История.От: Лаборатории геоморфологии и тектоники дна океановГеологического института Российской Академии Наук. Возврат на страницу выбора "языка" Истории Лаборатории Возврат на Главную страницу |
Изучение аспектов геологии и тектоники
Мирового океана всегда проводилось учеными
ГИН. До 1956 года в Институте существовала
Морская геологическая экспедиция, которая
проводила исследования осадочного покрова
в Каспийском, Черном и Азовском морях. ГИН
многие годы поддерживал тесные научные
контакты с Институтом океанологии, и в
частности с группой картографии Г.Б.Удинцева,
которая начиная с 1949 к началу 60-х годов
ХХ столетия развилась в сектор геофизики
дна океана ИО АН СССР и стала основой для
развития комплекса морских геолого-геофизических
методов исследования дна в нашей старне.
Ученые ГИН участвовали практически во
всех рейсах НИС «Дмитрий Менделеев», «Академик
Курчатов», «Витязь» и многих других и адаптировались
к развивающейся тенденции использования
дистанционных геофизических методов в
геологических исследованиях. С 1976 года
научная группа Г.Б.Удинцева становится
подразделением Института физики Земли
АН СССР. В середине 80-х годов ГИН после огромной
организационной работы, проделанной, прежде
всего, академиком Ю.М. Пущаровским, получил
собственное научно-исследовательское
судно – "Академик Николай Страхов". В связи
с этим в 1986 году научная группа Г.Б. Удинцева
была приглашена академиком А.В. Пейве перейти
в ГИН для участия в работах на новом судне
и полноценного обеспечения геоморфологических
и геофизических исследований океана. Со
стороны ГИН этот шаг был весьма целесообразен,
поскольку формирование подобных научных
групп является длительным процессом и
не может произойти в одночасье с нуля. Группа
состояла из специалистов по геоморфологии
дна, морской картографии, непрерывному
сейсмическому профилированию, магнитометрии,
математической обработке данных, которые
образовали новую Лабораторию геоморфологии
и тектоники дна океанов ГИН. С 1986 года по
настоящее время сотрудники Лаборатории
и других подразделений ГИН приняли участие
примерно в 50 рейсах в разных частях Мирового
океана, как на НИС «Академик Николай Страхов»,
так и на других судах Академии наук (рис.1),
которые в настоящее время собраны в Базу
флота под единым управлением Министерства
образования и науки РФ. Кроме данных экспедиций
с середины 80-х годов в Лаборатории бережно
сохраняются некоторые данные 60-х и 70-х годов,
собранные в экспедициях на других судах
(рис.1). С 1989 года Лабораторией руководил
д.г.-м.н. А.О. Мазарович. С 2019 года Лабораторией
руководит д.г.-м.н. С.Ю.Соколов.
Рис.1. Схема экспедиционных работ
и материалов Лаборатории. Красные линии
– на НИС «Академик Николай Страхов», синие
линии – другие суда Академии наук. Прямоугольниками
с номерами обозначены районы с наибольшей
плотностью исследований Лаборатории, проводимых
с борта судна ГИН РАН.
До перехода в ГИН Лаборатория была известна
рядом революционных открытий в Мировом
океане и интенсивными работами по развитию
аппаратуры и методики геофизической съемки
его глубоководных частей. В частности в
работах ИО АН СССР впервые был поднят образец
вещества мантии Земли, впервые были зафиксированы
признаки глубинной дегазации и гидротермальной
деятельности вдоль Срединно-Атлантического
хребта (САХ), была проведена колоссальная
международная работа по обобщению материалов,
полученных в рамках Международного геофизического
года (1958), в результате которой в 1970 г. появилась
первая Международная тектоническая карта
Тихого океана под редакцией Пущаровского
Ю.М. и Удинцева Г.Б. Кроме того, был отработан
аппаратурно-методический комплекс съемки
дна, включающий эхолотирование, непрерывное
сейсмическое профилирование (НСП), измерение
гравитационного и магнитного полей, теплового
потока, донное опробование осадков и коренных
пород, фотографирования дна и т.д. Главным
результатом стал наработанный подход к
интерпретации получаемых новых данных
и встраивания их в текущую теорию геодинамической
модели.
