Исследователи из МФТИ разработали компьютерный метод, позволяющий «прощупывать» арктические ледяные торосы, то есть нагромождения обломков льда, ультразвуком. Численное моделирование показало, что по характеру отраженных акустических волн можно не только обнаружить внутри этих глыб скрытые полости, но и определить, чем они заполнены: воздухом или водой.
Арктика меняется быстрее, чем человечество успевает понять происходящие там процессы, рассказали «Известиям» ученые. За последние десятилетия площадь морского льда в регионе существенно сократилась, а вместе с этим изменился и характер ледовых образований — прежде всего торосов.
Чтобы безопасно прокладывать маршруты и строить подводную инфраструктуру, инженерам необходимо знать не только форму тороса снаружи, но и что скрывается внутри. Лед — далеко не монолитный материал. Внутри него могут прятаться полости, заполненные воздухом или водой. Обнаружить такие скрытые структуры, глядя лишь на поверхность глыб, практически невозможно. Здесь на помощь может прийти ультразвук, рассказали ученые.
Источник посылает акустический импульс, волна распространяется через среду, отражается от границ раздела материалов с разными физическими свойствами и возвращается к приемникам. По характеру отраженного сигнала можно судить о внутренней структуре объекта. Ультразвуковая волна, попадая в ледяную среду, ведет себя совсем иначе, чем в воде: лед — это упругое тело, способное передавать не только продольные (компрессионные), но и поперечные (сдвиговые) волны. Для корректного описания такой системы требуются принципиально иные математические инструменты, чем те, что применяются в обычной акустике.
Идея сама по себе физически обоснованная: акустика действительно позволяет «видеть» внутреннюю структуру льда и различать, чем заполнены полости, подчеркнул эксперт MariNet НТИ, ведущий специалист Российского университета транспорта Максим Баркасов.
— Но по своему содержанию это в первую очередь прикладная задача для оценки экологических изменений и долгосрочного мониторинга состояния арктического льда. С точки зрения практики она больше ложится в научные и климатические исследования, чем в задачи навигации, освоения океана или робототехники, — отметил эксперт.
Свежие комментарии