Лёд и Снег · 2021 · Т. 61 · № 2

УДК 550.34.098

doi: 10.31857/S2076673421020087

О выделении айсбергообразующих льдотрясений по сейсмоинфразвуковым данным

¹Единая геофизическая служба РАН, Обнинск, Россия;

²Кольский филиал Единой геофизической службы РАН, Апатиты, Россия

*Afedorov@krsc.ru

Identification of iceberg-forming ice quakes from seismic and infrasound data

Yu.А. Vinogradov¹, A.V. Fedorov^2*, S.V. Baranov², V.E. Asming², I.S. Fedorov²

¹Geophysical Survey of Russian Academy of Science, Obninsk, Russia;

²Kola branch of Geophysical Survey, Russian Аcademy of Science, Apatity, Russia

*Afedorov@krsc.ru

Received September 21, 2020 / Revised January 22, 2021 / Accepted March 19, 2021

Keywords: iceberg formation, Svalbard Archipelago, calving, glacier, ice quake, video recording, infrasound monitoring, seismic monitoring.

Summary

The application of a joint method of recording seismic and infrasound signals generated during ice calving from

the terminal part of the outlet glaciers to identify the process of iceberg formation is considered. For many years,

the Kola Branch of the Geophysical Service of the Russian Academy of Sciences has been developing technol-

ogy for remote monitoring of the processes of destruction of ice sheets in the Arctic. To improve the methodol-

ogy of geophysical monitoring of processes of the iceberg calving in the Arctic seas in the Svalbard archipelago,

the experiment was conducted for the first time on the complex recording of the destruction of the Nordenski-

old glacier using seismometers, infrasound microphones and video cameras. The aim of the experiment was to

obtain time-synchronized recordings of seismic, infrasound and video signals produced by calving of the glacier

edge. The synchronized recordings obtained as a result of the experiment were used to identify specific attributes

that characterize the recordings of iceberg-inducing ice quakes. Results of the experiment showed that the calving

events that produce floating icebergs generate seismic and infrasonic signals of a special spectral composition and

are characterized by the presence of pronounced bands in the spectral-time representation. The revealed charac-

teristic is a distinguishing evidence of a calving event with the iceberg-inducing potential from other types of ice

quakes, such as cracking and movement of the glacier body. The experimental results obtained may be used for

development of a system for seismic-infrasound monitoring of processes of the iceberg formation.

Citation: Vinogradov Y.А., Fedorov A.V., Baranov S.V., Asming V.E., Fedorov I.S. Identification of iceberg-forming ice quakes from seismic and infrasound

data. Led i Sneg. Ice and Snow. 2021. 61 (2): 262-270. [In Russian]. doi: 10.31857/S2076673421020087.

Поступила 21 сентября 2020 г. / После доработки 22 января12021 г. / Принята к печати 19 марта 2021 г.

Ключевые слова: айсбергообразование, архипелаг Шпицберген, калвинг, ледник, льдотрясение, видеорегистрация, инфразвуковой

мониторинг, сейсмический мониторинг.

Рассматриваются результаты эксперимента по комплексной регистрации процессов деструкции

ледника Норденшельда (архипелаг Шпицберген) при помощи сейсмометров, инфразвуковых датчи-

ков и видеокамер. Задачи эксперимента заключаются в регистрации синхронизированных по вре-

мени сейсмических, инфразвуковых сигналов и видеозаписей, генерируемых обрушением края

ледника, выявлении характерных особенностей этих сигналов, а также проверке возможности при-

менения метода совместного сейсмического и инфразвукового мониторинга для обнаружения слу-

чаев образования айсбергов. Анализ полученных данных показал, что калвинговые события, порож-

дающие плавающие айсберги, генерируют сейсмические сигналы особого спектрального состава,

которые характеризуются наличием ярко выраженных полос в спектрально-временнóй диаграмме.

Введение

ми [1-6]. Вероятно, первым научно зафиксиро

ванным свидетельством того, что при разрушении

Процессы деструкции ледниковых покровов,

ледника генерируются сейсмические и инфразву

к которым относятся растрескивание (crevassing)

ковые колебания, является публикация известно

тела ледника, аномально-быстрые подвижки

го норвежского путешественника Фритьофа Нан

(surging) пульсирующих ледников, краевое обру

сена [7], так описавшего это явление: «…шум, как

шение выводных ледников, выходящих на поверх

выстрелы орудий... и дрожь Земли» [8]. Научный

ность моря, - калвинг (glacier calving), генерируют

интерес к исследованию сейсмичности ледников

сейсмические сигналы, называемые льдотрясения-

начал проявляться только с середины 1950-х годов

 262 

Ю.А. Виноградов и др.