Переход Лаборатории в ГИН в 1986 году для
работы на новом судне совпал с общемировой
тенденцией на внедрение в работу морских
геологов следующих новых видов геофизических
измерений: спутниковых данных по гравитационному
полю, что со временем привело к потере актуальности
его набортных измерений для геологических
целей; многолучевого эхолотирования, которое
позволило в реальном времени формировать
топографическую основу масштаба 1:100000 в
полосе от 0.7 до 4 глубин дна, глубинных гидролокаторов
бокового обзора и т.д. Кроме того стали
появляться акустические высокочастотные
профилографы, которые позволили получать
разрезы верхней части осадочного чехла
с вертикальной и горизонтальной детальностью
на порядок больше чем у НСП, но с ограниченной
глубинностью 200 м. Ряд перечисленных новых
технических возможностей был реализован
на НИС «Академик Николай Страхов», на котором
с 1986 года были проведены десятки новых
экспедиций преимущественно в Атлантике,
получивших широкую известность благодаря
качеству проведенных исследований и международному
сотрудничеству в их реализации.
Особенностью нового – ГИНовского –
этапа работ Лаборатории являлось то, что
он проходил в рамках долгосрочного Государственного
проекта АН СССР и МинГео СССР изучения
Мирового океана, который с 1980 года был направлен
на комплексные геолого-геофизические исследования
на всю глубину литосферы по системе трансокеанских
геотраверсов. Кроме того, был запущен проект
«Литос», целью которого являлось изучение
гетерогенного строения верхней мантии
в пределах океана. Но главным аспектом,
определившим на долгие годы направление
работ Лаборатории, явилось наличие в пределах
Атлантики переходных зон внутри океанических
плит между сегментами океана, разделенными
трансформными разломами с большим (более
100 км) смещением оси САХ. Около половины
всех экспедиций на НИС «Академик Николай
Страхов» было проведено в Экваториальном
сегменте Атлантики (рис.1, район 1), в котором
суммарное субширотное левое смещение оси
САХ составляет ~3000 км. Район является ключевым
для понимания процессов раскрытия и геодинамической
эволюции структур масштаба всего океана.
Позже, с 2000-х годов исследования были сосредоточены
в менее удаленных от России, но не менее
значимых для науки районах Атлантико-Арктической
рифтовой системы (ААРС), изучение которых
проводились при помощи модернизированной
гидроакустической системы эхолотов и профилографов.
Зона перехода от Северной Атлантики к Западной
Арктике (рис.1, район 2) около хребта Книповича,
представляющая собой левое смещение длиной
~1000 км, является уникальным природным объектом
с точки зрения геодинамики и формирует
западное обрамление Баренцевоморского
шельфа, большая часть которого является
экономической зоной России. Еще одним районом,
где сфокусированы исследования последних
лет, является Баренцево и Карское моря
(рис.1, район 3), практическая значимость
которых очевидна.
Основным методом исследований сложной
геологической системы (верхняя мантия)(кристаллическая
кора)(осадочный чехол)(водная толща)
является комплексирование всех доступных
(по возможности) дистанционных геофизических
методов и прямого пробоотбора для изучения
структур и процессов в этой системе. Дистанционные
методы включают в себя: многолучевое эхолотирование
с элементами сонара бокового обзора, НСП,
высокочастотное профилирование, магнитометрия,
в особых случаях – МОВ ОГТ и ГСЗ, а также
внешние данные по сейсмической томографии,
гравиметрии, сейсмичности и геохимии пород
коры и верхней мантии. Перечисленные методы
позволяют разрабатывать следующие направления
работ Лаборатории:
геоморфологию океанского дна как непосредственное
отражение процессов разрядки напряжений,
разломообразования в литосфере, магматизма
и осадконакопления;
тектонику океанского дна как совокупность
глубинных структурных элементов, имеющих
выраженность в измеряемых на поверхности
геофизических характеристиках;
основу предметной терминологии, в которой
заложены четкие фактологические определения,
не допускающие множественную интерпретацию
того или иного термина;
создавать экспертные системы на базе
специального ПО, позволяющие хранить и
обрабатывать картографическую информацию
по рельефу и другим параметрам, а также
базы данных объектов типа «разрез», обеспечивающих
максимальную информационную обеспеченность
исследований;
объекты новой топонимики форм подводного
рельефа с закреплением приоритета исследований
в названиях.
