Санкт-Петербургское отделение института геоэкологии им. Е.М. Сергеева

Геофизики «удревнили» на 10 млн лет крупнейшую в мире вулканическую возвышенность в Индийском океане

Группа ученых Санкт-Петербургского государственного университета и зарубежных университетов провела исследование крупнейшего вулканического плато Кергелен в Индийском океане и выяснила, что оно сформировалось 130 миллионов лет назад. Это на 10 миллионов лет древнее, чем считалось ранее. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Tectonophysics.

Подводное плато Кергелен протянулось от Антарктиды на 2000 километров, возвышаясь над океаническим дном на 2- 4 километра. Его площадь составляет около 1,3 миллиона квадратных километров — то есть больше, чем территория всех Скандинавских стран и Финляндии вместе взятых. Это самая крупная вулканическая структура в Мировом океане, сформировавшаяся в результате длительной магматической активности, которая началась примерно 120 миллионов лет назад и продолжалась более 30 миллионов лет.

Плато образовалось благодаря мантийному плюму — горячему потоку вещества, поднимающемуся из глубинных слоев Земли. Обычно такие плюмы связаны с расколом древних суперконтинентов, таких как Пангея, объединявшая почти все современные материки. В случае с Кергеленом излияние базальтов произошло уже после разделения Индии и Антарктиды.

Ученые до сих пор спорят о природе подобных плато: одни считают, что под ними находятся фрагменты континентальной коры, другие — что это утолщенная океаническая кора. Ранее выдвигалась гипотеза, что под южной частью плато Кергелен может скрываться остаток литосферы, некогда принадлежавшей древней Индии.

Группа ученых из России и Германии проанализировала данные совместной экспедиции научных судов «Академик Александр Карпинский» и Polarstern. В ходе исследований применялись методы глубинного сейсмического зондирования, магнитные и гравитационные измерения, а также метод отраженных волн. Этот метод сейсморазведки основан на регистрации колебаний, отраженных от различных слоев горных пород, что позволяет построить детальный разрез земной коры.

«На основе моделирования спрединга морского дна по магнитным данным мы установили, что утолщение океанической коры, связанное с внедрением магматических расплавов плюма Кергелен, произошло около 130 миллионов лет назад — в период магнитной полярности М4. Это доказывает, что формирование плато началось на 10 миллионов лет раньше, чем предполагалось по данным бурения», — объяснил один из авторов исследования, профессор кафедры геофизики СПбГУ Герман Лейченков.

Главным методом изучения южной части плато стал анализ скорости распространения сейсмических волн в земной коре. Ученые создали детальные модели, используя данные о преломленных и отраженных волнах, и сравнили их с известными образцами земной коры. В результате удалось определить скорости продольных сейсмических волн вплоть до границы с верхней мантией. Последующее моделирование гравитационных аномалий подтвердило положение отражающих границ и выявило неоднородности в строении коры. Анализ магнитных аномалий позволил уточнить возраст океанической коры и направление движения литосферных плит.

Полученные данные свидетельствуют, что распределение скоростей в этой области соответствует утолщенной океанической коре, аналогичной хребту Девяностого градуса в Индийском океане или Китовому хребту в Южной Атлантике. Ранее считалось, что здесь может находиться фрагмент континентальной коры, поскольку изотопный состав местных базальтов напоминал породы, характерные для континентальных условий. Как отмечают исследователи, новые результаты заставляют пересмотреть эту гипотезу и искать объяснение, почему океаническая кора может иметь «континентальные» геохимические признаки.

Источник – «Научная Россия»

Ученые предложили новую теорию происхождения загадочной горячей зоны под Северной Америкой

