Физические эффекты, свойства и закономерности в акустике и многое другое...
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En

Физические эффекты, свойства и закономерности в акустике

Гликман А.Г.
НТФ "ГЕОФИЗПРОГНОЗ"
февраль 2019, Санкт-Петербург

ВВЕДЕНИЕ

I - Теория

I–1 Замечания по поводу принципов метрологии

I–2 Из истории сейсморазведки

I–3 Завещание Пуассона

I–4 Физический эффект №1. Наличие УКС

I–5 Физический эффект №2. Условие формирования УКС

I–6 Физический эффект №3. Эффект искривления поля в зонах Δh

I–7 Физический эффект №4. Акустическое резонансное поглощение (АРП)

I–8 Эффект пьезопленки

I-9 Резонансная анизотропия и следствия из нее

I-10 Свойства объектов-резонаторов

I-11  Проблемы сейсмоприемников

I-12 Работа со слоистым массивом

I-13 В защиту традиционной, лучевой сейсморазведки

II - Практика

II-1 Кольская сверхглубокая

II-2 Спектрально-акустическая дефектоскопия

II-3 Немного о науке

II-4 Работа с шахтной аппаратурой

II-5 Обнаружение ЗТН

II-6 Свойства ЗТН

II-7 О механизмах разрушающего действия ЗТН

II-8 О происхождении ЗТН и воды на Земле

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Обнаружение неизвестных ранее, но объективно существующих закономерностей, свойств и физических эффектов (явлений) материального мира подпадает под понятие открытия. Открытие раскрывает то, что существовало и раньше, но не было ещё известно. Развитие любой области физики должно начинаться с обнаружения физического эффекта, свойства или закономерности, которое может наблюдаться путем эксперимента (измерений). Только в таком случае, то есть, при наличии экспериментальной основы физический эффект может служить опорой для возведения комплекса нового знания.

Открытие во многих случаях приводит к необходимости смены парадигмы, то есть, заставляет радикально поменять точку зрения на целую область знания, и таким образом совершить рывок в процессе познания [1].

К сожалению, на практике чаще бывает так, что основой какой-то области знания используют физический эффект, который в эксперименте не наблюдается, но представляется как некоторая очевидность, которой придают свойство аксиомы. Такие случаи развиваются в сторону заблуждения, развития наукообразия вместо науки, и именно таким образом они отмечены в истории физики. Это, например, гипотеза всемирного эфира, гипотеза теплорода и т.д.

К сожалению, таким случаем стало развитие сейсморазведки, которая считается самым информативным геофизическим методом, но при этом не имеющая ни одного положения которое можно было бы доказать экспериментально.

Зачастую подобные заблуждения (а в общем-то, гипотезы) называют теориями. Но теория, по определению – это гипотеза, проверенная практикой. Здесь же практики никакой нет, и возникнув как гипотезы, эти направления в теории не превращаются.

Кроме того, нередко возникают направления в науке, которые так и остаются непроверенными гипотезами, но, тем не менее, из соображений личной выгоды им придают статус теорий, несмотря на то, что они не являются таковыми. Это, например, учение о напряженном состоянии горных пород, учение, основанное на якобы подтвержденном экспериментально эффекте памяти в горных породах, учение, основанное на якобы подтвержденном эффекте нелинейности при проведении сейсморазведки. Таких направлений достаточно много. Их можно отнести к наукообразию, и у них один общий признак. Они не могут быть подтверждены измерениями, согласованными с принципами метрологии.

Как правило, подобные направления созданы исключительно с целью личной выгоды. Мне этих людей даже жалко. Они сами загоняют себя в угол, и живут в страхе разоблачения. А степени и звания, ради которых они это делают – это мишура, которая разрушается, как только становится известно, что эти как бы великие ученые – просто обычные наперсточники.

Но вообще-то между реально существующими и придуманными эффектами (свойствами и закономерностями) существует четкое различие. Реальный эффект придумать невозможно. Реальный эффект всегда неожидан и всегда для человека, его обнаружившего, нежелателен. Я знаю случаи, когда ученые, обнаружившие новый эффект, уничтожали информацию об этом.

Понимание истинного значения реально существующего эффекта приходит, как правило, не сразу после его обнаружения.

Дело в том, что всё, о чем мы думаем, всё, что мы можем себе представить, укладывается в те модели, которые уже заложены в нашем мозгу в результате нашего жизненного опыта. Модели только что обнаруженных, неизвестных ранее эффектов в мозгу отсутствуют. Их не могут придумать фантасты, они с колоссальным трудом воспринимаются студентами. Если вообще воспринимаются. Я 40 с лишним лет рассказываю про упругие колебательные системы, но за столько лет я не встретил ни одного человека, который смог бы это воспринять. Разумеется, за исключением радистов, которые знают про электрические колебательные системы.

В отличие от реальных, придуманные физические эффекты имеют свои прототипы и воспринимаются без труда.

Например, лет 40 назад я узнал, что при энергии ударного воздействия порядка атомного взрыва возможно появление в поле упругих колебаний нелинейных эффектов. Лет 30 назад я случайно имел общение с одним сотрудником института физики Земли им. О. Ю. Шмидта, который сказал мне, что занимается теорией нелинейных эффектов в поле упругих колебаний. Я, будучи неискушенным в дворцовых интригах, высказал сомнение в истинности его заявления. Во-первых, любая теория должна подкрепляться экспериментом, а есть ли экспериментальная база для теоретизирования на эту тему? И во-вторых, нелинейное явление – это не то явление, которое описывается нелинейным уравнением, а то, которое обладает нелинейной проходной характеристикой (например, как транзисторы)...

Мое сомнение в реальности нелинейных эффектов в акустике вызвало, видимо, сильную изжогу у этого господина, и при этом, с серьезными последствиями для меня по сей день. А что же тут обижаться-то! Нелинейность в акустике или есть, или ее нет, и реагировать на этот вопрос следует не обидами, а экспериментами. Он, бедняга, не может себе простить, что выдал своё жульничество.

Примерно тогда же некий господин из московского Горного института сообщил мне, что он трудится над эффектом памяти в горных породах. Этот эффект, как и эффект нелинейности давно уже владеет умами ученых, и уже только по этой причине существует сомнение в его реальности. И опять же этот человек обиделся на меня, потому что я попросил показать этот эффект. Но, братцы, верить можно только в Бога, а всё остальное следует проверять и не обижаться...

В науке невозможно взять свое слово обратно. И поэтому нужно быть очень осторожным. Потерять свою репутацию, свое доброе имя очень просто, а восстановить его невозможно.

Моего зав. кафедрой давно уже нет на свете, а его если и помнят, то как выдающегося обманщика, который был известен как человек, создавший горную науку. До этого горное дело называлось горным искусством, так как главным здесь был опыт горняков. Как он сам говорил, он ввел в горное дело математику, и оно превратилось в горную науку. А на самом деле он создал такой расчет крепи подземных выработок, с помощью которого можно выйти на крепь, уже лежащую на складе. И на каждой шахте (не знаю как сейчас, а тогда на каждой шахте) существует отдел, где люди занимаются жонглированием коэффициентами, чтобы получалось, будто бы крепь выбиралась именно в результате расчета.

А заведующего соседней кафедры помнят как человека, умудрившегося втюхать самому Брежневу идею вечного двигателя для обеспечения нашего не очень счастливого государства халявным теплом. И все они жили в страхе, что кто-нибудь узнает, чего стоит их высокая научность.

Все упоминаемые в данной статье физические эффекты, свойства и закономерности обнаружены мной в ходе экспериментального исследования поля упругих колебаний и могут быть предъявлены в любой момент.

Статья делится на две части. Первая часть - подготовительная. Она содержит информацию о свойствах поля упругих колебаний.

Вторая часть - прикладная. Она содержит информацию о способах и результатах использования описанных в 1-й части свойств поля упругих колебаний.

ЧАСТЬ I

I-1. ЗАМЕЧАНИЯ ПО ПОВОДУ ПРИНЦИПОВ МЕТРОЛОГИИ.

Измерение - это сравнение с эталоном. Метрология всегда находится в состоянии развития, и если некая область знания на сегодняшний день не имеет своего эталона, то это означает, что эта область знания пока что не входит в компетенцию метрологии, и это необходимо понимать и относиться к этой субстанции с пониманием реального положения дел.

Так, напряженное состояние горных пород и горное давление (что одно и то же) не имеют своего эталона. Но это не мешает этой субстанции быть самой популярной при рассмотрении всех аспектов горной науки.

Это не мешает чуть ли не всем современным ученым в области горной науки считать, что они занимаются исследованием и измерением напряженного состояния.

Мы можем считать всё, что угодно, но результатом этого, извините, «научного направления» является то, что за последние 50 лет эта область знания не сделала ни единого шага в направлении познания каких-либо проблем в горном деле.

I-2. ИЗ ИСТОРИИ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Акустика как область знания возникла в доисторические времена. Ну, это понятно. Мы ведь сами представляем собой полную акустическую установку. Акустический излучатель - это наши голосовые связки. Акустический приемник - наши уши. Поэтому первое приложение акустики - (после речи) это музыка, музыкальные инструменты.

Каждый музыкальный инструмент - это набор колебательных систем. Колебательная система, по определению лорда Кельвина (Уильям Томсон 1824 - 1907) - это объект, который на импульсное (ударное) воздействие реагирует (отзывается) затухающим гармоническим сигналом. Так, каждая нота характеризуется собственной частотой, и любой музыкальный инструмент - это источник гармонических (синусоидальных) сигналов.

Почему именно синусоидальных?... Дело в том, что одно из положений сейсморазведки утверждает, что сигнал любой формы может быть получен с помощью интерференции нескольких более простых сигналов. Да, действительно, так и есть, любой формы, но за исключением синусоиды. Синусоида - это элементарный информационный кирпичик, который не может быть получен с помощью какой-либо обработки более простых сигналов. Потому что более простых сигналов, чем синусоида, просто не существует.

Чтобы получить синусоидальный сигнал, необходимо иметь колебательную систему, и другого пути не существует.

Общая характеристика акустики как предмета - это набор аналогий с другими физическими полями. С оптикой, радиотехникой… Гидроакустика - это аналогия с разного рода локационными устройствами. А кроме того, с возможностями различных морских животных и летучих мышей. Было бы странно, если бы у людей не возникла идея использовать акустику или, иначе говоря, поле упругих колебаний для зондирования земной толщи.

В самом начале ХХ века возникло мнение о том, что акустика завершила свое развитие.

Как показывает история физики, каждый раз, когда возникает уверенность в том, что познание какой-то конкретной области знания завершено, возникает информация, согласно которой эта область требует не просто дальнейшего изучения предмета, а пересмотра его с самого нуля, и при этом смену парадигмы. Причина этого состоит в том, что познание бесконечно, и не существует такой области знания, которая бы завершила свое познание.

Для примера, наука об электричестве в 70-е годы XIX века была объявлена закончившей свое развитие. Буквально сразу после этого произошло открытие электрической колебательной системы (колебательного L-C контура), и немедленно начала развиваться электродинамика, в которой уже созданные знания об электричестве оказались лишь незначительным частным случаем.

Мне было очень интересно, когда я обнаружил, что это правило распространяется и на меня. Бывает, что после написания удачной статьи или книги мне начинает казаться, что я достиг предела, назначенного мне судьбой, и дальше я уже не пойду. И каждый раз после этого у меня возникает какая-то мысль, как правило, это мысль о том, что я пропустил что-то очень важное. Бывает, что даже новый эффект. В результате, приходится писать новую статью или книгу...

Однако новая статья или книга должна содержать то, что содержала предыдущая работа, а иначе она будет непонятна. Поэтому всем кажется, что я пишу одно и то же.

I-3. ЗАВЕЩАНИЕ ПУАССОНА

В 1829 году в Париже, в Трудах Парижской Академии Наук появилась статья Пуассона, посвященная применению волнового уравнения для описания распространения упругих волн в твердых средах. Эта статья оказалась основополагающей для описания акустики твердых сред и основного ее направления - сейсморазведки. Решив волновое уравнение для двух граничных условий, Пуассон получил выражения для описания продольных и поперечных упругих колебаний. Математический аппарат, созданный Пуассоном, лег в основу так называемой, лучевой сейсморазведки.

Незадолго перед своей смертью Пуассон выпустил двухтомник теоретической механики. К удивлению его современников, в этом двухтомнике не было его работы, посвященной полю упругих колебаний.

Пуассон пояснил это так, что материал, размещенный в двухтомнике, проверен экспериментально, и поэтому может называться теорией. Что касается поля упругих колебаний, то пока не существует аппаратуры, с помощью которой была бы возможна проверка, этот материал является чисто гипотетическим. А вот когда аппаратура появится и подтвердит то, что предположил Пуассон, тогда эта работа сможет называться теоретической.

Волновое уравнение, предложенное Пуассоном, имеет решение только в том случае, если могут быть определены граничные условия. А пока граничные условия выявлены быть не могут, то и предложенные им продольные и поперечные упругие колебания являются гипотетическими.

К сожалению, после ухода Пуассона из жизни, об этих принципах забыли, и его гипотезу стали называть теорией. Математики, которые занялись разработкой его наследия, стали называть себя теоретиками, которые стали считать реальными продольные и поперечные упругие волны.

Далее, лорд Рэлей написал уравнение для поверхностных волн, которые были названы его именем. В дальнейшем, множество математиков продолжили список типов упругих колебаний, ни один из которых реально выявлен быть не может.

Эта история продолжается и по сей день. Каждый тип упругих колебаний характеризуется определенной траекторией колеблющихся в упругой волне частиц и своей скоростью распространения. Но определить эту траекторию и эту скорость невозможно так же, как выявить какой-нибудь тип упругих колебаний. И так же до сих пор нет возможности ответить на вопрос, что представляют собой частицы, колеблющиеся в упругой волне.

