(Из краткого отчета начальника экспедиции С.Г. Сколотнева)
Период работ: 2 сентября — 11 октября 2021 г.
Начальник экспедиции: С.Г. Сколотнев
Капитан судна: В.В. Белуга
Район работ: Гребневая зона Срединно-Атлантичекого хребта в районе трансформных разломов Чарли Гиббс и Байт, поднятие Восточный Туле (Северная Атлантика)
Научный состав: 22 человека
Темы и проекты исследований
Госзадание № 0135-2019-0050 «Геодинамика океанических бассейнов в мезо-кайнозойской истории земли и формирование связанных с ними полезных ископаемых» (рук. д.г.-м.н. А.А. Пейве, ГИН РАН);
Госзадание № 0128-2021-0005 «Геоморфология морского дна, геофизические и биогеохимические характеристики литосферы океанов и морей: геоморфологические особенности рельефа дна Арктического бассейна; геолого-геофизические и биогеохимические исследования осадочной толщи и литосферы Арктического шельфа, переходной зоны от Тихого океана к Евразии, отдельных районов Атлантики и Индийского океана, морей России» (рук. д.г.н. С.Л. Никифоров, ИО РАН).
Госзадание № 0128-2021-0012 «Морские природные системы Балтийского моря и Атлантического океана: формирование природных комплексов Балтийского моря и их изменение под влиянием Атлантического океана и антропогенного воздействия» (рук. к.г.-м.н. В.В. Сивков, АО ИО РАН).
Госпрограмма № 01201356398 «Исследование физической природы пространственно-временных изменений магнитного поля Земли и солнечно-земные связи» (рук. д.ф.-м.н. Ю.А. Копытенко, ИЗМИРАН СПБ).
Проект РФФИ 18-55-7806 «Новый тип межплитных границ: океанские мегатрансформы» (рук. д.г.-м.н. С.Г. Сколотнев, ГИН РАН).
Задачи экспедиции:
1. Магнитное профилирование с помощью магнитометра SeaSpy Marine Magnetics по системе параллельных галсов и на одиночных галсах на скорости 6.5 – 8 узлов, с последующей идентификацией аномалий от первых единиц нТл.
2. Сейсмическое профилирование дна в районе мегатрансформа Чарли Гиббс с целью установления в этом районе мощности литосферы и положения детачментов на внутренних океанических комплексах.
3. Опробование дна на полигоне Чарли Гиббс — Байт и в районе подводной горы на поднятии Восточный Туле с помощью драг ключевых морфоструктур, выделенных по результатам батиметрической съемки, для характеристики вдольосевых пространственных и временных вариаций состава базальтов и соответственно тектоно-геодинамических условий аккреции коры на участке выклинивания влияния Исландского плюма на процессы, происходящие в осевой зоне спрединга, а также состава мантии и нижней коры в этом районе.
4. Отбор кернов донных осадков в разломной зоне Чарли Гиббс для получения материала, характеризующего условия осадконакопления при наличии контуритовых течений, а также для высокоразрешающих реконструкций климатических изменений и для изучения миграции положения субарктического фронта за последние 200 тыс. л. в Северной Атлантике.
4. Описание и типизация полученного донно-каменного материала.
Основные научные результаты:
1. Анализ магнитных профилей и карты аномального магнитного поля для полигона Чарли Гиббс свидетельствует о гетерогенной природе источников магнитных аномалий в пределах внутриразломного хребта мегатрансформа Чарли-Гиббс. Здесь наблюдаются и источники спрединговой природы, формирующие характерный рисунок линейных магнитных аномалий, и источники, связанные с наложенной вулкано-тектонической деятельностью. Северный и южный троги мегатрансформа отличаются в плане воздействия разломной тектоники на литосферу: вдоль южного трога наблюдается простое скольжение литосферных блоков относительно друг друга, сохраняющее слои литосферы, в частности – магнитоактивный слой, что проявляется в сохранении рисунка линейных магнитных аномалий с обеих бортов разлома. Вдоль северного трога происходит более интенсивная тектоническая переработка вещества, приводящая к практически полному разрушению магнитоактивного слоя и созданию широкой (до 10-12 км) шовной зоны, практически лишенной источников магнитных аномалий.
