Многодатчиковое наблюдение за переходным событием в аквифере Гран-Сассо, Италия

Когда гора вдруг прогремела

В тихую августовскую ночь 2023 года сотрудники, работающие глубоко внутри подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, услышали мощный необъяснимый взрывной звук, отразившийся в породе. Вместо того чтобы списать это на любопытный эпизод, учёные использовали «горный взрыв» как редкий природный эксперимент, задействовав набор датчиков, чтобы наблюдать, как реагируют вода, порода и сама вращательная динамика Земли. Их результаты показывают, насколько плотно скрытая гидрология горы связана с тем, что мы слышим и ощущаем на поверхности.

Скрытая река внутри горы

Гран-Сассо — это не просто впечатляющий пик в Центральных Апеннинах; это также один из крупнейших подземных водоносных резервуаров центрально-южной Италии. Дождь и талая вода просачиваются в трещиноватый известняк на плато, затем движутся по трещинам и пещерам, прежде чем появиться в больших источниках у подножия горы. Эта естественная система была преобразована в 1980‑х годах, когда прорубили два длинных автомобильных туннеля и построили подземную физическую лабораторию, добавив новые пути, которые затронули аквифер и изменили пути движения воды через массив.

Наблюдая воду, породу и воздух одновременно

Чтобы отслеживать эту сложную систему, исследователи мониторят четыре ключевых водных выхода: два крупных района источников на южной стороне, слив воды из северного туннеля и глубоко залегающие высоконапорные грунтовые воды внутри туннеля рядом с лабораторией. На этих площадках они записывают уровень воды, температуру, электрическую проводимость и, на одном участке, давление воды с частотой 20 измерений в секунду. Над и внутри горы метеостанции регистрируют осадки и снегопад. Под землёй сеть приборов «слушает» и «ощущает»: чувствительные сейсмометры для регистрации колебаний грунта, акселерометры для сильных толчков, микрофон для звука в воздухе и необычный прибор — кольцевой лазерный гироскоп (по прозвищу GINGERINO), измеряющий крошечные крутильные движения земной коры.

Медленное накопление перед громкой ночью

История взрыва 2023 года начинается за несколько месяцев до него. Весна 2023 года принесла на плато Гран-Сассо исключительно сильные осадки — один из самых влажных периодов за более чем десятилетие. Начиная с мая, один источник (Темпера) и датчик глубокого давления внутри туннеля показали быстрый и устойчивый рост уровня и давления воды, тогда как более удалённые выходы изменялись мало. Такая картина указывала на активацию быстро реагирующих подземных каналов вблизи ядра горы, вероятно карстовых проводников — естественных труб, выщелоченных в породе. В тот же период кольцевой гироскоп стал показывать необычно «шумные» сигналы, как будто порода вокруг испытывала более сильные или частые тонкие движения, а вода у северного туннеля заметно помутнела, что свидетельствовало о нарушении путей потока.

Момент, когда гора заговорила

14 августа 2023 года в 22:00 UTC гора внезапно заявила о себе. В лабе прозвучал резкий, длящийся несколько секунд хлопок, зафиксированный одновременно многими приборами. Сейсмометры и акселерометры зарегистрировали короткий сильный импульс с небольшой предшествующей фазой прихода, что согласуется с взрывом в породе, за которым почти сразу последовали звуковые волны, распространявшиеся по туннелям через воздух. Гироскоп зафиксировал драматический пик вращательного движения, достаточно большой, чтобы временно нарушить работу его лазера, и его оптическая настройка сместилась внезапно, указывая на сильное механическое возмущение. Микрофон уловил звук в широком диапазоне частот — от низких гулов до более высоких тонов. Практически одновременно датчик глубокого давления внутри туннеля начал быстро падать — что эквивалентно потере примерно 70 сантиметров водяного столба за примерно сутки — за чем через несколько дней последовал небольшой рост раздачи воды из дренажа туннеля.

Что, вероятно, произошло под землёй

Соединив эти независимые подсказки во времени и пространстве, авторы утверждают, что хлопок не был обычным землетрясением, а представлял собой внезапную реорганизацию заполненной водой сети трещин очень близко к лаборатории. Наиболее правдоподобные сценарии: трещина, выступавшая в роли барьера, внезапно соскользнула или раскрылась, либо ранее закупоренный карстовый проводник был принудительно открыт из‑за необычно высокого давления воды. В любом случае, вода, вероятно, хлынула по новому пути, сняв давление, взмутнув осадок и вызвав сочетание толчка, передаваемого через породу, и громкого акустического взрыва, которые зафиксировали все приборы.

Почему это важно для гор и людей

Для неспециалистов работа показывает, что горы — это не жёсткие монолиты, а живые системы, где вода, порода и даже крошечные вращательные движения переплетены. Исследование демонстрирует, что сочетание традиционной гидрогеологии с передовыми инструментами, такими как кольцевые лазерные гироскопы, может выявлять медленное накопление и внезапные сбросы, которые в противном случае остались бы незаметными. Подобные события могут незаметно перенаправлять пути подземных вод, влиять на безопасность и эксплуатацию туннелей и подземных лабораторий и свидетельствовать о продолжающейся геологической перестройке внутри массива. Рассмотрев один поразительный звук как многодатчиковый эксперимент, исследователи открывают путь к наблюдению внутренней жизни гор в реальном времени.

Цитирование: Barberio, M.D., Basti, A., Braun, T. et al. Multi-sensor monitoring of a transient event in the Gran Sasso aquifer, Italy. Sci Rep 16, 8221 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-33923-6

Ключевые слова: аквифер Гран-Сассо, горный взрыв, кольцевой лазерный гироскоп, карстовые грунтовые воды, многодатчиковый мониторинг