Но, так или иначе, наступил ХХ век, появились возможности для создания какой ни на есть акустической аппаратуры, и появились первые сейсмостанции. Первые случаи применения сейсмостанций не внушили оптимизма. Поле упругих колебаний, возникающее при ударе или взрыве на поверхности земной толщи, единичного эхо-сигнала не обеспечивало.

Отклик на ударное воздействие имел вид в лучшем случае каких-то непонятных колебательных процессов. Вот тогда пришла на помощь интерференция. Это чудесное слово. Когда вместо единичного отклика приходит колебательный процесс, то обвинить в этом можно интерференцию, и это ни у кого не вызовет сомнений и возражений. Ну в самом же деле, ведь если земная толща представляет собой (по акустическим свойствам) совокупность отражающих границ, то совокупность отраженных сигналов может проинтерферировать в любой колебательный процесс. Но очень уж эти эхо-сигналы оказались ни на что не похожими, и выловить там какой-нибудь геологический смысл не удавалось. Люди нуждались в источнике геологической информации, но ее не было.

Наверное, действительно недостаточно хорошими были первые сейсмостанции. А чтобы улучшить сейсмостанции, нужны были деньги. А чтобы появились деньги, нужно, чтобы в результате использования уже имеющихся сейсмостанций появилась хоть какая-нибудь положительная информация. И вот она появилась.

В 1909-м году появилось сообщение о том, что профессор Загребского университета Андрей Мохоровичич получил с помощью сейсмостанции информацию о нижней границе земной коры, на которой происходит скачкообразное увеличение скоростей продольных сейсмических волн с 6,7-7,6 до 7,9-8,2 км/с и поперечных - с 3,6-4,2 до 4,4-4,7 км/с. Согласно этому сообщению, плотность вещества на этой границе также возрастает скачком, предположительно, с 2,9-3 до 3,1-3,5 т/м3[2]. А также информация о том, что граница между корой и мантией (которую с тех пор называют границей Мохоровичича) находится на глубине от 5 до 70км.

Сразу после этого еще несколько ученых сделали подобные сообщения, и продолжалось это до 1914-го года, когда академик, князь Голицын сообщил о том, что он достиг сейсморазведкой 400км, что под материками толщина коры Земли больше, чем под морями, и что ядро Земли жидкое.

С сегодняшних позиций понятно, что весь этот набор утверждений представляется в высшей степени недостоверным. Получить подобную информацию и сегодня невозможно.

В общем, последующие ученые, и в частности, Гурвич И.И. [3] считают, что первые работы по сейсморазведке приходятся на 30-е годы.

Примерно в это же время началась разработка методов, позволяющих при полном отсутствии информации от применения сейсморазведки делать вид, что информация эта есть. Методы эти сводятся к тому, что перед сейсморазведочными работами выполняется бурение, и с помощью различных математических манипуляций сейсморазрез «подтягивается» к разрезу, полученному при бурении.

Именно так поступили при открытии первой тюменской нефти [4]. Я об этом узнал случайно. Мне это рассказали сами геофизики, которым достались лавры первооткрывателей этого месторождения. Они утверждают, что ни один сейсморазведчик никогда не согласится работать, не имея паспорта скважины. Когда они увидели, что я этому не верю, они рекомендовали мне самому попытаться заказать сейсморазведку без предварительного бурения.

Мы так и поступили, и в результате участия в нескольких конференциях и переговоров практически со всеми крупными геофизическими фирмами (как нашими, так и зарубежными) вынуждены были признать правоту первооткрывателей тюменской нефти. В дальнейшем, мы получали доказательства того, что за всю историю геофизики нет ни одного случая совпадения сейсморазреза с геологическим разрезом, полученным в результате бурения.

И даже более того, ни один сейсморазведчик в Мире не согласится осуществлять свои исследования, если его не обеспечить паспортом скважины, пробуренной в данном месте. Таким образом, стало понятно, что традиционная (лучевая) сейсморазведка является методом несамостоятельным, и без бурения информацию не дает.

Однако, несмотря на это, количество диссертаций, подтверждающих высокую эффективность сейсморазведки, росло и растет с большим напором, и людям, защитившим их, ничего не остается, кроме как оставаться защитниками лучевой сейсморазведки на всю оставшуюся жизнь. Я ведь уже говорил, что в науке взять свое слово обратно невозможно.

I-4. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ №1. УКС

В 1977-м году в результате акустических измерений, осуществленных в условиях угольной шахты, было обнаружено, что по акустическим свойствам породный слой является упругой колебательной системой (УКС), а земная толща в целом - это не совокупность отражающих границ (как утверждает сейсморазведка), а совокупность колебательных систем.

Для того, чтобы обнаружить УКС, было необходимо, чтобы в месте измерения и во время измерения произошел ряд совпадений.

Во-первых, этот эффект мог обнаружить только человек, знающий раздел математики «спектрально-временные преобразования». Этот раздел математики читают, насколько я понимаю, только студентам-радистам.

Сам этот физический эффект показался мне невероятным. Обычный породный слой, и вдруг - колебательная система...

Такова судьба большинства открытий, что их смысл, физика и значение осознается только спустя много лет после их обнаружения. Только что обнаруженный физический эффект также беспомощен и хрупок, как всякое новорожденное существо. И главную опасность для его существования представляет его автор.

Так, лорд Кельвин, обнаруживший электрический колебательный контур (за 100 лет до обнаружения УКС), сразу заявил, что это самое ничтожное его открытие. И делал всё, что мог, чтобы предотвратить его изучение.

Я не был столь безжалостен к упругой колебательной системе, потому что я имел радиотехническое образование, знал историю открытия электрического колебательного контура, и потому что сам процесс открытия УКС был удивительно похож на процесс открытия контура. А кроме того, у УКС оказалось очень много общего с колебательным контуром. Ну, и потом, этот эффект оказался ключом к решению проблемы прогнозирования обрушения пород кровли.

Сам мой спуск в шахту и создание специальной аппаратуры для измерений в шахте предполагали, что с помощью этой аппаратуры будет сделана попытка разработки методики прогнозирования обрушения пород кровли угольного пласта. И, собственно, в этом и заключалось задание, которое я получил. Но то, что при этом будет обнаружен новый физический эффект, не ожидал, разумеется, никто.

Обнаружению этого физического эффекта способствовала попытка увязать затухание поля упругих колебаний с вероятностью обрушения пород кровли. Всем вокруг, и мне в том числе казалось очевидным, что вероятность обрушения пород кровли должна быть связана с уровнем ее трещиноватости. И такая же твердая уверенность была в том, что уровень трещиноватости пород кровли должен быть связан с величиной затухания поля упругих колебаний в породах кровли. Но при подготовке аппаратуры для измерения затухания поля возник вопрос о том, на какой частоте должны производиться измерения затухания в породах кровли. Так что было решено делать эти измерения в два этапа. На первом этапе предполагалось снять частотную зависимость затухания, и только на втором этапе - исследовать само затухание на выбранной частоте.

Однако второй этап не понадобился, поскольку полученная частотная зависимость затухания однозначно показала, что породный слой по акустическим характеристикам является колебательной системой. На рис.1 показана эта частотная зависимость.

Понятно, что впереди всякого исследования идет гипотеза. При проектировании данной аппаратуры предполагалось, что затухание с увеличением частоты зондирующего сигнала увеличивается. То есть, зависимость амплитуды поля упругих колебаний I от частоты предполагалась геометрически подобной графику а) на рис.1.

То, что фактически эта зависимость оказалась геометрически подобной графику b), было полной неожиданностью.

Дело в том, что подобного рода частотная зависимость означает, что исследуемый объект (в данном случае, породный слой) по акустическим свойствам является колебательной системой.

Когда в вузах проходят раздел «электрические колебательные системы» (колебательный контур), изучают раздел математики «спектрально-временные преобразования», согласно которому частотно-зависимый график, геометрически подобный графику b) на рис.1, есть не что иное как спектральное изображение затухающего синусоидального сигнала [5]. Если частотный спектр проходной характеристики любого устройства геометрически подобен спектральному изображению гармонического (то есть, синусоидального) затухающего сигнала, следовательно, это устройство является колебательной системой.

Но как объяснить на пальцах, что график b) на рис.1, полученный при прозвучивании породного слоя, является доказательством того, что этот породный слой является колебательной системой?!

По идее, вдоль породного слоя должно распространяться лишь то, что излучает наше пьезокерамическое излучающее устройство. И в начале частотного диапазона так и происходит. Но по мере приближения частоты излучаемого сигнала к некоторой частоте f0 амплитуда сигнала, который регистрирует приемник, возрастает. При превышении частоты сигнала f0, амплитуда сигнала уменьшается. Это происходит потому, что на частоте f0 имеет место резонанс. Резонанс - это явление, которое возникает при совпадении частоты внешнего воздействия с собственной частотой колебательной системы, на которую воздействует колебательный процесс.

Для того, чтобы объект имел собственную частоту, он должен быть колебательной системой. Когда мы произносим слово «резонанс», мы тем самым признаем, что имеет место колебательная система. Потому что только колебательная система может на какой-то частоте увеличивать исходный сигнал.

Зависимость амплитуды поля упругих колебаний I от частоты  предполагалась геометрически подобной графику а) на рис.1. То, что фактически эта зависимость оказалась геометрически подобной графику b), было полной неожиданностью.
Рис. 1

На основании измерений в условиях шахт оказалось, что толщина породного слоя h и собственная его частота f0 связаны меду собой следующим соотношением:

 f0 = 2500 / h  или  h = 2500 / f0      (1)

Здесь 2500 - некий коэффициент с размерностью скорости. На то, чтобы выяснить, что это за скорость, ушло больше 40 лет. Дело в том, что, как оказалось, значение этого коэффициента одинаково для всех горных пород, а это категорически противоречит основам сейсморазведки, согласно которым каждая горная порода обладает собственным значением скорости распространения упругих колебаний.

На рис.2 дается представление о том, что любой изменяющийся во времени сигнал может быть представлен как во временнόм (рис.2а), так и в спектральном (рис.2b) виде на примере гармонического затухающего сигнала.

На рис.2 дается представление о том, что любой изменяющийся во времени сигнал может быть представлен как во временном (рис.2а), так и в спектральном (рис.2b) виде на примере гармонического затухающего сигнала.
Рис. 2

При изучении L-C контуров удобнее пользоваться временным изображением (рис.2а), а при описании УКС - спектральным (рис.2b). В случае единичной колебательной системы оба этих подхода одинаково информативны и представляют собой как бы синонимы. Однако УКС редко бывает единичной, и тогда при временнόм изображении будет происходить потеря информации, так как соседние (по частоте) колебательные системы могут сливаться.

Столь простой пересчет f в h позволяет спектральные изображения сигнала, возникающего при ударном воздействии на земную толщу, использовать при спектрально-сейсморазведочных исследованиях. То есть, для получения размеров объектов, залегающих в земной толще.

Если бы земная толща по акустическим свойствам представляла собой совокупность отражающих границ, то традиционная, лучевая сейсморазведка была бы логичной и удобной. Но поскольку оказалось, что земная толща по акустическим свойствам является совокупностью колебательных систем, то при сейсморазведочных работах логично и единственно возможно строить разрез относительно частот сейсмосигналов, пересчитанных в глубины с помощью выражения (1).

После того как была открыта упругая колебательная система в виде породных слоев, обнаружилось много других явлений и физических эффектов. Я в своей практике многократно убеждался в правоте методологов, которые утверждают, что аппаратура или методы, основанные на новых физических эффектах, неизбежно оказываются источником принципиально новых эффектов. Иначе говоря, любое открытие является источником новых открытий.

В течение первых 16-ти лет после обнаружения УКС проводились исследования кровли подземных выработок. Эталоном для проверки правильности определения мощности непосредственной кровли угольного пласта были данные бурения. Нашим основным полигоном была шахта Распадская, в Кемеровской обл. Это была единственная в СССР шахта, которая имела возможность для определения строения горных пород бурить в кровлю восстающими скважинами, прямо из подземных выработок.

Первоначально мы рассчитывали на то, что будем получать с помощью нашей аппаратуры информацию о мощности непосредственной кровли, но на самом деле, мы получали информацию не только о мощности первого породного слоя от угольного пласта, но и обо всех поверхностях расслоения пород на высоту до 50м.

Дело в том, что, как мы думали в начале, чаще всего расслоения пород происходят там, где имеет место смена литотипа, или где залегают прослои (углистые, мергелистые, слюдяные и т.п.). Эти места расслоения регистрируются и геофизикой, и бурением. Но, как оказалось, встречаются расслоения, где нет никаких прослоев, никаких смен литотипа. И вот такие расслоения регистрируются только геофизикой (нашей аппаратурой, которая получила название Резонанс). Геологи не понимали, что это за расслоения такие, и они предложили термин - поверхности ослабленного механического контакта (поверхности ОМК) [6].

Примерно тогда же возникла конфликтная ситуация, когда по результатам наших исследований с помощью аппаратуры «Резонанс» потребовалось возведение поддерживающей крепи в подготовительной выработке. Там бурение показало, что над угольным пластом залегает очень прочный мелкозернистый песчаник мощностью 15м. 15-метровая мощность непосредственной кровли не предполагает необходимым возведение крепи. Но дело в том, что выполненные нами измерения, подтвердив 15-метровую мощность песчаника, показали, что этот песчаник находится в мелкослоистом состоянии. Руководство шахты не сочло необходимым возведение кровли. Мне ничего не оставалось, как написать докладную записку на имя директора шахты и потребовать в зоне мелкослоистого песчаника возведение крепи. Руководство шахты посчитало такое требование неэтичным, и меня попросили покинуть шахту. Но крепь они всё-таки возвели.

