Начальник экспедиции: Полудеткина Елена Николаевна (наставник ПУ, МГУ имени М.В. Ломоносова, МФТИ).

Район исследований: Северная часть Карского моря и западная часть моря Лаптевых.

Продолжительность экспедиции: с 13.08.25 — 22.09.25 (41 с/с), Калининград— Мурманск.

Экспедиция проводится по темам и проектам

Совместная научно-образовательная экспедиция Геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, ИО РАН и МФТИ для реализации научно-образовательной программы «Плавучий университет» на основе комплексных исследований морей России и Мирового океана согласно:

- плану-программе экспедиционных исследований МГУ по теме: «Изучение четвертичного покрова, участков распространения субаквальной криолитозоны, донной флюидоразгрузки и опасных геологических процессов на шельфе Карского и Лаптевых морей с использованием отечественных программно-аппаратных комплексов для геофизического и геохимического мониторинга и проведение «Обучения-через-исследования»»;

- паспорту проекта МФТИ «Дополнительное обеспечение системы образования в области морских наук – подготовка молодого кадрового резерва по научно образовательной программе «Плавучий университет» на основе комплексных исследований морей России и Мирового океана», Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет).

- договору между ИО РАН, МГУ и МФТИ о совместной  научно-образовательной деятельности (научно-образовательная программа «Плавучий университет»; далее — ПУ)

 № 1-ГЗ/СНОД-25 от 30.07.2025.

Цели и задачи экспедиции

Среди целей экспедиции:

- Комплексное изучение: (1) процессов четвертичного осадконакопления в зонах переходного седиментогенеза, (2) закономерностей распространения субаквальной криолитозоны на Арктическом шельфе; (3) опасных геологических процессов на шельфе Карского Лаптевых морей.

- Поиск, обнаружение и исследование зон фокусированной разгрузки и микропросачиваний (микросипов) УВ флюидов с последующей характеристикой и сравнением углеводородных систем районов исследований.

- Развитие: инновационных технологий морских геологических, геохимических и геофизических исследований с использованием отечественных аппаратных средств и программных комплексов для геофизического и геохимического мониторинга (1); теоретических основ и методических подходов комплексных геолого-геофизических, геохимических, гидрофизических, инженерных и микробиологических исследований для повышения эффективности и экологичности освоения Арктического шельфа.

- Подготовка высококвалифицированных кадров по технологии «Обучение через Исследование» в сфере морской геологии, геофизики, океанологии, микробиологии, геохимических методов поиска углеводородов, оценки инженерных рисков освоения акваторий.

В экспедиции запланированы работы по нескольким взаимосвязанным актуальным направлениям фундаментальных исследований.     

Направление (1).

