Землетрясение в Японии сдвинуло земную ось! По мнению итальянских ученых, на 10 сантиметров, а американских - на 15-17 сантиметров. Такие сообщения появились на новостных лентах СМИ разных стран. Появились и «предсказания», что в связи с этим нашу планету ждут разного рода катаклизмы…
На самом деле для волнений причин нет. Названные цифры - это расчетные, теоретические прогнозы. Точные данные будут получены примерно через месяц. После обработки и анализа результатов наблюдений, которые были проведены радиотелескопами, расположенными на разных континентах Земли в режиме радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. Однако уже сейчас можно сказать, что прогнозы не оправдались - никаких скачков положения земной оси 11 марта не было.
Созданная астрономами международная сеть, которая на время наблюдений превратила расположенные в разных странах радиотелескопы в единый инструмент размером с земной шар, впервые дала возможность не в теории, а в реальности отследить поведение земной оси после землетрясения. С ее помощью радиоастрономы разных континентов одновременно отслеживали движение оси в течение двух суток подряд, начиная с вечера 22 марта.
Активное участие в наблюдениях принимали ученые НИИ «Крымская астрофизическая обсерватория» МОН Украины, которая располагает уникальным комплексом наблюдательных инструментов, позволяющих проводить измерения сдвига земной оси с потенциальной точностью 0,2 миллиметра. В частности, радиотелескоп РТ-22, который является национальным достоянием Украины, по своему качеству, оснащению оборудованием и географическому расположению входит в пятерку лучших антенн мира.
Чтобы понять, как радиотелескопы, направившие свои зеркала на космические объекты, могут отслеживать сдвиги земной оси, вспомним, что поверхность нашей планеты представляет собой более десятка крупных тектонических плит, которые незаметно для нас медленно двигаются в разных направлениях. Иногда эти плиты сталкиваются, вызывая землетрясения, цунами, извержения вулканов. Для наблюдения за геодинамическими явлениями и процессами, которые могут привести к подвижке отдельных участков суши, движению полюсов Земли и неравномерности ее вращения, и создана международная сеть наблюдательных станций, а также центры сбора и анализа результатов наблюдений.
Известно, что секстант и логарифмическая линейка позволяют штурману корабля определять его координаты, привязываясь к хорошо видной невооруженным глазом постоянной точке, например, к яркой звезде. Аналогичным образом с помощью радиотелескопов, оснащенных сложнейшей электроникой и специальными компьютерными программами, ученые могут определять координаты наших природных кораблей - движущихся материковых плит. Правда, скорости плит гораздо меньше, чем у корабля, потому точность измерений должна быть несравненно выше. Роль Полярной звезды могут в этом случае играть далекие внегалактические радиоисточники - квазары и активные ядра радиогалактик.
Наблюдения на РТ-22 (международная станция Simeiz), которые проводили сотрудники нашей обсерватории, - достаточно сложный и точно выверенный процесс. Каждые три минуты во время эксперимента 22-метровое зеркало радиотелескопа автоматически поворачивается для наведения на определенный радиоисточник на небе, а получаемый от него сигнал записывается на цифровые носители. Затем телескоп переводится на следующий источник, потом на следующий и так далее. Таким же образом за двое суток наблюдений (с небольшим техническим перерывом) крымские ученые отследили более четырехсот компактных радиоисточников.
Точно также проводил наблюдения каждый из входящих в сеть радиотелескопов - AIRA (острова Японии), CHICHI10 (острова Японии), SIMEIZ (Украина), FORTLEZA (Бразилия), HOBART12 (Австралия), METSAHOV (Финляндия), NYALES20 (остров Шпицберген), TIGOCONC (Чили), TSUKUB32 (острова Японии), URUMQI (Китай), VERAISGK (Япония), WETTZELL (Германия). Объединить в одно целое все эти инструменты для работы в режиме интерферометра, то есть в качестве единого радиотелескопа размером в земной шар, удалось с помощью особой технологии наблюдения. Она заключается в том, что вначале результаты наблюдений записываются каждым из радиотелескопов по отдельности, а затем суммируются с помощью специального устройства-коррелятора.
