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

В межледниковые периоды. Как Южный океан контролировал климат и концентрацию углекислого газа в атмосфере

На протяжении миллионов лет климат Земли претерпевал колебания между холодными и теплыми фазами. В периоды, известные как “теплые межледниковья”, примерно между 800 000 и 430 000 лет назад, концентрация углекислого газа (CO₂) в атмосфере была относительно низкой, составляя около 240–260 частей на миллион (ppm). В последующих межледниковых периодах этот показатель поднимался до 280–300 ppm.

Однако сегодня уровень CO₂ значительно превысил 420 ppm из-за выбросов, вызванных деятельностью человека. Вопрос о том, почему более ранние теплые периоды были не такими жаркими, долго оставался без ответа. Новое исследование указывает на важную роль Южного океана, окружающего Антарктиду.
“Наши данные впервые демонстрируют, что усиленная стратификация Южного океана играла ключевую роль в относительно прохладных межледниковьях, предшествовавших событию середины Брюнеса”, – отмечает ведущий автор исследования, доктор Хуан Хуан.

Событие Мид-Брюнес, произошедшее около 430 000 лет назад, стало поворотным моментом, после которого межледниковые периоды стали более теплыми, продолжительными и характеризовались более высокими концентрациями CO₂ в атмосфере.

Для проведения исследования ученые проанализировали железомарганцевую корку, извлеченную с континентальной окраины Антарктиды с глубины около 1600 метров. Эти медленно растущие корки сохраняют химический состав морской воды на протяжении сотен тысяч лет.

С помощью нового лазерного метода, известного как двумерная лазерная абляция, исследователи изучили изотопный состав свинца, заключенного в корке. Изотопы свинца позволяют оценить, насколько активно перемешивались слои воды в океане в прошлом. Метод также позволяет точно датировать слои образца.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в умеренно теплые межледниковые периоды Южный океан был более стратифицированным, то есть смешение верхних и нижних слоев воды было ограничено. Это приводило к удержанию большего количества углерода в глубинах океана, предотвращая его попадание в атмосферу.

Снижение концентрации CO₂ в атмосфере, в свою очередь, ослабляло парниковый эффект, снижало температуры в Антарктиде и, вероятно, способствовало увеличению размеров антарктического ледяного щита. Результаты исследования подчеркивают важность океанических изменений для понимания чувствительности климатической системы Земли.

Источник – ПОИСК

Впервые зафиксировано «тихое» землетрясение

Существуют сейсмические явления, отличающиеся большой длительностью (от нескольких часов до нескольких месяцев) и низкой интенсивностью в сравнении с традиционными землетрясениями, в связи с чем их называют медленными или «тихими» землетрясениями.

Новое исследование Института геофизики Техасского университета в Остине было посвящено изучению геодинамической активности вдоль разлома Нанкай у побережья Японии. Наблюдения велись с 2015 г. с использованием датчиков, размещенных в скважинах у мелководной части данной структуры. Такой подход повышает их чувствительность, позволяя фиксировать тектонические движения в несколько мм, что невозможно при размещении датчиков на поверхности.

По результатам зафиксировано медленное скольжение, создающее тектоническое давление. Ученые описали его как “рябь, распространяющаяся вдоль границы плит”. Причем было отмечено 2 явления с интервалом в 5 лет. Они прошли вдоль наиболее мелководной части разлома, где обычно формируются цунами.

Путем дальнейшего анализа данных установлено, что оба события продолжались несколько недель и дошли до края континентального склона. Причем они сопровождались аномально высоким давлением жидкостей в земной коре. Это подтвердило гипотезу об основной роли жидкостей в данных явлениях.

Это первый случай наблюдения «тихого» землетрясения.

К тому же установлено, что такие явления снижают тектоническое напряжение, предотвращая катастрофические землетрясения и цунами.

Полученные результаты будут актуальны для совершенствования моделей прогнозирования землетрясений в Тихоокеанском огненном кольце.
Источник – geonews.ru

Академик РАН заявил о необходимости доизучения геологии российской Арктики

Геологическое доисследование необходимо провести в российской Арктике, поскольку в труднодоступных районах еще остаются районы с «белыми» пятнами — полностью неизведанными территориями. В частности, такие места есть в архипелаге Де-Лонга в Восточно-Сибирском море, сообщил ТАСС российский ученый-геолог, исследователь Арктики, академик РАН, декан геолого-геофизического факультета Новосибирского госуниверситета (НГУ) Валерий Верниковский.

