Delist.ru

Рельеф шельфа морей российской Арктики (28.11.2006)

Автор: Никифоров Сергей Львович

2. Создана новая морфогенетическая классификация форм и типов рельефа шельфа арктических морей. Она отличается от разработанной ранее классификации форм и типов рельефа шельфов Мирового океана, предназначенной для мелкомасштабного геоморфологического картирования, значительно большей детальностью. В новой классификации учтены все основные особенности рельефа именно арктического шельфа, развитие которого в четвертичное время происходило в условиях коренным образом отличающихся от других областей Мирового океана.

3. Разработана методика создания цифровой модели рельефа с учетом его происхождения и возраста, что позволило надежно идентифицировать и достоверно отобразить разнообразные его формы.

4. На примере Баренцева моря создана цифровая модель рельефа, которая является основой для проведения дальнейших прикладных исследований в области геоакустики, геологии, геоморфологии, геофизики, поисково-разведочных работ и других специализированных исследований. Модель рельефа необходима для характеристики остальных свойств морского дна, в том числе его глубинного строения.

Практическая значимость работы заключается в создании единого информационного поля океанографических и гидрографических данных, разработке систем оперативного мониторинга, повышении эффективности системы навигационно-гидрографического обеспечения морской деятельности в целом; оценке изученности Мирового океана и планирование работ по специальному изучению Мирового океана, выполнении исследований в интересах экономической деятельности, создании комплексной системы обеспечения безопасности при освоении морских нефтегазоносных месторождений и т.д.

Фактический материал и личный вклад автора

В основу работы положен фактический материал и результаты исследований, полученные в многочисленных научных экспедициях от Баренцева до Берингова морей, начиная с 1978 года при личном участии автора.

Экспедиции базировались на судах Института океанологии им.П.П.Ширшова РАН (НИС «Профессор Штокман» - 8, 10, 12, 19 рейсы; НИС «Дмитрий Менделеев» - 41 рейс; НИС «Академик Сергей Вавилов» - 13 и 21-ый рейсы и др.). В отдаленных северо-восточных морях экспедиции проводились на гидрографических судах Провиденской гидробазы (Г/С «Дмитрий Лаптев», Г/С «Малыгин», ледокол «Георгий Седов» и др.). В последнее время (в июне 2005 года) в Баренцево море была организована экспедиция (НИС «Академик Сергей Вавилов», 21-й рейс), цель, которой заключалась в изучении рельефа и глубинного строения дна. В этом рейсе была проведена апробация цифровой модели рельефа в натурных условиях и определена ее точность.

Помимо фактического материала были использованы обширные опубликованные литературные источники и картографические данные, а также большой объем отчетных материалов.

Апробация

Международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики – ГА-2006», СПб (2006) и др.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 59 научных работ, в том числе 3 монографии. Имеется 2 внедрения в опытно-конструкторские работы и 1 внедрение в НИР.

Структура

Работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы (855 наименований) и содержит 318 станиц текста, 115 рисунков и 25 таблиц.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту д.г.н. Ю.А.Павлидису.

Особую благодарность за ценные замечания и советы автор выражает профессору Л.И.Лобковскому, профессору Е.А.Романкевичу, зав. Лабораторией сейсмостратиграфии ИОРАН Л.Р.Мерклину, д.т.н. Л.М.Гурвичу и к.г-м.н. В.П.Шевченко (ИОРАН), О.Е.Попову и К.В.Авилову (АКИН), д.т.н. Д.Б.Островскому и к.т.н. И.А.Селезневу (ОАО «Концерн «Океанприбор»), А.Б.Шагину и Л.А.Львовой (ФГУП «Аэрогеология»), а также капитану I ранга, к.т.н. Волженскому М.Н. (ИМАШ), капитану I ранга Добрякову Н.А. (РТУ ВМФ), капитану I ранга Булгакову А.Н. (учебный центр ВМФ им.Л.Г.Осипенко).

Автор благодарен научной школе и наставлениям профессора О.К.Леонтьева, а также всегда доброжелательным замечаниям А.А.Аксенова и А.С.Ионина, которых, к сожалению, нет среди нас.

Автор искренне благодарен коллегам, принимавшим участие в совместных исследованиях: А.А.Покрышкину, А.Н.Плишкину, О.В.Левченко, Е.М.Потехиной, А.Д.Мутовкину, Н.В.Политовой, М.Г.Юркевич, А.А.Кравченко, С.Б.Соколову.

Автор признателен экипажам научно-исследовательских и гидрографических судов «Академик Сергей Вавилов», «Профессор Штокман», «Дмитрий Лаптев», «Георгий Седов» за помощь в проведении исследований.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 05-05-64864 и 06-05-08039-офи).

Глава 1. ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЛЬЕФА ШЕЛЬФА

В основу диссертационной работы положен фактический материал, полученный в многочисленных научных экспедициях в Баренцево, Карское, Восточно-Сибирское, Чукотское моря и море Лаптевых, начиная с 1978 года при личном участии автора. Экспедиции базировались на судах Института океанологии им.П.П.Ширшова РАН (НИС «Профессор Штокман» - 8, 10, 12, 19 рейсы; НИС «Дмитрий Менделеев» - 41 рейс; НИС «Академик Сергей Вавилов» - 13 и 21-ый рейсы и др.).

В 1978 - 1981 гг. – Институтом океанологии РАН и Провиденской гидрографической базой ММФ СССР были организованы и проведены три «Полярные Северо-Восточные экспедиции», целью которых являлось изучение рельефа, осадков и четвертичной истории развития северной части Берингова, Чукотского и Восточно-Сибирского морей. Экспедиции проводились на гидрографических судах (Г/С «Дмитрий Лаптев», Г/С «Малыгин» и др.) и ледоколе «Георгий Седов».

