Наука и технологические разработки: статья

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ GLOBAL DAS MONTH: ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ДАННЫХ
Е.П. Спиридонов 1 О.Е. Наний 1,2 С.П. Никитин 1,3 К.В. Кислов 4 Ю.О. Старовойт 1 Д.М. Бенгальский 1 В.Н. Трещиков 1
1 ООО “Т8”
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
3 ООО “ Фемтовижн”
4 Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 102
Номер: 4
Год: 2023
Страницы: 75-87
УДК: 550.34; 535.41
DOI: 10.21455/std2023.4-5
Ключевые слова: программно-аппаратный комплекс “Дунай”, распределенное акустическое зондирование, DAS, международный эксперимент Global DAS Month, землетрясения в Турции в феврале 2023 г., оценка качества сигнала, детектирование первых вступлений
Аннотация: В результате международного эксперимента GLOBAL DAS MONTH, прошедшего в феврале 2023 г., был собран уникальный набор данных о более чем 156 землетрясениях (М ≥ 5), за-регистрированных в системах распределенного акустического зондирования (DAS) по все-му миру. Каждое из этих событий записывалось каждым участником эксперимента. Цель заключалась в определении применимости глобальной системы DAS для телесейсмической регистрации и выявлении возникающих при этом узких мест. В статье представлен анализ данных, полученных ООО “Т8 Сенсор” – российским участником эксперимента, и проведена оценка некоторых метрологических характеристик применяемой системы наблюдений. Проведенные исследования позволяют сравнить систему наблюдений с мировыми аналогами и наметить направления дальнейших работ.
Список литературы: Дунай – распределенный акустический сенсор [Электронный ресурс]. URL: https://t8-sensor.ru/ [Дата доступа: 27.12.2023].

Кислов К.В., Гравиров В.В. Распределенное акустическое зондирование: новый инструмент или новая парадигма // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58, № 2. C.5–38. https://doi.org/10.21455/si2022.2-1

Никитин С.П., Кислов К.В., Старовойт Ю.О., Бенгальский Д.М., Спиридонов Е.П., Хара-сов Д.Р., Фомиряков Э.А., Наний О.Е., Трещиков В.Н. Возможности и перспективы ис-пользования распределенных оптоволоконных датчиков в геофизике // Приборы и тех-ника эксперимента. 2023а. № 5. С.153–158. https://doi.org/10.31857/S0032816223050191

Никитин С.П., Спиридонов Е.П., Кислов К.В., Старовойт Ю.О., Бенгальский Д.М., Хара-сов Д.Р., Фомиряков Э.А., Наний О.Е., Трещиков В.Н. Экспериментальные результаты регистрации землетрясений с помощью когерентных рэлеевских рефлектометров // Фотон-Экспресс. 2023б. № 6 (190). [Спецвыпуск “Фотон-Экспресс-Наука 2023”]. С.282–283.

Спиридонов Е.П., Никитин С.П., Кислов К.В., Старовойт Ю.О., Бенгальский Д.М., Наний О.Е., Трещиков В.Н. Предварительные результаты анализа сигналов, зарегистрирован-ных распределенным акустическим сенсором в рамках международного эксперимента Global DASMonth // III Всероссийская научная конференция с международным участием “Современные методы оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений”, Москва, 25–26 октября 2023 г. Материалы докладов и программа конференции / Под ред. А.П. Кержаева, А.И. Филипповой. М.: ИТПЗ РАН, 2023. С.254–258. https://www.itpz-ran.ru/wp-content/uploads/2023/11/2023-ITPZ-Conference-Materials.pdf

Becker M.W., Ciervo C., Coleman T. Laboratory testing of low frequency strain measured by distributed acoustic sensing // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2018. P.4963–4966. https://doi.org/10.1190/segam2018-2997900.1

Celli N.L., Bean C.J., O’Brien G., Nooshiri N. Modelling of DAS cable and ground coupling re-sponse using Discrete Particle Schemes // EGU General Assembly 2023, Vienna, 23–28 April 2023. EGU23-14444. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-14444

Gaudot I., Leroy M., Bitri A., Bretaudeau F. Comparison of DAS surface waves records at ge-otechnical scales using telecom fiber optic with different cable and ground coupling // EGU General Assembly 2023, Vienna, 23–28 April 2023. EGU23-1884. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-1884

Gorshkov B.G., Yüksel K., Fotiadi A.A., Wuilpart M., Korobko D.A., Zhirnov A.A., Stepanov K.V., Turov A.T., Konstantinov Yu.A., Lobach I.A. Scientific applications of distributed acoustic sensing: State-of-the-art review and perspective // Sensors. 2022. V. 22, Iss. 3. Art. 1033. 41 p. https://doi.org/10.3390/s22031033