Район 1 (рис.1) исследовался не только
вдоль структур САХ, но и в прилегающих к
нему абиссальных котловинах. Кроме классических
результатов, получаемых вышеописанным
комплексом методов и согласованных с текущей
геодинамической моделью, был обнаружен
широкий класс внутриплитных явлений, понимание
генезиса и структуры которых нуждается
в адаптации модели. Также как и ранее, в
пределах Анголо-Бразильского геотраверса
(1982-1987 гг.), в районе 1 были обнаружены внутриплитные
пликативные и штамповые деформации осадочного
чехла, морфология которых указывает на
более поздний, чем время образования океанического
фундамента, возраст (рис.2а). Было обнаружено
широкое распространение в этой части Атлантики
горизонтальных и вертикальных аномалий
осветления сейсмической записи (рис.2б),
указывающее на наличие флюидопотока от
фундамента в слабоконсолидированный осадочный
чехол. Также были закартированы внутриплитные
взбросовые и сдвиговые деформации (рис.2в),
указывающие на разнообразные характер
внутриплитной геодинамики. Новым в исследовании
САХ явилось определение дополнительных
закономерностей размещения гидротермальных
систем.
Рис.2. Сейсмические разрезы с внутриплитными
структурами: А – переход от стандартных
сейсмокомплексов заполнения неровностей
акустического фундамента к пликативным
и штамповым складчатым формам; Б – акустическое
осветление разреза в форме горизонтальных
линз и вертикальных «труб» (chimneys); В – структуры:
квестовая, присдвиговая «цветочная» и
взбросовые нарушения на склоне вулканической
постройки.
Внутриплитные явления по данным разномасштабных
геофизических полей и многочисленным экспедиционным
данным образуют непротиворечивую причинно-следственную
цепочку явлений и процессов:
1. Контрастное (по латерали) геодинамическое
состояние мантии.
2. Неоднородные горизонтальные и вертикальные
движения в остывающей с возрастом литосфере,
формирующие повышенную макротрещинноватость,
сдвиговые тектонические деформации и изостатическую
компенсацию локальных смещений.
3. Проникновение воды в верхнюю мантию
по разрывным нарушениям.
4. Формирование условий для серпентинизации
пород верхней мантии с образованием зон
разуплотнения, локальных отрицательных
гравитационных аномалий и повышенной намагниченности.
5. Образование деформаций вертикального
подъема блоков фундамента и осадочного
чехла и генерация флюидов.
6. Аккумуляция флюидов в осадочном чехле
и их прорывы в водную толщу, формирование
аномалий сейсмоакустической записи.
Реализация процессов, перечисленных
в этой цепочке, возможна при наличии блокового
и расслоенного строения литосферы в условиях
дифференцированного по направлению и глубине
объемного горизонтального геодинамического
воздействия. Именно эти условия позволяют
адаптировать в геодинамическую модель
все наблюденные полевые данные.
Район 2 (рис.1) исследовался как переходная
зона между Атлантикой и Арктикой. Серия
экспедиций позволила сделать новые выводы
о геодинамике хребта Книповича, его рельефе
и строении верхней части осадочного чехла.
Район представляет собой новый спрединговый
центр, возникший после перескока зоны растяжения
с разворотом ее ориентации на ~45°, что указывает
на наличие сдвиговой компоненты в динамике
плит, которые данная активная зона разграничивает.
Основной тенденцией современного развития
этой переходной зоны является спрямление
ее траектории от восточной точки хребта
Мона к западной точке хребта Гаккеля, при
котором происходит миграция активной зоны
на восток. Детекция дизъюнктивных нарушений
в верхней части осадочного чехла северной
части хребта Книповича (рис.3а) позволила
построить карту их амплитуд (рис.3б), интерпретация
которой указывает на то, что наблюдаемая
система напряжений в коре является следствием
суперпозиции растяжения и сдвига. В этом
же районе был открыт ряд форм рельефа, которым
были присвоены названия по именам известных
российских ученых и персонажей русских
сказок (рис.3в).
