Об экспедиции 2019

Об экспедиции 2019

Шестая Международная экспедиция проекта Class@Вaikal состоится на акватории озера Байкал в период с 23 июня по 7 июля 2018 года. Традиционно, базой Байкальского Плавучего Университета станет научно-исследовательское судно «Г.Ю.Верещагин», шестой год подряд радушно принимающее нас на своём борту.

НИС «Г.Ю. Верещагин»

В экспедиции примут участие студенты, преподаватели и ученые МГУ имени М.В. Ломоносова, ученые из Лимнологического института СО РАН, Университета Осло (Норвегия), Казанского (Приволжского) федерального университета и Института Нефти и Газа Азербайджанской Академии наук. Те, кто не первый раз принимает участие в проекте Class@Baikal, продолжат свои научные исследования уникальных геологических процессов, происходящих на дне озера. Новые участники экспедиции под традиционным лозунгом «Обучение-через-исследование» ознакомятся со всеми этапами работ в научной экспедиции. Они познакомятся с современными методами геолого-геофизических и геохимических исследований придонных отложений; на практике освоят работу с экспедиционным оборудованием, узнают особенности геологических процессов на Байкале и проведут собственные научные исследования, которые традиционно завершаются выступлением на международных конференциях и публикацией результатов работ.

Традиционно, в ходе экспедиции, на борту судна будут проводиться ежедневные научные и научно-образовательные лекции и семинары.

Официальный логотип экспедиции Class@Baikal-2019

В этом году экспедиция объединит проекты «Training-through-Research» (Плавучий Университет) и HOTMUD (From hydrothermal systems to mud volcanoes: Planet-scale impacts of piercements in sedimentary basins).

В основе принципов Плавучего университета заложено вовлечение студентов в реальные дела на всех этапах: от подготовки и планирования научных рейсов до написания статей и организации совещаний по программе. Высокая ответственность и работа бок о бок с учеными с мировым именем помогают студентам быстрее и качественнее осваивать премудрости морских наук и видеть реальные результаты научных исследований. Подробнее об истории Плавучего Университета и его целях можно прочитать во вкладке «История».

Целью проекта HOTMUD является укрепление и расширение сотрудничества между ведущими мировыми институтами путём проведения мультидисциплинарных исследований, направленных на определение механизмов, которые создают так называемые «пирсмент» структуры (вертикальное протыкание) в осадочных бассейнах, и количественно оценить их роль и значение в глобальных выбросах углерода в атмосферу. Наше международное сотрудничество будет способствовать исследованиям в специализированных наземных и морских районах мирового класса в сочетании с обучением и образованием студентов.

Полигоны работ в экспедиции Class@Baikal-2019

 

Полигон 1. Разлом «Гидратный»

История исследования и описание объекта.

В 2002 году в ходе батиметрической съёмки дна озера Байкал в рамках совместного российско-бельгийского проекта ИНТАС была детально закартирована выраженная в рельефе дна ступень, несомненно, тектонического происхождения (De Batist et al., 2002). Уступ прослеживается от мыса Ухан на острове Ольхон в юго-западном направлении на 40 км. Высота уступа в этом направлении постепенно уменьшается от 80 до 0 м.

Вдоль разлома расположен зоны фокусированной разгрузки углеводородов: грязевые вулканы «Новосибирск», «Санкт-Петербург-2» и «Ухан», сип «Санкт-Петербург», а также структура «МГУ», открытая в ходе предыдущей экспедиции Class@Baikal-2018 (Ахманов и др., 2018). Во всех этих структурах были обнаружены газовые гидраты, в связи с чем разлом получил название «Гидратный» (Хлыстов, 2018).

Задачи экспедиции.

В рамках Шестой Международной экспедиции проекта Class@Baikal планируется выполнить ряд сейсмоакустических профилей, секущих разлом, с целью уточнения морфологии уступа, положения поверхности сместителя и поиска новых структур флюидоразгрузки. По этим же профилям будет проведена геохимическая съёмка с целью оценки потока глубинного флюида по разломной зоне. Особое внимание будет уделено открытой нами в предыдущем рейсе структуре МГУ и грязевому вулкану «Новосибирск».