и к 2000 г. насчитывалось не более 50 публика

Как известно, обрушения или крупные от

ций по этой тематике [7]. Современный этап в

колы ледника с падением ледяных блоков в воду

исследовании сейсмичности ледников начался с

приводят к образованию айсбергов, представ

серии статей американского сейсмолога Горона

ляющих собой реальную угрозу судоходству и

Экстрёма [9-11]. В этих работах были описаны

шельфовой инфраструктуре арктических морей.

порождённые крупными выводными ледниками

Практическое приложение технологии непре

побережья Гренландии низкочастотные сигна

рывного геофизического мониторинга разру

лы, зарегистрированные глобальной сейсмоло

шения ледников - прогноз айсберговой опас

гической сетью, установлены сезонные вариации

ности. Задачи настоящей работы - рассмотреть

количества льдотрясений и предложена модель

результаты уникального эксперимента по од

очага льдотрясения, связанная с подвижкой тела

новременной сейсмической, инфразвуковой и

ледника по ложу. После работ Экстрёма научный

видеорегистрации обрушений фронта ледни

интерес к сейсмичности ледников резко вырос -

ка Норденшельда (архипелаг Шпицберген), а

за период с 2000 по 2016 г. опубликовано более

также выяснить особенности сейсмограмм и ин

100 работ по этой тематике [7].

фразвуковых записей, связанных с отколом и

Из всех типов льдотрясений наибольший,

падением ледяных блоков в воду залива, чтобы

прежде всего практический интерес вызывают

выработать критерии отличия айсбергогенных

обрушения края выводного ледника (калвинг).

событий от других типов льдотрясений.

Обрушению часто предшествует или сопутству

ет растрескивание ледника (crevassing). Образо

вание больших трещин в ледниковых покровах

Оборудование

также регистрируется сейсмометрами как им

пульсные сейсмические события, которые тоже

Эксперимент по комплексному наблюдению

называются льдотрясениями [12]. В работе [13]

за фронтальной частью ледника Норденшельда

выявлена чёткая корреляционная связь между

проходил в августе 2016 г. Для этого 17 августа

длительностью обрушения края ледника и дли

2016 г. на скальном обнажении в ближней зоне

тельностью сейсмической записи льдотрясения.

(на удалении от первых сотен метров до кило

Непрерывные наблюдения за состоянием ледни

метра) от края ледника были установлены две

ковых покровов в Арктике в разных временных

видеокамеры, оснащённые GPS-приёмниками,

масштабах возможны только с помощью систем

и сейсмическая станция. Для регистрации ин

удалённого мониторинга.

фразвуковых и акустических сигналов, генери

Геофизические методы удалённого монито

руемых льдотрясениями, использовался сейсмо

ринга с применением сейсмических и инфра-

инфразвуковой комплекс PYR, расположенный

звуковых станций представляют собой отно

в посёлке Пирамида на удалении 12 км от края

сительно малозатратный, круглогодичный и

ледника [16]. Схема размещения оборудования

всепогодный инструмент для проведения подоб

показана на рис. 1, координаты размещения

ных работ [14]. Совместное использование сейс

оборудования приведены в табл. 1.

мических и инфразвуковых методов мониторин

Для видеорегистрации использовали две ви

га позволяет надёжно отличать льдотрясения от

деокамеры с частотой съёмки 30 кадров в секун

слабых землетрясений, а также более точно опре

ду и разрешениями 2569 ×1090 и 1920 ×109, уста

делять координаты эпицентров ледниковых со

новленные на треножные штативы. Для точной

бытий по сравнению с использованием только

привязки ко времени видеорегистраторы ос

сейсмических или только инфразвуковых дан

нащали GPS-приёмниками. Видеорегистрато

ных [15, 16]. Применение геофизических мето

ры вели запись информации на съёмные носите

дов мониторинга ледниковых покровов Арктики

ли (флэш карты объёмом 256 Гб). Карты памяти

даёт возможность собирать непрерывные данные

в видеорегистраторах заменяли ежедневно. Для

и вести статистический анализ интенсивности

регистрации сейсмических событий в ближней

обрушений ледников, что способствует получе

зоне использовался широкополосный трёхком

нию новых сведений о реакции ледников на со

понентный цифровой сейсмометр GuralpCMG-

временные изменения климатических условий.

6TD, сохраняющий данные во внутренней памя

 263 

Морские, речные и озёрные льды

Таблица 2. Координаты инфразвуковых датчиков (микро-

фонов) и трёхкомпонентной сейсмической станции, вхо-

дящих в состав сейсмоинфразвукового комплекса PYR,

расположенного в пос. Пирамида (архипелаг Шпицберген)

Аппаратура

С.ш./В.д., градусы

Сейсмостанция

78,6555/16,3525

Микрофон M1

78,6560/16,3515

Микрофон M2

78,6558/16,3560

Микрофон M3

78,6552/16,3513

шести измерительных каналов велась цифровым

24-разрядным регистратором геофизических сиг

налов «Байкал-8». Координаты элементов сейсмо

инфразвуковой группы приведены в табл. 2.