«Картирование проводилось еще в советское время, в том числе и на островах работали. Но это были работы, так скажем, с “белыми” пятнами. Сейчас [эти данные] нужно пересматривать и делать это серьезно. В частности, в архипелаге Де-Лонга (группа островов в Восточно-Сибирском море — прим. ТАСС) есть острова, которые геологически до конца не изучены», — сказал он.

При этом академик отметил, что организация научных экспедиций в Арктике, особенно в островной ее части, связана с большими затратами. «Дальнейшее изучение Арктики необходимо, но как туда попадать научным группам из академических институтов и университетов — это большой вопрос. Доставка вертолетом на острова в Северном Ледовитом океане и обратная дорога — это уже нужно даже для небольшой группы не менее 10 млн рублей», — пояснил Верниковский.
Исследователь добавил, что нужно развивать инфраструктуру вдоль Северного морского пути, необходимо восстановить сеть полярных станций, существовавших в советское время, и укреплять существующие населенные пункты в Арктике — Диксон, Тикси, Певек. Так, на мысе Челюскин, где в 70−80-е годы прошлого столетия на полярной станции и в аэропорту работало 100−120 человек, сейчас зимует не более пяти. «Нужны не просто пункты обеспечения, а должны быть и аэродромы, и большая служба для проходки судов. Мне кажется, это всё должно возрождаться и для развития Северного морского пути, и для работы ученых в Арктике», — сказал он.

По данным на 2024 год, в российской Арктике работает около 116 полярных станций. Цель полярных станций — проведение научных исследований в различных областях, таких как метеорологические, геофизические, геомагнитные, гидрологические, а в отдельных случаях — биологические и медицинские. Среди крупных полярных станций России выделяют станцию «Мыс Баранова» (архипелаг Северная Земля).
Источник – news.mail.ru

ИИ становится помощником геологов, ускоряющим поиск новых месторождений

По данным исследования Kept, 90 процентов нефтегазовых компаний в России уже готовы внедрять искусственный интеллект в свою работу. Одним из наиболее перспективных направлений для этого становится геологоразведка. Эксперты отмечают, что именно здесь цифровые технологии способны сократить сроки и стоимость проектов, снизить риски и повысить точность прогнозов.

“Сегодня геологоразведка опирается на огромные массивы данных: от сейсмики до результатов промысловых исследований. ИИ позволяет ускорить обработку и выявить скрытые закономерности, которые сложно уловить традиционными методами”, – говорит генеральный директор компании “Газ Сервис Консалтинг” Елена Газизянова. По ее словам, алгоритмы способны автоматизировать около 70 процентов рутинной аналитики, тогда как ключевые 30 процентов остаются за человеком – интерпретация результатов, понимание геологического контекста и принятие стратегических решений.

Самые явные успехи зафиксированы в нефтегазовой отрасли, где алгоритмы помогают обрабатывать сейсмические данные, строить модели коллекторов и прогнозировать продуктивность скважин. ИИ применяется и на стадии добычи: анализ графиков дебитов нефти и воды позволяет прогнозировать рост обводненности и корректировать технологические режимы, снижая риски экономически неэффективных работ. В угольной промышленности алгоритмы используются для оценки газоносности пластов и повышения безопасности. В добыче драгоценных металлов и алмазов ИИ анализирует спутниковые и аэрофотоснимки, сокращая время поисков. Генеральный директор компании “Рок Энд Милл” Егор Колесников отмечает, что ИИ в геологоразведке становится столь же необходимым инструментом, как буровой станок.

“Нефтяники одной из крупнейших российских компаний выявили с помощью ИИ дополнительные запасы на уже действующих месторождениях, зарубежный гигант сэкономил ресурсы на медном руднике, угольщики повысили производительность почти на четверть. Таких примеров очень много”, – отмечает Егор Колесников
Несмотря на очевидные преимущества, барьеры внедрения остаются. Главный из них – качество исходных данных. “Если данные неполные, плохо структурированные или не согласованы между собой, модель выдает ошибочные результаты. Для геологоразведки это особенно критично”, – подчеркивает директор департамента по работе с промышленным сектором Arenadata Максим Власюк. Он напоминает, что до 30 процентов проектов с генеративным ИИ могут быть остановлены именно из-за проблем с данными и отсутствия бизнес-ценности.
Сложность представляет и дефицит специалистов на стыке геологии и анализа данных. “Сегодня университеты должны включать в программы подготовки геологов дисциплины по цифровой аналитике, а для специалистов IT – давать знания о недропользовании”, – считает Егор Колесников. Елена Газизянова добавляет, что важно обеспечить доверие к прогнозам. “Пользователи должны понимать, почему модель пришла к определенному выводу. Решить этот вызов помогает развитие объяснимого ИИ и единых отраслевых стандартов”, – отмечает она.
На следующем этапе развития нейросети смогут самостоятельно принимать решения о бурении на основе спутниковых данных

