Донные осадки в новом цвете

Лауреаты конкурсов Президентской программы исследовательских проектов в 2017 году

Александр Николаевич КОЛЕСНИК

Александр Николаевич КОЛЕСНИК с инициативным проектом «Экспресс-анализ и систематизация геологических данных для палеореконструкций и прогнозов (на примере донных отложений континентального шельфа Арктики, северо-западной части Тихого океана и озера Байкал)» стал одним из 14 молодых учёных ДВО РАН – лауреатов конкурсов Президентской программы исследовательских проектов в 2017 году. Александр – кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии осадочных процессов Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичёва Дальневосточного отделения Российской академии наук. Основное направление его научной деятельности – геохимия седиментационных и постседиментационных процессов в Северном Ледовитом океане в позднем плейстоцене и голоцене.

Александр работает в лаборатории геохимии осадочных процессов ТОИ ДВО РАН с 2005 года (до 2016 года – лаборатория морского рудообразования). В 2008 году с красным дипломом окончил Дальневосточный государственный технический университет по специальности «геоэкология» (ныне ДВФУ), в 2011 году – аспирантуру ТОИ ДВО РАН по специальности «океанология». Защита кандидатской диссертации «Геохимические особенности современного осадконакопления в Чукотском море» состоялась в ТОИ ДВО РАН два года назад. Научный руководитель – заведующий лабораторией геохимии осадочных процессов, доктор геолого-минералогических наук Анатолий Сергеевич Астахов.

Сотрудники лаборатории морского рудообразования ТОИ ДВО РАН, 2013 год 
(в дальнейшем – лаборатория геохимии осадочных процессов).

Сидят (слева направо): к.х.н. Д.М. Поляков, к.г.-м.н. О.Н. Колесник, заведующий лабораторией д.г.-м.н. А.С. Астахов, к.г.-м.н. В.В. Саттарова. Стоят: М.В. Иванов, к.г.-м.н. Н.В. Астахова, к.г.-м.н. К.И. Аксентов, к.г.-м.н. А.Н. Колесник

Александр – неоднократный участник морских и прибрежных экспедиций в Чукотское, Восточно-Сибирское, Японское и Берингово моря (2005-2016 годы), в том числе в рамках международных программ. Он соавтор более 50 научных работ, треть из которых – статьи в рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях. У Александра имеется многолетний опыт участия и руководства научными проектами, которые поддерживались Российским научным фондом, Российским фондом фундаментальных исследований, Президиумом Дальневосточного отделения Российской академии наук.

Мы задали несколько вопросов Александру Колеснику, а он любезно согласился на них ответить.

– Расскажите, в чём заключается победивший в конкурсе проект? Кто в нём участвует?

– Многое о проекте говорит его название. На примере морских и озёрных донных отложений из стратегически важных регионов развивается методика оперативного (ускоренного и упрощённого) определения цветности и яркости с обработкой данных статистическими методами, корреляцией с геохимическими, гранулометрическими, микропалеонтологическими и другими характеристиками и применением полученных результатов в литостратиграфии, палеореконструкциях и прогнозах.

Я являюсь руководителем и в то же время единственным исполнителем проекта. Однако при необходимости для выполнения работ по проекту будет привлекаться вспомогательный персонал, планируется заключение договоров со сторонними организациями на проведение некоторых видов анализов.

– Какие исследования предполагает ваш проект?

– Исследования по проекту предполагается проводить комплексно. Так, измерения будут выполнены различными химическими, физико-химическими и физическими, микропалеонтологическими методами анализа с использованием современного отечественного и иностранного оборудования при обязательной стандартизации и систематической калибровке.

Главное внимание хочется сосредоточить на развитии методики цифрового фотографического определения цветности и яркости при сопоставлении с другими характеристиками донных отложений, в первую очередь геохимическими и гранулометрическими. Фотографирование будет проводиться в специальном софтбоксе. Созданную в рамках проекта базу данных (ожидаемый объём – десятки тысяч числовых значений) планируется обработать с помощью комплекса методов математической статистики. При этом акцент предполагается сделать на выработке алгоритмов с оптимальным сочетанием статистических подходов и приёмов.

– Планируется ли проведение экспедиции? Если – да, то – какой? Когда она может состояться?

– Экспедиция в рамках проекта не запланирована. Для выполнения работ имеется достаточное и даже избыточное количество фактического материала. Это сотни проб поверхностного слоя донных осадков, включая аутигенные железомарганцевые новообразования, а также керны из Восточно-Сибирского и Чукотского морей с прилегающими зашельфовыми областями Северного Ледовитого океана, Курило-Камчатского жёлоба со смежной частью глубоководной равнины Тихого океана, Курильской котловины Охотского моря, озера Байкал. Значителен процент новых проб, в том числе из малоизученных и неизученных районов. Материал из Северного Ледовитого и Тихого океанов добыт в основном сотрудниками лаборатории геохимии осадочных процессов в морских научных экспедициях 2002-2016 годов. Я работаю в этой лаборатории более 10 лет под началом доктора геолого-минералогических наук Анатолия Сергеевича Астахова – её основателя и бессменного руководителя.