Рис. 1. Расположение сейсмической станции NRSH (1)

и двух видеорегистраторов (2), оснащённых GPS-

Запланированная длительность комплексных

приёмниками, установленными 17.08.2016 г. вблизи

наблюдений за кромкой ледника Норденшельда

фронта ледника Норденшельда (архипелаг Шпиц

составляла 10-15 дней. За это время необходи

берген)

мо было собрать представительную базу данных

Fig. 1. Location of the seismic station NRSH (1) and two

наблюдений геофизических сигналов, вызванных

video recorders (2) equipped with GPS receivers, in

разрушением кромки ледника, сопровождаемых

stalled on 08.17.2016, near the front of the Nordenskjold

видеорядом, также точно привязанным ко време

Glacier (Spitsbergen archipelago)

ни. Однако уже на третий день эксперимента при

посещении временной сейсмостанции и одного

Таблица 1. Координаты аппаратуры, установленной вбли-

из пунктов видеонаблюдений было обнаружено,

зи фронта ледника Норденшельда

что одна из камер полностью разрушена, сейсмо-

Аппаратура

С.ш./В.д., градусы

станция опрокинута, а коммутационные провода

Сейсмостанция (NRSH)

78,6523/16,9213

разорваны. По данным видеонаблюдения, сохра

Видеорегистратор 1

78,6528/16,9205

нившимся на карте памяти видеорегистратора,

Видеорегистратор 2

78,6571/ 16,9122

установлено, что причина разрушений на пунк-

те мониторинга - нападение белого медведя. Сам

ти. Временная сейсмостанция была установлена

медведь находился близко, но не проявлял при

на скальный грунт, а так как она располагалась

знаков агрессии. В связи с реальной угрозой стол

вблизи ледника Норденшельда, ей был присво

кновения исследователей с белым медведем экс

ен уникальный код - NRSH. Питание временно

перимент был прекращён. Таким образом, для

установленного оборудования давали два акку

дальнейшего анализа в нашем распоряжении

мулятора с батареями ёмкостью 70 А/ч каждая,

было 66 часов непрерывных наблюдений.

причём к одному из аккумуляторов были под

ключены сейсмодатчик и видеорегистратор, дру

гой аккумулятор обеспечивал питание только ви

Методология

деорегистратора. Суммарное энергопотребление

сейсмодатчика и видеорегистратора составляло

Поскольку при разрушении ледниковых по

200 А/ч, следовательно, расчётное время работы

кровов генерируются как сейсмические, так и

системы наблюдения составляло около 15 суток.

акустические (в том числе и в инфразвуковом

Как уже указывалось, инфразвуковые сигналы

диапазоне) колебания, использование сейсмиче

регистрировались сейсмоинфразвуковой группой

ских и инфразвуковых датчиков для регистрации

PYR, установленной в пос. Пирамида. Она состоя-

льдотрясений представляется наиболее целесо-

ла из трёх низкочастотных конденсаторных мик-

образным. Эффективность совместного исполь

рофонов MPA-201, разнесённых в пространстве,

зования сейсмических и инфразвуковых данных

и широкополосной трехкомпонентной сейсмиче

многократно подтверждена в ходе экспериментов

ской станции GuralpCMG-6T. Регистрация всех

по мониторингу ледников Шпицбергена [15, 16].

 264 

Ю.А. Виноградов и др.

Для наблюдений за обрушением кромок ледников

Обработка данных

сейсмоинфразвуковым методом в первую очередь

необходимо отличать события, связанные с отко

Выявление записей айсбергообразующих со

лом от других типов льдотрясений, например рас

бытий проводилось в два этапа. На первом этапе

трескиванием. Очевидная на первый взгляд идея в

устанавливали возможные сейсмические собы

качестве дискриминационного критерия событий,

тия, связанные с этим явлением, с помощью

связанных с обрушением кромок, использовать

детектора STA/LTA [20] по данным станции

местоположение эпицентра, приуроченное к крае-

NRSH, находящейся вблизи ледника. Приме

вой зоне ледника, сталкивается со следующими

нение простой схемы детектирования в данном

трудностями: вступления объёмных сейсмических

случае оправдано, так как прибор устанавливал

волн льдотрясений нечёткие [16, 17], а их поляри

ся на скальный грунт вблизи от целевого источ

зационная картина выражена слабо [18], в резуль

ника сигналов и в дали от источников шума. На

тате локация может быть недостаточно точной.

втором этапе выполнялся поиск видеозаписей в

Дополнительная сложность в определении

соответствующих обнаруженным сейсмическим

вступлений различных фаз волн обусловлена

событиям временных рамках. Таким способом

сложной волновой картиной в случае регистра

были установлены видеозаписи 20 событий, свя

ции айсбергообразующих процессов, одновремен

занных с обрушением фронтальной части лед

но инициированных на протяжённых участках

ника. Отметим, что вопросы оценки магнитуды

ледникового фронта [18, 19]. Частично проблему

или сейсмической энергии таких событий лежат

определения времени вступлений сейсмических

за рамками настоящей работы.

