Георадарное обследование дна озера Чебаркуль.
Шесть лет после падения метеорита "Челябинск".

Экспедиция ИЗМИРАН при участии ООО «Компания ВНИИСМИ» с 24 по 28 сентября обследовала место падения 15 февраля 2013 года фрагмента Челябинского метеорита в озеро Чебаркуль. Задача экспедиции состояла в дистанционном обследовании участка дна в месте падения через 6 лет после события. Первая экспедиция ИЗМИРАН на озере Чебаркуль работала 12-13 марта 2013 года. Георадарное обследование выполнялось с поверхности льда.

Экспедиция 2019 года повторила георадарные исследования по тем же направлениям и профилям, как и в первой экспедиции. Положение георадарных профилей, их начальные и конечные точки на местности определялись с помощью «GPSmap Garmin 62s» по координатам первой экспедиции и космоснимка Google Earth (рис. 1). Работы проводились с поверхности воды с использованием специальных водных чехлов (фото 3). И в первом и во втором случае обследования проводились низкочастотным георадаром Лоза-1Н с 3-х метровыми антеннами (центральная частота 50 МГц) и передатчиком 10 кВ. Основная площадка обследования была выбрана в соответствии с реконструкцией пути фрагмента метеорита Челябинск после взрыва до падения в озеро Чебаркуль.

Фото 2. Космоснимок места падения (февраль 2013 г).

Для сравнения с результатами георадарного обследования 2019 года были выбраны из архива экспедиции марта 2013 года три профиля (Р702, Р706 и Р708), которые совпадали с положением профилей съемки 2019 года. Профиль Р702 был выполнен по оси падения фрагмента метеорита через центр полыньи. Профили Р706 и Р708 были выполнены параллельно профилю Р702 на расстоянии 20 метров севернее и южнее (фото 2).

Рис 1. 3D (Р701-Р708) (2013г.)

На рисунке 1 приведено 3D представление рельефа дна через месяц после падения метеорита построенное по данным профилей Р701 – Р708 георадарной съемки 2013 года. В рельефе дна регистрируются две обширные «ямы» на расстоянии 40 и 95 метров от проекции полыньи на дно в направлении падения метеорита. Нарушений поверхности дна под полыньей не зарегистрировано [1-4].

Фото 3. Космоснимок места падения (сентябрь 2019г).

Основная часть георадарного обследования 2019 года состояла из пяти георадарных профилей (пр-08, пр-09, пр-10, пр-11, пр-12). Профиль (08) был выполнен по оси падения фрагмента метеорита через центр полыньи, точки (1), (2) и совпадает с положением профиля Р702 2013 года. Профили (09) – (12) были выполнены параллельно профилю (08) на расстоянии 20 и 40 метров севернее и южнее его (фото 3).

Фото 4. Плавающие чехлы антенн георадара.

Георадарное обследование проводилось с помощью 3-х метровых антенн с центральной частотой 50 МГц, размещенных в специальных плавающих герметичных чехлах (фото 4). Антенны георадара располагались последовательно. Приемник георадара находился на первой (ближней к лодке) антенне. Блок регистрации находился в лодке. Регистрация проводилась в автоматическом режиме: одно измерение в секунду. Результирующий пространственный шаг измерений – 30÷50 см. Временная развертка 1024 нсек.

Анализ георадарных данных

1. Георадарные сечения Р702 (2013г) и пр. 08 (2019г) выполнены по профилям, проходящим через центр полыньи (ц) и точки (1) и (2) (фото 2 и 3). Данные зондирований обработаны в одной и той же программе с одними и теми же настройками и в одинаковом масштабе. Георадарные данные 2013 года регистрируют аномальные нарушения в донных отложениях, глубиной до 4-5 метров. Первое нарушение (точка (1)) регистрируется на расстоянии ~ 40 метров от центра полыньи (точка (ц)). Второе – расположено на расстоянии 80-90 метров от полыньи и имеет меньшие размеры (точка (2)) (рис.2). На георадарном сечении пр. 08 (2019) никаких аномальных нарушений поверхности дна не зарегистрировано (рис. 3). За шесть лет со дня падения метеорита «Челябинск», течения и движение иловых отложений скрыли все последствия удара метеорита о дно озера. Особый интерес представляет аномалия (Л) на профиле Р702. Это лед, захваченный метеоритом (рис. 2).