Характеристика процессов четвертичного осадконакопления в зонах переходного седиментогенеза. Все три полигона, намеченные для исследований в TTR-25, характеризуют зону перехода от условий накопления четвертичных отложений на гляциальном (Западно-Арктическом) и негляциальном (Восточно-Арктическом) шельфах. Участок №1 у северного окончания п-ва Ямал и в геологическом отношении располагающийся в пределах Западно-Сибирской плиты, характеризует условия перигляциала. Участок №2, располагающийся между Северной Землей и полуостровом Таймыр, является ключевым для понимания развития на севере Карского моря оледенения на заключительных этапах неоплейстоцена. И наконец, участок №3, локализованный полностью в море Лаптевых, никогда не испытывал воздействия ледникового щита, но зато включает в себя кроме собственно шельфа и верхнюю часть континентального склона с его принципиально иными условиями седиментации. Таким образом, составление литостратиграфических схем четвертичных отложений на этих участках позволит понять особенности палеогеографического развития территории на зоне сочленения двух принципиально разных областей. С другой стороны, изучение четвертичных отложений и форм рельефа, которые они формируют в процессе осадконакопления или денудационных процессов, крайне важно с точки зрения сопоставления особенностей формирования многолетних мерзлых пород (ММП). Присутствие этих толщ указывает на континентальные условия в позднем неоплейстоцене — голоцене, когда территория долгое время была лишена покрова воды в результате гляциоэвстатической регрессии. Следует отметить еще один аспект планируемых исследований. Большая часть их планируется на слабо изученных подводных территориях. Даже участок №1 в центральной части Карского моря не имеет однозначной интерпретации своего палеогеографического развития. Во многом это связано с наличием большого количества фрагментов подводных долин, как погребенных, так и выраженных в современном рельефе. Однако, наличие результатов предыдущих исследований позволяет углубить здесь детальность исследований и осуществить в некотором приближении краткосрочный мониторинг экзодинамических процессов формирования покрова рыхлых осадков и провести параллели с участком № 2, характеризующимся наряду с другими факторами развитой сетью долин так и не установленного генезиса. Изучение сети долин различного генезиса с одной стороны важно с точки зрения изучения динамики и количества обломочного материала, поступившего и транспортируемого обломочного материала, а с другой — служит одним из элементов развития и деградации ледников на изучаемых участках. Следует отметить еще одно очень важное обстоятельство: даже во внеледниковых областях характер седиментогенеза зависит от присутствия ледников в соседних областях (перигляциальной или субперигляциальный тип осадконакопления) или их отсутствия (нормальный тип седиментогенеза). Поэтому установление в разрезах четвертичных отложений на всех указанных участках осадков, накапливающихся в «холодный» и «теплый» периоды климата, позволит более точно восстановить хронологию накопления осадков во всех трех исследуемых участках. Поэтому программой работ предусматривается отбор на каждом из ключевых участков не менее 2-х опорных разрезов (или совмещенных разрезов с помощью корреляции лит-сейсмогоризонтов по данным сейсмики), которые в дальнейшем должны быть подвергнуты комплексной обработке с использованием био-, литостратиграфических методов, рентгеновской томографии, послойному РФА-анализу и пр. Предполагается, что сопоставление полученных результатов с данными стратиграфического бурения поможет в создании новой версии Северо-Карско-Баренцевоморской и Лаптевоморской серийных легенд и будет использовано при составлении геологических карт нового поколения данных районов. Исследования в планируемой экспедиции будут направлены на сбор и анализ фактического материала, характеризующего литоморфогенез и особенности осадконакопления в периоды и в зонах переходного от ледникового и приледникового седиментогенеза к морскому в условиях длительного существования ледникового покрова. Это актуальная фундаментальная задача современной седиментологии может решаться исключительно на основе данных многодисциплинарных морских работ, включающих детальное картирование рельефа дна гидроакустическими методами, изучение строения верхних частей разреза сейсмическими и магнитометрическими комплексами, отбор проб донных илов и гидрофизические измерения в водной толще. Таким образом, распределение конкретных работ по изучению четвертичных отложений и созданных ими форм донного рельефа по участкам планируется следующим образом: Участок №1 — Карское море: стратиграфический отбор, учитывая выход практически на поверхность морского дна эоплейстоценовых и нижнеголоценовых отложений, отбор опорных стратиграфических разрезов с выбором их места по данным сейсмоакустических и гидроакустических исследований; Участок №2 — север Карского моря: изучение форм гляциального и перигляциального рельефа, выявление геоморфологических признаков оледенения к западу от островов Северной Земли и между Северной Землей и п-вом Таймыр для уточнения границы максимального оледенения в позднем неоплейстоцене, а также зон развития приледниковых бассейнов, отбор проб в руслах и бортах наиболее крупных долин для установления их возраста, возможное выявление более древних, чем верхний неоплейстоцен отложений. Участок №3 — море Лаптевых: выявление специфических форм континентального и морского седиментогенеза, построение литостратиграфической схемы верхней части разреза четвертичных отложений для сопоставления их с материалами стратиграфического бурения по данным геологического пробоотбора, выявление характерных форм рельефа в зоне выше и ниже бровки континентального склона, оконтуривание возможных денудационных поверхностей, лишенных покрова голоценовых осадков, их стратиграфическое опробование и уточнение схемы регрессивно-трансгрессивного режима.

Направление (2).