Планируемые геофизические и геохимические профили серез разлом "Гидратный" в экспедиции Class@Baikal-2019

Литература:

Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М., Соловьева М.А., Ефремов В.Н., Видищева О.Н., Маццини А., Кудаев А.А., Буланова И.А., Барымова А.А., Гордеев Е.К., Деленгов М.Т., Егошина Е.Д., Сорокоумова Я.В., Понимаскин П.О. Открытие новой гидратоносной структуры на дне оз. Байкал // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 4. Геология. 2018. №5. С. 11-116.

Хлыстов О.М. Гидратоносность и тектоника средней котловины оз. Байкал // Труды VII Международной научно-практической конференции “Морские исследования и образование (MARESEDU-2018)” Том II (IV): [сборник]. Тверь: ООО «ПолиПРЕСС», 2019, с. 41-44.

De Batist M., Canals M., Sherstyankin P., Alekseev S. & the INTAS Project 99-1669 Team, 2002. A new bathymetriс map of Lake Baikal. http://www.lin.irk.ru/intas/index.htm

 

Полигон 2. Посольская банка и грязевой вулкан Маленький

История исследования и описание объекта.

Структура «Маленький» была обнаружена на сейсмических профилях, полученных в ходе геофизических работ 1999 г. По результатам интерпретации сейсмопрофилей были выявлены три структуры флюидоразгрузки, различные по размерам и получившие соответствующие названия (Клеркс и др., 2003; Хлыстов, Де Батист, 2001). Одна из них «Маленький». Именно из этой структуры в марте 2000 г. были получены первые образцы приповерхностных газовых гидратов озера Байкал. В кернах донных осадков часто попадались комочки плотной глины (брекчия), что дало основания отнести данную структуру к грязевулканическому типу (Хлыстов, 2006). Вулкан «Маленький» приурочен к хорошо выраженному в рельефе дна тектоническому уступу, имеющего северо-восточное простирание и прослеживающегося практически до подножия Посольской банки.

Посольская банка расположена в юго-западной части авандельты реки Селенга и представляет собой поднятие с максимальными отметками над окружающими пространствами дна озера до 1200-1250 м. Вершинные поверхности банки располагаются на глубинах около 35-50 м от уреза озёрных вод (Nauds et al, 2012).

Задачи экспедиции.

В ходе экспедиции планируется проведение комплексных геолого-геофизических и геохимических исследований, направленных на уточнение положение тектонического разлома, к которому приурочен грязевой вулкан Маленький. Будут выполнены высокоразрешающие сейсмоакустические профили с профилографом для изучения характера залегания придонных отложений и особенностей режима газоразгрузки. Геохимические профили через вулкан и Посольскую банку позволят оценить величину потока флюидов по тектонически ослабленным зонам и сравнить его с потоком вдоль «Гидратного» разлома в центральной котловине озера.

Планируемые геофизические и геохимические профили в экспедиции Class@Baikal-2019 в южной котловине озера Байкал

Литература:

Клеркс Я., Земская Т.И., Матвеева Т.В., Хлыстов О.М., Намсараев Б.Б., Дагурова О.П., Голобокова Л.П., Воробьева С.С., Погодаева Т.П., Гранин Н.Г., Калмычков Г.В., Пономарчук В.А., Шоджи Х., Мазуренко Л.Л., Каулио В.В., Соловьев В.А., академик Грачев М.А. Гидраты метана в поверхностном слое глубоководных осадков озера Байкал // Доклады Академии Наук, 2003, том 393, №6, с. 822-826.

Хлыстов О.М., Де Батист М. Геолого-геофизическая характеристика района газовых гидратов оз. Байкал // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: Сб. избр. тр. науч.- техн. конф. / М-во образования РФ. ИрГТУ. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2001. - Ч.2. - С. 55-61.