Участники Международной научной конференции (Школы) по морской геологии «Геология морей и океанов», 18–22 ноября 2013 года, г. Москва. Слева направо: к.г.-м.н. Е.Г. Вологина, к.г.-м.н. К.И. Аксентов, к.г.-м.н. П.Е. Михайлик, к.г.н. А.А. Босин, к.г.-м.н. М.С. Обрезкова, Е.Н. Суховеев, к.г.-м.н. О.Н. Колесник, к.г.-м.н. А.Н. Колесник

– Александр, какие результаты и в какие сроки могут быть получены, какое значение они могут иметь, как и в каких областях могут быть использованы?

– Проект рассчитан на два года. В первый год основное внимание предполагается уделить частично изученным и неизученным колонкам тихоокеанских осадков и железистым новообразованиям восточноарктических морей. В первую очередь будут рассмотрены количественные взаимоотношения, которые сложились между цветностно-яркостными (оптическими) и геохимическими характеристиками в диагенетических железистых конкрециях и осадках Чукотского моря. Анализ будет проводиться в разрезе существующих в бассейне условий (факторов) аутигенного минералообразования с определением роли постседиментационных изменений в создании цветовых характеристик осадков.

Во второй год хотелось бы сосредоточиться на частично изученных и неизученных колонках осадков озера Байкал. Главный акцент предполагается сделать на осадках (несколько колонок) глубоководных котловин и подводных возвышенностей. Будет выполнена идентификация отложений, накопленных при спокойной (пелагические илы) и катастрофической (турбидиты) седиментации. Части разрезов, соответствующие спокойному режиму осадконакопления, планируется использовать для детальных анализов с наиболее полным определением вещественного состава, отложения подводных возвышенностей – для реконструкций условий природной среды в позднем плейстоцене и голоцене. Но это промежуточные результаты, итоговыми должны стать следующие.

Первое – создание и отработка на разнообразном геологическом материале методики цифрового фотографического определения цветностных и яркостных характеристик морских, океанских и озёрных донных отложений различного времени хранения, включая аутигенные новообразования, по площади (поверхностный слой) и в разрезе.

При условии привлечения сведений о вещественном составе и анализе с помощью методов математической статистики, полученные данные могут эффективно использоваться для целей литостратиграфии, океанологических, географических и других видов палеореконструкций и прогнозов.

В перспективе у методики есть ряд преимуществ перед традиционным литологическим описанием. Она будет пригодна для работы со свежим и коллекционным материалом, при более простом алгоритме потребует меньших затрат времени (экспресс-методика), позволит исключить фактор субъективности в оценке цветовых характеристик, даст возможность многократно обращаться к исходному материалу в цифровом виде. Результаты, полученные по этой методике, будут полезны при аргументированном отборе проб для детальных аналитических работ. Методика может быть конкурентна в качестве упрощенного аналога различных цветовых шкал, применяемых сегодня для определения цветности.

Вторым итоговым результатом будет составление базы оригинальных данных о вещественном составе донных осадков (поверхностный слой, колонки) и аутигенных новообразований морей Восточной Арктики, Северо-Западной Пацифики и озера Байкал с включением ранее не рассматривавшихся характеристик и проб из малоизученных и неизученных районов. Всё это подразумевает расширение представлений о седиментационных и постседиментационных процессах, условиях, контролирующих факторах и источниках осадочного материала в различных седиментационных обстановках с прослеживанием динамики процессов за последние тысячелетия (поздний плейстоцен, голоцен).

– Какое значение полученные результаты будут иметь конкретно для изучения Арктики?

– Ожидаемые результаты обладают потенциальной практической ценностью и могут применяться в палеореконструкциях с последующим составлением прогнозов изменений климата, площади и толщины морского льда, биологической продуктивности, развития опасных природных процессов и общего экологического состояния стратегически важных регионов страны, расширения минерально-сырьевой базы, что особенно актуально для Арктического региона.

Участники Первой российско-китайской экспедиции в Арктику ASW–2016 (Arctic Silk Way – 2016). НИС «Академик М. А. Лаврентьев», 18 августа – 21 сентября 2016 года.

В центре (слева направо): руководитель экспедиции д.г.-м.н. А.С. Астахов, куратор экспедиции с китайской стороны профессор Сюэфа Ши, капитан судна В.Б. Птушкин. Крайний справа в этом ряду – к.г.-м.н. А.Н. Колесник

– Александр, спасибо за беседу. Знаю, что 31 августа вам исполнился 31 год. Желаю вам успехов в выполнении инициативного проекта, энтузиазма в участии и победах последующих конкурсов Президентской программы исследовательских проектов, и не только этой программы, но и других, а также успешной реализации ваших планов!

– Большое спасибо!