Геофизика, которой нет

Гликман А.Г.
НТФ "ГЕОФИЗПРОГНОЗ"
10 февраля 2012, Санкт-Петербург

Несколько лет назад я был на конференции в Академгородке под Новосибирском. Я должен был делать доклад о физических эффектах, лежащих в основе метода спектрально-сейсморазведочного профилирования (ССП). Там было представлено несколько докладов по геофизической аппаратуре для оценки и прогнозирования состояния инженерных сооружений. Эта аппаратура известна под двумя названиями - «Стрела» и «Струна». Идея использования этой аппаратуры следующая. На исследуемое сооружение устанавливается несколько сейсмоприемников, и по самому сооружению наносится удар. Сооружение отзывается на удар собственными колебательными процессами, и предполагается, что параметры этих процессов можно определять по сигналам, снимаемым с сейсмоприемников. Назначение такой системы - оценить состояние исследуемого сооружения и спрогнозировать его разрушение.

В докладах излагались алгоритмы обработки информации, схемы установки сейсмоприемников и много еще чего. Упор делался на то, что исследований сделано очень много, аппаратура выпускается серийно, имеет лицензии, сертификаты, и используется силами МЧС. Докладам по этой тематике был посвящен целый день, и конференция дала им очень высокую оценку.

Но, как оказалось, ни одного (!) случая прогнозирования разрушения сооружения с помощью этой аппаратуры не было.

Известно, что в основе любого исследовательского метода должен лежать некий реально существующий физический эффект. В данном же случае, в основе метода лежит не эффект, а надежда на то, что если знать параметры сигналов, возникающих при ударе, то можно было бы что-то спрогнозировать. Спорить с этой гипотезой не буду. Но лицензия, сертификат и серийное производство - уже сегодня. Причем идет выпуск аппаратуры, которая не показала декларируемых возможностей. Значит ли это, что все перечисленные регалии получены обманным способом?

Чтобы поставить производство аппаратуры на серию, необходимо представить много документов, и важнейшим из них являются свидетельства об эффективности. Интересно, как это было при постановке на серию аппаратуры типа «Струна»? Всё это можно было бы представить как крючкотворство с моей стороны, если бы не одно обстоятельство. Дело в том, что разработчики этой аппаратуры используют стандартные сейсмоприемники, а как удалось выяснить (в ходе разработки ССП), ни один из выпускаемых на сегодняшний день сейсмоприемников в принципе не может служить источником информации о параметрах сейсмосигналов. Причина в том, что все известные сейсмоприемники содержат в себе колебательные системы. Так что можно быть уверенным, что свое предназначение аппаратура «Струна» не выполнит никогда.

Свойства и параметры датчика - это ключевой момент при проектировании любой аппаратуры. Любая исследовательская аппаратура - это всего лишь средство обработки информации, снимаемой с датчика. И если датчик не соответствует идее, заложенной при проектировании аппаратуры, то будет то же самое, что получилось со «Струной».

Нечто подобное произошло с георадарами.

Георадары - это радиолокационные моноимпульсные устройства для просвечивания земной толщи. Для того, чтобы такое устройство работало, нужна передающая антенна, которая отправит вниз, в земную толщу моноимпульс наносекундной длительности. А также приемная антенна, которая воспримет наноимпульс, отраженный от какой-то границы, залегающей в земной толще. То есть, датчик в данном случае - антенны.

Однако большинство георадаров (в частности, «Лоза») оснащены антеннами типа «диполь». Это хорошо всем известная Т-образная антенна. Антенны такого типа часто используются как телевизионные. По своим свойствам диполь - это резонатор, настроенный на определенную частоту, и он не в состоянии излучить моноимпульс. Если от передатчика на такую антенну подать моноимпульс, то он преобразуется в затухающую синусоиду с частотой настройки антенны. Ну, и стало быть, антенна излучит в пространство не моноимпульс, а такую вот затухающую синусоиду.

Но ведь в чем смысл наноимпульса? Длительность его, составляющая единицы наносекунд, выбрана такой малой, чтобы обеспечить работу георадара при очень малых расстояниях до отражающей границы. То есть, чтобы обеспечить малую мертвую зону. Мы же изуродовали неправильно выбранной антенной этот импульс, и этим самым увеличили мертвую зону до невообразимых размеров.