Изучение закономерностей распространения субаквальной криолитозоны на Арктическом шельфе является одной из принципиальных проблем, как в фундаментально-научном аспекте, так и в практическом. Наличие многолетнемерзлых пород в верхней части геологического разреза необходимо учитывать при хозяйственной деятельности Арктическом регионе, и прежде всего для инфраструктуры нефтегазового комплекса и Северного морского пути. Деградация субаквальных многолетнемерзлых пород (СММП) при техногенном воздействии приводит к потере несущей способности, неконтролируемым деформациям и другим изменениям физических параметров. Внутренняя структура СММП может быть неоднородной и содержать внутримерзлотные и подмерзлотные скопления свободного газа, высока вероятность наличия аномально высокого пластового давления. По указанным причинам СММП, как один из видов специфических грунтов, включены в нормативные документы в перечне геологических опасностей, требующих обязательного изучения (СП 115.13330.2016; Колюбакин А.А., Росляков А.Г., 2017; Козлов С.А., 2012). Актуальность изучение участков распространения субаквальной криолитозоны является ключом к палеореконструкции обстановок осадконакопления в Восточной Арктике. По данным ряда исследователей, деградация подводной мерзлоты на шельфах морей Восточной Арктики сопровождается поступлением в атмосферу значительного объема парниковых газов (прежде всего, метана), изучение этих процессов имеет большое значение для прогноза развития природной среды всего Арктического региона (Сергиенко В.И., Лобковский Л.И., 2012; Катцов В.М., Порфирьев Б.Н., 2012). Сотрудниками МГУ имени М.В.Ломоносова, включая участников экспедиции, отработана методика палеореконструкций в акваториях Баренцева и Карского морей: в результате работ уточнены положения локальных центров оледенения и границы максимального распространения ледника в последний ледниковый период. Для Карского и Лаптевых морей собраны сведения и подобраны материалы для анализа обстановок осадконакопления в четвертичные время, намечены ключевые участки для детальных работ.

Направление (3).

Изучение опасных геологических процессов на шельфе Карского и Лаптевых морей. В настоящее время изучение опасных геологических процессов и явлений (ОГПиЯ) является одной из важнейших задач при всех видах региональных геологических работ на шельфе различных направлений геологической науки, но наибольшее развитие оно приобрело в рамках инженерно-геологических изысканий. Под этим названием подразумевают современные быстротекущие геологические процессы и явления, наносящие значительный материальный ущерб обществу, народному хозяйству и создающие угрозу жизни для людей при нарушении устойчивости природной (геологической среды). В настоящее время к числу основных потенциально опасных процессов и явлений в арктических морях, исходя из оценки природных условий, относятся следующие:

- изменение термодинамического режима многолетнемерзлых пород;

- наличие газонасыщенных осадков, включая интервалы разреза с аномально высоким пластовым давлением (АВПД);

- перенос осадков и размыв дна, ледовое выпахивание, а также рельефные формы флюидопроявления;

- сейсмичность района работ;

- современные геодинамические процессы (в том числе активизированные разрывные нарушения и смещения по ним);

- склоновые (гравитационные) процессы.

