среда, 6 июня 2018 г.

Исследования дальневосточных окраинных морей



Учёные ТОИ ДВО РАН продолжают комплексные геолого-геофизические исследования в северной части Японского моря

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН продолжает начатое в 2017 году систематическое изучение одной из крупнейших морфоструктур Японского моря – Татарского пролива и зоны его сочленения с глубоководной котловиной.

Такой пристальный интерес к Татарскому проливу объясняется тем, что до настоящего времени здесь были выполнены только узкоспециализированные работы на поиск нефтяных залежей, непредназначенные решать современные фундаментальные задачи, проливающие свет на историю геологического развития региона и прогноз его геологической активности.

Согласно принятому ранее Плану морских экспедиционных исследований, поддержанному Советом по Гидросфере Земли ФАНО, в Татарский пролив организована уже вторая геолого-геофизическая экспедиция, направленная на изучение геологического строения земной коры, выявления закономерностей размещения полезных ископаемых, в том числе условий формирования залежей газогидратов, исследования состояния геосфер (фонового и аномального), а также для оценки современной активности геологических процессов.

В период с 4 по 27 мая 2018 года на НИС «Академик М.А. Лаврентьев» (рейс №81) выполнялись экспедиционные исследования ТОИ ДВО РАН по теме «Комплексные геолого-геофизические, газогеохимические и океанографические исследования в Японском море и Татарском проливе».

Экспедиционные исследования проводились с целью изучения условий и механизмов формирования Японского моря, Татарского пролива, выявления новых перспективных участков развития газогидратов и изучения корреляции распространения газо-флюидных потоков с сетью тектонических разломов в южной части Татарского пролива и северном замыкании глубоководной котловины Японского моря.

Выполненные нами исследования включали в себя изучение рельефа дна, гравитационного и магнитного полей акватории, непрерывное сейсмическое профилирование для изучения структуры осадочного чехла, отбор пластичного осадка для определения его вещественного, газогеохимического и бактериального состава и отбор скальных пород для определения возраста и вещественного состава кристаллического фундамента. Новым направлением стало исследование содержания метана, углекислого газа, аммиака, паров воды и диоксида азота в приводном слое атмосферы с помощью лазерных газовых анализаторов Picarro. Эти измерения выполнены по всему маршруту судна одновременно с уже традиционным измерением содержания атомарной ртути и оценкой потока метана из воды в атмосферу. Газогеохимические исследования в приводном слое атмосферы проведены лабораторией газогеохимии ТОИ ДВО РАН в сотрудничестве с кафедрой почвоведения ШЕН ДВФУ под руководством кандидата биологических наук, доцента О.В. Нестеровой. Впервые получен представительный массив данных по концентрациям парниковых компонентов с высоким разрешением в северной части Японского моря, который позволит построить объёмную модель и оценить закономерности их распределения. Эти исследования будут продолжены согласно совместному долговременному плану мониторинга концентраций парниковых газов в прибрежной полосе Приморского края, Дальневосточных морях и других районах.

Научный состав экспедиции состоял из 17 сотрудников ТОИ ДВО РАН, по одному специалисту из ИМГиГ ДВО РАН и ФГБУН «ТИНРО-Центр», трёх студентов ДВФУ и семи японских исследователей из лаборатории газовых гидратов Университета Мэйдзи (г. Токио, Япония). Экспедиция проходила в один этап, начиналась и заканчивалась в порту Владивосток.


Экспедиционные работы выполнялись на двух полигонах. Первый полигон: район сочленения Центральной котловины с Татарским проливом, второй: южная часть Татарского пролива на траверзе пролива Лаперуза. В пределах каждого полигона работы начинались с батиметрической и геофизической съёмок (гидроакустическое зондирование, гравиметрические и магнитометрические измерения, непрерывное сейсмопрофилирование) вдоль заранее намеченных профилей. Попутно на ходу судна выполнялись гидрофизические и атмохимические измерения. После завершения этих работ и оперативного анализа полученных батиметрических и геофизических данных, выбиралось положение и количество станций геологического опробования.

Карта-схема маршрута плавания и расположение полигонов работ в рейсе № 81 НИС «Ак. М.А. Лаврентьев», 4-27 мая 2018 г. 1 – район работ, 2 – а) профили геофизической съёмки, б) маршрут движения судна 3 – а) комплексные океанологические станции, б) станция драгирования


Всего за время экспедиции пройдено 3508 миль. Выполнено более 3000 погонных миль эхолотного промера, 2159 миль гравиметрической съёмки, 2357 миль магнитометрической съёмки. В течение всего рейса проводились профильные наблюдения приводного слоя атмосферного воздуха (определение содержаний ртути, парниковых газов и гидрометеорологические измерения).

Всего было выполнено 52 станции отбора донных отложений до глубины 350 см ниже поверхности дна, сделано на борту 3600 газохроматографических определений газов осадков, создана рейсовая коллекция кернов осадка общей длиной 80 метров, проведён набортный анализ осадков методами рентгенофлюоресцентной спектрометрии, микроскопии, каппометрии и др. На всех геологических станциях были отобраны образцы осадка для микробиологических и литодинамических исследований.