Рис.3. А – распределение взбросов
и сбросов верхней части разреза осадочного
чехла на флангах северного сегмента хребта
Книповича; Б – карта амплитуд дизъюнктивных
нарушений; В –3D рельеф и новые названия
форм подводного рельефа.
Район 3 (рис.1) расположен в Российской
шельфовой зоне. Направлениями проводимых
в нем исследований являются: структура
ледниковых отложений, система палеорусел,
развитие термокарстовых явлений, неотектонические
деформации четвертичного осадочного чехла,
зоны глубинной дегазации, скопления газовых
фронтов, проявления разрушения верхушек
соляных диапиров и многое другое. Актуальность
изучения этих явлений имеет фундаментальную
составляющую, поскольку большинство поверхностных
явлений имеют связь с глубинным строением
и процессам в регионе. Практическая значимость
работ в этом районе состоит в том, что многие
геологические объекты являются опасными
и содержат значительные риски для инженерной
и навигационной деятельности, а также расположены
вдоль инфраструктурных объектов Северного
Морского Пути. На рис.4 приведен пример
сейсмоакустического разреза с газовым
фронтом, расположенным над глубинной разломной
зоной и кластером захороненных покмарок
(газовых воронок), указывающим на интенсивную
дегазацию в прошлом.
Рис.4. Фрагмент высокочастотного
разреза ANS38-038 (положение разреза показано
на врезке). По вертикали – миллисекунды
от поверхности, по горизонтали – метры
UTM37. На врезке с положением фрагмента использована
тектоническая карта R-39-40 3-го поколения.
Все публикации Лаборатории с полными
текстами в PDF приведены на сайте ГИН РАН:
http://atlantic.ginras.ru/publicat/russian/pub_list_rus.html
Основные публикации Лаборатории за
последние 10 лет:
Монографии:
Ломизе М.Г., Дубинин Е.П., Мазарович А.О.
Активные континентальные окраины и окраинные
моря. // Мировой океан. Том 1. Геология и тектоника
океана. Катастрофические явления в океане
М.: Научный мир. 2013. С. 171 – 237
Мазарович А.О. Тектоника и геоморфология
Мирового океана: термины и определения
с иллюстрациями / Отв. Ред. Н.В.Межеловский.
М.:ГЕОКАРТ, ГЕОС. 2018. 440 с.
Соколов С.Ю. Тектоника и геодинамика
Экваториального сегмента Атлантики. (Труды
ГИН РАН: вып. 618) М.: Научный мир, 2018. 269 стр.
Статьи:
Мороз Е.А., Мазарович А.О., Абрамова А.С.,
Ефимов В.Н., Зарайская Ю.А., Соколов С.Ю. Неотектоника
северо-запада Баренцева моря // Геология
и геоэкология континентальных окраин Евразии.
Вып 2. М.:ГЕОС. 2010. С.161-173
Чамов Н.П., Соколов С.Ю., Костылева В.В.,
Ефимов В.Н., Пейве А.А., Александрова Г.Н.,
Былинская М.Е., Радионова Э.П., Ступин С.И.
Строение и состав осадочного чехла района
рифта Книповича и впадины Моллой (Норвежско-Гренландский
бассейн) // Литология и полезные ископаемые.
2010. № 6. С. 594–619
Зайончек А.В., Брекке Х., Соколов С.Ю. и
др. Строение зоны перехода континент-океан
северо-западного обрамления Баренцева
моря (по данным 24, 25 и 26 рейсов НИС «Академик
Николай Страхов», 2006-2009 гг.) // Строение и
история развития литосферы. Вклад России
в Международный Полярный Год. Том.4. М.: Paulsen.
2010. C.111-157.
Соколов С.Ю. Тектоническая эволюция хребта
Книповича по данным аномального магнитного
поля // Доклады РАН. 2011. Т. 437. № 3. С. 378–383.