Далее, как излучать, так и принимать георадар должен в определенном направлении. То есть, антенна должна быть направленной. А если точнее, то остронаправленной, чтобы выявлять в земной толще достаточно небольшие объекты. Но диполь является антенной НЕнаправленной. Как говорят антеннщики, характеристика направленности диполя - это бублик. В направлении «усов» антенны ее эффективность (как при излучении, так и при приеме) минимальна. А в другой плоскости ее эффективность одинакова во всех направлениях.

То есть, поставив антенну на грунт, как, собственно, и происходит при работе, мы обеспечим излучение как в грунт, так и в небо, и вообще в разные стороны. То же будет и с приемным диполем. Увидев на дисплее принятый антенной сигнал, мы не сможем определить, откуда он пришел. Снизу, сбоку или сверху. Понятно ведь, что георадар будет реагировать и на кусты и деревья, и на строения, и на людей.

Думаю, что я достаточно полно изложил ситуацию, чтобы стало ясно, что георадар типа «Лоза» не может служить для получения информации о каком бы то ни было строении земной толщи.

Впрочем, может быть, не всем понятно мое объяснение. Тогда предлагаю метод экспериментальной проверки. Сделайте два совершенно одинаковых профиля с помощью радара, которых Вам хотят, извините, втюхать. Только когда будете делать второй профиль, натяните матерчатый тент таким образом, чтобы георадар прошел под ним. Если Вы обнаружите, что оба результата ничего общего не имеют, значит, георадар для исполнения своих основных функций не годится. Потому что если бы излучение шло только вниз, то тент не оказал бы такого влияния на результаты исследований.

Впрочем, как показывает мой опыт, люди, предлагающие купить георадар, услышав о такой проверке, сразу уезжают. Значит, это просто обман? А теперь посмотрите в Интернете, сколько там предложений использовать георадары для решения всех на свете задач...

Не так давно ко мне обратился гл. геолог из города Тара. Задача заключалась в следующем. Добыча руды ведется гидрометодом. Вмещающая руду среда - песок. Бурится скважина на глубину залегания слоя песка, содержащего полезные ископаемые, и туда под напором подается вода. Из соседней скважины извлекается пульпа, которая далее идет на обогащение. Бурение идет на глубину 60м - это глубина залегания продуктивного слоя. Так вот, если в большинстве случаев добыча идет нормально и территория, где шла добыча, сохраняется несколько лет, то в отдельных местах провалы начинаются уже во время откачки пульпы. При этом проваливается оборудование, и, бывает, с людьми.

Поскольку я не был уверен, что у меня получится выявлять участки, в которых бурение опасно, то условия я поставил - оплата проезда и проживания. За работу мы в тех случаях, когда не уверены в результате, денег не берем. Вот этот момент поразил этого моего заказчика больше всего. Отмечу, что исследования наши показали, что метод ССП эту задачу решает. Но, к сожалению, это оказалось никому не нужным. Руду у предприятия прекратили покупать, а продавать за рубеж тоже не разрешили, так как это считается стратегическим сырьем. Так что предприятие теперь больше не существует.

Когда работа была закончена, заказчик дал мне для ознакомления пачку распечаток. Это было порядка сотни предложений решить его задачу практически всеми известными геофизическими методами. К сожалению, ни один из предложенных методов в принципе не годился для решения этой задачи. Но каждое из предложений предполагало довольно серьезную оплату. Это всё было откровенным обманом с целью получения денег.

Один из методов, предлагаемых в этом списке, конечно же, был методом межскважинного прозвучивания. С тех пор, как незабвенный Ямщиков его придумал и разместил в учебнике для горных инженеров-физиков, метод межскважинного прозвучивания стал чуть ли не самым популярным. Всё гениальное - просто. Бурятся две скважины, в одну скважину помещается излучатель поля упругих колебаний, а в другую - приемник. Двигая их синхронно по скважине, получаем идеальное прозвучивание межскважинного пространства.

Правда, в реальности при таком прозвучивании никакой информации получить не удается. Дело в том, что поскольку земная толща представляет собой совокупность колебательных систем, то прямое прохождение излучаемого импульса и распространение его по законам геометрической оптики исключено.

Но главное не в этом. Метод межскважинного прозвучивания очень дорогостоящий. И поэтому его всё шире используют даже несмотря на то, что он не дает никакой информации. То есть все те же преимущества, что у сейсморазведки - полная бесполезность и высокая стоимость.