Чтобы «сшивать», складывать все записи с разных инструментов, необходимо иметь единую временную дорожку. Ход времени обеспечивался имеющимися на РТ-22 специальными часами, которые за один миллион лет могут дать погрешность всего на одну секунду. По окончании наблюдений цифровые носители всех участвовавших в сессии телескопов отсылаются в один из мировых корреляционных центров, где производится их техническая обработка, затем в центры анализа, один из которых находится в Главной астрономической обсерватории (ГАО) НАН Украины в Киеве, и, наконец, в центр данных. После этого они становятся доступными всем пользователям Интернета. Это сложная, трудоемкая и кропотливая работа, для выполнения которой необходим радиотелескоп с высоким качеством зеркала, современное оснащение и высококвалифицированный персонал. Хотелось бы отметить безупречную работу ведущих инженеров Ивана Стрепка, Михаила Позднякова и Ивана Денисова, которые в течение двух суток отвечали за готовность высокочувствительной приемной аппаратуры, механизмов радиотелескопа и стандарта частоты и времени, а также операторов пульта управления телескопа, которые обеспечивали наведение на более 400 исследуемых объектов.
Чтобы начать наблюдения по международным геодинамическим программам, более десяти лет назад РТ-22 был модернизирован в рамках сотрудничества между Украиной (КрАО и ГАО) и США (NASA). Сейчас наша команда работает на различные международные проекты. В их числе - наблюдения активных ядер галактик и подвижек материковых плит, исследования околоземного пространства, Марса, Венеры, астероидов, комет, космического мусора и поверхности Луны. Важная часть деятельности крымских специалистов - наблюдения за выводом на космические орбиты радиообсерваторий с целью создания наземно-космического интерферометра. В 2011 году создан Международный центр астрономических и геокосмических исследований «Астрогеокосмос» для реализации масштабных международных наземно-космических и космических проектов между Украиной и Россией.
Важно подчеркнуть, что современная радиоастрономия обладает огромными возможностями. Например, при проведении этого сеанса были использованы устройства, которые способны чувствовать радиосигнал с мощностью в миллиарды триллионов раз меньшей, чем мощность обычной комнатной лампочки.
Наряду с методом радиоинтерферометрии используются и другие технологии измерений параметров вращения Земли. Так, на Южном берегу Крыма, на базе станций космической геодезии и геодинамики НИИ «Крымская астрофизическая обсерватория» и Крымской лазерной обсерватории ГАО создан единственный в Европе геодинамический полигон «Симеиз-Кацивели», имеющий все три типа станций космической геодезии и геодинамики. Все станции полигона являются интегрированными в соответствующие международные службы, а близкое расположение (менее 3 км) дает возможность контролировать их положение прямыми геодезическими измерениями. Благодаря объединению трех методов - радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, лазерной локации искусственных спутников и GPS-технологии - здесь будут решаться задачи базового координатно-временного обеспечения и распространения базовых систем координат на территорию Украины.
Радиоастрономические исследования для определения параметров вращения Земли предоставили специалистам ценную информацию о влиянии землетрясений на происходящие на планете процессы. Все указанные исследования должны нас приблизить к возможности выйти на научно обоснованные предсказания землетрясений с точностью 50%. (Среднесрочные прогнозы - от года до пяти лет - оправдываются лишь на 70%. Краткосрочные - несколько суток - на 10-15%.)
Подготовлена также программа создания региональной системы геодинамического и экологического мониторинга Крыма. На первом этапе запланировано создание геокинематического мониторинга Крыма для обеспечения мониторинга как медленных и масштабных тектонических процессов, так и контроля «быстрых» деформаций в локальных сейсмо- и оползнеопасных зонах Крымского полуострова. Среди важных функций системы экологического мониторинга - получение данных о состоянии качества воздуха по всей территории Крыма, дозы солнечной радиации, в частности ультрафиолетового излучения, оценка фонового и сезонного изменений концентраций основных загрязнителей.
Для справки. Земная ось является условным понятием - это один из диаметров нашей планеты, который пересекается с ее поверхностью в двух противоположных точках - северном и южном географических полюсах. И она действительно двигается, вернее, медленно «плавает» вокруг полюсов, примерно на 2-7 сантиметров в сутки, а в год - до 10 метров. Но причина этого движения - не землетрясения, а тот факт, что Земля не является идеальным шаром. Существуют также вариации вращения планеты, связанные с передвижением воздушных масс и морских течений, влиянием Луны и процессами в недрах самой Земли.