Группа ученых, изучающих обширную горячую зону шириной 350 километров, расположенную на глубине 200 километров под северной частью Аппалачских гор в США, пришла к выводу, что этот аномальный участок, вероятно, является следствием раскола Северной Америки и Гренландии, произошедшего более 80 миллионов лет назад.
Эта зона, известная как Северо-Аппалачская аномалия (NAA), может объяснить ранее необъяснимые вулканические извержения, содержащие алмазы, а также другие геологические процессы, происходившие в этом регионе на протяжении миллионов лет. Ранее считалось, что аномалия связана с движением тектонических плит после раскола Северной Америки и Северной Африки около 180 миллионов лет назад.
Однако новая гипотеза предлагает более полное объяснение всех наблюдаемых характеристик NAA, многие из которых ранее не находили четкого научного обоснования. Том Гернон, профессор наук о Земле из Университета Саутгемптона и ведущий автор исследования, отметил, что эта горячая зона находится под частью Североамериканского континента, которая оставалась тектонически стабильной последние 180 миллионов лет. “Этот тепловой подъем долгое время оставался загадкой для геологов, — сказал Гернон. — Предположение, что он просто сохранился после раскола континента, не давало полного объяснения”.
Для поиска ответа ученые обратились к теории “мантийных волн”. Согласно этой концепции, горячая и плотная порода на больших глубинах может отслаиваться от основания тектонических плит, подобно каплям в лавовой лампе, после раскола континентов. Затем эти фрагменты медленно перемещаются под континентами, как волны на поверхности пруда. Команда использовала данные сейсмической томографии и реконструкции движения плит, чтобы создать компьютерные модели, которые подтвердили, что NAA могла сформироваться между 90 и 80 миллионами лет назад во время раскола моря Лабрадор, когда Гренландия отделилась от Канады. Согласно расчетам, аномалия медленно перемещалась под литосферой со скоростью около 20 километров за миллион лет, что согласуется с геодинамическими прогнозами.
Если теория верна, то через 15 миллионов лет горячая зона окажется под Нью-Йорком. Гернон также отметил, что эта гипотеза объясняет необычно высокое положение некоторых горных районов, включая Аппалачи.
“Тепло у основания континента ослабляет его плотную кору, делая ее легче, что может способствовать подъему гор, подобно воздушному шару, который поднимается после сброса балласта”, — пояснил он. Кроме того, исследователи предполагают, что аналогичная аномалия может существовать под центральной частью Гренландии, образовавшись одновременно с NAA, но двигаясь в противоположном направлении. Предыдущие исследования показали, что горячая зона под Гренландией влияет на таяние и движение ледников, что указывает на долгосрочное воздействие древних геологических процессов на современный климат. “Даже если на поверхности нет явных признаков тектонической активности, глубоко под землей последствия древних расколов продолжают проявляться”, — добавил Гернон.
Исследование, опубликованное в журнале Geology, предлагает пересмотреть представления о границах континентов и их влиянии на геологические процессы в прошлом и настоящем.
Источник – New-Science.ru

Разработана методика повышения эффективности заводнения пластов

При закачке воды в нефтеносные пласты для вытеснения сырья она движется по участкам наибольшей проницаемости, минуя остальные зоны, что значительно снижает эффективность заводнения.

По сообщению Минобрнауки, сотрудниками кафедры общей и прикладной геофизики университета Дубна найдено решение данной проблемы. Их подход основан на повышении точности управления заводнением пластов.

Для этого они предлагают использовать моделирование данного процесса на основе отслеживания участков неэффективного движения меченой индикатором воды путем анализа ее проб. Данный метод назван «Способ управления заводнением неоднородного пласта-коллектора нефтяного месторождения».

Методика включает 4 этапа. Меченая вода закачивается в нагнетательную скважину. В течение 90-120 дней отбираются ее пробы из соседних добывающих скважин. После этого зона исследования расширяется. На основе полученных данных создаются искусственные высокопроницаемые пропластки между скважинами.

По словам разработчиков, новый метод повышает эффективность нефтедобычи, сокращая затраты воды и увеличивая выход сырья.
Источник – geonews.ru

Индия успешно вывела на орбиту экологический спутник для прогнозирования катастроф

Индийская ракета GSLV доставила на орбиту совместный с NASA спутник, который поможет предсказывать землетрясения, извержения вулканов и цунами.

Запуск осуществили с космодрома на юге страны.

Индийская ракета-носитель GSLV успешно вывела на орбиту спутник NISAR, предназначенный для мониторинга экологической обстановки и прогнозирования природных катастроф. Об этом сообщила Индийская организация космических исследований (ISRO).

NISAR — это результат совместной работы ISRO и NASA. Аппарат оснащен передовыми радарами, которые позволят отслеживать изменения земной поверхности с высокой точностью.
«Спутник поможет в прогнозировании землетрясений, извержений вулканов и цунами», — отметили в ISRO.