волн, вызванных льдотрясениями, удаётся ниве

Поиск инфразвуковой пары для обнаружен

лировать привлечением инфразвуковых данных,

ных сейсмических событий выполняли по дан

используя в качестве вступления вторичной волны

ным постоянно действующего с 2015 г. сейсмо

время прихода акустического сигнала [16]. В этом

инфразвукового комплекса PYR, установленного

случае эпицентр события расположен в точке пе

в пос. Пирамида [16] на расстоянии 13 км от тер

ресечения окружности, соответствующей t_A-t_P

минальной части ледника, и временной сейсми

(t_A - время прихода инфразвуковой волны на аку

ческой станции NRSH. Методика поиска ин

стический датчик; t_P - время прихода волны P на

фразвуковой пары основывалась на вычислении

сейсмический датчик), и азимута, рассчитанно

временнóй задержки между обнаруженным на

го по инфразвуковой группе [20]. Совместное ис

станции NRSH сейсмическим сигналом и сейс

пользование сейсмических и инфразвуковых дан

моинфразвуковой группой PYR с учётом скоро

ных повышает точность определения координат

сти распространения звуковой волны при усло

эпицентра, но не позволяет однозначно сделать

вии, что сейсмический и акустический сигналы

вывод о природе события, поскольку фактический

порождены одним источником [15, 16]. Если по

эпицентр может находиться на леднике в несколь

лучившаяся временнáя задержка соответствовала

ких сотнях метра от его края [15, 16].

времени пробега волны между двумя пунктами со

Таким образом, для надёжного отличия айс

скоростью, соответствующей скорости распро

бергообразующих событий от других типов

странения звука в атмосфере (0,32±0,05 км/с), то

льдотрясений необходимо привлекать допол

пара обнаруженных сигналов считалась сейсмо

нительные критерии, основанные на анализе осо

инфразвуковым событием. Из 20 зафиксирован

бенностей сейсмических и инфразвуковых за

ных за 66 часов работы видеоаппаратуры обруше

писей. Источники сейсмических и акустических

ний фронта ледника только одно сопровождалось

сигналов связаны с различными фазами айсбер

сейсмоинфразвуковой парой сигналов. На рис. 2

гообразования: отрыв (откол) льда от края ледни

приведены волновые формы целевого события

ка; осыпание отколовшегося льда по фронтальной

на леднике Норденшельда, записанные сейсми

стенке ледника; ударение отколовшейся массы о

ческой станцией NRSH и инфразвуковой микро

воду и/или дно [2, 21, 22]. Возможность обнаруже

группой PYR в пос. Пирамида. Временнáя за

ния и фиксации различных фаз айсбергообразо

держка между сейсмическим и инфразвуковым

вания на сейсмических и инфразвуковых записях

сигналами (41 с) соответствует времени пробега

позволит сделать вывод о природе льдотрясения.

волны от источника до сейсмоинфразвукового

 265 

Морские, речные и озёрные льды

Рис. 2. Пример инфразвукового (а) и сейсмического (б) сигналов, сгенерированных калвинговым событием

на фронте ледника Норденшельда 17.08.2016 в 07:02:32.2 UTC:

а - инфразвуковая запись датчиками M1, M2, M3 сейсмоинфразвукового комплекса PYR; б - трёхкомпонентная сейс

мограмма (ориентация датчиков: E - восток, N - север, Z - вертикальный) на станции NRSH

Fig. 2. An example of infrasonic (a) and seismic (б) signals generated by a calving event on the front of the Norden

skjold glacier on 08.17.2016 at 07: 02: 32.2 UTC:

a - infrasound recording of sensors M1, M2, M2 of the PYR seismoinfrasound group; б - 3-component seismogram (sensor direc

tions: E - east, N - north, Z - vertical) of the NRSH station

комплекса PYR, расположенного на расстоянии

ствующим отрыву глыбы (см. рис. 3), поскольку

13 км от фронта ледника Норденшельда.

при падении генерируется сильная поверхностная

волна. Частотно-временнóе представление участ

ка поверхностной волны (см. рис. 3, б) имеет не

Особенности сейсмических и инфразвуковых

сколько несущих частот (полос), возникающих в

записей айсбергообразующих событий

результате переотражений сейсмических волн от

морского дна и поверхности воды.