Важным направлением становится создание воспроизводимых конвейеров работы с данными. Максим Власюк подчеркивает, что только при выстроенных процессах MLOps, где геологи и дата-специалисты работают вместе, ИИ действительно становится помощником, а не источником новых рисков.
Эксперты уверены, что в будущем именно научные организации и стартапы будут двигать рынок вперед. Они быстрее тестируют новые алгоритмы и создают продукты, которые затем масштабируют крупные компании. “За последние шесть лет инвестиции бизнеса в ИИ для геологоразведки выросли более чем в десять раз”, – отмечает Колесников.
Стартапы, подчеркивает генеральный директор университета “Зерокодер” Кирилл Пшинник, порой кардинально меняют устоявшиеся подходы. Яркий пример – австралийский проект Earth AI, который в 2024 году нашел залежи железной руды, не замеченные несколькими поколениями геологов. Алгоритмы анализировали архивные спутниковые снимки и результаты прежних экспедиций. Сроки поиска сократились с нескольких лет до восьми месяцев.

По мнению экспертов, в ближайшие годы в геологоразведке получат развитие мультимодальные системы ИИ, которые интегрируют данные геофизики, геохимии, сейсмики, гравиметрии и спутниковых наблюдений. Это позволит эффективнее обнаруживать так называемые “слепые” рудные тела, не выявляемые традиционными методами.

В целом все собеседники “РГ” отметили, что ИИ уже доказал свою эффективность в разных добывающих сферах и способен в перспективе сократить издержки геологоразведки на десятки процентов. Но успех зависит от качества исходных данных и способности отрасли интегрировать новые инструменты в привычные процессы. При правильном подходе ИИ становится не заменой, а надежным помощником геолога, ускоряющим поиск новых месторождений и повышающим эффективность всей отрасли.
Еще одно недавнее исследование показало, что 66 процентов отраслевых экспертов считают геологоразведку самой подходящей сферой для внедрения генеративного ИИ. Впрочем, такие инструменты могут позитивно влиять и на качество других процессов. Так, 45 процентов респондентов назвали очень востребованным направление автоматизации бэк-офиса, а еще 37 процентов упомянули нефтепереработку. Но скорость внедрения подобных программных продуктов сильно зависит от общей цифровизации конкретных компаний, экспертизы их профильных специалистов, а также информационной базы. В то же время многие опрошенные эксперты однозначно заявили о наличии существенных препятствий во внедрении ИИ. Большинство – 47 процентов – апеллировали к долгому согласовательному процессу, столько же отметили нехватку качественных кадров, а 39 процентов указали на слишком консервативные взгляды руководства. Так что будущее ИИ в нефтегазовом секторе будет зависеть не только от качества технологий, но и от трансформации отношения к перспективным инструментам.
Автор – Александр Фейст
Источник – Российская Газета

Установлена высокая щелочность океана Энцелада

Потенциальное наличие подповерхностного океана на Энцеладе делает данный спутник Сатурна примечательным объектом изучения.

Новое исследование было посвящено оценке pH подледного океана Энцелада. В качестве метода ученые использовали моделирование на основе данных аппарата NASA Cassini, собранных при пролетах через извергающиеся из «тигровых полос» шлейфы на южном полюсе спутника. Исследователи исходили из предположения об аналогичном химическом составе шлейфов и подповерхностного океана.

По результатам установлено, что pH океана составляет 10,1-11,6, что соответствует сильнощелочной реакции. Для сравнения, показатель земной соленой воды равен около 8,2, пресной – 6,5-8.

Полученные значения свидетельствуют об интенсивном взаимодействии воды и материала каменного ядра Энцелада. Ученые предполагают, что высокая щелочность океана обусловлена гидротермальной активностью. Дополнительный вклад может вносить эмиссия углекислого газа через шлейфы.

Полученные результаты ограничивают потенциальную обитаемость океана Энцелада. С другой стороны, на Земле в сильнощелочных водах обнаружены экстремофилы, например, в калифорнийском озере Моно с pH около 10 и гидротермальных источниках. Важным фактором с данной точки зрения также является наличие биогенных элементов, а новое исследование подтвердило присутствие фосфора.

Дальнейшее изучение состава океана Энцелада и шлейфов предполагается в рамках предстоящей миссии Enceladus Orbilander.
Источник – geonews.ru