Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 1.

Либина Н. В. и др. Экзарационные явления на восточном арктическом шельфе России 140 и экзарационных явлений, что в первую очередь связано с освоением газовых и нефтяных месторождений [3]. Для анализа состояния природной среды используются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), аэрофотосъемок, инструментальных наблюдений, результаты авиационной ледовой разведки [4; 5]. Расширяется использование моделирования процессов торосообразования и вызываемого ими воздействия на дно [ 6; 7 ]. При этом обследование поверхности дна инструментальными методами выполняется в основном на участках предполагаемого строительства объектов нефтегазового комплекса и прокладки коммуникаций. Экзарационные природные явления в морях восточного сектора Арктики изучены недостаточно. Рис. 1. Модель ледового выпахивания [8] Fig. 1. Ice gouging in scheme [8] Материалы и методы Основные первичные натурные данные были получены во время экспедиционных исследований 57-го рейса НИС "Академик М. А. Лаврентьев" в восточном секторе арктического шельфа России, где одной из задач являлось картирование рельефа дна и изучение верхней осадочной толщи с помощью сейсмоакустического оборудования [9; 10]. Используемый аппаратурный комплекс состоял из параметрического эхолот-профилографа SES-2000 и двухчастотного гидролокатора бокового обзора (ГБО) "Гидра" 250/500 (с возможным изменением частоты излучения – 250 или 500 кГц). Работа п араметрического акустистического излучателя эхолот-профилографа основана на нелинейном эффекте взаимодействия акустических волн, излучаемых приемопередающей антенной в водной среде. При взаимодействии первичных мощных высокочастотных акустических волн накачки с частотами ω 1 и ω 2 и нелинейности водной среды, в которой распространяются акустические волны, происходит эффективное нарастание амплитуды волны на комбинационных частотах ω ± = n ω 1 ± m ω 2 , где n , m = 1, 2, 3, ... – целые числа. Из всего набора комбинационных частот основной практический интерес представляют волны наименьшей разностной частоты ω = ω 1 – ω 2 , поскольку с уменьшением частоты коэффициент затухания звука уменьшается. Вследствие этого генерируемая результирующая акустическая низкочастотная волна ω может распространяться на большие расстояния. Применение параметрических антенн позволяет получить высокую разрешающую способность при значительном увеличении глубины проникновения сигнала в слои верхней осадочной толщи. Антенна гидролокатора излучает и принимает отраженный от неровностей дна сигнал обратного рассеяния, фиксируя полосу обзора шириной в несколько глубин на каждый борт. Ширина полосы обзора зависит от многих факторов (гидрологических условий, рельефа дна, акустических свойств дна), при этом коэффициент рассеяния у различных типов грунтов и предметов будет различен, что визуально отображается на акустическом изображении посредством различной яркости точек. Работы с указанным комплексом проводились при движении судна с синхронной записью регистрируемых данных ГБО и профилографа и параллельным выводом текущих изображений на экраны соответствующих мониторов. На экран монитора профилографа выводился сейсмоакустический разрез дна под судном, а на монитор компьютера управления комплексом ГБО – акустическое изображение поверхности дна по правому борту по ходу судна. ГБО позволял получить акустические данные о поверхности дна и идентифицировать форму донных объектов (в частности, экзарационных борозд). Параметрический профилограф отображал сейсмоакустический разрез приповерхностной (до первых десятков метров) структуры дна, профиль дна и в случае пересечения борозд точно по курсу позволял определять их реальные морфологические размеры. Особенностью нашей технологии при проведении натурных работ было размещение обеих антенн на специальном креплении штанги в ряд одна за другой по ходу движения.