Месяца через полтора кровля в этой зоне обрушилась, и если бы не возведенная вопреки мнению руководства шахты Распадская крепь, то пострадали бы люди. Вот тогда шахтные геологи поняли, что геофизика дает более достоверную информацию, чем бурение. После чего они стали отказываться от бурения в пользу геофизики. А вот откуда берутся такие поверхности ОМК, стало понятно, когда мы начали прогнозировать обрушение пород кровли с земной поверхности с помощью аппаратуры ССП. Но об этом будет рассказано дальше.

У электрических колебательных систем и упругих колебательных систем очень много общего как в их проявлениях, так при работе с ними. Они как бы дополняют друг друга. Если электрические контура открыли для нас атмосферу, стратосферу, космос, то УКС - земные глубины. Надо сказать, что если до открытия УКС наше знание о земных глубинах ограничивалось возможностями лопаты, то сейчас мы без труда можем исследовать земную толщу до сотен метров. А иногда, и до километров.

Если открытие электрического контура позволило решать проблемы коммуникации (радио, ТВ), то открытие УКС сделало возможным прогнозирование всех техногенных катастроф геологического происхождения. Так, теперь с помощью УКС можно прогнозировать, а следовательно, предотвращать аварии, происходящие в подземном пространстве, в шахтах, рудниках и карьерах. Причем возможности прогнозирования не ограничиваются какой-либо глубиной.

I-5. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ №2. УСЛОВИЕ ФОРМИРОВАНИЯ УКС

Появление ситуаций, когда применение аппаратуры «Резонанс», реализующей спектрально-сейсморазведочный метод, способствовало увеличению безопасности шахтеров, привело к увеличению спроса на эту аппаратуру.

Но я вдруг сообразил, что, исходя из общепринятой теории поля упругих колебаний, эффекта №1 быть не должно. Ведь для того, чтобы формировалась колебательная система, необходимо наличие механизма преобразования ударного воздействия в гармонический затухающий процесс. Во всех известных колебательных системах этот механизм известен. А вот в УКС - нет.

В поисках такого механизма было обнаружено, что объекты не из всех твердых сред являются резонаторами. Так, оргстекло и некоторые пластики не являются резонаторами. По-видимому, эти материалы не содержат механизма преобразования ударного воздействия в гармонический отклик. Ну, а к группе резонаторов относятся металлы и сплавы, горные породы, керамика, стекло, лёд. Но в чем же их различие?...

После почти пятилетних мучений и поисков, я предположил, что этот механизм должен проявляться какой-то скоростной аномалией. Взяв несколько образцов из оргстекла и из стекла, я посмотрел, не зависит ли средняя по толщине образца скорость от его толщины. На рис.3 и в таблице показаны зависимости скорости V, определенной при нормальном прозвучивании образцов по моменту первого вступления при изменении их толщины h.

Образцы, для которых скорость неизменна (подобно зависимости 1), резонаторами не являются. Если бы земная толща состояла из нерезонаторов, по-видимому, в ней лучевая сейсморазведка работала бы...

Увидев зависимость 2 V(h) на рис.3, которая имеет место для объектов-резонаторов из самых различных материалов, я стал проверять этот эффект на всевозможных материалах, на образцах различной формы и размеров… И тогда выяснилось, что такое непостоянство скорости при изменении размеров образцов-резонаторов каким-то образом связано с механизмом формирования резонаторов.

Мы с вами встречались в своей жизни с зависимостью, подобной графику 2. Именно так двигается автомобиль, если определять его среднюю скорость при изменении расстояния между началом и концом пути. Его скорость плавно изменяется в начале пути и в конце его. И за счет наличия этих участков плавного изменения скорости - в начале и в конце движения получается изменение средней величины скорости.

Увидев зависимость 2 V(h) на рис.3, которая имеет место для объектов-резонаторов из самых различных материалов, я стал проверять этот эффект на всевозможных материалах, на образцах различной формы и размеров… И тогда выяснилось, что такое непостоянство скорости при изменении размеров образцов-резонаторов каким-то образом связано с механизмом формирования резонаторов
Рис. 3

Специальные измерения, подробно описанные в работе [7], показали, что скорость распространения поля упругих колебаний Vfr (h) при нормальном (перпендикулярном) прозвучивании изменяется так, как показано на рис.4.

При нормальном прозвучивании объекта-резонатора (в простейшем варианте – это слой-резонатор), акустический луч в начале плавно увеличивает свою скоростьVfr(h) от Vfrmin до Vfrmax, и со скоростью Vfrmax распространяется до противоположной приповерхностной зоны Δh, где плавно замедляется до значения Vfrmin вблизи границы слоя-резонатора. Средняя скорость распространения поля упругих колебаний Vm (middl) будет тем меньше, чем меньше толщина слоя-резонатора h.

Наличие приповерхностных зон плавного изменения скорости Δh является обязательным условием того, что прозвучиваемый объект проявит свойства резонатора. Если на пластину из оргстекла нанести тонкий слой пластилина, она станет резонатором. Если пластина из оргстекла круглая, то если нанести пластилин по контуру, она станет резонатором только по диаметру.

Более того, если в океанской толще воды образуется слой толщиной h с распределением скорости по толщине этого слоя, аналогичным показанным на рис.4, то этот слой воды проявит свойства резонатора. И действительно, в океанах на глубине около 1000м залегает слой воды, скорость звука в котором изменяется по глубине так, как показано на рис.4b. Он известен как канал сверхдальнего распространения звука. Если в пределах этого слоя взорвать глубинную бомбу, то в этом слое возникнет колебательный процесс, который дойдет с минимальным затуханием до берегов, как бы далеко они ни находились. Это явление было открыто американскими учёными М. Ивингом и Дж. Ворцелем в 1944 году. Установив по всем своим океанским побережьям береговые гидроакустические станции, предназначенные для регистрации появления вражеских подводных лодок, американцы случайно обнаружили это явление. Почему никто не придал значения тому, что этот колебательный процесс имеет вид гармонического затухающего сигнала - я не знаю. Скорость распространения этого сигнала равна половине скорости распространения звука в воде, что тоже является признаком того, что этот канал является колебательной системой.

И опять, как всегда, когда обнаруживается новый физический эффект, возникла уверенность в том, что этого не может быть. И опять можно без труда это доказать.

В самом деле, разве может быть, чтобы скорость движения чего угодно или распространения чего угодно сама, без внешнего воздействия изменялась?! Здесь, конечно же, должна быть какая-то ошибка.

Специальные измерения, подробно описанные в работе [7], показали, что скорость распространения поля упругих колебаний Vfr (h) при нормальном (перпендикулярном) прозвучивании изменяется так, как показано на рис.4
Рис. 4

 (табл.1)

материал

толщина

h(мм)

Скорость

V(м/с)

оргстекло

3

2780

« »

4

2820

« »

5

2820

« »

6

2800

« »

7

2810

« »

9

2800

стекло

2

5260

« »

4

5450

« »

6

5580

« »

8

5620

« »

10

5680

дюралюмин

2,8

6100

« »

3,94

6180

« »

4,95

6200

« »

5,93

6250

« »

7,93

6380

сталь

3

5400

« »

4

5500

« »

5

5600

« »

6

5670

« »

7

5750

В таблице табл.1 приведены средние значения скоростей по толщине образцов из оргстекла, стекла, дюралюминия и стали.

I-6. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ №3. ИСКРИВЛЕНИЕ ВЕКТОРА СКОРОСТИ В ЗОНАХ Δh

Я сейчас уже не помню, сколько мне потребовалось времени, чтобы сообразить, что график Vfr (h), показанный на рис.4, может иметь подобную форму и без изменения величины скорости. Для этого было бы достаточно, чтобы вектор скорости в приграничных областях Δh, не изменяя своего значения, искривлялся (!). Ведь проводя измерения, в результате которых мы получаем кривую Vfr (h) на рис.4, мы не скорость определяем, а проекцию этой скорости на ось Х.

Правда, я совершенно не представляю себе физический смысл вектора скорости. Но если вектор скорости распространения поля упругих колебаний изгибается в приповерхностных зонах, то это значит, что при нормальном прозвучивании образца-резонатора должна возникать тангенциальная составляющая поля, что, вообще говоря, категорически не допускается в курсе теоретической акустики.

И опять возникла проблема экспериментального доказательства этого нашего допущения...

Это доказательство было получено при наблюдении эффекта акустического резонансного поглощения.

I-7. ФИЗИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ №4. ЭФФЕКТ АКУСТИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ (АРП)

В начале 80-х годов я решил поставить в лаборатории эффект монохроматора. Задачей этого эксперимента была проверка различия эффекта монохроматора в слоях-резонаторах и слоях-нерезонаторах. В течение какого-то времени было предположение, что колебательный процесс, возникающий в ходе возникновения собственных колебаний - это следствие эффекта монохроматора.

Монохроматор в акустике является аналогом монохроматора в оптике, где его называют еще эффектом просветляющей оптики.

Для наблюдения эффекта монохроматора необходимо, чтобы сигнал, возбуждающий пьезокерамический излучатель, будучи гармоническим и изменяющимся при необходимости по частоте, имел бы ограниченную длительность, то есть был бы одновременно и импульсным. В противном случае, разделить зондирующий и отраженный сигналы невозможно. В литературе рекомендуется применять для этого так называемый радиоимпульс или импульсно-гармонический сигнал, который изображен на рис.5а и представляет собой гармонический сигнал, заключенный в огибающую прямоугольной формы.

Эффект монохроматора возникает в результате чисто интерференционных процессов. Прозвучивая пластину толщиной h синусоидальным сигналом с частотой fmc, при которой h = n λ / 2 или fmc = n V / 2h, мы получим полное прохождение поля через пластину и полное отсутствие отражения от нее.

Здесь λ – длина волны, которая, как известно, равна V/f.

Так вот, с помощью радиоимпульса, показанного на рис.5а, увидеть эффект монохроматора невозможно.
Рис. 5

Так вот, с помощью радиоимпульса, показанного на рис.5а, увидеть эффект монохроматора невозможно. Во-первых, такой ультразвуковой импульс невозможно создать. Дело в том, что начало и конец реального радиоимпульса имеет удароподобные участки. А если излучатель пьезокерамический, то он является колебательной системой, и удароподобные участки зондирующего сигнала возбудят в нем его собственные колебательные процессы, которые исказят излучаемый сигнал так, что с его помощью будет невозможно создать зондирующий сигнал требуемой формы.

Во-вторых, даже если вы и создадите зондирующий сигнал нужной формы, то он, имея два удароподобных участка, возбудит в исследуемом образце совсем не то, что необходимо для наблюдения эффекта монохроматора.

Для наблюдения монохроматора нужен зондирующий сигнал, имеющий форму, показанную на рис.5b. Особенностью такого сигнала является отсутствие удароподобных участков. То есть, должно быть плавное нарастание и спад сигнала. Время наблюдения - Δ2t. В течение этого времени амплитуда зондирующего сигнала неизменна, а частота этого сигнала должна быть такова, чтобы прямой сигнал и сигнал, отраженный от задней стенки образца, были противофазны, а результирующий сигнал, который является отраженным от прозвучиваемого образца, равен нулю.

Эффект монохроматора прекрасно иллюстрирует закон сохранения энергии. Коэффициент отражения сигнала от образца плюс коэффициент прохождения сигнала через образец равен единице. Эффект монохроматора может наблюдаться как в пластинах-резонаторах, так и в нерезонаторах.

Но вот наблюдая эффект монохроматора при прозвучивании стеклянного образца я немного, процентов на 10 увеличил частоту заполнения зондирующего импульса. И увидел при этом, как исчез сигнал, который на всех прочих частотах проходит сквозь прозвучиваемый образец.

Сигнал, проходящий через образец, приобрел вид, показанный на рис.5с. То есть, обнаружился эффект, когда сигнал, проходящий через пластину-резонатор на какой-то частоте отсутствует в течение времени Δ2t, когда амплитуда сигнал зондирующего сигнала не изменяется. Коэффициент отражения при этом ничуть не изменился.

Вот этот эффект имеет место только при прозвучивании пластины-резонатора.

На поиски пропавшего сигнала ушло несколько лет. При этом я не мог эту лабораторную работу дать студентам, и не мог сделать публикацию, поскольку совершенно не понимал, что происходит.

Я уже не помню, как мне пришло в голову поставить пьезоприемник 4 так, как это показано на рис.6.

Я уже не помню, как мне пришло в голову поставить пьезоприемник 4 так, как это показано на рис.6.
Рис. 6

Недостающий сигнал оказался именно там, где находится пьезокерамический приемник 4. В этом нетрудно убедиться, если сигнал с разъема «Вых-4» подать на осциллограф. И что же из этого следовало... Это оказалось самой, наверное, головокружительной находкой.

Оказалось, что поле, возбуждаемое пьезокерамикой 1 таким образом, чтобы распространяться в направлении оси Х, на собственной частоте образца-резонатора f0 переориентируется на 90°. То, что у нас получилось, можно, по аналогии с другими известными эффектами резонансного поглощения (парамагнитный резонанс, ферромагнитный резонанс, электронный резонанс), назвать эффектом акустического резонансного поглощения (АРП).

Распространяясь в ортогональном направлении, в направлении оси y, это поле при достижении границы объекта (что легко себе представить при слоистой среде горного массива, при горизонтальном залегании слоев) отразится от этой границы и пойдет в обратном направлении.

На практике это означает, что при сейсморазведочных работах эхо-сигнал приходит к сейсмоприемнику не снизу, из глубины горного массива, а сбоку. Вернее, с боков. Естественно, что при этом в принципе невозможно даже представить себе, что результаты сейсморазведочных работ могут соответствовать реальному геологическому строению. Ну действительно, если вся сейсморазведка заточена под получение эхо-сигналов снизу, а на самом деле они приходят сбоку, то на получение от сейсморазведки информации, соответствующей геологическом строению рассчитывать нельзя.

