонарем, который на мгновение высвечивает недра плане

ты. Изучение характера распространения механических колебаний, рожденных при столь мощной встряске пород, дает немало ценных сведений о земной коре. Но не ждать же пассивно землетрясение, тем более что заранее неизвестно, где и когда оно произойдет.

Эту трудность геофизики сумели обойти — стали создавать искусственные землетрясения (см. «ТМ» № 10 за 1986 год). Взрывы разной силы ныне широко используются в сейсморазведке. Куда хуже дело обстоит с другим — ударные волны информируют лишь об упругих, механических свойствах вещества. Вполне достаточно для описания строения, скажем, бильярдного шара, но не земного. Известно, что на глубине в среднем около 30 км сейсмические волны как будто натыкаются на какую-то границу нового состояния вещества, испытывая заметное преломление и отражение. Уже 80 лет известна геофизикам эта граница раздела между земной корой и мантией — поверхность Мохоровичича, но с чем именно связано изменение там свойств вещества, до сих пор неясно. Идет бой гипотез. Нет также единого мнения и о природе границ других обнаруженных «оболочек» в структуре планеты.

Сейсмическое зондирование отнюдь не исчерпало себя, но его «палитры» явно не хватает, чтобы нарисовать достоверную картину состояния земных недр. Нужны новые «краски» — новые данные.

Их можно получить с помощью электромагнитного зондирования. Если на различных расстояниях от какого-нибудь генератора электромагнитных колебаний измерять параметры приходящих сигналов, то

они дадут сведения об электропроводности пород, которые встретились на их пути. А с электропроводностью связаны температура и другие важнейшие характеристики состояния вещества. У исследователя появляется более полная информация о недрах Земли.

«Ахиллесова пята» электромагнитного зондирования — сам генератор. Излучаемые им сигналы очень ослабляются с глубиной проникновения. Их также сильно забивают естественные «электрошумы» от ионосферы, промышленных объектов. Чтобы выделяться на этом фоне, сигнал должен быть достаточно мощным. Но создание мощных генераторов — дело весьма непростое, тем более таких, что способны работать в полевых условиях. Поэтому методы электромагнитного зондирования до сих пор не имели заметного распространения. Сейчас положение меняется благодаря неожиданному вторжению «сторонних» специалистов в область наук о Земле. В Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова академик Е. П. Велихов и его сотрудники занимались магнитогидродинамиче-скими генераторами, которые должны были работать в одной упряжке с ядерными реакторами — производить электроэнергию. Напомним, принцип МГД-г^нсратора заключается в том, что при протекании плазмы через поперечное магнитное поле в ней возникает ток. Так вот, родилась идея сделать эту машину импульсной и использовать как источник мощных сигналов.

Стык новейшего направления энергетики с геофизикой казался на первый взгляд фантастическим, маловероятным. Но, как это не раз уже бывало, на стыках наук родился новый инструмент познания, начался новый прорыв в тайны природы.

Анализ показал, что в роли такого МГД-генератора может выступить «гибрид» пороховой ракеты с магнитом. Правда, ракета необычная. Ведь ее пламя (плазма) должно быть хорошим проводником электричества. Этого удалось добиться, применив специальное топливо, созданное советскими учеными под руководством академика Б. И. Жукова. Электропроводность увеличилась в 16 тыс. раз!

Магнит требовался также необычный — легкий и мощный. Решили использовать медные катушки. Через них пропускался разряд конденсаторов, создавалось небольшое магнитное поле. Оно усиливалось,

48