Хлыстов О.М. Новые находки газовых гидратов в донных осадках озера Байкал // Геология и геофизика, 2006, т. 47, №8, с. 979-981.

Nauds L., Khlystov O., Granin N., Chensky A., Poort J., De Batist M. Stratigraphic and structural control on the distribution of gas hydrates and active gas seeps on the Posolsky Bank, Lake Baikal // Geo-Mar Lett (2012) 32:395–406.

 

Полигон 3. Район «Еловский»

История исследований и описание объекта:

Полигон «Еловский» расположен в северной части южной котловины озера Байкал. В 2007-2008 гг. в ходе проведения сейсмоакустических исследований с помощью профилографа Sonic - 141 (Санкт-Петербург) на полигоне были обнаружены положительные структуры, аналогов которых ранее на акватории озера Байкал не встречали. Кроме того, данные структуры были выделены по данным гидролокации бокового обзора.

В ходе международной экспедиции Class@Baikal-2015 на данной акватории были проведены комплексные геолого-геофизические работы, включавшие в себя сейсмоакустическое профилирование с помощью набортного профилографа и отбор проб донного осадка с помощью ударной трубки. По данным профилографа объекты выделяются по малоамплитудному параболическому отражению над границей дна и вертикальным зонам потери корреляции непосредственно под параболическим отражением и представляют собой положительные формы шириной 200-300 метров и высотой от 10 до 25 метров (Буланова, 2018).

Сейсмоакустический профиль через структуры полигона «Еловский», выполненный в экспедиции Class@Baikal-2015 (Ахманов и др. 2015)

Отобранный керн в пределах структур представлял собой, в основном, чередование интервалов глинисто-диатомового ила, глинистого ила и алевро-глинистого ила, типичное для современных донных отложений озера. Только в одной станции был вскрыт нетипичный, «аномальный» разрез, сложенный очень плотной, сухой алевритистой глиной в верхней части, подстилаемой переслаиванием глинистых и алевро-глинистых плотных илов с многочисленными чешуйками слюды (Ахманов, 2015).

В экспедиции Class@Baikal-2018 были проведены сейсмоакустические исследования на более низких частотах, которые показали наличие погребённого тела гравитационной природы. Все обнаруженные на дне структуры пространственно приурочены к области распространения линзовидного тела, в связи с чем можно предполагать их генетическую взаимосвязь (Буланова, 2019).

Задачи экспедиции:

Природа обнаруженных положительных структур на дне в этой глубоководной части озера Байкал до сих пор остаётся загадкой. В связи с этим в рамках экспедиции Class@Baikal планируется провести дополнительные исследования с помощи профилографа, а также детальный пробоотбор по профилю, пересекающему три структуры.

Литература:

Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М. и участники TTR-Class@Baikal-2015. (2015) Проект Glass@Baikal: развивая традиции Международной программы "Обучение-через-исследования (Плавучий Университет)" // Сб.: Труды IV Международной научно-практической конференции "Морские исследования и образование (MARESEDU)". – М.: Феория, 2015. – С. 29-33.

Буланова И.А., Соловьева М.А., Ахманов Г.Г. (2018) Предварительные результаты геолого-геофизических исследований полигона Еловский (озеро Байкал). // // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2018» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс] — М.: МАКС Пресс, 2018.

Буланова И.А., Соловьева М.А Диапироподобные структуры района Еловский (оз. Байкал): возможный механизм образования // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2019» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс]. – М: МАКС Пресс, 2019.

 

Полигон 4. Район нефтепроявлений «Горевой утёс»

История исследований и описание объекта:

Выходы нефти и газа и сопровождающие их приповерхностные скопления газовых гидратов на дне озера Байкал на траверсе мыса Горевой утес – одна из наиболее изученных к настоящему времени, современная, активная зона субаквальной разгрузки углеводородов (Каширцев и др. 2006; Конторович и др., 2007; Хлыстов и др., 2007; Хлыстов и др., 2009 и прочие). Объект практически уникален тем, что в пределах единого, ограниченного по размерам поля регистрируются выходы и газов, и жидких углеводородов, а также формируются газовые гидраты. Поле активных сипов, в диаметре около 500 м, располагается на склоне, в интервале глубин 850-950 м.