На рис.7 показана совокупность частотных характеристик всех элементов, участвующих в лабораторной установке для наблюдения эффекта АРП.

На рис.7 показана совокупность частотных характеристик всех элементов, участвующих в лабораторной установке для наблюдения эффекта АРП.
Рис. 7

Обозначения на рис.7: α - коэффициент прохождения. На частоте монохроматора fmc α =1. То есть весь сигнал проходит сквозь образец на частоте монохроматора. β - коэффициент отражения. На частоте монохроматора fmc β=0. Ну правильно, α+β=1 – это фундаментальное соотношение монохроматора, подтверждающее закон сохранения.

Очень наглядно получается, если в качестве прозвучиваемого образца 2 использовать пьезокерамический диск. Тогда частота f0 – это его резонансная частота. Это видно по графику U(f). U – это ЭДС на его обкладках, и ее величина имеет максимальное значение на резонансной частоте образца f0.  Мы уже знаем, что на этой частоте α=0. То есть, сигнал в точке, где стоит приемник 3 (на рис.6), должен быть равен 0. И, как уже говорилось выше, на резонансе образца 2 сигнал в этом месте отсутствует.

На частоте f0 сигнал появляется там, где стоит пьезокерамический приемник 4 (на рис.6).

I-8. ЭФФЕКТ ПЬЕЗОПЛЕНКИ

Использование пьезопленки началось в середине 80-х годов для сейсмоприемников, когда стало понятно, что сейсмоприемник не должен иметь ни одной собственной частоты. Пьезопленка - это металлизированная полиэтиленовая пленка, и собственных частот не имеет. Пьезокерамика является резонатором и обладает собственными частотами. Поэтому если бы пьезопленки еще не было, то пришлось бы эту тематику (создания приемника для спектрально-сейсморазведочных измерений) остановить до изобретения такой пленки.

Однако наряду с необходимым для наших измерений свойством - отсутствием собственных частот, она обнаружила еще одно свойство, которое я вот уже больше 30 лет пытаюсь разгадать.

Одна из проблем, которая возникла при изучении эффекта АРП, заключалась в том, что в установке, в которой осуществлялся этот эффект, показанной на рис.6, было задействовано подряд 3 пьезокерамических преобразователя. Излучатель 1, прозвучиваемый образец 2, и приемник 3. Каждый из них имеет две собственных частоты (по толщине и по диаметру). В результате, суммарная частотная зависимость в точке, в которой находится приемник 3 имеет такое количество собственных частот, что график общей частотной зависимости оказывается слишком изрезанным. Чтобы уменьшить количество собственных частот, было решено использовать в качестве преобразователя 3 (на рис. 6) пьезопленку. ЭДС, снимаемая с пьезопленки, на рис.7 обозначена как α(film).

При этом обнаружился совершенно непонятный эффект. Пьезопленка, проявившая в качестве сейсмоприемника те же свойства, что и пьезокерамика, на месте преобразовател 3 не обнаружила отсутствия поля на частоте f0. То есть, если бы мы эффект АРП не обнаружили раньше, то, применяя пьезопленку, мы бы его так и не обнаружили.

Но, значит, получается, что поле упругих колебаний имеет две составляющих. Одну из них регистрирует пьезокерамика, а другую - пьезопленка... Но что это за составляющие - я пока что не знаю.

И у меня нет уверенности, что за время оставшейся мне жизни я смогу разгадать этот феномен.

I-9. РЕЗОНАНСНАЯ АНИЗОТРОПИЯ И СЛЕДСТВИЯ ИЗ НЕЕ

Как показал эффект АРП, акустические свойства объектов-резонаторов включают в себя анизотропию. Но это анизотропия особая. Слои-резонаторы обладают прекрасной звукопроводностью, но только в направлениях, ортогональных направлению их нормального прозвучивания. Происходит это только на частоте, равной собственной частоте слоя-резонатора по его толщине.

В случае ударного воздействия на достаточно протяженный слой-резонатор толщиной h (в соответствии с рис.8.), в этом слое возникнет сигнал, имеющий частоту, равную 5000/2h. Этот сигнал идет в направлениях ±x и ±y.

В случае ударного воздействия на достаточно протяженный слой-резонатор толщиной h (в соответствии с рис.8.), в этом слое возникнет сигнал, имеющий частоту, равную 5000/2h. Этот сигнал идет в направлениях плюс/минус x и плюс/минус y
Рис. 8

Скорость распространения поля вдоль слоя-резонатора равна примерно V/2. В начале, вблизи точки ударного воздействия эта скорость несколько меньше, чем V/2, а при удалении эта скорость приближается к значению V/2. При приближении к отражающей звук границе она несколько уменьшается. В обратном направлении всё повторяется.

Если на пути распространения поля находится зона тектонического нарушения, то варьируя местонахождением точки ударного воздействия и определяя постоянно время прихода эхо-сигнала от этой зоны, можно определить, где эта зона находится.

На каком-то этапе изучения этой темы возможность обнаружения зон тектонических нарушений была очень актуальной и востребованной. Сейчас стало возможно выявлять зоны тектонических нарушений гораздо более простым и эффективным методом. Но об этом - попозже.

Для того, чтобы разобраться с физикой резонансной анизотропии, необходимо привлечь функции комплексного переменного, но для акустики это, к сожалению, пока невозможно из-за отсутствия метрологической базы.

I-10. СВОЙСТВА ОБЪЕКТОВ-РЕЗОНАТОРОВ

Двигаясь от простого к сложному, будем рассматривать сначала единичный объект-резонатор. Единичный резонатор имеет одну-единственную собственную частоту f0. Реализовать единичную УКС не всегда возможно.

Вообще объект-резонатор имеет столько собственных частот, сколько у него размеров. Мы до сих пор рассматривали единичный слой-резонатор (на примере породного слоя-резонатора), но на практике этот случай встречается крайне редко. На самом деле, породный слой лежит на другом слое-резонаторе (или на совокупности слоев-резонаторов), или/и под другим слоем-резонатором. И на частотной характеристике реального объекта обязательно присутствует совокупность залегающих совместно слоев-резонаторов и проявляются все касающиеся друг друга резонаторы.

Самое первое мое измерение, это когда я увидел в исследуемом мною породном слое, в условиях угольной шахты, признак колебательной системы, он реализовался на единичном слое-резонаторе, на единичной УКС. А ведь если бы при первом моем измерении это была бы УКС, имеющая несколько собственных частот, то я бы в таком графике просто не распознал бы наличие УКС. Мы когда в этом разобрались, стали такие случаи называть многогорбыми верблюдами.

По-видимому, тогда, в 1977-м году, в день наших измерений породный слой, залегающий над угольным пластом, только что отслоился от вышележащей толщи, и не имел с ней акустического контакта. Думаю, что на следующий день, мы не получили бы такой картины. Скорее всего, к этому породному слою сверху прижался бы постоянно опускающийся и провисающий вышележащий слой, и результирующая картина имела бы не один, а больше экстремумов (f0.i) (горбов).

Поэтому когда я читаю о том, что открытия делаются в результате длительной научной работы, мне очень смешно. И смею уверить, что и это мое открытие, и почти все остальные обнаружились случайно, благодаря милости и воли Его Величества Случая. Или, иначе говоря, обнаружение нового физического эффекта - это чисто вероятностный процесс. Но что очень важно, обнаружение нового физического эффекта возможно только при экспериментальных работах.

При лабораторных исследованиях единичная УКС может быть реализована только если у вас имеется круглый сплошной шар (лучше стеклянный), который подвешен на прочной нити, и лежит на многослойном поролоне, причем акустические контакты его с поролоном и с нитью должны быть одинаковыми. Дело в том, что нить к чему-то привязана, и поролон на чем-то лежит. Как то, так и другой может оказаться в контакте с какой-то УКС, и шар может оказаться контактирующим с какой-нибудь УКС. Возбуждать такой шар на его собственной частоте следует с помощью маленького шарика, который следует уронить на его поверхность.

Но при этом возникает еще одна проблема. Ведь чтобы увидеть возникающие в результате упавшего на шар маленького шарика собственные колебания, необходим акустический контакт стеклянного шара с чувствительным элементом. Я пытался воспользоваться для этого маленьким кусочком пьезокерамики, прилепив его пчелиным воском к шару. Но это привело к изменению значения собственной частоты шара.

Еще более сложным оказалось добиться единичной УКС при работе с пластиной-резонатором.

Но, в конце концов, я понял, что при лабораторном моделировании можно смириться с подобными искажениями. Но когда дойдет дело до того, чтобы использовать стеклянный шар как эталон одночастотной УКС, придется искать другие методы акустической изоляции эталона от окружающей среды.

Да, так о моночастотности и поличастотности поля упругих колебаний при ультразвуковом воздействии на пьезокерамику 1 на рис.6. Да, действительно, для того, чтобы получить короткий ультразвуковой моночастотный сигнал типа показанного на рис.5b, пришлось решить некоторую непростую задачу из области схемотехники. Однако на практике оказалось всё гораздо проще, и Природа сама решила эту задачу. При ударном воздействии на земную толщу, состоящую из совокупности плоскопараллельных слоев-резонаторов, возникает столько моночастотных затухающих сигналов, сколько имеется слоев-резонаторов. В каждом из этих слоев возбуждается сигнал, подобный тому, который показан на рис.9.

В каждом из этих слоев возбуждается сигнал, подобный тому, который показан на рис.9.
Рис. 9

Этот сигнал (его еще называют пакетом или пачкой) распространяется вдоль собственного (который его создал) слоя-резонатора, со скоростью, равной примерно половине от 5000м/с (если это горные породы), не выходя за его пределы. Затухание этого сигнала крайне низкое. Следовательно, если речь идет о слоистом горном массиве, то при ударном воздействии на его поверхность возникает такое количество частот, сколько в данном месте массива слоев-резонаторов. И других сигналов (не моночастотных) там нет.

Кроме того, этот эффект используют, когда, прижав ухо к земле слушают приближение конницы, и слышат ее задолго до того как ее можно увидеть. При этом слышен не топот коней, а низкочастотный сигнал (гул).

Этот эффект прекрасно наблюдается в океанах, в каналах сверхдальнего распространения звука, а также при проведении сейсмоизмерений методом вибросейса1.

I-11. ПРОБЛЕМЫ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ.

Задача сейсмоприемника - получать электрический сигнал, по параметрам идентичный сигналу акустическому в точке контакта сейсмоприемника с исследуемым объектом. Но это общие слова, поскольку параметры акустического сигнала без сейсмоприемника исследованию не подлежат.

Согласно существующей литературе, существуют сейсмоприемники, реагирующие на тот или иной тип упругих колебаний, а также, принимающие сигнал с определенной стороны. Сейчас рекламируется разработка трехкомпонентных сейсмоприемников. Это заблуждение. Сейсмоприемники, как и сейсморазведка в целом, не входит в компетенцию метрологических служб, и этим сказано всё. Ни один человек не может сказать, какой тип упругих колебаний подлежит исследованию, и с какой стороны он пришел. И вообще, какой тип упругих колебаний имеет место быть в каком-то конкретном случае.

Поскольку за всё время существования традиционной, так называемой, лучевой сейсморазведки не было ни одного случая совпадения сейсморазреза с геологическим разрезом, то параметры сейсмоприемников ни на что не влияют, и они могут и не обсуждаться.

С позиции спектральной сейсморазведки, спектр электрического сигнала должен быть идентичным спектру сейсмосигнала. Решается эта задача не только сейсмоприемником, но и приемным устройством в целом.

Если вы откроете литературу по сейсмоприемникам, то вы узнаете, что сейсмоприемники являются датчиками поля упругих колебаний, и при этом не вносят при измерениях частотных искажений, потому что их собственный колебательный процесс характеризуется частотой, отстоящей на большом расстоянии (по частоте) от частотного диапазона изучаемого поля. Либо существенно ниже, либо существенно выше, и вообще всё это несущественно. Это определение принято потому, что спектр сейсмосигнала никогда раньше не был предметом изучения, и поэтому говорить про него можно было всё что угодно.

Сам по себе сейсмоприемник, пригодный для спектральной сейсморазведки, не должен иметь ни одной собственной частоты. Иначе при сейсмоизмерениях возникнет эффект, аналогичный эффекту связанных контуров, когда при сближении контуров изменяются величины их собственных частот.

Проверить наличие в сейсмоприемнике собственных частот очень легко. Для этого следует подключить его к осциллографу и уронить с примерно 30-сантиметровой высоты на корпус маленький, двухмиллиметровый стальной шарик. При этом сейсмоприемник должен лежать на многослойном толстом поролоне. На осциллографе в результате удара должен возникнуть один короткий всплеск. Для этого корпус сейсмоприемника должен быть из оргстекла, а в качестве чувствительного элемента - пьезопленка. При использовании в поле сейсмоприемник должен быть прижат к грунту небольшим ящиком из пластика, заполненным песком.

Для сравнения, если подобным исследованиям подвергнуть любой из существующих сейсмоприемников, увидим не короткий всплеск, а длинный колебательный процесс. Таким образом, работая с любым сейсмоприемником, мы будем наблюдать сигнал, которого в исследуемом массиве просто нет. Этот сигнал возникает в самом сейсмоприемнике в результате воздействия на него короткого сигнала.

В связи с этим, сформулируем необходимые свойства сейсмоприемника следующим образом. Сейсмоприемник не должен быть источником поля упругих колебаний. Для этого он не должен иметь в собственном составе УКС.

I-12. РАБОТА СО СЛОИСТЫМ МАССИВОМ

Допустим, что разрез земной толщи, подлежащей исследованию с помощью поля упругих колебаний, представляет собой слоистую среду, подобную показанной на рис.10

Точка ударного воздействия i находится на поверхности земной толщи, рядом, на расстоянии 10 - 20см от местонахождениея сейсмоприемника sp. При ударном воздействии на земную толщу возникающий сигнал распространяется в направлениях, параллельных направлениям слоистости.