2. Выполненный на полигоне Байт протяженный субширотный магнитный профиль вдоль внутриразломного хребта трансформа Байт демонстрирует классическую инверсионно-спрединговую форму магнитных аномалий с четко выраженной интенсивной (почти +1000 нТл) центральной аномалией над рифтовой долиной, симметричные относительно нее отрицательные аномалии 2 и 2а.
3. Установлено, что основной особенностью АМП в районе трансформного разлома Байт, в отличие от мегатрансформа Чарли-Гиббс, является то, что несмотря на видимое в рельефе смешение оси спрединга (порядка 20 км), разрушения магнитоактивного слоя в северной части разлома не происходит и он сохраняет инверсионно-спрединговую структуру.
4. На полигоне Восточное Туле детально изученной подводной горе соответствует обширная однополярная отрицательная аномалия с максимальной амплитудой ~-550 нТл, которую можно аппроксимировать набором двух дипольных источников. Первый расположен в ее южной части на глубине свыше 8 км (4 км ниже дна). Второй источник расположен в СВ части горы, обладает меньшим магнитным моментом, глубина до него – 3.3 км. Совместный анализ магнитных и гравитационных данных показывает, что
подводная гора имеет гетерогенное строение и, возможно, испытала несколько вулкано-магматических стадий развития, образовавшись на относительно молодой литосфере вблизи САХ, дрейфуя вместе с ЕвроАзиатской плитой в восточном направлении.
5. На полигоне Чарли Гиббс опробованы внутритрансформный рифт и несколько структур северного борта северного разлома Чарли Гиббс. 7-ю успешными драгами поднято около 550 кг донно-каменного материала местного происхождения. Полученный материал позволит охарактеризовать состав литосферной мантии в этом районе и условия плавления базальтовых расплавов во внутритрансформных условиях.
На полигоне Байт опробованы осевые зоны спрединга к югу от разлома Байт и во внутриразломном хребте и фланговые зоны этих же структур, а также восточный фланг хребта Рейкьянес на его южном окончании. В ходе 20 успешных драгировок поднято около 600 кг донно-каменного материала местного происхождения, представленного главным образом, базальтами. Это позволит охарактеризовать пространственные вариации современной аккреции коры и ее временные вариации к югу, к северу и внутри разлома Байт. На внутренних океанических комплексах в незначительном количестве получены ультраосновные поды и габбро, что позволит изучить состав мантии и нижней коры в данном районе.
На полигоне Восточный Туле опробован восточный склон плоской подводной горы (гайота). В ходе 2-х успешных драгировок поднято около 5 кг донно-каменного материала, представленного главным образом, продуктами ледового разноса, а также базальтами, слагающими гору. Это позволить охарактеризовать особенности внутриплитного вулканизма на одном из этапов геологического развития Северной Атлантики.
6. В ходе работ ударными трубами на полигоне Чарли Гиббс получены два керна мощностью 465 см и 520 см, характеризующие осадки верхних слоев контуритовых дрифтов. Для их разреза характерны тонкозернистые илы, накопившиеся в условиях присутствия растворенного кислорода в морской воде. В низах разреза увеличивается доля продуктов ледового разноса. Разрез керна из более северного дрифта (АСВ-53-К2), являющегося продолжением дрифта Гардарик, указывает на резкую смену условий осадконакопления на уровне горизонта 320 -366 см, проявившуюся в усилении продуктивности поверхностного слоя вод во время накопления осадка. На это указывает наличие в этой части разреза прослоев диатомовых илов и присутствие большого количества органических макроостатков – чешуи, костей рыб.
7. Пополнен массив батиметрических данных и геофизических профилей с целью идентификации и картирования донных ландшафтов.
Список организаций, участвующих в экспедиции:
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геологический институт Российской академии наук.
2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.
3. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Атлантическое отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.
4. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтяной геологии и геофизики Сибирского отделения Российской академии наук.
5. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Балтийский федеральный университет им. И. Канта.
6. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет.
5. Universita’ di Pavia, Pavia, Italy (Университет в Павии, Италия).
6. Istituto di Scienze Marine – ISMAR, Bologna, Bologna Italy (Институт морских наук, Болонья, Италия).
7. Universita’ di Modena, Modena, Italy (Университет в Модене, Италия).