В нескольких распечатках были, разумеется, и предложения применить для решения задачи сейсморазведку, о полной бесполезности которой я уже писал.

Естественно, у нас зашел разговор о том, как отличить обманщиков от нормальных геофизиков. Думаю, здесь всё довольно просто. На любое предложение геофизиков следует соглашаться, но договор с оплатой можно заключать только после того как будет произведена демонстрация предлагаемого метода. Демонстрационные же измерения оплачивать не следует. А оплачивать только проезд и проживание. Если у геофизиков есть что показать, они эти условия примут.

Когда я, уже почти 40 лет назад оказался в стане геофизиков, я первый раз услышал, что называется, народное мнение, что геофизик и обманщик - это синонимы. И чем больше я погружаюсь в эту область знаний, тем больше я встречаю доказательств правоты этого мнения. Существуют геофизические методы, пусть не очень эффективные, но основанные на законах физики. Но до чего же объем их ничтожен относительно общего объема геофизики!...

Академик Е.И. Шемякин отлично понимал, что напряженное состояние горных пород не подлежит измерению¹, но, тем не менее, он был организатором множества симпозиумов по напряженному состоянию. Будучи председателем ВАК, он поощрял диссертации, во главе которых стояла эта несуществующая субстанция. Он, таким образом, как бы дал отмашку на развитие любого тупикового и откровенно жульнического направления в науке, если там во главе угла стоит напряженное состояние.

Из ИнФизАНа исходят разработки как бы научного направления, изучающего несуществующие нелинейные явления в сейсморазведке. А скольких молодых людей, своих аспирантов, работающих по этой теме, отправлены учеными этого института в заведомый тупик?!

Сейсморазведка, будучи гигантским проявлением человеческой непорядочности, самой крупной в Мире фальсификацией в физике, безусловно со временем во всех учебниках по методологии развития научного познания будет самым ярким примером того, как возникают тупиковые направления в науке. И представляется логичным, что ГЕОН как отделение ИнФизАНа, проявившее себя чуть ли не главным фальсификатором в сейсморазведке, переключилось на пропагандирование георадаров. Ну правильно, обманувший единожды, уже сойти с этой дорожки не сможет.

Список можно продолжать сколь угодно долго. Ведь геофизики, промышляющие наперстками, взялись не с Луны. Они были выращены и воспитаны крупными учеными-фальсификаторами, для которых не существует таких понятий, как репутация. Это их усилиями геофизика и обман - практически синонимы.

Разумеется, не вся геофизика такая. Но здесь не следует выискивать блесточки в общей пахучей массе. Потому что главное в любой области знания - это школа. А школа у геофизиков такая, что даже если кому-нибудь и удастся сделать с этим что-нибудь, то отмываться придется векa.

Но как же так получилось, что практически подавляющее большинство геофизики - сплошной и неприкрытый обман. С другой стороны, имеет место высокая востребованность геофизики. Сейсморазведка, скажем, и вовсе вошла в нормативные документы, и применение ее обязательно при строительстве, при поисках нефти... Следовательно, что же получается, настолько глупы ее потребители? Да нет, конечно. А просто, чем дороже метод, тем больше откат...

Из опыта и общих соображений, общая характеристика того или иного крупного направления находится в большой зависимости от отношения руководства этого направления к предмету. Если руководитель жулик, то и его подчиненные не могут быть иными. Мы в этом убеждаемся повседневно, видя, что делается вокруг нас. Видя совершенно убийственный уровень коррупции на всех этажах, мы этому не очень удивляемся, зная о том (ну, хотя бы из книг Б.Е. Немцова), каким образом возникло колоссальнейшее состояние Путина и его подельников по кооперативу «Озеро».

Зная это, уже не удивляешься, когда видишь, что практически всё в этой стране не обходится без отката. Однако это тяжелейшее заболевание поразило не только РФ. Так, в 60-х годах в результате международного проекта «сверхглубокая скважина» было подтверждено возникшее тогда подозрение о том, что сейсморазведка является тупиковым направлением. Ученые разных стран смогли тогда убедиться, что сейсморазведка результатов не дает. Однако эта информация была тогда засекречена. Но от кого?

Понятно, когда засекречивают работы, имеющие значение для военной промышленности. Но если колоссальный международный проект создавался специально для проверки сейсморазведки, то от кого же были скрыты результаты выполненных работ?

В начале 80-х годов я уже понимал, что распространение поля упругих колебаний в земной толще определяет конфигурацией геологических структур и их колебательными свойствами. И следовательно, геометрический подход при рассмотрении поля как результата прямолинейных траекторий зондирующего импульса неправомерен. А ведь это основа сейсморазведки, и значит, сейсморазведка в принципе не должна бы давать информацию. Но с другой стороны, обилие информации о положительных результатах при использовании сейсмики для поисков нефти также и в других (!!) странах очень сбивало с толку. И я был уверен, что это я что-то понимаю неправильно.

И вдруг меня приглашают на доклад сейсморазведчиков из Канады, который должен был пройти в Институте Галургии. Не помню уже, зачем они приехали с этим докладом именно в СССР, но суть сводилась к следующему.

В Канаде, в провинции Саскачеван добывают калийную соль, которая там залегает пластом на глубине около 1км. Известно, что если при подземной добыче соли попасть в зону тектонического нарушения, то это может привести к гибели рудника. По словам канадского докладчика, сейсморазведка там используется для того, чтобы прогнозировать зоны тектонических нарушений. Как следовало из его доклада, эффективность их прогноза очень высока (он назвал 80%), и они своевременно выявляют сбросы, амплитудой от 2м.

Работая сейсморазведкой с поверхности, выявлять на глубине километра сброс амплитудой 2м - это колоссальный результат. И я сразу понял, насколько ничтожны мои представления о физике поля упругих колебаний. Но, в конце концов, физика не знает государственных границ, и я осмелился задать вопрос.

Как известно, точность любого локационного метода (радиолокация, гидролокация, сейсморазведка) определяется тем, насколько точно известна скорость распространения соответствующего поля. Практика сейсморазведки такова, что скорость распространения поля упругих колебаний не измеряют, а подгоняют, подбирают таким образом, чтобы результаты сейсмоизмерений совпали с уже известным (по бурению, например) геологическим разрезом. Судя по объявленной погрешности сейсмоизмерений, скорость распространения поля упругих колебаний должна быть известна с очень высокой точностью. И я спросил у докладчика, как они определяют эту скорость. Он ответил, что с помощью ультразвукового скважинного метода.

Но дело-то в том, что скорость, которую получают при скважинных ультразвуковых измерениях, очень не совпадает с той скоростью, которую приходится принимать при вот этой подгонке. И просто не существует, я думаю, практикующего сейсморазведчика, который бы этого не знал. После еще одного моего вопроса по технике измерений докладчик вдруг сказал, что эффективность их работ не ниже 25 (!!) процентов, а это, дескать, тоже не мало. А когда я спросил, как они в процентах получают эффективность сейсморазведки, он и вовсе не стал отвечать. Но что же получается!? Что докладчик - канадский профессор и глава канадской сейсморазведки - лгал?.. Но зачем? И кому? Впрочем, кому - стало ясно сразу. В состав канадской делегации входил и их спонсор.

Сейчас я твердо знаю, что уровень фальсификаций в геофизике не зависит от страны. Наверное, дело в том, что если метод дает информацию неконкретную, и если проверить ее трудно или вовсе невозможно, то вероятность обмана зависит уже только от добросовестности исследователя. А это материя очень эфемерная. Недаром считается, что порядочен человек настолько, насколько ему это выгодно.

Самое скверное, что фальсификации в любой области знания приводят к торможению развития этой области знания вплоть до ее деградации. Деградация же физики, к сожалению, достигла предельного уровня.

На примере геофизики можно наблюдать одно очень интересное явление из области общественных отношений. Если объект строительства принадлежит конкретному человеку, то он выберет для исследования геофизику, по возможности, эффективную и, желательно, недорогую. Но если объект принадлежит не конкретному лицу, а тем более, государству, то выбор будет сделан в пользу более дорогой геофизики независимо от ее эффективности.

Это еще раз говорит за то, что в государстве должно быть как можно меньше объектов, не принадлежащих никому лично. Чем их будет меньше, тем меньше будет воровства, и, стало быть, тем меньше будет таких вот геофизических методов, пригодных только для воровства.

---

¹ Датчика напряженного состояния не существует и, стало быть, не должно быть и упоминания этой субстанции в сколько-нибудь приличном научном, а тем более, учебном труде.