В каждом из слоев возникнет сигнал, частота которого соответствует мощности hi, причем не только простого, но и составного. Но поскольку колебательные процессы не выходят за пределы соответствующих слоев-резонаторов, мы сможем узнать о величинах этих частот только для тех слоев, которых касается сейсмоприемник. А именно, слоев h1, h1+h2, h1+h2+h3 и т.д. О колебательных процессах в слоях, не касающихся сейсмоприемника, мы ничего не узнаем.

Если на расстоянии l1 от точки ударного воздействия породный слой h1 по каким-то причинам оборвался, и в зоне разрыва образовалась граница, колебательный процесс, который образовался в слое h1, отразится от этой границы, и пойдет обратно, опять же в пределах слоя h1, и сейсмоприемник зафиксирует эхо-сигнал. По наличию этого эхо-сигнала и по моменту его прохождения через сейсмоприемник можно определить величину l1.

Изменяя местонахождение точки ударного воздействия и приложения сейсмоприемника и повторяя ударные воздействия можно определить местонахождение границы, от которой отразился сигнал.

Допустим, что разрез земной толщи, подлежащей исследованию с помощью поля упругих колебаний, представляет собой слоистую среду, подобную показанной на рис.10
Рис. 10

Теперь о вибросейсе. Излучатель «вибросейс» представляет собой тяжелую стальную плиту, на которой установлен тяжелый двигатель с эксцентриситетом. Частота излучения поля упругих колебаний равна скорости вращения этого двигателя. Таким образом, вибросейс является излучателем чистой синусоиды. Предполагается, что вибросейс излучает поле вниз, в земную толщу. Поле, излучаемое им, ненаправленное, так как длина волны излучаемого им поля намного превышает размеры излучателя. Далее, предполагается, что при достижении излученного поля некоторой горизонтально залегающей границы, оно отразится от этой границы и достигнет вышележащей границы. И, таким образом, многократно переотражаясь от параллельных горизонтальных границ, будет распространяться по горизонтали. Для проверки этой модели сейсморазведки был произведен эксперимент. Излучатель - вибросейс массой 300 тонн находился в деревне Быстровка Новосибирской области, а приемник - в Казахстане, на расстоянии 1000км от излучателя.

Эксперимент осуществлялся геофизиками института Геофизики в новосибирском академгородке (ИНГГ СО РАН)

Излучение осуществлялось сигналом, очень медленно изменяющимся по частоте. При этом прием осуществлялся с хорошей амплитудой, с достаточным уровнем. Однако на трех частотах прохождение сигнала исчезало. Эти частоты - 4, 7 и 8,5Гц. Поскольку исчезновение сигнала с позиций традиционной сейсморазведки объяснить нельзя, то в отчет оно не попало.

Геофизики-экспериментаторы посчитали, что исчезновение прохождения на трех частотах имело место из-за какой-то неисправности в установке.

Но на самом деле, ведь это же очень просто. Среди слоистых структур (см. рис.9) отсутствовали породные слои-резонаторы с толщинами h1=2500/4=625м ; h2=2500/7=360м и h3=2500/8,5=295м. Там, наверное, еще какие-нибудь слои отсутствовали, но верхняя частота вибросейса была всего 15Гц.

I-13 В ЗАЩИТУ ЛУЧЕВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ

Мы как-то работали в поле, занимались поиском точки водопритока. Нас привез на этот участок молодой человек. Он очень внимательно смотрел, что и как мы делаем, и когда мы сделали первый профиль, сказал: «Теперь мне понятно, что и как вы делаете». Я спросил у него, что же он понял. Он усмехнулся. Дескать, дело не хитрое. Нанесли удар по земной толще и ловите эхо-сигнал. Как оказалось, у него образование - 8 классов, и про геофизику и про сейсморазведку он узнал только что.

Я проникся его представлениями. Для него принцип сейсморазведки настолько очевиден и прост, что не требует никаких объяснений. Ему бы знание математики, и он бы без особого труда написал об этом книгу вплоть до учебника по сейсморазведки.

Вот этот принцип сейсморазведки столь же очевиден, как и то, что Земля плоская, и что Солнце вращается вокруг Земли... И я понял, что главная мудрость методологии развития научного познания - это утверждение того, что очевидность, недоказанная экспериментально - это путь в тупик.

И я как-то вдруг понял, что вот уже 100-летнее вранье всех сейсморазведчиков об эффективности сейсморазведки - это не от того, что они от природы такие уж вруны... Сейсморазведку подвела ее очевидность и отсутствие у сейсморазведчиков (вплоть до самого высокого звена) знаний принципов методологии. Вруны - преподаватели кафедр философии. Они, вместо того, чтобы давать студентам знание методологии, врут о марксистско-ленинских глупостях

Я уже рассказывал о том, что еще в 1973-м году, когда на меня упал курс шахтной геофизики, то, обнаружив, что в этом курсе отсутствуют лабораторные работы по сейсморазведке, пошел к зав. кафедрой геофизики ЛГИ Игорю Васильевичу Литвиненко, чтобы он надоумил меня, какие лабораторные по сейсморазведке мне поставить. Будучи очень приятным в общении человеком, он удивился моей просьбе, и весьма доброжелательно стал объяснять мне, что сейсморазведка настолько проста и очевидна, что постановка по ней лабораторных работ лишена смысла.

Я возразил ему, что лабораторная работа - это тот источник эмпирики, без которого физика существовать не может. Разве не является очевидным, что чем тяжелее предмет, тем с большим ускорением он падает на землю с высоты?... и что кроме эксперимента могло установить истину?

Ну, понятно, что для такого большого начальника не могли быть приятными возражения какого-то младшего научного сотрудника. Он быстро закруглил возникший было диспут, и предложил приходить к нему с любыми вопросами. Но по-настоящему меня потрясло то, что после моего ухода он немедленно позвонил в ректорат, деканат и (!) в партком с требованием снять меня с преподавания этого курса. Кем я его после этого считал, уточнять не буду.

Курс этот на последующие 20 лет остался за мной, но я узнал такое, что, наверное, сейчас, когда Игоря Васильевича уже нет, я просто должен рассказать.

У меня были многочисленные контакты со студентами геофизического факультета, и я неоднократно слышал от них, что их зав. кафедрой - очаровательный лгун. Настолько, что ни одному его слову нельзя верить. Или сразу умножать любое его высказывание на j. Но при том, что они о нем это знали, они его любили. И, вроде бы, не презирали. Воистину, таинственна человеческая душа...

А потом, когда у меня образовались знакомые в лаборатории Балтийского Щита, то выяснилось, что в то время когда мы с ним разговаривали, он был пойман на воровстве информации при керновом бурении в истории с Кольской Сверхглубокой...2

И еще 40 лет понадобилось мне, чтобы понять сейсморазведчиков. И простить им злокачественное враньё по поводу эффективности сейсморазведки. В науке ведь нельзя взять назад свое слово или опровергнуть что-либо узаконенное. Так, невозможно написать, что Мохоровичич ошибался...

Я когда-то написал статью, и буквально сразу после ее публикации обнаружил в ней очень принципиальную ошибку. Ну, естественно, я сразу же написал следующую статью, с извинениями и пояснениями. Боже мой! Что тут началось! Все цензоры, легальные и нелегальные, представитель ГОРЛИТА, а также руководство института собрались вместе, чтобы наставить меня на путь истинный. Оказывается, нельзя изменять что-либо в своей публикации. Ну как же, ошибка же! «Низзя!». Меня поразил аргумент: Какой же ты ученый, если отказываешься от того, что сам же написал! А я не ученый. Я даже не КТН. Отступились. Для них наличие степени - единственный критерий уважаемости научного сотрудника...

Ведь понимание приходит ступенями. Вот на примере той злополучной статьи. Обнаружив в 1977 году, что породный слой имеет свойство колебательной системы, я стал искать механизм преобразования удара в синусоиду. Сначала я был уверен, что это происходит на продольных волнах. Такое название я и дал первой на эту тему статье. Потом я получил опровержение этого, и стал считать, что это происходит на поперечных волнах. И название второй, исправленной статьи таким и было. На несколько лет я пребывал в этой уверенности. А потом я понял, что продольные, поперечные и все прочие волны - это продукт нашего воображения, и больше ничего. Экспериментально выявить и различить эти волны невозможно, а следовательно, и говорить о них нельзя. Но чтобы это понять, понадобилось больше 40 лет...

II-ПРАКТИКА

II-1 КОЛЬСКАЯ СВЕРХГЛУБОКАЯ.

Кольская сверхглубокая скважина - это очень серьезный этап в жизни геофизики. А с другой стороны, источник множества легенд. Идея ее возникла следующим образом.

Примерно к 50-м годам многим геофизикам стал известен большой секрет сейсморазведки, и ученые забеспокоились... Дело в том, что при всей очевидности идеи сейсморазведки, практических результатов она не давала. Нет, не совсем так. Результаты, описанные Мохоровичичем были впечатляющими. Да и академик князь Голицын тоже докладывал об очень ярких измерениях. Но вот беда. Эти результаты относятся к самому началу ХХ века. А вот позже, когда аппаратура стала существенно лучше, повторить эти измерения не удавалось.

Уже стало невозможно скрывать, что ни один сейсморазведчик не будет делать свою работу, не имея результатов бурения, и случаи фальсификации результатов сейсмоизмерений долго скрывать не удавалось, и некоторым ученым нужно было знать истину. Назревал скандал. Вот тогда и возникла идея международного проекта, назначение которого было разобраться, что происходит в сейсморазведке на самом деле. Было решено в неисследованном регионе сделать сейсмоизмерения и результаты этих измерений спрятать в сейф. Следующий этап - это бурение. В районе сейсмоизмерений, на Кольском п-ове решили сделать керновое бурение на предельно возможную глубину. Ну, а затем следовало по результатам бурения построить разрез земной толщи и сравнить его с результатами сейсморазведки.

Так и сделали. Скважина получилась глубиной примерно 13км, после чего трос лопнул, и ученые приступили к сравнению геофизики с бурением. Научное обеспечение осуществлялось силами лаборатории Балтийского Щита (при кафедре геофизики ЛГИ), руководил геофизическими исследованиями сам Литвиненко И.В.

Результат получился оглушительный. Между сейсморазрезом и геологическим разрезом, полученным бурением, ничего общего не было. То есть, вообще ничего. Всё сходилось с точностью до наоборот. Но когда посмотрели внимательно, то оказалось, что на глубину до 300 м сходимость результатов была 100-процентная.

А когда посмотрели еще более внимательно, то оказалось, что сейсморазведка была выполнена тогда, когда бурение уже началось и достигло 300м. Ну явное же воровство! Украдена была информация, полученная с помощью бурения, и к ней, как обычно, подтянули сейсморазрез. И что с этим делать? Похоронить сейсморазведку? На это у участников международного проекта рука не поднялась. Да им бы это никто и не позволил. И решили они полученные результаты засекретить. От кого? От спонсоров? От тех, кто финансировал сейсморазведку?...

Ну, а что же делать? Ведь она такая простая, логичная, очевидная. Если усилить математические кадры, которые разрабатывают ее теорию, может быть, что-то, наконец, получится... И усилили. Математиков теперь уйма. А то, что математика без эксперимента мертва, вроде бы, решили учесть следующим образом.

Для этого сделали лабораторию для моделирования сейсморазведочных данных. Возглавил ее Караев Назим Алигейдарович. Доктор, профессор, автор 150 научных работ и 12 монографий... Я не знаю, какие он делал исследования в своей лаборатории. Но сейчас я могу точно сказать, что не существует ни единого эксперимента, который подтверждал бы идею сейсморазведки хотя бы по одному пункту. А вот у него были...

Ну а вот если бы Караев пришел, допустим, к нашим результатам, то кто бы позволил ему их опубликовать?...

II - 2 СПЕКТРАЛЬНО-АКУСТИЧЕСКАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ

Как уже было сказано выше, количество собственных частот объекта-резонатора равно количеству его размеров. Так, прямоугольный образец-резонатор, имея три размера (толщину а, длину b и ширину c), в соответствии с рис.11, имеет три собственных частоты: f0a, f0b и f0c:

f0a=V/2a;  f0b=V/2b;  f0с=V/2с

В этом простейшем случае можно выявлять скрытые трещины, не выявляемые никаким другим методом. Так, при изготовлении гранитных прямоугольных параллелепипедов (типа памятников) наличие количества собственных частот, больше трех, свидетельствует о наличии в заготовке скрытых трещин. В случае, если это нераскрытые микротрещины, то изделие разрушается при изготовлении только на самом последнем этапе обработки, при полировке.

Метод спектрально-акустической дефектоскопии испытывался для самых различных случаев.

1. Для дефектоскопии стальных изделий очень сложной конфигурации (автосцепки для железнодорожных составов)

Так, прямоугольный образец-резонатор, имея три размера (толщину а, длину b и ширину c), в соответствии с рис.11, имеет три собственных частоты: f0a, f0b и f0c
Рис. 11

В какой-то отдел вагоноремонтного завода для нас специально принесли штук 15-20 автосцепок. Было известно, что одна из них имеет дефект, и всем было интересно, увидим ли мы это. Мы приклеивали пчелиным воском к каждой автосцепке к одному и тому же месту маленький сейсмоприемник, и наносили легкий удар в одно и то же место на каждую автосцепку.

Обычно при дефектоскопии выявляют конкретный дефект. При спектрально-акустической дефектоскопии стремятся выявить изделие, спектр которого отличается от спектра заведомо качественного изделия.

При работе с автосцепками мы выявили одну автосцепку с отличающимся спектром, и она действительно была с дефектом. На всю процедуру ушло не больше 20мин.