Jiang K., Liang L., Tong X., Zeng F., Hu X. How the material characteristics of optical fibers and soil influence the measurement results of distributed acoustic sensing // Sensors. 2023. V. 23, Iss. 17. Art. 7340. 14 p. https://doi.org/10.3390/s23177340

Jousset Ph., Reinsch T., Ryberg T., Blanck H., Clarke A., Aghayev R., Hersir G.P., Henninges J., Weber M., Krawczyk C.M. Dynamic strain determination using fibre-optic cables allows im-aging of seismological and structural features // Nat. Commun. 2018. V. 9. Art. 2509. 11 p. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04860-y

Jousset Ph., Wuestefeld A., Krawczyk C., Wollin C., Diaz S., Ehsaninezhad L., Rodriguez Tribal-dos V., Hart J., Wuestefeld A., Baird A., Oye V., Currenti G., Prestifilippo M., Napoli R., Landrø M., Rørstadbotnen R.A., Nowacki A., de Ridder S., Booth A., Spica Z., Ruiz Barajas S., Gaite B., Lindner F., Konca Ö.A., Edme P., Fichtner A., Bowden D., Rinaldi A.P., Shaikhsulaiman A., Lai V.H., Miller M., Treshchikov V., Nikitin S., Urmantseva L., Zapf D., Morten J.P., Lienhart W., Strasser L., Dumitru V., Lipovsky B.P., Schoenball M., Wetter C., Ma K.-F. Global distributed fibre optic sensing recordings of the February 2023 Turkey earthquake sequence // EGU General Assembly 2023, Vienna, 23–28 April 2023. EGU23-17618. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-17618

Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Travel times for global earthquake location and phase identifica-tion // Geophys. J. Int. 1991. V. 105, Iss. 2. P.429–465. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1991.tb06724.x

Lindsey N.J., Rademacher H., Ajo-Franklin J.B. On the broadband instrument response of fiber-optic DAS arrays // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2020. V. 125, Iss. 2. Art. e2019JB018145. 16 p. https://doi.org/10.1029/2019JB018145

Lior I., Sladen A., Mercerat D., Ampuero J.-P., Rivet D., Sambolian S. Strain to ground motion conversion of distributed acoustic sensing data for earthquake magnitude and stress drop de-termination // Solid Earth. 2021. V. 12, Iss. 6. P.1421–1442. https://doi.org/10.5194/se-12-1421-2021

Paitz P., Edme P., Schmelzbach C., Doetsch J., Gräff D., Walter F., Lindsey N., Chalari A., Fichtner A. Distributed acoustic sensing from mHz to kHz: Empirical investigations of DAS instrument response // EGU General Assembly 2020, Online, 4–8 May 2020. EGU2020-7343. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-7343

Rossi M., Wisén R., Vignoli G., Coni M. Assessment of Distributed Acoustic Sensing (DAS) per-formance for geotechnical applications // Eng. Geol. 2022. V. 306. Art. 106729. 14 p. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106729

van den Ende M.P.A., Ampuero J.-P. Evaluating seismic beamforming capabilities of distributed acoustic sensing arrays // Solid Earth. 2021. V. 12, Iss. 4. P.915–934. https://doi.org/10.5194/se-12-915-2021

Wüstefeld A. Global DAS monitoring month. URL: https://www.norsar.no/in-focus/global-das-monitoring-month-february-2023 [Access date: 21.04.2023].

Wuestefeld A., Spica Z.J., Aderhold K., Huang H.-H., Ma K.-F., Lai V.H., Miller M., Urmantseva L., Zapf D., Bowden D.C., Edme P., Kiers T., Rinaldi A.P., Tuinstra K., Jestin C., Diaz-Meza S., Jousset Ph., Wollin C., Ugalde A., Ruiz Barajas S., Gaite B., Currenti G., Prestifilippo M., Araki E., Tonegawa T., de Ridder S., Nowacki A., Lindner F., Schoenball M., Wetter C., Zhu H.H., Baird A.F., Rørstadbotnen R.A., Ajo-Franklin J., Ma Y., Abbott R.E., Hodgkinson K.M., Porritt R.W., Stanciu C., Podrasky A., Hill D., Biondi B., Yuan S., Luo B., Nikitin S., Morten J.P., Dumitru V.-A., Lienhart W., Cunningham E., Wang H. The Global DAS Month of February 2023 // Seismol. Res. Lett. 2023. [in press]. https://doi.org/10.1785/0220230180

Zhang Ch.-Ch., Shi B., Zhu H.-H., Wang B.-J., Wei G.-Q. Toward distributed fiber-optic sensing of subsurface deformation: A theoretical quantification of ground-borehole-cable interaction // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2020. V. 125, Iss. 3. Art. e2019JB018878. 25 p. https://doi.org/10.1029/2019JB018878