Период работ: 28.09 — 7.12.2023 г.
Начальник экспедиции: Сорохтин Николай Олегович.
Капитан судна: А.А. Ардашкин.
Район работ: ИЭЗ и территориальные воды РФ восточная часть Баренцева моря и Карское море.
Научный состав: 12 человек
Темы и проекты исследований:
- Тема № FMWE-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»;- исполнитель — ИО РАН, научный руководитель — д.г.н. С.Л. Никифоров;
- Тема № FMWE-2021-0004 «Тектоника деформируемых литосферных плит и геодинамическая эволюция океанской литосферы: геодинамическая эволюция Арктики и зоны перехода от Тихого океана к Евразии; развитие катастрофических и потенциально опасных процессов в зонах субдукции, окраинных, внутренних морях и береговой зоне, анализ их геоэкологических последствий; оценка и генезис полезных ископаемых континентальных окраин и внутриокеанических областей, окраинных и внутренних морей»;- исполнитель — ИО РАН, научный руководитель – академик РАН Л.И. Лобковский;
- Тема № FMWE-2021-0008 «Биологическое разнообразие и эволюция фауны океана: биоразнообразие морской фауны Арктики, морей России и открытых районов океана, происхождение и эволюция фауны крупных океанических регионов, фауна уникальных морских биотопов и ее сохранение»; исполнитель — ИО РАН, научный руководитель — д.б.н. Гебрук А.В.;
- Тема № FMWE-2021-0002 «Механизмы формирования циркуляционных структур Мирового океана: ключевые процессы в пограничных слоях и их роль в динамике океана на основе экспедиционных исследований, численного и лабораторного моделирования»;- исполнитель — ИО РАН, научный руководитель — д.ф.-м.н. Зацепин А.Г.;
- Тема № FMWE-2021-0016 "Взаимодействие биогеосфер в Мировом океане";- исполнитель — ИО РАН, научный руководитель — к.г.-м.н. Шевченко В.П.;
- Тема № FMMG-2023-0005 «Влияние глубинного строения мантии на тектонику, морфологию структур дна и опасные геологические процессы в глубоководных и шельфовых акваториях Мирового океана», исполнитель — ГИН РАН, научный руководитель — д.г.-м.н. Соколов С.Ю.;
- Грант РНФ № 21-77-20038 «Ледово-экзарационный рельеф Баренцево-Карского шельфа», руководитель гранта – к.г.н. Кокин О.В.
- Грант РНФ № 23-17-00125 «Районирование связанных с сейсмичностью геологических опасностей моря Лаптевых», руководитель гранта – к.ф.-м.н. Крылов А.А.
- Грант РНФ № 22-77-10091 «Закономерности проявления дегазации на Баренцево-Карском шельфе и ее влияние на рельеф и донные отложения»; научный руководитель — к.г.-м.н. Мороз Е.А.
Основные задачи экспедиции:
1) Обоснование наиболее вероятного сценария развития природных обстановок западного арктического шельфа, в том числе уточнение концепции палеогеографического развития района. Уточнение границ распространения позднеплейстоценового покровного оледенения в регионе.
2) Оценка современных опасных природных процессов. Особую опасность на шельфе арктических морей представляют области газовых выходов и повышенной газонасыщенности осадков, а также разрывные нарушения.
3) Уточнение границ распределения различных фаций донных осадков. Установление связи литологических типов донных осадков с формами рельефа дна различного происхождения для реконструкции процессов четвертичного осадконакопления и рельефообразования в исследуемой акватории.
4) Исследования ледовой экзарации морского дна на Баренцево – Карском шельфе и в море Лаптевых, получение данных о ее морфометрических характеристиках, современной динамике и интенсивности. Изучение районов образования айсбергов вблизи фронтов выводных ледников, спускающихся в море.
5) Определение наличия, границ и размеров возможного простирания подводных многолетнемерзлых пород с привязкой сейсмоакустических данных к результатам бурения. Наличие мерзлоты существенно меняет акустические свойства осадков и, прежде всего, скорость распространения упругих колебаний.
6) Разработка рекомендаций по созданию составной части комплексной системы геолого-геофизического, гидрофизического и геоэкологического мониторинга морского дна, атмосферы, водной и осадочной толщи с целью изучения опасных природных процессов. Обоснование требований по проведению и контролю морских наблюдений с использованием автоматизированных средств измерений в Арктической зоне Российской Федерации.
7) Уточнение сейсмичности региона по данным сейсмографов. Регистрация местных и удаленных землетрясений, выделение зон проявления слабых сейсмических событий, изучение геолого-геоморфологических особенностей этих зон.
Основные научные результаты:
В результате выполненных комплексных исследований установлено, что процессы ледникового морфолитогенеза оказали существенное влияние на формирование рельефа дна Карского моря и юго — восточной части Баренцева моря. В северной, центральной и восточной частях Карского моря были обнаружены ледниковые и водно-ледниковые формы рельефа. В Печорском море выявлены моренные отложения, выраженные в рельефе морского дна отдельными грядами. Наличие этих отложений доказывает то, что в позневалдайскую ледниковую эпоху здесь частично существовало покровное оледенение, в то время как остальная часть Печорского бассейна представляла собой низменную сушу с криоаридным субаэральным ландшафтом.
В осадочном чехле на нескольких полигонах были обнаружены акустические аномалии, связанные с газопроявлением, наиболее распространенными типами являются «яркое пятно» и «вертикальное акустическое осветление». В водной толще распространены, преимущественно, корневые и безкорневые газовые факелы, а также облака акустической мутности. Выявлено, что большая часть аномалий приурочена к пониженным участкам полигонов, например, к днищам палеодолин и ложбин стока талых ледниковых вод. В зоне одной из таких газовых аномалий в Карском море нами были обнаружены кристаллы икаита – метастабильного гексагидрата карбоната кальция.
В зоне перехода от шельфа к Новоземельского желобу, а также к северу-западу от м.Канин Нос были обнаружены кратеры газовых воронок (покмарков), что указывает на существование в прошлом благоприятных условий для дегазации. В западной части Карского и восточной части Печорского морей были обнаружены положительные формы рельефа овальной формы, так называемые пинго-подобные структуры. Они представляют собой, скорее всего, реликты деградирующей криозоны, в пользу этого свидетельствует специфичная брекчиевидная текстура поднятых с бугров глин и характерная локализация поднятий в округлой ложбине, по-видимому, являющейся затопленной термокарстовой котловиной, сложенной озерными и лагунными отложениями. Сейсмоакустические профиля, выполненные через эти структуры, показывают наличие газовых скоплений в верхней части разреза, дислокаций глинистых отложений и прорывов флюида в водную толщу. Продолжающиеся и в настоящее время изменения грунта, вызванные динамикой мерзлотных форм, могут представлять собой потенциальную опасность для подводных коммуникаций.
Помимо этого, были проведены работы по поднятию донных сейсмографов. Полученные сейсмические записи будут использоваться для определения основных параметров зарегистрированных землетрясений, анализа их взаимосвязи с неотектоническими процессами в регионе, процессом разгрузки геофлюидов.
Как показали предварительные результаты выполненных работ, на большинстве изученных участках превалируют терригенные типы осадков, при этом на шельфе Карского моря во вскрытых колонках преобладают алевритово – пелитовые и пелитово – алевритовые разности, а на шельфе Печерского моря заметную роль играют алевритово – песчаные отложения. Довольно большой объем кернового материала, отобранного в различных структурно — фациальных зонах рассматриваемых акваторий и сформированного при участии разнородных терригенных продуктов пород окружающей суши, позволяет оценить роль геоморфологического, гидродинамического факторов осадкообразования, источников питания и эволюции палеогеографической среды на постледниковом этапе развития данных бассейнов.
В рамках изучения ледово-экзарационного воздействия проводились комплексная съемка рельефа дна многолучевым эхолотом и сейсмоакустическим профилографом, а также отбор колонок донных отложений как непосредственно из борозд выпахивания, так и рядом с ними на «фоновых» (исходных) поверхностях дна, не нарушенных ледовой экзарацией. Опробованы 3 крупные ледово-экзарационные борозды видимой глубиной до 2,5–3 м, мощность заполнения осадками которых достигает до 0,7–2 м. На основании имеющихся датировок, а также данных о мощности заполнения борозд осадками, возраст всех трех борозд выпахивания приурочен к последнему Малому ледниковому периоду.
Пополнен массив гидрофизических, геолого-геофизических и гидрометеорологических данных. На основании полученных результатов будут разработаны рекомендации по созданию составной части комплексной системы мониторинга морского дна, атмосферы, водной и осадочной толщи с целью изучения опасных природных процессов.
Список организаций, участвующих в экспедиции:
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук.
2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геологический институт Российской академии наук.
3. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова».
4. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Мурманский морской биологический институт Российской академии наук;
5. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт»;