Руководство было потрясено, и нам рассказали, что обследование каждой автосцепки занимает порядка 8 часов. За это время делают порядка 50 рентгенограмм, и затем сравнивают их. Работа с рентгеном очень вредная, люди получают молоко и какие-то прибавки к отпуску. Рентгеновская установка работает не более 6месяцев, после чего нужно ехать в Курган, непременно на машине (!), чтобы поменять ее на новую.

От нашей разработки отказались, потому что она ... намного дешевле.

2. По этой же причине руководство Эрмитажа отказалось от наших услуг при поисках ходов (так называемых, жаровых) в стенах для использовании их для обеспечения помещений равномерным теплом. Совершенно случайно нам удалось продемонстрировать высокую эффективность метода, но предпочтение отдали организации «Гипротеатр», которые решали эту задачу путем бурения стен Эрмитажа (!). Бурение стен Эрмитажа оказалось дороже, чем наш неразрушающий метод, так что, конечно же, прибавка к зарплате - это уважительная причина, чтобы бурить его стены.

3. По этой же причине руководство предприятия «Ленбуммаш №2» отказалось от наших услуг при дефектоскопии гранитных блоков. Проблема здесь следующая.

Изготовление гранитных валов для бумагоделательных машин - очень длительная, дорогостоящая операция. Заготовку сначала откалывают от скалы, затем обрабатывают грубо, затем просверливают по длине, затем шлифуют и, наконец, полируют. Если в заготовке есть микротрещина, то вал разваливается только на стадии конечной обработки. КПД обработки валов очень мал. Не редко обработка длится годы, а в конце, при полировке вал разваливается.

При испытании нашей методики мы обнаружили микротрещину еще перед началом обработки, то есть, сразу после того как заготовка была вырублена из скалы. Мы показали место, где мы обнаружили микротрещину, и в дальнейшем это подтвердилось.

Наша методика спектрально-акустической дефектоскопии обещала дать огромную экономию при изготовлении гранитных валов для бумагоделательных машин. Но вот вдруг нашелся умелец, который использовал для решения этой задачи шахтную сейсмостанцию «Дружба», и руководство предприятия «Ленбуммаш-2» отдало предпочтение этой сейсмостанции.

Правда, на самом деле, эта сейсмостанция не дает вообще никаких результатов. Ни в шахтах, ни на поверхности. Но умелец назначил за пользование этой сейсмостанции очень круглую сумму, которой вполне хватило и умельцу, и руководству предприятия. Количество брака при этом не уменьшилось, но разве это главное?...

Я не исключаю, что когда-нибудь в этой стране что-нибудь изменится, и исследовательские методы станут использовать не только для того, чтобы руководству было на карман, но и для того, чтобы использовать их по назначению.

II-3 НЕМНОГО О НАУКЕ

Заведующим отдела сейсмологии и сейсморазведки в ЛОМИ (Ленинградском отделении Математического Института им Стеклова АН СССР) был Петрашень Георгий Иванович. Так случилось, что в какой-то момент выяснилось, что названия моих и его публикаций совпали. И я позвонил ему с просьбой о помощи или хотя бы консультации. Дело в том, что наши с ним публикации о физике поля упругих колебаний, имея одинаковые названия, доказывали совершенно разные вещи. Как же быть?

Это был замечательный человек. Безусловный авторитет в области математики и единственный человек, который взялся разобраться с тем, что у меня получалось. На это у нас с ним ушел месяц. Он приходил в мою лабораторию в ЛГИ, и мы вместе с ним делали те лабораторные работы, на которых у меня работали студенты.

В результате он сказал, что не видит у меня каких-либо ошибок, а вот акустику и сейсмику нужно начинать с нуля. Ну что тут сказать! После стольких лет пребывания в полных идиотах, такое услышать от Петрашеня!!

Но при этом он добавил, что он слишком стар, чтобы заниматься этой темой. Ему было-то всего 72 года... Потом я понял, что причина его нежелания заниматься этой темой заключалась в том, что его за это немедленно выставили бы на пенсию.

Так сложилось, что я после этого узнал некоторые особенности советской науки. И все эти особенности имеет сейчас российская наука. Я много писал об этом в своих работах, но это настолько важно для молодых людей, желающих посвятить свою жизнь науке, что повторю еще раз.

Так вот, чтобы они знали, главным требованием к диссертации является отсутствие в ней чего-либо нового. Это требование имеет ряд следствий. Если в вашей диссертации нет ничего нового, то она неизбежно липовая. Ведь для того, чтобы ее защитить, нужно предъявить документы о новизне и значении ее для народного хозяйства. И значит, эти документы неизбежно подложные. А это - уголовка. Защитив такую диссертацию с такими документами о внедрении, вы на всю оставшуюся жизнь будете жить со страхом о разоблачении.

Может ли человек со страхом в подсознании сделать что-нибудь новое? Никогда! И признаться в собственном подлоге он тоже никогда не сможет. Согласившись на такое, он сам себя как бы кастрирует в плане научных способностей.

Со временем он станет членом какого-нибудь ученого совета, и при защите любого другого молодого человека, он уже сам не допустит ничего, что было бы ему незнакомо. Одним словом, ничего нового.

О такой дисциплине, как соблюдается в науке, армия может только мечтать. Если в данное сообщество проникнет человек самостоятельный в своих суждениях, возможно, со своими мыслями, то дни его в этой организации будут сочтены. Смотрите сами. Ведь если вы имеете статус не выше младшего научного, вас на работу принимает и с работы увольняет отдел кадров. А если выше, то функции отдела кадров исполняет Ученый Совет. Ученый Совет все свои решения принимает коллегиально. Но по воле начальника. И попробуйте проголосовать не так, как это нужно начальнику!... Над каждым ученым висит всю жизнь этот Дамоклов меч.

Среди моих студентов было много очень умных мальчиков. Их, естественно, брали в аспирантуру, и в процессе соответствующей обработки они превращались в тупых каплунов. Да, самонадеянных. Да, кандидатов-докторов, но научных евнухов.

Наиболее простая обработка заключается в том, что аспиранту дают невыполнимое задание. Он над ним трудится отведенный на это год и убеждается, что задание невыполнимо. Ему помогают завершить работу, помогают получить документы о внедрении, и он защищает липу. Вот и всё. И из умного мальчика получается исполнительный «чего изволите», готовый на всё.

Исключений я не знаю.

II-4 РАБОТА С ШАХТНОЙ АППАРАТУРОЙ

Первая аппаратура («Резонанс») для определения строения кровли в шахтах была сделана примерно через неделю после того, как было обнаружено (в 1977-м году), что породный слой по акустическим свойствам является упругой колебательной системой.

Вновь обнаруженный физический эффект по уровню приспособленности к жизни примерно такой же, как новорожденный ребенок. Он неизбежно вызывает к себе ненависть, и самое первое намерение - это его уничтожить. Я думал, что это вот такие особенные люди работают на нашей кафедре. Но со времени я узнал из методологической литературы, что таково нормальное отношение ко всему новому в любом научном обществе.

Решение заседания кафедры РПМ (разработки пластовых месторождений ЛГИ), где я доложил о результатах командировки, было таковым, что таким как я не место на кафедре. И что если какой-то там новый физический эффект может быть и существует, то к кафедре РПМ это не относится ни в малейшей степени. Почему не все поддержали это решение, я не помню, но сразу после этого мне пришлось докладывать то же самое на ученом совете ВНИМИ (всесоюзный научно-исследовательский маркшейдерский институт), который был тогда нашим заказчиком.

То, что там случилось, описано в статье [8]. В общем, это было просто чудо, что нас не лишили финансирования, и мы начали свой 16-летний поход по угольным шахтам.

Я тогда читал курс шахтной геофизики не только студентам, но и на факультете повышения квалификации ЛГИ шахтным геологам. Зимой читал, а летом путешествовал по шахтам. Вспоминаю это время с удовольствием. Такой заинтересованной и приветливой аудитории я больше нигде и никогда не встречал. Они мне подсказывали темы лекций, в соответствии с их производственными проблемами, приглашали на свои шахты, где показывали свои особые условия, которые мы с ними вместе исследовали с помощью нашей аппаратуры.

И не было ни одной шахты, ни одной выработки, где бы я не увидел что-то новое для меня, какие-то условия, которых я еще не видел. А тем временем, в Донецке было налажено производство аппаратуры «Резонанс», за которой стояла огромная очередь. К 1993-му году этой аппаратурой было оснащено примерно 200 шахт. И, что самое главное, на тех шахтах, где геологи использовали нашу аппаратуру, не было ни одного несчастного случая по причине внезапного обрушения пород. Сейчас этому никто не верит.

С 1977-го по 1993-й годы (16 лет) мы работали с аппаратурой «Резонанс» в шахтах во многих угольных регионах СССР. При этом было установлено, что:

  1. Обрушение пород кровли происходит в зонах, где породы кровли имеют мелкослоистую структуру;
  2. Мелкослоистость имеет место в породах любой прочности, и совсем необязательно, чтобы мелкослоистость была обусловлена чередованием пород. Встречались случаи, когда мелкослоистостью обладал мелкозернистый прочнейший песчаник (f=15 по Протодьяконову).

Были случаи, когда вдоль выработки в кровле залегал прочный песчаник, но в каком-то месте он был мелкослоист, и именно там происходило обрушение кровли. В этом была загадка, которую удалось разгадать только через несколько лет.

В 1993-м году руководство ЛГИ расторгло наш договор с объединением Южкузбассуголь и уволило всех, кто работал по этому договору по сокращению штатов. Мы потеряли доступ в шахты и стояли перед дилеммой - идти работать в охрану или в ларек. Ничего другого в 1993-м году не было.

II-5 ОБНАРУЖЕНИЕ ЗТН

Прежде чем совсем уйти из геофизики, мы решили сделать пробный разрез земной толщи методом спектральной сейсморазведки с поверхности земли. Для нас это было начало цифровой эры. Аппаратура была примитивная, но уже цифровая. Запись сигналов велась на аналоговый портативный магнитофон. Оцифровка сигналов делалась в офисе.

Мы были уверены, что у нас ничего не получится. Мы до этого работали в шахтах, на больших глубинах. Там был прекрасно литофицированный породный массив, и строение его хорошо наблюдалось на обнажениях. Здесь же, вблизи к поверхности Земли, эти супеси, суглинки... Это даже породами не хотелось называть.

В качестве линии профилирования была выбрана (по совету геологов) Торфяная дорога (СПб), от Серафимовского кладбища до Богатырского проспекта, по газону, около домов, всего примерно 1км. Шаг профиля был 5м. Спектральное преобразование осуществлялось с помощью Матлаба. Этот профиль у меня сохранился, но качество было ужасным, и я стараюсь его не показывать.

Геофизический метод и аппаратура для реализации этого метода сейчас известны как спектрально-сейсморазведочное профилирование (ССП).

На этом профиле наблюдалась вялая горизонтальная слоистость, что нормально для осадочных пород. Но вместе с тем, на примерно одинаковом расстоянии друг от друга четко наблюдались четыре непонятных объекта в виде воронок, остриями вниз.

Мы вернулись на Торфяную улицу, чтобы посмотреть, чему соответствуют эти воронки. То, что мы увидели, перевернуло всю нашу дальнейшую жизнь.

Каждая из этих воронок находилась рядом с домом, имеющим явные признаки разрушения. Эти признаки - вертикальные и субвертикальные трещины, рвущие кирпичную кладку, а также косые трещины между углами оконных переплетов. Все остальные дома таких признаков не имели.

Было ясно, что эти воронки могут служить прогностическими признаками разрушения инженерных сооружений. Но возник вопрос: а что же это за объекты такие, скажем, в геологическом смысле?

На рис.12 показан типичный пример подобных ворόнок.

Было ясно, что эти воронки могут служить прогностическими признаками разрушения инженерных сооружений. Но возник вопрос: а что же это за объекты такие, скажем, в геологическом смысле? На рис.12 показан типичный пример подобных воронок.
Рис. 12

Я специально взял для примера случай, где на 75м профиля приходится три воронкообразных объекта, чтобы было понятно, что это не экзотика, а достаточно часто встречающееся явление.

Радоновая съемка показала, что над каждым воронкообразным объектом наблюдается высокий уровень радона. По мнению геологов, это дает нам право назвать эти объекты зонами тектонических нарушений Мы позволили себе дать этому объекту это название в сокращенном виде - ЗТН.

Как оказалось в дальнейшем, ЗТН являются очень важным для всех землян объектом. У меня про свойства ЗТН написано много статей [9, 10, 11], и им посвящена целая глава в книге [12]. Несмотря на то, что геологи упоминают этот объект, выявление и картирование его оказалось возможным только с помощью ССП.

Первоначально, в течение первых нескольких лет геологи и геофизики утверждали, что ЗТН можно выявлять с помощью всех существующих геологических и геофизических методов, и поэтому метод ССП является лишним и ненужным. Но, во-первых, никакой исследовательский метод не может быть лишним, потому что даже если другие методы и позволяют выявлять ЗТН, то каждый новый метод неизбежно позволяет описывать этот объект с другой стороны.

Однако, я думаю, что другие методы не могли выявлять ЗТН, потому что они не заметили ни одного их свойства. А свойств этих оказалось очень много, и они стали известными только с помощью ССП. И потом, согласно определениям геологии и геофизики, зона тектонического нарушения или, иначе говоря, разлом возникает в результате движений (сдвижений) тектонических плит, увеличения тектонических напряжений и прочее тому подобное. Но ведь это всё абсолютно умозрительные субстанции, не определяемые в эксперименте, и, следовательно, упоминать их не следует.