Мазарович А.О. Реальные и потенциальные
геологические опасности на ложе, склонах
и шельфе Мирового океана // Вестник Российской
Академии Наук. 2012. Т. 82. № 8. С. 719–731
Jakobsson M., Mayer L, Coakley B., Dowdeswell J.A., Forbes S., Fridman
B., Hodnesdal H., Noormets R., Pedersen R., Rebesco M., Schenke H.W., Zarayskaya
Y. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO)
Version 3.0 // GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 39, L12609, doi:10.1029/2012GL052219,
2012
Захаров В.Г., Кононова Н.К. Взаимосвязь
динамики полей дрейфа льда в Арктическом
бассейне и циркуляции атмосферы Северного
полушария (летние сезоны) // Сложные системы.
М.: МГУ, 2013. № 4(9). С. 55-67
Rebesco M., Wahlin A., Laberg J.S., Schauer U., Beszczynska-M?ller
A., Lucchi R.G., Noormets R., Accettella D., Zarayskaya Y., Diviacco P.
Quaternary contourite drifts of the Western Spitsbergen margin // Deep-Sea
Research I, 2013, vol.79, pp.156–168.
Соколов С.Ю. Состояние геодинамической
подвижности в мантии по данным сейсмотомографии
и отношению скоростей Р и S волн // Вестник
КРАУНЦ. Науки о Земле. 2014. № 2 (24). С. 55-67.
Мельников М.Е., Турко Н.Н., Седышева Т.Е.,
Агапова Г.В., Анохин В.М. Закрепление приоритета
российских исследований в названиях гайотов
Магеллановых гор (Тихий океан) // Изв. Рго.
2015. Т. 147. Вып. 2. С.73-83
Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. На пути к постплейт-тектонике
// Вестник РАН. 2015. Т.85. № 7. с. 605–615.
Соколов С. Ю. Особенности тектоники Срединно-Атлантического
хребта по данным корреляции поверхностных
параметров с геодинамическим состоянием
верхней мантии // Вестник КРАУНЦ. Науки
о Земле. 2016. № 4 (32). С. 88-105.
Мороз Е.А. Новейшая тектоника северо-западной
окраины Баренцевоморского шельфа // Мониторинг.
Наука и Технологии. 2016. № 4(29). С. 6-13.
Соколов С. Ю., Зарайская Ю. А., Мазарович
А. О., Ефимов В. Н., Соколов Н. С. Пространственная
неустойчивость рифта в полиразломной трансформной
системе Сан-Паулу, Атлантический океан
// Геотектоника. 2016. № 3. с. 3–18.
Мазарович А.О. Проблемы терминологии
по тектонике и геоморфологии дна Мирового
океана // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле.
2017. № 4 (36). С. 89-95.
Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Пoдлитосферные
течения в мантии // Геотектоника. 2017. № 6.
с. 3–17. DOI: 10.7868/S0016853X1706008X
Соколов С.Ю. Атлантико-Арктическая рифтовая
система: подход к геодинамическому описанию
по данным сейсмической томографии и сейсмичности
// Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 4 (36).
С. 79-88.
Соколов С.Ю., Абрамова А.С., Мороз Е.А.,
Зарайская Ю.А. Амплитуды дизъюнктивных
нарушений флангов хребта Книповича (Северная
Атлантика) как индикатор современной геодинамики
региона // Геодинамика и тектонофизика.
2017. Т. 8. № 4. С. 769–789. doi:10.5800/GT-2017-8-4-0316.
Зарайская Ю.А. Особенности сегментации
и сейсмичности ультрамедленных срединно-океанических
хребтов Книповича и Гаккеля. Геотектоника,
2017, № 2, с. 67-80
Соколов С.Ю., Мороз Е.А., Абрамова А.С.,
Зарайская Ю.А., Добролюбова К.О. Картирование
звукорассеивающих объектов в северной
части Баренцева моря и их геологическая
интерпретация // Океанология. 2017. Т.57. №
4. с. 655–662
Соколов С. Ю. Деформации осадочного чехла
Экваториальной Атлантики и их сопоставление
с геофизическими полями // Геотектоника.
2017. № 1. с. 81–96
Левченко О.В., Ананьев Р.А., Веклич И.А.,
Иваненко А.Н., Маринова Ю.Г., Турко Н.Н. Комплексные
исследования подводной горы в основании
северного сегмента Восточно-Индийского
хребта // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле.