В Баренцевом, Печорском и Карском морях с начала 80-х годов была проведена серия экспедиций, в которых проводились широкие комплексные исследования в рамках крупных научных проектов, включая международные (рейсы НИС «Профессор Штокман, 13-й рейс НИС «Академик Сергей Вавилов», 41-й рейс НИС «Дмитрий Менделеев» и др.) (рис. 1).

Рис 1. Пример изученности одного из региона Арктики - Печорское море.

Условные обозначения: 1-станции НИС “Профессор Штокман”-12-й рейс, 2- станции НИС “Академик Сергей Вавилов”- 13-й рейс, 3- скважины буровых судов (Б/С “Бавенит”) (архивные материалы), 4- номера основных эхолотных профилей и профилей “Парасаунд”.

В июне 21 рейсе НИС «Академик Сергей Вавилов» (2005 г.) в Баренцевом море была выполнена проверка геоакустической модели, созданной по специально разработанной методике, суть которой изложена в диссертации.

При морских геолого-геоморфологических исследованиях, как правило, использовалось следующее оборудование: сейсмоакустический параметрический профилограф «Парасаунд» (во время круглосуточных вахт информация, полученная с помощью «Парасаунда», фиксировалась в журнале наблюдений; вывод данных осуществлялся на термобумагу, а также производилась запись профиля в цифровом формате), гидрографические исследовательские эхолоты, системы спутникового позиционирования, автоматизированные комплексы площадной съемки рельефа и грунта морского дна (гидролокаторы бокового обзора). При исследованиях изучались характеристики поверхностных и нижележащих слоев осадков.

Для решения поставленной в диссертации научной проблемы, направленной на создание общей концепции формирования рельефа арктического шельфа, был выполнен совместный анализ натурных и гидрографических данных и детальный учет рельефообразующих процессов, которые привели к образованию существующих ныне тех или иных форм рельефа, с целью определения их генезиса. Только на основе комплексного подхода к изучению рельефа возможно достоверное построение цифровой модели рельефа и определить характер и изменчивость рельефа на принципиально новом технологическом уровне.

Глава 2. ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ШЕЛЬФА

Арктика оказывает огромное влияние на природную среду всей Земли. Хрупкое равновесие между ее физическими, химическими и экологическими параметрами с низкими скоростями восстановления биологических ресурсов и высокой чувствительностью к природным и техногенным факторам делают Арктику индикатором глобальных изменений, регионом, где эти изменения могут быть наиболее значительными и произойти раньше и сильнее, чем в более низких широтах. В этих условиях трансформация рельефа шельфа может носить катастрофический характер. Поэтому, анализ ведущих рельефообразующих процессов является основой не только для решения широкого круга фундаментальных и прикладных задач, но и разработки сценариев возможного развития рельефа.

Рельеф шельфа формируется в результате непрерывного, исторически обусловленного развития эндогенных, экзогенных и антропогенных процессов. Эндогенные факторы (структуры), предопределяют распространение наиболее крупных его элементов: впадин, возвышенностей, желобов, иногда отдельных форм рельефа, связанных с выходами на поверхность морского дна выступов коренных пород в виде гряд. Экзогенные факторы создают, в основном, аккумулятивные формы рельефа, которые и определяют современный облик шельфа.

В целом российский сектор шельфа расположен в пределах континентальной окраины атлантического типа, где геологические структуры испытывали и продолжают испытывать как горизонтальные, так и вертикальные тектонические движения. Континентальная окраина севера Евразии является природной морфогенетической геосистемой, где образование структурного плана происходило под влиянием эндогенных факторов. Нельзя не отметить контрастность рельефа западно-арктических морей и, наоборот, относительную сглаженность рельефа на востоке.

Вместе с тем, экзогенные процессы мощно изменили первичную структуру. В настоящее время все структурные формы, за редким исключением, перекрыты осадочным чехлом (аккумулятивный чехол облекания), который значительно снивелировал первичную поверхность. Анализ литературного материала свидетельствует, что главными поставщиками осадочного материала являются: твердый сток рек, абразия берегов, торентогенный и эоловый перенос.

Исходная поверхность шельфа осложнена многочисленными современными и реликтовыми мезоформами рельефа (моренные гряды, палеодельты, древние русла рек, затопленные бары и др.). Многие впадины, особенно их борта, были преобразованы волновыми и флювиальными процессами.

Таким образом, выделение структурного рельефа на шельфе Арктики, как правило, отражает лишь тот факт, что он был первоначально создан в результате эндогенной деятельности, а в настоящее время практически все исходные структуры, в той или иной степени, переработаны экзогенными процессами. Автор считает, что подобные формы рельефа следует относить не к структурным, а структурно-скульптурным образованиям.

Рельеф шельфа арктических морей образован в результате чередований ледниковых и межледниковых эпох и неоднократных колебаний уровня Мирового океана, которые привели к формированию на структурах дочетвертичного фундамента морфо-генетических комплексов ледникового, ледниково-морского, морского и субаэрального происхождения.

На эволюцию современного рельефа шельфа наибольшее влияние оказало последнее позднеплейстоценовое (вюрмское) оледенение.

Оледенения оставили свои следы преимущественно на шельфе западной части Российской Арктика, тогда как восточная его часть в ледниковые эпохи осушалась, и дренировалась реками, что подтверждается нашими и литературными данными (рис.2 и 3).

загрузка...