Учитывая работы в относительно мало изученных с геологической точки зрения районах (за исключением участка №1) и наличие комплекса геофизических измерений, в программу работ включено детальное описание ОГПиЯ, характерных для каждого из участков. Исследования в планируемой экспедиции будут направлены на сбор и анализ фактического материала, характеризующего признаки проявления ОГПиЯ преимущественно в верхнем горизонте разреза (0-10м). Для этого, в первую очередь, использованы материалы геофизических исследований. Результаты проведения ССВР позволят выделить зоны проявления гравитационных процессов, а также процессов, связанных с флюидоразрузкой и залеганием мерзлых пород, сопровождаемых скоплениями газов, создающих АВПД. Использование многолучевого эхолотирования позволит провести картирование зоны донной ледовой экзарации и интенсивного проявления литодинамических процессов, а также неровностей донного рельефа и скоплений валунов, неблагоприятных с точки зрения постановки на дно инженерных объектов различного назначения. Акустическое профилирование позволит детализировать эти наблюдения в самых верхних рыхлых горизонтах осадочного чехла. В дальнейшем предполагается интерпретационный геологический пробоотбор с помощью грунтовой трубки и, возможно, ковша-дночерпателя, который позволит подтвердить первичную диагностику ОГПиЯ и получить материалы текстурного и структурного анализов, позволяющих детализировать материалы геофизических наблюдений. Литературный обзор, а также данные «Карты проявлений опасных геологических процессов и явлений Северного Ледовитого и Тихого океанов в пределах исключительной экономической зоны Российской Федерации масштаба 1:5 000 000», подготовленной во ВНИИИОкеангеологии в 2021 году, позволяют провести районирование предполагаемых ОГПиЯ по участкам: Участок № 1: наличие ММП, фокусированная разгрузка газов, литодинамические процессы; Участок №2: наличие неровностей рельефа, связанных с развитой системой палеодолин, фокусированная разгрузка газов, гравитационные процессы на крутых склонах, неровности ледникового рельефа, наличие ММП, сейсмогенные явления. Участок №3: Наличие ММП, фокусированная разгрузка газов, гравитационные процессы в верхней части континентального склона, сейсмогенные явления.

Направление (4).

Северо-Карский и Лаптевоморский шельф — уникальные потенциальные нефтегазоносные бассейны Арктического шельфа Российской Федерации, с которыми связан интерес компаний нефтегазового сектора в течение последних десятилетий. В его пределах активно проводятся геологоразведочные работы, направленные на обоснование перспектив нефтегазоносности и поиск новых месторождений углеводородов. При отсутствии данных глубокого бурения, использование методов комплексного изучения придонных осадков, базирующихся на данных сейсмоакустических и гидроакустических исследований, является основополагающим для выявления ореолов рассеяния углеводородов над потенциальными залежами нефти и газа. Поиск и опробование зон фокусированной разгрузки газообразных и жидких флюидов на поверхность морского дна и в придонные осадки является результативным методом для определения активно функционирующей углеводородной системы. Биомаркерные, изотопные методы исследования органического вещества и газовой фазы позволяют оценить характеристики генерирующих толщ, что является необходимым для создания корректной бассейновой модели. Признаки фокусированной флюидной разгрузки зафиксировано ранее исследованиями на разных участках Карского и Лаптевоморского шельфа. В рейсе TTR-21, проведенном МГУ имени М.В.Ломоносова, детектировано, оконтурено и закартировано проявление ряда зон фокусированной разгрузки термогенных углеводородов различного генезиса. В рейсах Института океанологии им. П.П. Ширшова и других в пределах моря Лаптевых установлено наличие участков массированной разгрузки углеводородных флюидов как в осадочном чехле, так и в водной толще. Использование данных проведенных ранее исследований в совокупности с планируемыми мультидисциплинарными исследованиями в зонах фокусированной разгрузки позволит провести детальную корреляцию с глубинными источниками — нефтегазоматеринскими толщами, и обосновать потенциал нефтегазоносности региона. Использование классических методов анализа состава органического вещества донных осадков имеет ограничения вследствие значимо малых количеств эпигенетичных битумоидов в осадках и смешения с сингенетичным веществом, что предполагает детальную проработку каждого значимого углеводорода-биомаркера для обоснования количеств миграционной компоненты. Как показали результаты научно¬исследовательских и индустриальных экспедиционных работ, на шельфе Арктики часто даже локальные фокусированные газовые аномалии не отражаются в полной мере в данных геохимических исследований верхнего слоя донных илов. Плотные поверхностные арктические глины служат флюидоупором, препятствующим выходу флюидов на поверхность, и делают безуспешными попытки «классического» анализа получаемых данных. Интерпретация данных геохимических исследований требует новых качественных подходов со всесторонним анализом состава и свойств приповерхностных отложений. Научная группа экспедиции планирует сосредоточиться на практике поиска, обнаружения и исследований зон фокусированной разгрузки и микро-просачиваний (микросипов) УВ флюидов с последующей характеристикой и сравнением углеводородных систем районов исследований. Детальные химические и изотопные исследования УВ, наряду с изучением неуглеводородных газов, состава поровых вод и микробных сообществ донных отложений позволят получить информацию о природе обнаруженных микросипов и геохимических аномалий, о формах и путях миграции флюидов из глубин осадочного разреза, о влиянии приповерхностных литологических барьеров. Детальные работы планируется выполнить в пределах участков, характеризующихся, согласно данным геолого-геофизических исследований, следующими характеристиками: (1) области выхода на поверхность коренных отложений — предполагаемых пластов-резервуаров; (2) зоны распространения глубоко залегающих разломов и зон разуплотнения, достигающих поверхности дна; и (3) области над крупными структурными элементами — потенциальными залежами углеводородов. Полученные данные и заключения, сделанные по результатам исследований, восполнят недостающие элементы фундаментально-научных представлений об эффективности углеводородных систем в недрах осадочных разрезов Карского и Лаптевоморского шельфов.