За те 26 лет, что прошли с момента первого обнаружения ЗТН (с 1993-го года), мы наблюдали тысячи этих объектов. И все они по внешнему виду представляли собой либо V-образный объект, либо одну образующую V-образного объекта. Чаще всего, это многоэтажные объекты, как например, объект с центром около 12-го метра профиля на рис.12.

Действие ЗТН очень разносторонне. Вот сейчас можно слышать в последних известиях о борьбе городских служб Москвы за ровную укладку плитки на тротуарах мостовых. Плитка очень быстро после укладки становится неровной. Начинаются скандалы, увольняют плиточников, но всё повторяется. В некоторых местах плитку укладывают уже в третий раз. На самом деле, причина в наличии большого количества ЗТН. Плитка проваливается непосредственно в этих зонах. И асфальт будет так же вести себя, только не так быстро реагировать на действие этих зон.

Разумеется, с самого начала после обнаружения ЗТН меня преследовало много вопросов. Как могли сформироваться в Земле подобные объекты? На какую глубину они распространяются? Чему соответствуют их направляющие (при наблюдении их на обнажениях, в шахтах) и каким методом они могут быть проверены? Всегда ли этот воронкообразный объект вертикален? И много-много других вопросов. Но жизнь сама распорядилась, давая нам с самого начала информацию о свойствах ЗТН. По мере того как осуществлялось изучение их свойств, появлялись и ответы на возникающие при этом вопросы.

Прослеживая сейчас процесс развития познания от обнаружения УКС к обнаружению ЗТН, я и сам удивляюсь, насколько это было логично и последовательно. Я тогда начал понимать, что обнаружить в конце ХХ века неизвестный ранее геологический объект - это всё равно, что обнаружить на Земле новую расу людей. В этот процесс вплелось несколько промежуточных физических эффектов, и в отсутствии любого из них мы не вышли бы на обнаружение ЗТН.

II-6 СВОЙСТВА ЗТН

Самое первое свойство ЗТН было обнаружено в результате самого первого профилирования вдоль Торфяной дороги. На километровом профиле было обнаружено 4 V-образных объекта, и каждый из них находился в непосредственной близости к инженерному сооружению, имеющему признаки разрушения. Можно ли считать, что наличие ЗТН под инженерным сооружением является признаками грядущего разрушения?

Это вопрос очень важный. Дело в том, что всегда, во все времена наблюдались случаи внезапного и вроде бы беспричинного разрушения инженерных сооружений. В начале XIX века, в связи с началом строительства железнодорожных путей и возникшего из-за этого строительного бума было обнаружено, что причина этих разрушений имеет геологический характер. Обнаружено это было следующим образом.

При внезапном разрушении дома то, что от него осталось, сносили, и на этом месте строили новый. Однако спустя некоторое время и новый дом разрушался, а соседние стояли без каких-либо признаков разрушения. То же происходило и с насыпью. Если насыпь разрушалась, то сколько бы ее ни ремонтировали, она всё равно разрушится на этом самом месте.

И весь Мир начал поиски геологических причин внезапных разрушений инженерных сооружений. Было создано научное направление, которое получило название инженерная геология. Идея метода, который должен обнаруживать причины таких вот разрушений заключалась в том, что перед строительством инженерных сооружений делали контрольное бурение в нескольких точках вокруг этого сооружения, и если оно внезапно разрушалось, то делали повторное бурение в тех же точках, и путем исследования керна искали аномалии.

К середине ХХ века стало понятно, что это ничего не дает, и во всем Мире прекратили эти исследования. Исключением стала Россия. Здесь, наоборот, увеличивается количество инженерно-геологических организаций. В Москве находится огромная головная организация, и в каждом городе есть собственная организация, так или иначе называемая инженерно-геологической. Может быть, российские ученые нашли причины внезапных разрушений инженерных сооружений? Нет, они нашли способ получать деньги за ничего неделание.

Схема этого увлекательного занятия следующая. Если Вы строитель, то при возведении сооружения вы обязаны получить официальное заключение о том, что вы можете приступать к строительству там, где вам поручено и так, как решили архитекторы. Для того, чтобы получить это заключение, вы должны заплатить за него инженерно-геологической организации. А на каком основании эта организация выдает такое заключение? Да ни на каком. Просто имеет право. У них нет технических средств для прогнозирования разрушения этого сооружения.

Чисто технически это выглядит следующим образом. Единственное исследование, которое необходимо сделать, чтобы дать требуемое заключение - это бурение некоторого количество скважин согласно проекту. Так сложилось, что я участвовал в этих работах, и могу свидетельствовать, что эти буровые работы довольно странные. Во-первых, количество скважин составляет не более 20% от заактированного количества согласно проекту. А во-вторых, геологический журнал содержит данные о результатах бурения еще до начала бурения.

Стоимость требуемого заключения составляет примерно 10% от стоимости всего строительства. Но это не страшно, поскольку платят за это сами жители возводимого дома.

Я эту историю докладывал на нескольких конференциях, называя всё своими словами. Но реакция была самая постыдная. Во-первых все эти инженерно-геологические организации даже не знают, что созданы они для того, чтобы прогнозировать возможные техногенные катастрофы. А когда я рассказываю, что фактор, определяющий вероятность этих катастроф, наконец-то обнаружен, то это вызывает только смех.

На основании собственного опыта я убедился, что самым логичным и последовательным свойством людей является комплекс луддитов. Но я убежден, что со временем картирование ЗТН будет повсеместно использоваться для прогнозирования техногенных катастроф, обусловленных геологическими факторами.

И еще. В добавление так называемым инженерно-геологическим возникли инженерно-геофизические работы, организации и пр. Увидев в фейсбуке коллектив, позиционирующий себя как инженерно-геофизический, я, в общем-то обрадовался. Потому что иметь коллег - это хорошо. То, что никто, кроме меня во всем Мире не может прогнозировать техногенные катастрофы геологического происхождения, это не есть хорошо. Ну, я, по простоте душевной и обратился к ним с вопросом, какого типа катастрофы они прогнозируют.

В ответ они пообещали мне побить лицо. Я не знал, сообщать ли мне об этом в своей статье, и решил всё-таки сообщить. Ну, мало ли, кто-нибудь еще может поинтересоваться у них сферой приложения их возможностей. Думаю, что если человек предупрежден - то он может более осмысленно относиться к контактам с этой группой.

Но, надо сказать, есть всё-таки возможность ознакомиться с еще одним методом, применяемым для прогнозирования техногенных катастроф. Я имею в виду аппаратуру «Струна». Ее аналог - «Стрела». Эта аппаратура размещена в микроавтобусе. Идея измерений состоит в следующем. Находящиеся в комплекте аппаратуры сейсмоприемники крепятся на стенах исследуемого дома. После этого по одной из стен дома наносится удар. Возникающий в результате ударного воздействия сигнал записывается, обрабатывается и мы получаем информацию о состоянии дома.

И всё бы хорошо, но за все время своего существования эта аппаратура ни разу не дала предупреждение о разрушении. Эту аппаратуру приобретает МЧС с тем, чтобы иметь возможность дать ту информацию, которая требуется...

Я был знаком с разработчиком этой аппаратуры, профессором, доктором технических наук Чичининым Иннокентием Сафьяновичем. В его коллективе были только математики. Он понимал, что без эмпирики математика мертва, и когда он ознакомился с моими разработками, то понял, что эта аппаратура в том виде, в котором она существует, информации не даст. Но в 2016 году Чичинина не стало, и «Струну» («Стрелу») стали выпускать для МЧС.

В общем-то это логично. Для организации, «бюджет которой зависит не от количества прогнозирования аварий, а от количества завалов»3, выпускается аппаратура, которая не дает реальных прогнозов...

При строительстве всегда есть вероятность того, что опорные конструкции будущего сооружения попадут в ЗТН, и сооружение неизбежно будет разрушаться. Строители утверждают, что количество таких вот проблемных сооружений составляет примерно 4% от количества всех возводимых сооружений. Особенно часто это происходит с мостами. Дело в том, что русла рек по большей части проходят через цепочку ЗТН. Это естественно, так как реке легче проточить своё русло через разрыхленные породы. И часто бывает так, что опоры моста попадают в ЗТН.

Несколько лет назад (еще при Лужкове) при строительстве моста через Москву-реку прямо в середине реки опоры попали в ЗТН и разошлись, и часть пролета при его укладке провалилась между опорами.

Часто в ЗТН попадает крайняя опора моста, которая находится на берегу. И тогда эту опору приходится ремонтировать в течение всего срока службы этого моста. Такова, например, судьба моста Александра Невского, СПб, у которого левая опора ползет с самого начала его эксплуатации.

Мы когда-то сотрудничали с организацией Ленгипротранс, и нам довелось обследовать опоры мостов на трассе газопровода Бованенково-Лабытнанги. Там все мосты имеют одну крайнюю опору, которая «ползет» именно по этой причине. Вот тогда я узнал, что такая история происходит с большинством мостов во всем Мире.

Поэтому я с большим вниманием отношусь ко всем сообщениям о состоянии Крымского моста. Не может быть, чтобы ни одна опора такого длинного моста не попала ЗТН.

II-7 О МЕХАНИЗМАХ РАЗРУШАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЗТН

С первого дня как мы обнаружили, что любое инженерное сооружение, оказавшееся в ЗТН, разрушается, возник вопрос - откуда берется воздействие, приводящее к разрушению.

На рис.13 показан корпус управления порта в СПб.

Наряду с развитием отдельных трещин, есть дома, которые разрушаются так, как может быть осуществлено только с применением каких-то специально разрушающих средств типа взрывчатки и т.п. На рис.13 показан корпус управления порта в СПб
Рис. 13

Я не представляю себе, какие нужно приложить усилия, чтобы привести совсем не старый еще дом к такому состоянию! А огромное количество домов, через которые проходят вертикальные и субвертикальные трещины, которые рвут кирпичную кладку?! Пример - на рис.14.

А огромное количество домов, через которые проходят вертикальные и субвертикальные трещины, которые рвут кирпичную кладку?! Пример – на рис.14.
Рис. 14

Здесь важно, что это - стенка маленького, всего двухметрового гаража.

В течение некоторого времени, когда я делал доклады в строительных организациях, проводил семинары, я задавал слушателям следующий вопрос. Какое воздействие на инженерное сооружение должно быть оказано, чтобы образовались в кирпичной кладке такие вот вертикальные и субвертикальные трещины? Ответа на этот вопрос я не получал.

Ответ пришел от геодезистов. Они выяснили, что на поверхности Земли есть зоны, в которых имеет место как бы колебание грунта. Эти колебания имеют очень низкую частоту (период колебаний - минуты) и очень большие значения амплитуды - до 10см и даже больше. Эта пульсация - источник погрешности работы геодезистов.

Как оказалось, зоны этой пульсации (это явление так и называют - планетарная пульсация) - это не что иное, как зоны тектонических нарушений. А теперь давайте посмотрим, что будет, если в пределах такой зоны окажется часть пусть даже очень прочного фундамента дома. Одна часть дома будет пульсировать вместе с ЗТН, а другая, которая вне ЗТН, пульсировать не будет. То есть фундамент подвергнется знакопеременному изгибному напряжению. Такому воздействию противостоять не может ни один материал. И более того, чем прочнее будет материал фундамента, тем более разрушающим будет это воздействие. Известно, что железобетон держит колоссальные нагрузки при непосредственном сжатии, а изгибные нагрузки, да еще и знакопеременные он вовсе не держит.

Характер разрушения сооружения зависит от соотношения площади ЗТН и площади фундамента, от того, какие части фундамента опираются на ЗТН.

Я как-то был свидетелем сражения главного инженера одной из шахт в городе Гуково п/о «Ростовуголь». Там при пологом залегании угольного пласта в кровле залегал очень мощный (примерно 10м) породный слой, представленный прочнейшим песчаником. В принципе, в таких условиях крепь не требуется. Но в одном месте кровля обрушалась, и крепь ее удержать не могла. Главный инженер шахты решил «сразиться» с силами Природы. По его указанию были отлиты, как там их называли, таблетки из железобетона, размером 1м×0,5м×0,25м, и ими было заложено выработанное пространство в той зоне, где кровлю было не удержать. Буквально через несколько дней из того места, где были уложены таблетки, стал раздаваться громкий треск, и таблетки стали разрушаться.

Как выразились шахтеры, таблетки были как бы разжеваны. Повышенное горное давление соединилось с раскачкой. Тогда я, разумеется, ничего не понял, но когда мы стали работать с поверхности и видели, как разрушаются инженерные сооружения, я вспомнил эту шахту. Эта раскачка была вызвана планетарной пульсацией в ЗТН. Вот тогда я понял, откуда берется в шахтах мелкослоистость в однородных прочных породах. Она возникает в результате раскачки горной породы в ЗТН.

В результате постоянного увеличения давления в ядре Земли время от времени кора не выдерживает, и в ней образуются трещины и/или расширяются уже имеющиеся трещины. Сам процесс трещинообразования проявляется планетарной пульсацией. Я долго доискивался, почему пульсация выглядит именно как синусоидальный процесс. Ну, а как еще может быть, если вся толща Земли - это совокупность объектов-резонаторов... Ведь находясь на батуте, какие бы мы движения не делали, они всё равно будут иметь гармонический характер.

Вот эта планетарная пульсация и есть главный механизм разрушения как инженерных сооружений, так и самих горных пород. А зоны этих разрушений - это ЗТН.

Теперь что касается разрушения в ЗТН самих горных пород. С этим явлением чаще всего встречаются буровики. Если скважина попадает в такую зону, условия бурения резко отличаются от стандартных. Скважина идет по уже разрушенным породам. Следовательно, выход керна будет минимальным. И порою, вовсе нулевым. Часто буровой инструмент просто проваливается на несколько метров.

Документально в этом убедиться нельзя, потому что, поскольку такого быть не может, то эти факты тщательно скрываются.