2018. № 3 (32). С. 90–104
Соколов С.Ю., Мазарович А.О., Турко Н.Н.,
Добролюбова К.О., Абрамова А.С., Зарайская
Ю.А., Мороз Е.А. Связь деформаций и проявлений
дегазации в осадочном чехле Экваториального
сегмента Атлантики с геодинамикой литосферы
// Геотектоника. 2018. № 4. с. 3–24. DOI: 10.1134/S0016853X18040070
Мазарович А. О., Мороз Е. А., Зарайская
Ю. А. Опасность подводного оползня западнее
архипелага Шпицберген // Литология и полезные
ископаемые. 2018. № 4. с. 287–294
Соколов С. Ю. Сдвиговый фактор тектогенеза
в Атлантическом океане и его связь с геодинамическим
состоянием верхней мантии и внутриплитными
деформациями // Доклады РАН. 2018. Т. 480. № 5.
С. 573–577.
Соколов С.Ю. Компоновка обновленной тектонической
карты экваториального сегмента Атлантики
по данным геофизических полей // Вестник
КРАУНЦ. Науки о Земле. 2018. № 2 (38). С. 59-75
Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Сопоставление
тектонических фаз и инверсий магнитного
поля в позднем мезозое и кайнозое // Вестник
РАН. 2018. Т. 88. № 1. С. 33–39
Zarayskaya Yu. et al. GEBCO-NF Alumni Team Multibeam and HISAS Bathymetric
Data Processing and Delivery Workfl ow developed for Shell Ocean Discovery
XPRIZE competition // Geohab 2019 Marine Geological & Biological Habitat
Mapping, May 13-17, 2019, St. Petersburg, Russia, p.213
Соколов С.Ю., Зарайская Ю.А. Пространственное-временное
сопоставление сейсмичности и изостатических
аномалий вдоль Срединно-Атлантического
хребта // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле.
2019. № 4 (44). С. 51-62. DOI: 10.31431/1816-5524-2019-4-44-51-62
Соколов С.Ю., Е.А. Мороз, Е.А. Сухих, А.А.
Разумовский, Левченко О.В. Проявления глубинной
дегазации в водной толщеи верхней части
разреза Печорского моря // Георесурсы /
Georesources 2019. Т. 21. № 4. С. 68-76. DOI: https://doi.org/ 10.18599/grs.2019.4.68-76
Добролюбова К.О. Особенности морфологии
и кинематики восточного сегмента Юго-Западно-Индийского
хребта между трансформным разломом Мелвилл
и тройным сочленением Родригес // Вестник
КРАУНЦ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ. 2019. № 2 (42). C.57-66. DOI:
10.31431/1816-5524-2019-2-42-57-66
Skolotnev S.G., Sanfilippo A., Peyve A.A., Muccini F., Sokolov S.Yu.,
Sani C., Dobroliubova K.O., Ferrando C., Chamov N.P., Palmiotto C., Pertsev
A.N., Bonatti E., Cuffaro M., Gryaznova A.C., Sholukhov K.N., Bich A.S.,
Ligi M. Large-scale structure of the Doldrums multi-fault transform system
(7-8ºN equatorial atlantic): preliminary results from the 45th expedition
of the R/V A.N. Strakhov // Ofioliti. 2020. V.45. №1. P.25-41. DOI: 10.4454/ofioliti.v45i1.531
Кадровый состав Лаборатории (2020 г.):
1. Абрамова А.С., Мл. науч. сотр.
2. Агранов Г.Д., Мл. науч. сотр.
3. Добролюбова К.О., Науч. сотр.
4. Ефимов В.Н., Главный специалист
5. Зарайская Ю.А., Ст. науч. сотр., канд.
геол.-мин. наук
6. Захаров В.Г., Вед. науч. сотр., канд. геогр.
наук
7. Мазарович А.О., Глав. науч. сотр., докт.
геол.-мин. наук
8. Мороз Е.А., Ст. Науч. сотр., канд. геол.-мин.
наук
9. Равенков В.А., Ведущий инженер
10. Соколов С.Ю., Зав. Лаб, Вед. научный сотрудник,
докт. геол.-мин. наук
11. Турко Н.Н., Вед. науч. сотр., канд. геогр.
наук