Гонка за глубиной: четыре технологии, меняющие науку об океане

Вячеслав 15 Июл 2026 Наука

Морское дно нанесено на карту гораздо хуже, чем поверхность Марса. Изображение предоставлено US Geological Survey/Science Photo Library

Океанские глубины остаются одним из главных рубежей науки. Так, учёные визуально исследовали менее 0,001% морского дна. При этом океанография — ключ к пониманию климата, экосистем и процессов в глубинах Земли. Речь идёт о землетрясениях и цунами. Новые океанские технологии уже готовы раскрыть эти тайны. Среди них — передовые буровые установки, сейсмические датчики и методы превращения глубоководных кабелей в сеть наблюдения [1].

Картирование мантии с помощью донных сейсмометров

Тектоника плит движется конвекцией — перемешиванием мантии, слоя твёрдой породы под корой, составляющего более 80% объёма планеты. Но внутреннее устройство мантии остаётся загадкой. Исследователи начали картировать конвекцию с помощью океанских донных сейсмометров, работающих на батареях год и более. Эти океанские технологии позволили показать, что движение пород в мантии «подобно лавовой лампе», говорит сейсмолог Ана Феррейра из Университетского колледжа Лондона [1].

Что такое лавовая лампа

Лавовая лампа — это декоративный светильник, внутри которого в прозрачной жидкости плавают цветные пузыри «лавы». Когда лампа включается, нагреватель в основании подогревает «лаву». Она становится легче, поднимается вверх, остывает у поверхности, становится тяжелее и опускается обратно. Этот цикл повторяется снова и снова.

Проект UPFLOW сейчас анализирует данные с сейсмометров, развёрнутых в Атлантике вокруг Азорских островов, Канарских островов и Мадейры. В 2022 году команда Феррейры показала, как эти технологии помогают во время кризиса. Шторм землетрясений сотряс вулканический остров Сан-Жорже, вызвав опасения извержения. Учёные срочно установили шесть сейсмометров и закартировали активность магмы. Извержения не случилось, но «магма достигла расстояния в один километр от поверхности», — говорит сейсмолог Стивен Хикс [1].

Океанские донные сейсмометры, показанные на фото во время спуска в воду, помогают учёным изучать мантию Земли. Изображение предоставлено NASA Image Collection/Alamy

Бурение к мантии: судно «Мэн Сян»

Учёные хотят пробурить границу Мохоровичича и взять первые образцы мантии. Китайское судно «Мэн Сян» («Мечта»), спущенное на воду в конце 2024 года, способно бурить на глубину до 11 000 метров — глубже любого научного судна. «Я позеленел от зависти, — говорит геолог Генри Дик. — Это судно способно отвечать на фундаментальные вопросы в ближайшие 50 лет» [2]. Палеоокеанограф Петер Бейл, посетивший судно, был впечатлён бортовыми лабораториями: «На судне было всё, что только может понадобиться, и даже больше» [1].

Глубоководное буровое судно Meng Xiang планируют использовать для взятия проб мантии Земли. Изображение предоставлено Chen Chuhong/China News Service/VCG via Getty

Прогнозирование цунами с помощью гидрофонов

Цунами может начаться на одном конце океана и вызвать разрушения на другом. Усама Кадри из Кардиффского университета разработал метод прогнозирования цунами за несколько часов до удара волн. Метод основан на гидрофонах — подводных микрофонах, улавливающих низкочастотные звуки в точке зарождения цунами. Звук распространяется в три раза быстрее цунами, поэтому система успевает предупредить о приближении волн. «Сила программы в том, что она делает глобальные расчёты менее чем за 30 секунд», — говорит Кадри [1]. Это даёт властям драгоценное время для эвакуации людей из прибрежных районов [3].

Глубоководные кабели как сейсмическая сеть

Исследователи научились использовать подводные оптоволоконные кабели для обнаружения землетрясений. Технология распределённого акустического зондирования (DAS) использует микроскопические дефекты в стекле кабеля, отражающие свет по-разному при растяжении. Это позволяет отслеживать сейсмические волны вдоль морского дна. «Это удивительно, что это работает», — говорит сейсмолог Вала Хьёрлейфсдоттир [1]. Группа под руководством Микаэля Мазура из Nokia Bell Labs протестировала технологию на 4400-километровом кабеле между Гавайями и Калифорнией. Они зафиксировали волны от землетрясения магнитудой 8,8 на Камчатке. Теперь такие технологии позволяют отслеживать движение сейсмических волн с разрешением 100 метров без дополнительного оборудования [4].