II-8 О происхождении ЗТН и воды на Земле

Согласно гипотезе Ларина В.Н. [13], в результате постоянно идущей в ядре Земли реакции радиоактивного синтеза, там происходит постоянный рост давления и температуры. Рост давления приводит к возникновению трещин и к расширению уже существующих трещин в коре Земли. Эти трещины идут строго вертикально от ядра к поверхности Земли, и по ним выходят на поверхность продукты радиоактивного синтеза.

Также согласно гипотезе Ларина, праматерией любого космического объекта (в том числе, и нашей планеты) является водород. Таким образом, основным материалом в ядре Земли является водород. В результате постоянно протекающей радиоактивной реакции в ядре постоянно поддерживается высокая температура и давление. При наличии кислорода в коре Земли кислород с водородом синтезируют воду.

Этот механизм образования на Земле воды объясняет, откуда на первоначально сухой планете теперь так много воды. Синтезируемая в околоядерном пространстве вода через трещины в коре поступает на поверхность Земли в виде многочисленных родников. Вода поступает на поверхность Земли также через вулканы. Сравнительно недавно удалось установить, что 95% продукта извержения вулканов - это вода.

В 1997-м году мы первый раз нашли воду. К нам обратились геологи. Они уже знали, что мы на ССП-разрезах часто видим воронкообразные объекты. По всей видимости, так проявляются вертикальные трещины в горных породах. Это с одной стороны. А с другой стороны, у геологов есть понятие воды трещинного типа (это их терминология). Они знают, что там, где гранит подходит к самой поверхности Земли, из вертикальных трещин можно получать родниковую воду. Проблема лишь в том, что визуально вертикальные трещины выявить нельзя.

Геологи обратились к нам с просьбой найти вертикальную трещину в граните, кровля которого выходит на поверхность, в поселке городского типа Советский Выборгского района Ленинградской области. Там была построена гостиница «Чайка», которую было необходимо снабжать водой.

Мы нашли воронкообразный объект на указанной нам территории. В центр этого объекта забурились, и с совершенно незначительной глубины (что-то, по-моему, метров 10) хлынула вода. Вода пошла самоизливом, то есть, фонтаном. Фонтан поднялся метра на 2-3. Судя по составу, это была родниковая вода.

Такие источники, где вода выходит фонтаном без всякого насоса, называют артезианскими, в честь первого зафиксированного случая самоизливной скважины в XII веке, которая находилась в провинции Артуа, во Франции.

Гостиница Чайка получает эту воду до сегодняшнего дня, с таким же дебетом.

Естественно, у меня возник вопрос, откуда поступает вода с таким вот постоянным напором?

Гидрогеологи с абсолютной уверенностью утверждают, что вся вода на Земле - это атмосферные осадки. Дождик там, снежок... Но если вода просто находится в Земле, то откуда постоянный напор? В Казахстане, на 1000 метров выше катка Медео, неизвестно сколько лет из Земли выходит вода под таким напором, что вода там при выходе ее из Земли находится в состоянии пара. То есть, больше, чем 10атм. На самой высокой точке Кипра, в одном из самых безводных районов на Земле находится такой же родник...

Я думаю, что гипотеза Ларина о происхождении воды на Земле - это одна из наиболее великих гипотез. Которая уже много лет является основой теории, потому что согласно ей вот уже больше 20 лет (с тех пор как мы дали воду гостинице Чайка) непрерывно работает на территории РФ примерно 10 отрядов, занимающихся поиском воды. Я хочу еще раз подчеркнуть, что на самом деле, мы не воду ищем, а зоны тектонических нарушений, и в центре их колодцами или скважинами люди получают родниковую воду. Только по Ленинградской области количество действующих точек водопритока перевалило за 1000. Точки водопритока отстоят друг от друга на расстояниях от единиц до десятков метров.

ЗТН более или менее равномерно разбросаны по всей поверхности нашей планеты, и следовательно, на Земле просто нет безводных районов. Это очень важный вывод на фоне проблем целых огромных территорий, которые считают безводными.

С другой стороны, если набрать на поисковике в интернете что-то типа «подземные моря в пустынях», то вам покажут самые безводные пустыни (в Египте, Китае, Аравии...). Там бурили на нефть, а наткнулись на воду. На самом деле, они попали в ЗТН... то есть, главное - найти ЗТН, и почти наверняка получите воду. «Почти» - потому что каждая примерно 50-я ЗТН воду не дает. Есть такие ЗТН, которые воду не дают, а наоборот, ее поглощают. Если такая ЗТН находится в водоеме (в реке, озере, море), то эта точка является водоворотом.

Каждая трещина, образующаяся в  результате увеличения давления в ядре Земли, идет строго вертикально к поверхности и доходит до поверхности Земли. На поверхности Земли каждая такая трещина регистрируется на ССП-разрезе в виде воронкообразного объекта. По каждой такой трещине поднимается вода от околоядерного пространства до поверхности, а также глубинные газы.

При рождении Земли воды на ней не было. Она была горячая и сухая.  Вода если и поднималась тогда, могла быть только в виде пара. По трещинам, идущим от околоядерного пространства к поверхности, поднимались материалы, которые находились в жидком состоянии. Это магма, а также ряд металлов в жидком виде. Исследования, проводившиеся на некоторых приисках в Африке, позволили обнаружить месторождения золота, которое достигло земной поверхности именно таким образом, по трещинам в ЗТН в то время, когда оно было жидким. Это легко понять по виду кернов. Золото с породой в таких кернах сплавлено, что может быть только в том случае, если они поднимались в жидком состоянии.

Процесс трещинообразования является одновременно и процессом поступления воды, и процессом увеличения размеров Земли. Рост размеров планеты также можно увидеть своими собственными глазами. Так, на это указывают трещины в асфальте, которые постоянно расходятся. Наиболее наглядны трещины, возникающие на длинномерных объектах. Как, например, на железнодорожных перронах.

При этом, когда скорость увеличения количества воды на Земле растет, начинается подтопление низинных районов Земли, и ученые прогнозируют всемирное затопление. А когда скорость увеличения размеров Земли растет - то те же ученые предполагают повышенную засуху.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Я думаю, что я самый счастливый из всех ученых. Человек, который сделал такое количество открытий, безусловно является ученым, даже если другие с этим не согласны в силу отсутствия у него степеней и званий.

Я создал такое количество нового знания, что имею право быть таким самоуверенным и самонадеянным.

Я никому не подотчетен, и это замечательно. Обо всём, что у меня получается, я докладываю людям через мой сайт, и не трачу на всякие отчеты свое время (а это ведь самое дорогостоящее, что только существует. И чем дальше, тем дороже), а то, что у меня не получилось - это я тоже не скрываю. Не получилось у меня - получится у моих потомков. Главное, что они будут знать направление поисков. И будут уверены, что у меня написана чистая правда.

Когда я работал в ЛГИ, я с сочувствием и тоской наблюдал, как народ в отчетный период судорожно пишет отчеты, забыв обо всём на свете. В большинстве случаев, это были отчеты липовые. Ученые ЛГИ в соответствии спринятыми планами должны были что-то сделать, но у них не получилось, а они должны делать вид, что получилось. Это только так говорится, что отрицательный результат - это тоже результат. Попробуйте в отчете сообщить, что у вас что-то не получилось... и вам приходится лгать, рапортовать о победах (которых нет).

Вот это наше лицо, наше общее лицо, во всем, в чем мы живем. Сначала мы лжем, потому что нас заставляют и не разрешают писать правду, а потом мы привыкаем лгать, и нас уже не приходится заставлять. Мы будем творить наукообразие, а грядущие поколения будут пытаться понять, где правда, а где ложь.

Когда я узнал, что за всю историю СССР не был выполнен ни один 5-летний план, я даже не удивился. Потому что на каждом рабочем месте сидел такой человек, который по долгу службы писал липовый отчет.

Я когда-то был в командировке в Нуреке, там возникли проблемы с отсыпкой плотины Нурекской ГЭС. Это был 1973-й год. На отсыпке работали БЕЛАЗЫ. По какой-то причине из 100 БЕЛАЗОВ работали всего 25. Вот нам и нужно было разобраться с причинами этого. Завгаром там был Яков Петрович (фамилию я забыл), старый убежденный большевик, и даже внешность у него была идейная. Слава Богу, с поставленной проблемой мы справились, чем очень помогли предприятию. Когда пришел момент уезжать обратно в Ленинград, мы очень тепло прощались с хозяевами. И тогда Яков Петрович произнес программную речь.

Вы, говорит, ленинградцы, настоящие патриоты. И даже в соревновании с Москвой не уронили своего достоинства (была тогда такая агитка «Ленинград - Москва соревнуются»). А я, говорит, ничем не могу похвастаться. Считайте, только 25% плана выполнил. Вот должен приехать к нам министр энергетики Запорожний (на какой-то праздник, уже не помню), и что я ему скажу?

Естественно (для меня), я воспринял его речь как стеб. Я тогда уже хорошо понимал, чего стоят все эти агитки. И говорю ему: «Не расстраивайтесь, Яков Петрович. Нарисуют вам 101%, повесят цацку на грудь, и всё будет хорошо».

Боже, как он на меня рассердился! «Ты клевещешь на партию! Ты мой гость, а иначе я бы набил тебе морду!» На полном серьезе.

Но вот через год мне опять пришлось лететь в Душанбе, в Нурек, туда же, на стройку Нурекской ГЭС. Яков Петрович встретил меня очень смущенно. Он подал мне руку и сказал тихим голосом: «Прости меня.» В общем, приезжал Непорожний, поздравил с перевыполнением плана, раздал цацки, подарил красное знамя... Яков Петрович всё это время страдал невероятно. И при первой возможности сказал мне: «А я старый дурак. Столько лет верил!» В этот раз мы с ним несколько раз подходили к этой теме. Он спрашивал: «Так это всё вранье?» Я кивал головой. Всё-всё? -  Да, Яков Петрович. - Но есть хоть что-нибудь, что не вранье? - Нет, Яков Петрович. - Так как же вы живете? - А мы привыкли. Больше мы об этом не говорили.

Действительно, как же мы в этом живем? Обман разъедает общество сильнее любой ржавчины, и пока наше руководство это не поймет, у нас так и будет всё разрушаться.

Мне очень повезло. На нашей кафедре философии (в ЛГИ) мне дали тему реферата, связанную с методологией развития научного познания. И я, получив эту информацию о законах развития науки, со временем узнал на собственной шкуре, что философия - это действительно наука всех наук. А всё, что мы изучаем и узнаем - это всё части философии. Это понимание помогло мне выжить в очень тяжелых условиях.

Причина тяжести условий, в которых я работал, заключалась в том, что у меня получалось слишком много интересного. А как следует из истории развития физики, если вас посетила удачная мысль, особенно, если она касается фундаментальных моментов науки, то она будет принята, но... лет через 50. А как вы будете жить эти 50 лет - никого не волнует. Первая половина этого срока - это период активной агрессии со стороны действующих ученых, работающих в рамках отживающей свой срок парадигмы.

Эти 50 лет - это своего рода закон, а с законами спорить нерационально. Ну примут мои разработки при моей жизни, ну не примут. Что это решает? А что касается до агрессии... С тех пор как я понял, что находиться в состоянии агрессии к человеку, виновному в том, что он способствует смене привычной парадигмы - это нормально и выгодно, я к этому отношусь спокойно. А до этого я очень расстраивался. Когда человек, имеющий приличную репутацию, ведет себя как отпетый негодяй, к этому трудно привыкнуть.

Не пересчитать, сколько людей посетили мою лабораторию, изучали мои лабораторные установки, восторгались тем, что видели, а когда выходили из лаборатории, говорили, что они там не были, да и вовсе со мной незнакомы - это трудно пережить. И только потом, много лет спустя я узнал, что со стороны этих людей это были действия во имя собственного самосохранения. Потому что если бы ректору доложили, что кто-то высказался положительно в отношении моей работы, то его дни в ЛГИ были бы сочтены.

И всё-таки, несмотря на такое отношение ко мне и к моей работе со стороны моего руководства и даже большинства коллег, те четверть века, что я работал в ЛГИ - это было время, когда я практически всё время разгадывал загадки, которые задавала мне Природа. А интереснее этого, доложу я вам, нет ничего.

Литература

  1. Кун Т. Структура научных революций. Перевод с англ. яз. И. З. Налётова. М., 1975.
  2. Поверхность Мохоровичича Материал из Википедии - свободной энциклопедии
  3. Гурвич И.И. Сейсморазведка. - Гос. научно-техн. изд-во лит-ры по геологии и охране недр, 1954-01-01. - 354 с.
  4. Гликман А.Г. Сейсморазведка – это очень просто.
  5. Харкевич А.А. Спектры и анализ. 4-е издание. - М.: Физматгиз, 1962. - 236 с.
  6. Андреев В.П.,  Гликман А.Г.Геоакустический метод выявления поверхностей ослабленных   механических   контактов. // ”Уголь”.-1985.-  № 9.-с.52-54.
  7. Гликман А.Г. Основы спектральной сейсморазведки. 1.5.1. Описание измерений
  8. Гликман А.Г. Роль случая в науке
  9. Гликман А.Г. Зоны тектонических нарушений
  10. Гликман А.Г. О происхождении зон тектонических нарушений и планетарной пульсации
  11. Гликман А.Г. О роли зон тектонических нарушений в нашей жизни
  12. Гликман А.Г. Основы спектральной сейсморазведки. 5.2 Свойства зон тектонических нарушений.
  13. Ларин В.Н. Наша Земля (происхождение, состав, строение и развитие изначально гидридной Земли). М. «Агар» 2005, - 248 с., табл., илл.

[1] Подробнее об этом – в разделе I-12

[2] Об этом – в следующем параграфе.

[3] Фраза, которую можно услышать в МЧС на всех его этажах


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"

Реклама на сайте: