Период работ: 16 июля — 3 августа 2024 г.
Начальник экспедиции: Ильинский Дмитрий Анатольевич
Капитан судна: В.А. Ионин
Район работ: Территориальные воды и ИЭЗ России в Баренцевом море
Научный состав: 12 человек

Темы и проекты исследований:

• План научно-исследовательской работы ФГБУН Институт океанологии им П.П. Ширшова РАН (ИО РАН) на 2024-2026 гг., темы №: FMWE-2024-0026 «Разработка новых технологий изучения состояния гидросферы и морского дна с помощью роботизированных систем, обитаемых и необитаемых телеуправляемых и автономных аппаратов с сетевой архитектурой»; и FMWE-2024-0018 «Геоморфология, геофизика и биогеохимия морского дна с учетом особенностей литосферы арктического бассейна, переходной зоны от Тихого океана к Евразии, отдельных районов Атлантического и Индийского океанов, морей России».

Основные задачи экспедиции:

• Получение скоростной модели осадочного слоя и доказательства истинного положения кристаллического фундамента темы №: FMWE-2024-0026, FMWE-2024-0018 Плана НИР ИОРАН на 2024-2026 гг;
• Получение сейсмических данных глубинного зондирования о строении литосферы Баренцева моря на донных станциях темы №: FMWE-2024-0026 Плана НИР ИОРАН на 2024-2026 гг;
• Обработка и интерпретация новых полученных данных с построением надежного глубинного геолого-геофизического разреза темы №: FMWE-2024-0026 Плана НИР ИОРАН на 2024-2026 гг.

Предварительные научные результаты

     Пройдено 1840 миль на первом этапе экспедиции на переходе Калининград-Мурманск и 600 миль на втором этапе проекта Мурманск-Мурманск при исследовании Земной коры Баренцева моря. Протяженность профилей одноканальной сейсмики составила 136 морских миль, отработан профиль глубинного сейсмического зондирования длиной 68 миль.

     Во время перехода судна из Калининграда в Мурманск проводились попутные наблюдения за погодой, состоянием моря, уровнем загрязнения  моря и влиянием последствий взрыва подводного газопровода Северный Поток-2 осенью 2022 года на экосистему Балтийского моря. 

Сейсмоакустические исследования

     Сейсмоакустические исследования проводились с помощью одноканальной косы гидрофонов вывешенной с правого борта за кормой на балке-выстреле и электро-искрового источника (спаркера), электроды которого также вывешивались за корму вместе с косой гидрофонов. Излучения спаркера проводились каждую секунду, а длина регистрации отраженного сигнала составляла 600 мсек. Сейсмическая станция записывала отраженный сигнал в формате SEGY по-трассно, с автоматическим заполнением заголовков трасс координатами и временем излучения, полученными с GPS приемника находящегося на корме судна.

     Конструкция одноканальной косы для получения хорошего отраженного сигнала, требует её буксировки на скорости около 8 узлов, а при работе на меньшей скорости запись получается осложненной шумами буксировки и требует последующей очистки при обработке данных. При работе с одноканальной сейсмикой параллельно с постановкой донных сейсмических станций, был выбран следующий режим. Судно шло между точками постановки станций со скоростью 8 узлов и притормаживало до 5 узлов для сброса станций. Таким образом, был получен первый сейсмоакустический разрез вдоль профиля глубинного сейсмического зондирования по линии постановки донных сейсмических станций.

     Второй сейсмоакустический профиль был получен после окончания работ глубинного сейсмического зондирования при возвращении в порт Мурманск на профиле параллельном профилю глубинного сейсмического зондирования с удалением от него на север на 2 км. В этом случае судно шло равномерно со скоростью 8 узлов и был получен более качественный разрез (до окончательной обработки).

Глубинные сейсмические исследования

     Глубинные сейсмические исследования проводились на профиле, проходящем через Баренцевоморскую котловину в три фазы. Сначала сейсмические донные станции расставлялись в режиме свободного падения на скорости 5 узлов. Расстояние между станциями было выбрано 7 км. После завершения расстановки на профиле 16 донных станций, групповой сейсмический источник, состоящий из группы 4-х пневмоисточников, каждый объёмом 8 литров, был опущен в воду за кормой и буксировался на глубине 10 метров,  в 40 метрах от кормы, позади судна. Производительности установленного компрессора высокого давления УКС-400, должно было хватить для производства сейсмических излучений каждые 2 минуты (120 секунд). Моменты излучения каждого источника в группе сводились с помощью контроллера LongShot. Момент каждого излучения всего источника синхронизировался с фронтом импульса PPS (импульс один раз в секунду) GPS приемника. Излучения производились сначала каждые 120 секунд, а затем был выбран интервал излучений в 150 секунд, как обеспечивающий более устойчивую работу источника. Координаты и время каждого излучения записывались в журнальный файл на компьютере под управлением операционной системы Линукс, который с помощью своей периферии осуществлял фильтрацию секундных импульсов PPS, перед подачей их на контроллер управляющий источником,  в соответствии с выбранным интервалом работы источника.

     Время в каждой донной сейсмической станции синхронизировалось так же по сигналам GPS приемника, перед погружением станции на дно. Таким образом, время записанных данных на каждой донной станции было жестко связано с моментами излучения сейсмического источника.

     После отстрела всего профиля сейсмическим источником проводилась третья фаза работ глубинного сейсмического зондирования, а именно, подъем донных станций со дна на борт судна. Судно ложилось в дрейф в окрестности точки постановки каждой донной станции, после чего, за борт выбрасывался гидрофон (трансдьюсер) соединенный с набортным акустическим блоком. Блок посылал кодированный гидроакустический сигнал на всплытие станции, а станция получая его реализовывала программу всплытия, которая состояла в срабатывании размыкателя балластного груза, а также включении радио сигнала после достижения станции поверхности моря и сигнальной лампочки (в темное время суток). Как только станция достигала поверхности моря, радио приемники на судне сигнализировали о её всплытии и после короткого писка, станция пускалась по борту судна, где она ловилась с помощью багров и вытаскивалась на борт судна. Все донные сейсмические станции с записанными данными были успешно возвращены со дна на борт судна.

     Станции после всплытия на поверхность моря завершали сбор данных и автоматически синхронизировали свои часы по сигналам GPS для оценки ухода внутренних часов станции по сравнению со времени GPS.

     Предварительный просмотр данных  показал,  что полезные волны записались от сейсмического источника на всю длину исследуемого профиля,  что дает хорошую основу для получения качественного глубинного разреза  после обработки данных.

     Глубинные сейсмические исследования, наконец, вновь возобновлены  в Российской академической морской науке после более чем 20 летнего перерыва  на новой современной технологической основе с применением самых современных технологий их проведения.

Выводы

    Получены новые данные о строении верхнего осадочного чехла вдоль профиля глубинного сейсмического зондирования. Впервые за последние 20 лет получены новые данные глубинного сейсмического зондирования вдоль профиля в юго-западной части Баренцева море в зоне перехода в Баренцевоморскую впадину.

Экспедиционные работы выполнены успешно.

Список организаций, участвующих в экспедиции:

• Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ИО РАН).