2. Георадарные профили Р708 (2013г) и профили 09 и 10 (2019г) выполнены на одном и том же участке, на 20 и 40 метров севернее оси падения метеорита (фото 2 и 3). Данные зондирования обработаны в одной и той же программе с одними и теми же настройками и в одинаковом масштабе. Георадарные данные 2013 года отражают состояние поверхности дна на расстоянии около 20 метров от трассы. Следов падения метеорита по профилю не зарегистрировано. Профиль отражает северную периферию зоны контакта метеорита с дном озера Чебаркуль (рис. 4). На георадарных сечениях пр. 09 и 10 (2019г) никаких аномальных нарушений поверхности дна не зарегистрировано (рис. 5 и 6). За шесть лет со дня падения метеорита «Челябинск», течения и движение иловых отложений скрыли все последствия удара метеорита о дно озера.

3. Георадарные профиль Р706 (2013г) и профили 11 и 12 (2019г) выполнены на одном и том же участке южнее оси падения метеорита (фото 2 и 3). Данные зондирования обработаны в одной и той же программе с одними и теми же настройками и в одинаковом масштабе. Георадарные данные 2013 года отражают состояние поверхности дна на расстоянии около 20 метров от трассы падения по профилю, Следов падения и аномальных нарушений поверхности дна не зарегистрировано. Профиль отражает южную периферию зоны контакта метеорита с дном озера Чебаркуль (рис. 7). На георадарных сечениях пр. 11 и 12 (2019г) никаких аномальных нарушений поверхности дна не зарегистрировано (рис. 8 и 9). За шесть лет со дня падения метеорита «Челябинск», течения и движение иловых отложений скрыли все последствия удара метеорита о дно.

5. На рисунке 11 представлен результат обработки данных по профилю 08 с помощью ВЧ фильтрации в режиме выделения максимумов и минимумов сигнала. Специальные методы обработки позволили выделить локальный объект (3) в окрестности точки (1). Точка (1) расположена в центре самых больших нарушений поверхности дна озера в месте первого контакта метеорита с дном озера (рис. 9 и 10). Выделенный объект по характеристикам своего положения и размерам, с большой вероятностью, может представлять собой фрагмент метеорита «Челябинск». На других георадарных профилях, выполненных южнее и севернее оси падения, подобных локальных объектов не обнаружено. Глубина залегания локального объекта от поверхности дна -3,5 ÷ 4,0 метра.

Заключение:

В проведении экспедиции в сентябре 2019 года принимали участие:
Попов А.В., Морозов П.А., Прокопович И.В. и Морозов Ф.П.
Активное участие в проведении и обеспечении экспедиции принимал Корольков Е.В..
В отчете использованы георадарные данные экспедиций 2013 года, в которых принимали участие
 Копейкин В.В.,  Воровский П.Л. и Меркулов С.В.
Георадар «Лоза-Н» и плавающие герметичные чехлы для проведения измерений в Чебаркульской экспедиции предоставлены «Компанией ВНИИСМИ».

Подготовка материалов отчета: Морозов П.А., Андрющенко В.В. 02.12.2019

1. В.Б. Бузин, Д.Е. Едемский, С.А. Гудошников, П.А. Морозов, А.В. Попов, И.В. Прокопович, В.С. Скомаровский, Н.Н. Мельник, А.И. Беркут, С.В. Меркулов, П.Л. Воровский, Л.А. Боголюбов. Поиск фрагментов метеорита «Челябинск» в грунте дна озера Чебаркуль (георадарные и магнитометрические данные). В сб. "Электромагнитные процессы от недр Солнца до недр Земли», т. 2, с. 134-152. М., ИЗМИРАН, 2018.


2. Buzin V., D. Edemsky, S. Gudoshnikov, V. Kopeikin, P. Morozov, A. Popov, I. Prokopovich, V. Skomarovsky, N. Melnik, A.Berkut, S. Merkulov, P.Vorovsky, L.Bogolyubov. Search for Chelyabinsk meteorite fragments in Chebarkul Lake bottom (GPR and magnetic data). //Journ. Telecom. Informat. Technology, No 3, pp. 69-78, NIT, Poland, 2017. ISSN 1509-4553, DOI: 10.26636/jtit.2017.120817.


3. В.В.Копейкин, В.Д. Кузнецов, П.А.Морозов, А.В. Попов, А.И. Беркут, С.В. Меркулов, В.А. Алексеев. «Георадарное обследование места падения фрагмента метеорита Челябинск», Сборник Всероссийской научной конференции «Метеорит Челябинск – год на Земле», с. 286-293, Челябинск, февраль 2014.


4. В.В. Копейкин, В.Д. Кузнецов, П.А. Морозов, А.В. Попов, А.И. Беркут, С.В. Меркулов, В.А. Алексеев. Георадарное обследование предполагаемого места падения фрагмента метеорита Челябинск в озеро Чебаркуль. Геохимия, № 7, с. 636-642, 2013.