Точный мониторинг земли под нашими ногами на наличие признаков сейсмической активности для выявления природных явлений, таких как землетрясения, извержения вулканов и утечка жидкостей, хранящихся глубоко под землей, остается сложной задачей.
Временная четырехмерная сейсмическая мониторинговая съемка, в которой используется активный сейсмический источник, может точно отображать недра, а сравнение результатов различных съемок может показать, как флюиды (такие как двуокись углерода, CO2) перемещаются в глубоких геологических резервуарах. Однако стоимость таких опросов ограничивает частоту сбора данных, а это означает, что последующий анализ часто имеет плохое временное разрешение. Альтернативой, которая обеспечивает непрерывный набор данных, является пассивный мониторинг окружающего сейсмического шума, но точность этого подхода зависит от окружающих источников, которые могут меняться со временем.
В статье, недавно опубликованной в журнале «Геофизика», группа исследователей из Университета Кюсю и представители промышленности и правительства Японии и Канады сообщают о новом методе точного мониторинга неглубоких недр с высоким пространственно-временным разрешением. Этот метод был разработан с использованием данных за период с 2014 по 2016 год, которые были собраны с помощью системы точно контролируемой регулярной сигнализации (ACROSS), расположенной на складе Aquistore CO2 в Саскачеване, Канада.
Получение характеристик мелководья с высоким разрешением ранее сдерживалось ограниченным количеством устройств ACROSS, однако исследователи смогли преодолеть это препятствие. Как объясняет ведущий автор Тацунори Икэда: «Применение анализа поверхностных волн с пространственным окном позволило нам изучить пространственные вариации скоростей поверхностных волн, используя данные одного устройства ACROSS».
Исследовательская группа проверила свой метод на данных, собранных с сотен измерительных устройств сейсмоприемников, расположенных вокруг блока ACROSS, и на вычислительной модели площадки. Их анализ поверхностных волн показывает пространственные изменения скоростей поверхностных волн и влияние сезонной погоды на эти скорости. Подтверждение точности метода подчеркивает его способность выявлять изменения в неглубоких недрах, которые могут быть вызваны природными явлениями или утечками флюидов из хранилищ намного глубже под землей.
Публикация объединяет экспертов из различных организаций Японии и Канады и представляет собой еще один шаг вперед для исследователей из Международного института углеродно-нейтральных энергетических исследований Университета Кюсю (I2CNER). Как отмечает соавтор Такеши Цудзи: «Этот подход способствует нашей текущей работе в Университете Кюсю по разработке уменьшенной, непрерывной и контролируемой системы сейсмического мониторинга». Исследователи использовали уменьшенную систему мониторинга на геотермальной и вулканологической исследовательской станции Кудзю на японском острове Кюсю.