Направление (5).

Развитие инновационных технологий морских геологических, геохимических и геофизических исследований с использованием отечественных аппаратных средств и программных комплексов для геофизического и геохимического мониторинга является одной из приоритетных задач проекта, отвечающих национальной цели "Технологическое лидерство" в части обеспечение технологической независимости и формирование новых рынков применения результатов НИР и НИОКР, выполненных в научно-исследовательских центрах и университетах РФ (Токарев М.Ю., Росляков А.Г.и др., 2021; Колюбакин А.А. и др., 2016). Основой авторского морского аппаратного комплекса «Нильма» для 2D/3D сейсмоакустических наблюдений являются технические средства, созданные в рамках ПНИЭР «Разработка программно-аппаратных комплексов для поиска, разведки, геофизического и геохимического мониторинга разработки месторождений углеводородов, в т.ч. в труднодоступных регионах и сложных природно-климатических условиях» (уникальный идентификатор работ RFMEFI60717X0187). Указанные комплексы успешно прошли опытно¬промышленные испытания на Арктическом и Дальневосточном шельфах, в рамках НИР «Разработка технологического регламента по выявлению и оценке геологических рисков при бурении и возведении объектов нефтегазового комплекса на Арктическом и Дальневосточном шельфе», выполненных на геологическом факультете в 2021-2022 гг. для ПАО «ГАЗПРОМ» (Токарев М.Ю., Локтев А.С. и др., 2021). В настоящее время по заказу ПАО «НК «РОСНЕФТЬ» на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова активно ведутся работы по созданию и апробации методики сейсмоакустических исследований в рамках проекта «Научно-исследовательские работы по разработке рекомендаций для формирования технологии морских широкополосных синхронных инженерных сейсмических исследований совместно с сейсморазведочными работами». «Разработка технологии морских широкополосных синхронных инженерных и нефтегазовых сейсмических исследований» стала лауреатом первой премии «Международного конкурса научных, научно-технических и инновационных разработок, направленных на развитие и освоение Арктики и континентального шельфа» в 2023 году (https://technodevelop.ru/arktika). В предлагаемых районах исследований в точках бурения малоглубинных морских скважин авторами заявки были проведены и планируются к проведению уникальные сейсмоакустические наблюдения с распределенными акустическими оптоволоконными системами для геофизического обеспечения стратиграфического бурения и обоснования внешней границы континентального шельфа РФ (http://doi.org/10.2113/RGG20224459, http://doi.org/10.1134/S1028334X23601256 ). В рамках текущего госзадания геологического факультета «Разработка теории и технологии комплексных геофизических исследований приповерхностной части разреза естественных и техногенных сред» развивается методика и технические средства ультразвуковых измерений на полноразмерном керне, для создания базовых петрофизических моделей мерзлых, талых и газонасыщенных слабоконсолидированных осадков верхней части геологического разреза. Помимо технических средств дистанционных и прямых наблюдений, в проекте используются отечественные программные средства обработки и анализа результатов гидроакустических и мультичастотных сейсмоакустических наблюдений. Авторские разработки позволяют проводить последовательную инверсию сейсмических данных в различных частотных диапазонах (Пирогова А.С., Токарев М.Ю. и др., 2021) и идентифицировать участки распространения мерзлых, талых и газонасыщенных осадков с привлечением технологий искусственного интеллекта:

- 2022 Облачная картографическая система анализа геологических рисков GH-Viewer (SOFT) □ 2022 Интеллектуальная система анализа сейсмоакустических данных и идентификации опасных геологических процессов и явлений GH-Solver (SOFT)

- 2022 Модули расчёта атрибутов сейсмических данных GH-Processing (SOFT)

- 2020 Интеллектуальная система сегментации картографических результатов морских площадных геофизических исследований «ScanGMapping» (SOFT)

- 2020 Модуль обработки и анализа данных гидрографических изысканий (SOFT).

Создание и апробация отечественных технологии геолого-геофизических исследований в Арктических условиях особенно важны для реализации Морской и Климатической доктрины Российской Федерации.

Направление (6).

Одной из важнейших задач экспедиции является привлечение и дальнейшее обучение молодых специалистов для восполнения кадрового дефицита для работ в Арктике на базе концепции «Обучение-через-исследования». Освоение Арктического шельфа является приоритетной задачей Российской Федерации. В связи с этим, чрезвычайно возрастает роль морских научных исследований, по различным направлениям геологического, географического, биологического профилей, для чего необходим приток обученных молодых специалистов, способных к решению фундаментальных, научных и прикладных задач при проведении геологических изысканий в море, а также пополняющих научные организации, работающие на Арктическом шельфе. В современных реалиях необходимость в специалистах морского направления ежегодно возрастает. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова обладает обширными возможностями подготовки таких специалистов. В МГУ имеется уникальная научная школа в области исследований Океана и смежных наук, ведется подготовка специалистов морских направлений, имеется обширная лабораторная база для проведения комплексных исследований. Важнейшей компонентой подготовки специалистов, которым в ближайшем будущем предстоит осваивать богатые ресурсы Арктики, является возможность регулярной практической научной работы в экспедициях на судах Министерства науки и высшего образования под руководством преподавателей и дальнейшая обработка собранного научного материала в составе исследовательских групп вуза. Шельфы Арктических морей, несомненно, представляют огромный интерес для проведения обучения молодых специалистов по следующим направлениям: геология, геофизика, география и биология. В рамках программы «Обучение-через-исследования» будут проведены уникальные исследования по ряду направлений, что позволит молодым специалистам в команде не только решать поставленные в рейсе задачи, но также участвовать в получении, обработке и комплексной интерпретации данных многопрофильных исследований, существенная доля которых будет получена в течение рейса впервые.

Среди задач экспедиции:

- изучение вещественного состава, строения и генетических признаков ледниковых, ледниково-морских и морских отложений;

- изучение влияния особенностей четвертичного осадконакопления и строения верхних частей осадочного разреза на конфигурацию приповерхностных геохимических полей и индикативность геохимических параметров;

- картирование и анализ геометрии современных форм гляциального и перигляциального рельефа;

- отработка комплекса геолого-геофизических методов по определению физико-механических свойств донных грунтов для инженерных расчётов при проектировании инфраструктурных объектов;

-картирование участков и анализ особенностей предполагаемого развития зон реликтовой вечной мерзлоты на севере Карского моря и в юго-восточной части моря Лаптевых

- исследование особенностей процессов диффузионно-фильтрационного массопереноса углеводородных флюидов в сложно построенных геосредах и влияние этих процессов на формирование геохимических полей в поверхностных отложениях;

- исследование гидрофизических характеристик вдоль Северного Морского Пути (СМП);

- картирование зон придонных газовых сипов и связанных структур, анализ их выраженности в рельефе дна и внутреннего строения, типизация по морфологии и степени активности;

- изучение участков с развитием опасных геологических процессов, типизация геологических, геофизических и геохимических признаков таких процессов;

- исследование состава микробных сообществ придонных илов, сопоставление полученных данных с выявленными геохимическими аномалиями, особенностями состава донных отложений и рельефа дна;

- изучение химического и изотопного состава поровых вод донных осадков, выявление ведущих процессов формирования геохимического облика системы “поровые воды донные осадки”.