Совместный анализ синхронизированных по

Механизм генерации сейсмического сигнала

времени сейсмических данных и видеозаписей об

при обрушении стенки ледника схож с механиз

наруженных событий позволил сопоставить фазы

мом обрушения консолей в карьерах горнорудных

айсбергообразования (начало отрыва глыбы льда,

предприятий. Сравнение сейсмограмм обрушения

завершение отрыва, падение глыбы льда в воду,

ледовых блоков от кромки ледника и записей об

осыпание мелких фрагментов льда и отражение

рушений консолей скальной породы, регистриру

звуковой волны от морского дна и поверхности

емых на рудниках в Хибинском горном массиве,

воды) с особенностями спектрально-временнóго

показало высокую степень подобия; отличие за

представления сейсмограммы. На рис. 3 приво

ключается в появлении нескольких полос, возни

дится совместное отображение фотофиксации мо

кающих из-за падения отколовшейся глыбы льда

ментов отрыва и падения края ледника и сейсми

в воду. Именно эта особенность спектрального

ческого сигнала, вызванного этими событиями.

представления сигнала и представляет собой отли

Начало вступления сейсмического сигнала соот

чительный признак асбергообразующего события

ветствует началу отрыва глыбы льда от края лед

от других типов льдотрясений. А наличие полос

ника (см. рис. 3, а). Максимум амплитуды сейс

в спектре записи однозначно показывает, что от

мограммы соответствует падению отколовшегося

коловшийся ледяной блок упал в воду залива. На

льда в воду (см. рис. 3, а). Участок сейсмограммы,

рис. 4 приводятся запись инфразвукового сигнала

порождённый падением льда в воду, - более низ

на сейсмоинфразвуковой комплекс PYR, вызван

кочастотный по сравнению с участком, соответ

ного айсбергообразующим событием на фронте

 266 

Ю.А. Виноградов и др.

Рис. 3. Сопоставление частотно-временнóго представления сейсмической записи станцией NRSH и видео

записи типичного калвингового события на фронте леднике Норденшельда 17.08.2016 в 07:02:32.2 UTC:

а - волновая форма; б - спектрограмма Фурье, нормированная на максимумы по частотам. Стрелками показаны соот

ветствующие места на фрагментах видео и сейсмической записей: 1 - начало отрыва глыбы льда; 2 - отрыв глыбы льда

произошёл; 3 - падение льда в воду; 4 - обрушение мелких фрагментов и отражение звуковой волны от дна и поверх

ности воды. На стоп-кадрах видеозаписи эти места обведены красным цветом

Fig. 3. Comparison of the time-frequency representation of the seismic recording by the NRSH station and the video

recording of a typical calving event on the front of the Nordenskjold Glacier on 17.08.2016 at 07: 02: 32.2 UTC:

а - waveform; б - Fourier spectrogram, normalized to maxima in frequencies. The arrows show the corresponding places on the

fragments of video and seismic records: 1 - the beginning of the ice block detachment; 2 - the ice block has been detached; 3 -

falling ice into the water; 4 - the collapse of small fragments and the reflection of a sound wave from the bottom and surface of the

water. In the videos, these places are circled in red

ледника Норденшельда, а также сопоставление

фразвуковая запись подтверждённого откола ледя

частотно-временнóго представления инфразву

ного блока, сопровождаемая видеорядом. Тем не

кового сигнала и видеозаписи (см. рис. 4, б). На

менее мы считаем, что при расположении инфра-

частотно-временнóм представлении обрушения

звуковых датчиков у края ледника на участке, сво

ледяного блока с фронта ледника Норденшельда

бодном от препятствий, мешающих прохождению

(см. рис. 4, а) также просматриваются основные

звуковых волн, инфразвуковая запись всегда будет

фазы (отрыв глыбы льда и падение льда в воду),

содержать несколько частотных полос.

генерирующие инфразвуковые колебания в ат

Таким образом, сопоставление синхронизиро

мосфере. Как и в случае сейсмограммы, инфра-

ванных по времени видеозаписей айсбергообразу

звуковая запись имеет несколько несущих частот

ющих событий с сейсмограммами и инфразвуко

(полос), возникающих из-за переотражения зву

выми записями позволило обнаружить наличие

ковых волн от поверхности воды. К сожалению,

характерных фаз процесса обрушения фронта лед

в нашем распоряжении имеется только одна ин

ника на сейсмических и инфразвуковых записях.

 267 

Морские, речные и озёрные льды

Рис. 4. Сопоставление частотно-временнóго представления инфразвуковой записи на сейсмоинфразвуковой

комплекс PYR и видеозаписи типичного калвингового события на фронте ледника Норденшельда 17.08.2016

в 07:02:32.2 UTC:

а - волновая форма; б - спектрограмма Фурье, нормированная на максимумы по частотам. Стрелками показаны соот

ветствующие места на фрагментах видео и сейсмической записей: 1 - отрыв глыбы льда; 2 - падение льда в воду. На

