Датчики давления, установленные на аэростатах как альтернатива сейсмометрам на поверхности Венеры

В настоящее время имеющиеся данные наблюдений не накладывают жестких ограничений и существует широкий спектр моделей внутреннего строения Венеры, отличающихся по толщине коры (25-70 км), мантии и радиусу ядра (∼ 3500 ± 500 км), и даже вопрос о том, находится ли ядро планеты в жидком или твердом состоянии, и имеется ли внутреннее твердое ядро пока не решен (Amorim, Гудкова, 2024). Внутренняя структура Земли, Марса и спутника нашей планеты Луны лучше известна благодаря сейсмическим исследованиям.
На сегодняшний день Венера считается сейсмически активной планетой. Из-за условий на поверхности для исследования Венеры предлагаются нетрадиционные способы изучения ее сейсмической активности: регистрация возмущений от сейсмических сигналов в атмосфере и ионосфере планеты орбитальными аппаратами, для этого разрабатываются специальные методы (Garcia и др., 2024; Brissaud и др., 2026; Gerier и др., 2024).
Сейсмические события могут генерировать инфразвуковые акустические волны с помощью двух различных механизмов: над эпицентром, где волны вызваны внезапным смещением разрыва, это в основном прямая P-волна, и в дальней зоне из-за прохождения волн Рэлея и объемных волн, которые возникают в результате вертикального смещения поверхности.
В данной работе мы тестируем применение метода линейных интегральных представлений для нахождения эквивалентных источников сейсмического события в недрах Венеры по синтетическому сигналу изменения давления в атмосфере, с дальнейшей целью развить этот метод для использования записей датчиков давления на воздушных шарах для регистрации сейсмических событий на Венере. Предложена новая методика решения обратных задач сейсморазведки по данным об амплитудах давления в атмосфере Венеры. Метод апробирован на синтетических примерах: на высоте 50 км от поверхности планеты смоделировано поле амплитуд давлений, по которому затем восстановлено распределение источников сейсмического сигнала на глубинах от 10 до 30 км. Как первый шаг в этом направлении, для тестирования мы использовали для синтетических данных набор из 160 точек. По найденному распределению эквивалентных по полю давлений источников вычисляются значения амплитуд давлений вблизи поверхности Венеры, затем уже по данным на поверхности выполняется процедура определения новых эквивалентных сейсмических источников. Далее поле амплитуд давлений аналитически продолжается вверх, на высоту, где задавались исходные амплитуды. Относительная погрешность восстановления исходного поля давлений составила 10-15 процентов.

Работа выполнена за счет темы госзадания ИФЗ им. О.Ю. Шмидта РАН.