Запуск состоялся с космодрома имени Сатиша Дхавана, расположенного на острове Шрихарикота у побережья штата Андхра-Прадеш. Это один из ключевых космических центров Индии, откуда осуществляются большинство национальных миссий.

NISAR будет собирать данные о состоянии лесов, ледников и других экосистем, что позволит ученым лучше понимать процессы, ведущие к природным катастрофам. Ожидается, что информация со спутника поможет не только прогнозировать стихийные бедствия, но и оперативно реагировать на их последствия.
Источник – ecoportal.su

Рекордное потепление Ладожского озера зафиксировали петербургские ученые

Гидрологи Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН (СПб ФИЦ РАН) отмечают существенное увеличение продолжительности теплого периода года в районе Ладожского озера, что приводит к более раннему исчезновению ледового покрытия водоема. Выводы были сделаны на основе комплексного анализа массива данных, собранных учеными за последние 40 лет. Полученные результаты найдут применение в анализе климатических изменений, происходящих на территории Северо-Запада России и их влияния на экосистему озера.
Фото предоставлено пресс-службой СПб ФИЦ РАН

Ладожское озеро, расположенное на территории Карелии и Ленинградской области, является крупнейшим пресноводным водоемом в Европе (площадь — около 18 тыс. кв. км). В озеро впадают не менее 40 рек, а река Нева берет начало именно здесь. По берегам водоема расположены множество поселений и городов, таких как Приозерск, Шлиссельбург и Сортавала. Эта акватория служит важной водной магистралью на Северо-Западе России, соединяющей Балтийское море с Северным Ледовитым океаном, источником пресной воды для населения и промышленности, а также важна для рыбного промысла и выращивания рыбы. Поэтому Ладожское озеро является объектом многолетних исследований для ученых различных направлений и научных организаций.

«Долгосрочные наблюдения за термическими процессами в Ладожском озере, анализ которых проводит коллектив нашей лаборатории, выявил значительные изменения, связанные с климатическими вариациями региона. Наши данные свидетельствуют о явных признаках потепления зимних периодов и перестройки ледового режима Ладожского озера, что определяется глобальными изменениями климата Земли в целом. Полученные результаты служат основой для разработки прогностических моделей изменения всей экосистемы Ладожского озера», — отмечает руководитель Лаборатории географии и гидрологии Института озероведения РАН (ИНОЗ РАН — СПб ФИЦ РАН), профессор, доктор географических наук Михаил Науменко.

Исследования базируются на данных многолетних (с 1897 по 2024 год) наблюдений гидрофизических параметров Ладожского озера, которые собраны в многоцелевую базу данных. В работе используются различные статистические методы, позволяющие исследовать современные изменения лимнических параметров. В результате исследований выявлены статистически значимые тренды повышения среднегодовой температуры воздуха и воды, увеличения продолжительности теплого периода и сокращение ледового покрова.

Так, было обнаружено, что среднегодовая температура на севере Ладоги с 2013 года выросла на 2 градуса (до 4,5 градусов) по сравнению с началом XX века, а в 2020 году достигла 6,5 градусов. За последние 30 лет увеличилось количество теплых и экстремально теплых зим, а также продолжительность теплого периода года в районе Ладожского озера.

Температурные изменения приводят к серьезным изменениям ледового режима Ладоги. В частности, за последние 10 лет каждую зиму появлялись открытые ото льда участки воды в глубоководной части озера — впервые за период дистанционных наблюдений. Наименьшее количество льда было зафиксировано на поверхности Ладожского озера в аномально теплую зиму 2020 года — оно составляло лишь 20% акватории.
«Более раннее исчезновение ледового покрытия Ладожского озера приводит к перестройке экологической системы озера в связи с интенсивным проникновением ветровой энергии и света в водную массу озера. В конечном счете, вариации климата отражаются на уровне биологической продуктивности крупных озер», — рассказывает Михаил Науменко.

Результаты исследований научного коллектива представлены в монографии «80 лет развития лимнологии в Институте озероведения РАН». Кроме того, климатические распределения термических параметров акватории, которые могут служить нормами для обнаружения отклонений, приведены в «Атласе Ладожского озера».

Источник – «Научная Россия»