стоп-кадрах видеозаписи эти места обведены красным цветом

Fig. 4. Comparison of the time-frequency representation of the infrasound recording of the PYR seismoinfrasound group

and the video recording of a typical calving event on the Nordenskjold glacier front on August 17, 2016 at 07:02:32.2 UTC:

a - waveform; б - Fourier spectrogram, normalized to maxima in frequencies. The arrows show the corresponding places on the

fragments of video and seismic records: 1 - detachment of a block of ice; 2 - ice falling into the water. These places are circled in

red in the video recordings

Установлено, что льдотрясения, порождающие

ных наблюдений в районе ледника Эсмарка в

плавающие айсберги, генерируют сейсмические

2012-2014 гг. [15], сейсмоинфразвуковой груп

и акустические сигналы особого спектрального

пой Баренцбург были зарегистрированы пары

состава и характеризуются наличием ярко выра

сейсмоинфразвуковых сигналов с расстояния

женных полос в спектрограмме на участке запи

порядка 25 км, однако их приуроченность к

си, следующем за сигналом от падения ледяного

процессам айсбергообразования не была под

блока в воду. Детальный анализ различных фаз ге

тверждена видеонаблюдениями. Предложенный

нерации таких сигналов показал, что явные чётко

подход к обнаружению фактов айсбергообразо

выраженные признаки айсбергогенного события

вания на фронтах выводных ледников требует

в спектре записи на сейсмических и инфразву

дальнейшей верификации на больших удалени

ковых каналах формируются в результате отра

ях источника от сейсмоинфразвуковой группы.

жений, генерируемых падением ледяного блока в

Полученные в ходе проведения данного экспе

воду, волн от дна и поверхности воды.

римента амплитудно-частотные характеристики

Описанные в настоящей статье наблюдения

сейсмических и инфразвуковых сигналов будут

проводили на относительно небольшом расстоя-

использованы для дальнейшего развития метода

нии от источника генерации целевых сигналов -

мониторинга откола айсбергов на расстояниях в

порядка 12 км. Ранее, в ходе эксперименталь

первые сотни километров.

 268 

Ю.А. Виноградов и др.

Заключение

положены в основу автоматической системы

классификации льдотрясений.

В результате эксперимента по совместному

сейсмическому, инфразвуковому и видеомони

Благодарности. Работа выполнена при поддерж

торингу ледника Норденшельда в августе 2016 г.

ке Минобрнауки России (в рамках государствен

было обнаружено 20 сейсмических записей об

ного задания № 075-01304-20) и с использовани

рушений фронтальной части ледника, сопро

ем данных, полученных на уникальной научной

вождаемых видеорядом. Часть событий зареги

установке «Сейсмоинфразвуковой комплекс мо

стрирована инфразвуковой микрогруппой PYR

ниторинга арктической криолитозоны и ком

в пос. Пирамида. В результате сопоставления

плекс непрерывного сейсмического мониторин

синхронизированных по времени видеозапи

га Российской Федерации, сопредельных терри

сей обрушения фронта ледника Норденшельда,

торий и мира» (https://ckp-rf.ru/usu/507436/).

а также сейсмического и инфразвукового сиг

налов установлено, что характерные фазы про

Acknowledgments. The work was supported by Min

цесса айсбергообразования (откол фрагмента

istry of Science and Higher Education of the Russian

льда от фронта ледника, падение ледяного блока

Federation (№ 075-01304-20). The data used in the

в воду, отражение волн от дна и поверхности

work were obtained with large-scale research facili

воды.) присутствуют на сейсмических и инфра-

ties «Seismic infrasound array for monitoring Arctic

звуковых записях таких событий. Установлен

cryolitozone and continuous seismic monitoring of

ные спектрально-временные особенности сиг

the Russian Federation, neighbouring territories and

налов от айсбергогенных льдотрясений будут

the world» (https://ckp-rf.ru/usu/507436/).

Литература

References

1. Benn D.I., Kristensen L., Gulley J.D. Surge propaga

tion constrained by a persistent subglacial conduit,

Bakaninbreen-Paulabreen, Svalbard // Annals of Gla

Bakaninbreen-Paulabreen, Svalbard. Annals of Gla-

ciology. 2009. V. 50 (52). P. 81-86.

ciology. 2009. V. 50 (52): 81-86.

2. Amundson J.M., Burton J.C., Correa-Legisos S. Impact

2. Amundson J.M., Burton J.C., Correa-Legisos S. Impact of

of hydrodynamics on seismic signals generated by ice

hydrodynamics on seismic signals generated by iceberg

berg collisions // Annals of Glaciology. 2012. V. 53

collisions. Annals of Glaciology. 2012, 53 (60): 106-112.

(60). P. 106-112.

3. Köhler A., Chapuis A., Nuth C., Kohler J., Weidle C.

Autonomous detection of calving-related seismicity

Autonomous detection of calving-related seismicity at

at Kronebreen, Svalbard. The Cryosphere. 2012, 6:

Kronebreen, Svalbard // The Cryosphere. 2012. № 6.

