Радиофизики воссоздают приборы сейсмологической лаборатории 1912 года
История сейсмологической лаборатории
– В июне 1911 года на съезде Международной сейсмологической ассоциации, проходившем в Манчестере, было принято решение о создании двух сейсмических станций для наблюдений за деформацией Земли под влиянием лунно-солнечного притяжения. Первую станцию было поручено соорудить немецкому ученому Юлию Федоровичу Геккеру на юге Африки вблизи Йоханнесбурга, вторую было решено разместить в центре Евро-Азиатского континента. По предложению русского астронома Александра Яковлевича Орлова ее построили в Томске, где уже был открыт первый за Уралом университет, – рассказал автор проекта, профессор ТГУ Григорий Дунаевский.
Станция располагалась на территории Ботанического сада университета, и ее строительство длилось с осени 1911 по зиму 1912 года. Для ее оборудования были выделены международные средства в размере 3500 марок (это почти 6 миллионов современных рублей). Станция представляла собой выкопанную пещеру длиной около десяти метров, внутри были толстые кирпичные стены, окрашенные известью. Над потолком возвышался пласт земли толщиной 8,5 метров. Все это позволяло поддерживать в течение года постоянные температуру, равную примерно +11,5°С, и влажность (80 %). Станция была разделена на коридор и помещение, где были установлены измерительные приборы.
– Все было расположено достаточно глубоко под землей, поскольку в Сибири, когда поверхностные грунты промерзают, они сами заметно шевелятся. Если мы хотим наблюдать процессы смещения земных плит под влиянием Солнца и Луны, то нужно проводить измерения ниже температурно-подвижного уровня земли, – объяснил Григорий Ефимович.
Первые наблюдения начались 25 сентября 1912 года после просушки помещения. Измерения выполняла Мария Гортт де Гротт, слушательница Сибирских высших женских курсов, а в 1913-1915 годах ей помогал ассистент Томского университета, хранитель физического кабинета Вильгельм Абольд. Уже в 1914 году один из создателей геодинамики, выдающийся ученый Александр Орлов выступил с докладом в Императорской академии наук, где представил результаты наблюдений. Измерения позволили оценить амплитуды приливов в твердом теле Земли, вызванных лунно-солнечным притяжением, а также твердость Земли, которая оказалась «равной твердости драгоценных камней».
На протяжении всего времени работы станция неоднократно подвергалась разграблению, кроме того не хватало средств на ее содержание, было трудно достать фотографическую пленку, необходимую для регистрации наблюдений. Также на работу станции повлияли революция 1918 года и Гражданская война. В итоге в 1922 году станция окончательно прекратила работу, оборудование было демонтировано Александром Орловым и вывезено в Одессу.
Впоследствии большая работа по сбору материалов и публикаций лаборатории была проведена под руководством профессора ТГУ Сергея Фоминых.
Проект по восстановлению лаборатории
Радиофизики ТГУ решили воссоздать Томскую сейсмическую станцию, продолжить измерения, организовать к приборам лаборатории дистантный доступ. Для этого нужно было восстановить помещение, а также измерительные приборы.
– Шахта сохранилась, однако долгое время она использовалась как склад радиоактивных материалов. Университет в свое время проводил очистку силами одного из предприятий Северска, вывезли оттуда все отходы, закрыли помещение. Несколько лет назад, когда мы начали обсуждать идею восстановления сейсмостанции, нам объяснили, что возможен все же остаточный радиационный фон.
На наш взгляд, ремонт и восстановление помещения возможны, но их целесообразно опять заказать специализированному предприятию из Северска, поскольку там умеют работать в подобных условиях. Мы разместим в помещении измерительные приборы, а сигнал будет выведен на панно в главный корпус. То есть постоянное физическое присутствие учёных там и не потребуется, – пояснил Григорий Дунаевский.
Под руководством Григория Дунаевского студент РФФ Антон Гунько уже воссоздал маятник Цельнера – аналог того, который работал в 1912 году в лаборатории.
– Это была стрела, подвешенная на двух нитях, на конце стрелы – груз и игла. Воздействие лунного и солнечного притяжения смещало земную кору, что вызывало отклонения маятника, при этом острие иглы вычерчивало на вращающейся фотопленке соответствующий график. Барабан для фотопленки вращался электродвигателем с аккумулятором, так что это был для того времени очень современный прибор. И он был собран в Томске, – уточнил профессор. – Одна установка отрабатывала колебания с запада на восток, вторая – с севера на юг.
Учёные воссоздали прибор, но вместо иглы и фотопленки установили миниатюрный лазер и датчик малых смещений его луча, чтобы получить оцифрованные результаты измерений в непрерывном и автономном режиме.
Для демонстрации влияния Солнца и Луны на земную гравитацию студент Роман Сабиров собрал еще одну установку того времени – маятник Ярковского. Такого измерительного прибора в лаборатории 1912 года не было, но он позволит параллельно с маятником Цельнера демонстрировать изменения земного тяготения под действием Луны и Солнца.
Учёные провели измерения при помощи маятника Цельнера и получили результаты, аналогичные опубликованным в свое время Александром Орловым. Работа над модернизацией маятника Ярковского еще продолжается. Следующий шаг – обеспечить этим устройствам пыле- и влагозащищенность, чтобы они могли долго и автономно работать в условиях подземной лаборатории.
– Результаты измерений желательно будет вывести в режиме реального времени на монитор в главном корпусе, чтобы гости университета и города могли видеть, как Солнце и Луна влияют на наш континент. Там же целесообразно расположить стенд с историей лаборатории «Центр Евро-Азиатского континента», – отметил Григорий Дунаевский.
Разработку действующих макетов маятников завершает команда студентов и преподавателей кафедры радиоэлектроники.
– Этот проект трудно отнести к научным, он скорее просветительский, и под грантовые средства научных фондов не подпадает. Но важен и для университета, и для города. Может быть, как вариант, предложим поддержать его выпускникам университета, – добавил Григорий Ефимович.
Источник: Новости ТГУ