Анализ распределения геофизических полей и батиметрии указывает на сложное глубинное строение зоны сочленения южной части Татарского пролива с Центральной глубоководной котловиной Японского моря. Здесь, на относительно небольшой площади, происходит резкое изменение морфологического облика дна: от абиссальной равнины до шельфа. При этом край континента здесь расколот на несколько крупных возвышенностей (Витязя и Алпатова) и безымянных подводных гор, вероятнее всего, вулканического происхождения. Все перечисленные структуры находят своё отражение в гравитационном поле, но наиболее контрастно выделены возвышенность Витязя и западная гора возвышенности Алпатова. В магнитном поле наиболее контрастно выделается знакопеременными аномалиями подводное продолжение Восточно-Сихотэ-Алиньского вулканогенного пояса и, классической парой «максимум-минимум», подводные горы, расположенные на абиссали.
Выполнены высокоразрешающие измерения распределения углеводородных газов, аммиака, углекислого газа, диоксида азота и ртути в приводном слое атмосферы в районе работ, намечена корреляция атмосферных аномалий метана и углекислого газа с активизированными по газовой миграции участками морского дна.


Впервые установлены аномалии углеводородных газов (газогидратного и нефтегазового типов), нефтеокисляющие, метанотрофные и метаногенные микроорганизмы в двух районах до глубин 3600 м: северном замыкании центральной котловины Японского моря и южном окончании Татарского трога. Обнаруженные абиссальные бактериальные сообщества за короткое время в условиях судовой лаборатории оказались способны переработать природную нефть.


Впервые в районе исследований выявлены многочисленные субвертикальные зоны газонасыщенных осадков (чимней), а также другие сейсмоакустические аномалии в осадочной толще южной части Татарского трога. Уточнён газогеохимический фон, закартированы новые аномальные газогеохимические поля, на этой основе намечены новые глубоководные зоны нефтегазогенерации и скоплений газогидратов.

Получены новые уникальные данные, касающиеся комплексных лито-геохимических характеристик осадочных отложений района исследований. Обнаружены аномально высокие концентрации некоторых элементов в кернах глубоководных осадков (марганец, железо, стронций и др.). Некоторые керны глубоководных осадков были необычно интенсивно слоистыми, отобран материал для анализа ледового разноса, обнаружены свидетельства молодых оползней, прослои тефры и др. важные особенности.


Коллекция проб осадочных отложений по всем станциям (52 станции отбора кернов) перемещена в береговые лаборатории для детальных исследований. В ходе одной станции драгирования подняты необычные корки в районе возвышенности Алпатова. Создан депозитарий микробиологических образцов и живых штаммов бактерий для исследования процессов газоокисления, нефтеокисления и газогенерации в осадочных отложениях и верхнем стометровом слое воды. Отобраны пробы для исследований поверхностноактивных веществ (ПАВ) и их взаимосвязи с газовыми потоками.

Получен цифровой массив метеорологических данных. Впервые обнаружена редкая карбонатная молодая аутигенная минерализация (икаит) на континентальном склоне в районе исследования.


Следует отметить, что в настоящее время морские геолого-геофизические исследования ориентируются в значительной степени на исследования Арктики. В таких условиях изучение Дальневосточных морей становится менее приоритетным, хотя в настоящее время существует объективная необходимость подтверждения экономических и геополитических интересов России в данном регионе, для чего необходимо проведение комплексные научных исследований в Японском, Охотском и Беринговом морях. В настоящее время глубоководные исследования становятся особенно актуальными в связи с необходимостью исследования их минерального и климатического потенциалов. Поэтому в последующие годы ТОИ ДВО РАН продолжит комплексные системные геолого-геофизические исследования.

Отбор донных отложений гравитационным прямоточным пробоотборником. Пробоотборник изготовлен на ДВЗ «Звезда», г. Большой Камень
За время экспедиции на борту судна проведено три научных семинара по вопросам геологии и газогидратоносности Японского моря. Необходимо отметить, что трое студентов первого и второго курсов магистратуры кафедры Геологии и ГИС ШЕН ДВФУ проявили себя достойно, и в их лице ожидается пополнение аспирантуры в отделе геологии и геофизики ТОИ ДВО РАН. Пробы глубоководных осадков будут анализироваться совместно в лабораториях ТОИ ДВО РАН, ДВГИ ДВО РАН и ДВФУ и послужат основой для магистерских и кандидатских научно-квалификационных работ.
Гидроакустическая вахта: Евгения МАРЬИНА и Даниил МАКСЕЕВ выполняют настройку глубоководного исследовательского эхолота

Научный состав благодарит капитана дальнего плавания В.Б. Птушкина и экипаж НИС «Академик М.А. Лаврентьев» за помощь в успешном выполнении запланированных в экспедиции исследований. Отдельная благодарность ТБФ ИО РАН и ФАНО за содействие в решении вопросов организации экспедиции.

Максим ВАЛИТОВ, 
начальник экспедиции, кандидат геолого-минералогических наук,
Ренат ШАКИРОВ, 
заместитель начальника экспедиции, доктор геолого-минералогических наук,
Наталья ЛИ, 
ученый секретарь








 



Комментариев нет:

Отправить комментарий