393-406.

С. 393-406.

4. Mansell D., Luckman A., Murray T. Dynamics of

tidewater surge-type glaciers in northwest Sval

bard. Journ.of Glaciology. 2012, 58 (207). doi:

bard // Journ. of Glaciology. 2012. V. 58. № 207. doi:

10.3189/2012JoG11J058.

5. Epifanov V.P., Glazovskii A.F. Akusticheskie kharakter

5. Епифанов В.П., Глазовский А.Ф. Акустические ха

istiki kak indicator osobennostei dvizheniya l'da v led

рактеристики как индикатор особенностей дви

nikakh. KriosferaZemli. Earth’s Cryosphere. 2010, XIV

жения льда в ледниках // Криосфера Земли. 2010.

(4): 42-55. [In Russian].

Т. XIV. № 4. С. 42-55.

6. Epifanov V.P., Savatyugin L.M. Akusticheskie issledo

6. Епифанов В.П., Саватюгин Л.М. Акустические ис

vaniya ablyatsionnogo sloya lednika na primere lednika

следования абляционного слоя ледника на приме

Al'degonda (Shpitsbergen). Problemy Arktikii i Antark-

ре ледника Альдегонда (Шпицберген) // Проблемы

tiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2011, 4 (90):

Арктики и Антарктики. 2011. № 4 (90). С. 87-97.

87-97. [In Russian].

7. Podolskiy E.A., Walter F. Cryoseismology // Re

7. Podolskiy E.A., Walter F. Cryoseismology. Re

view Geophysics. 2016. V. 54. P. 708-758. doi:

view Geophysics. 2016, 54: 708-758. doi: 10.1002/

10.1002/2016RG000526.

2016RG000526.

8. Nansen F. Farthest North. V. 2. New York: Harper and

Brothers Publishers, 1898.729 p.

Brothers Publishers, 1898: 729 p.

9. Ekström G., Nettles M., Abers G.A. Glacial earth

9. Ekström G., Nettles M., Abers G.A. Glacial earthquakes.

quakes // Science. 2003. V. 302. Is. 5645. P. 622-624.

Science. 2003, 302 (5645): 622-624. doi: 10.1126/sci

doi: 10.1126/science.1088057.

ence.1088057.

10. Ekström G., Nettles M., Tsai V.C. Seasonality and in

creasing frequency of Greenland glacial earthquakes //

creasing frequency of Greenland glacial earthquakes.

 269 

Морские, речные и озёрные льды

Science. 2006. V. 311. Is. 5768. P. 1756-1758. doi:

Science. 2006, 311 (5768): 1756-1758. doi: 10.1126/

10.1126/science.1122112.

science.1122112.

11. Tsai V.C., Ekström G. Analysis of glacial earthquakes //

11. Tsai V.C., Ekström G. Analysis of glacial earthquakes.

Journ. of Geophys. Research. 2007. V. 112. № F03S22.

Journ. of Geophys. Research. 2007, 112 (F03S22). doi:

doi: 10.1029/2006JF000596.

10.1029/2006JF000596.

12. Amundson J.M., Truffer M., Luthi M.P., Fahnestock M.,

West M., Motyka R.J. Glacier, fjord, and seismic re

sponse to recent large calving events, JakobshavnIsbræ,

sponse to recent large calving events, JakobshavnIs

Greenland // Geophys. Research Letters. 2008. V. 35.

bræ, Greenland. Geophys. Research Letters. 2008, 35

№ L22501. doi: 10.1029/2008GL035281.

(L22501). doi: 10.1029/2008GL035281.

13. Bartholomaus T.C., Larsen C.F., O'Neel S., West M.E.

Calving seismicity from iceberg-sea surface interac

tions // Journ. of Geophys. Research. 2012. V. 117. Is.

tions. Journ of Geophys. Research. 2012, 117 (F4):

F4. P. 1-16. doi: 10.1029/2012JF002513.

1-16. doi: 10.1029/2012JF002513.

14. Маловичко A.A., Виноградов A.Н., Виноградов Ю.А.

14. Malovichko A.A., Vinogradov A.N., Vinogradov Yu.A.

Развитие систем геофизического мониторинга в

Razvitie system geofizicheskogo monitoringa v Ark

Арктике // Арктика: экология и экономика. 2014.

tike. Arktika: ekologiya I ekonomika. Arctic: ecology

№ 2. С. 16-23.

and economy. 2014, 2: 16-23. [In Russian].

15. Виноградов Ю.А., Асминг В.Э., Баранов С.В., Федо-

15. Vinogradov Yu.A., Asming V.E., Baranov S.V., Fe-

ров А.В., Виноградов А.Н. Сейсмоинфразвуковой

dorov A.V., Vinogradov A.N. Seismoinfrazvukovoi mon

мониторинг деструкции ледников (пилотный экс

itoring destruktsii lednikov (pilotnyi eksperiment na

перимент на архипелаге Шпицберген // Сейсми

arkhipelage Shpitsbergen. Seismicheskie pribory. Seis

ческие приборы. 2014. Т. 50. № 1. C. 5-14.

mic Instruments. 2014, 50 (1): 5-14. [In Russian].

16. Vinogradov A., Asming V., Baranov S., Fedorov A., Vi-

nogradov Yu. Joint seismo-infarsound monitoring of

outlet glaciers in the Arctic: case study of the Norden

outlet glaciers in the Arctic: case study of the Nor

skiold outlet glacier terminus near Pyramiden (Spits

denskiold outlet glacier terminus near Pyramiden

bergen) // 16th Intern. Multidisciplinary Scientific

(Spitsbergen). 16th Intern. Multidisciplinary Scientific

GeoConference SGEM 2016. Book 1. Science and

Technologies in Geology, Exploration and Mining.

Conference Proceedings. V. III. Hydrology, Engineer

ing Geology & Geothechnics, Applied and Environ

ing Geology &Geothechnics, Applied and Environ

mental Geophysics, Oil and Gas Exploration. Albe

na, Bulgaria, 30 June - 6 Jule, 2016. Sophia: STEF92

Tehcnology, 2016. P. 521-528. ISBN 978-619-7105-

Tehcnology. 2016: 521-528. ISBN 978-619-7105-57-5.

57-5.ISSN 1314-2704. doi: 10.5593/SGEM2016B13.

ISSN 1314-2704. doi: 10.5593/SGEM2016B13.

17. Mikesell T.D., van Wijk K., Haney M.M, Bradford J.H.,

17. Mikesell T.D., van Wijk K., Haney M.M., Bradford J.H.,

Marshall H-P., Harper J.T. Monitoring glacier surface

seismicity in time and space using Rayleigh waves //

seismicity in time and space using Rayleigh waves.

Journ. of Geophys. Research. 2012. V. 117. Is. F02020.

Journ. of Geophys. Research. 2012, 117 (F02020):

P. 1-12. doi: 10.1029/2011JF002259.

1-12. doi: 10.1029/2011JF002259.

18. Федоров А.В., Асминг В.Э., Баранов С.В., Виногра-

18. Fedorov A.V., Asming V.E., Baranov S.V., Vinogra-

дов А.Н., Евтюгина З.А., Горюнов В.А. Сейсмоло

dov A.N., Evtyugina Z.A., Goryunov V.A. Seismologi

гические наблюдения за активностью ледников

cal observations of the activity of glaciers in the Spits

архипелага Шпицберген // Вестн. МГТУ. 2016.

bergen archipelago. Vestnik MGTU. Vestnik of MSTU.

Т. 19. № 1. С. 151-159. doi: 10.21443/1560-9278-

2016, 19 (1): 151-159. doi: 10.21443/1560-9278-2016-

2016-1/1-151-159.

1/1-151-159. [In Russian].

19. Veitc S.A. Nettles M. Spatial and temporal variations in

19. Veitch S.A., Nettles M. Spatial and temporal variations

Greenland glacial-earthquake activity, 1993-2010 //

in Greenland glacial-earthquake activity, 1993-2010.

Journ. of Geophys. Research. 2012. V. 117. № F5. doi:

Journ. of Geophys. Research. 2012, 117 (F5). doi:

10.1029/2012JF002412.

20. Асминг В.Э., Баранов С.В., Виноградов А.Н., Вино-

20. Asming V.E., Baranov S.V., Vinogradov A.N., Vinogra-

градов Ю.А., Федоров А.В. Использование инфраз

dov Yu.A., Fedorov A.V. Ispol'zovanie infrazvukovogo

вукового метода для мониторинга деструкции лед

metoda dlya monitoring destruktsii lednikov v ark

ников в арктических условиях // Акустический

ticheskikh usloviyakh. Akusticheskiy zhurnal. Acous

журнал. 2016. Т. 62. № 5. С. 582-591. doi: 10.7868/

tic Journal. 2016, 62 (5): 582-591. doi: 10.7868/

S0320791916040031.

S0320791916040031. [In Russian].

21. O’Neel S., Larsen C.F., Rupert N., Hansen R. Iceberg

calving as a primary source of regional-scale glacier-

generated seismicity in the St. Elias Mountains, Alas

ka // Journ. of Geophys. Research. 2010. V. 115. № F4.

ka. Journ. of Geophys. Research. 2010, 115 (F4). doi:

doi: 10.1029/2009JF001598.

10.1029/2009JF001598.

22. Pettit E.C., Nystuen J.A., O'Neel S. Listening to gla

ciers: Passive hydroacoustics near marine-terminating

glaciers // Oceanography. 2012. V. 25. № 3. P. 104-105.

glaciers. Oceanography. 2012, 25 (3): 104-105.

 270 