В экспедиции Class@Baikal-2018 выполнено два сейсмоакустических профиля высокого разрешения, пересекающих зону флюидоразгрузки в перпендикулярных направлениях, сопровождающиеся донным опробованим вдоль этих двух профилей с отбором образцов илов, поровых вод, газа и битумоидов осадков.

Задачи экспедиции:

В экспедиции Class@Baikal-2019 планируется продолжить отбор проб в данном районе при помощи гравитационных труб с целью оценки пространственной распространенности «влияния» зон фокусированных углеводородных сипов на геохимические характеристики окружающих донных отложений.

Планируемые геофизические и геохимические профили в экспедиции Class@Baikal-2019 в районе "Горевой утёс"

Литература:

Каширцев В.А., Конторович А.Э., Москвин В.И., Данилова В.П., Меленевский В.Н. (2006) Терпаны нефтей озера Байкал//Нефтехимия, 2006, том 46, №4, С. 1-9

Конторович А.Э.,Каширцев В.А., Москвин В.И., Бурштейн Л.М., Земская Т.И., Костырева Е.А., Калмычков Г.В., Хлыстов О.М. (2007) Нефтегазоносность отложений озера Байкал Геология и геофизика, 2007, т.48, №12, с. 1346-1356

Хлыстов О.М., Горшков А.Г., Егоров А.В. и др. (2007) Нефть в озере Мирового наследия / Доклады академии наук, 2007, том 414, №5, с. 1-4.

Хлыстов О.М., Земская Т.И., Ситникова Т.Я и др. (2009) Донные битумные постройки и населяющая их биота по данным обследования озера Байкал с глубоководных обитаемых аппаратов «Мир»/ Доклады академии наук, 2009, том 428, №5, с. 1-4.

 

Полигон 5. Район распространения сипов и оползней Красный Яр

История исследования и описание объекта.

Субаквальный оползень, названный впоследствии «Красный Яр», был обнаружен в 2009 году у подошвы склона авандельты реки Селенга по результатам батиметрической съемки многолучевым эхолотом в рамках исследований по Программе РАН 17.8 (2009) и проекту FWO Flanders (1.5.198.09). Систематическое изучение оползня началось в 2015 году (Ахманов и др., 2015) и осуществляется уже в течении трех лет в рамках проекта Class@Baikal. В трех экспедициях получен обширный материал - сейсмоакустические профили (54 км), станции донного геологического опробования ударной трубкой (72 станции). В лабораториях МГУ имени М.В. Ломоносова исследованы многочисленные пробы донных отложений, углеводородных газов из осадков, выполнены инженерно-геологические замеры пенетрометром и микрокрыльчаткой, проведены лабораторные исследования прочности грунтов на сдвиг, рентген-томографические исследования, компьютерное моделирование и пр. (Кудаев и др., 2017a).

Оползень «Красный Яр» локализован на глубинах от 350 до, более чем, 700 метров и хорошо выражен в рельефе дна. Он в плане имеет форму трапеции, по трем сторонам которой на геофизических профилях фиксируются стенки отрыва. В контурах, обозначенных стенками отрыва, оползневые массы занимают площадь около 10 км2. Верхняя стенка отрыва протягивается вдоль изобаты 350 метров. Высота стенок отрыва достигает первых метров. Поверхность скольжения, наиболее ярко выраженная на геофизических профилях, уходит от дна на глубину до 30 метров. Отмечаются признаки вторичных мелких оползаний внутри главного оползневого тела. Отложения, отобранные ударными трубками на Красноярском оползне, характеризуются текстурами оползания. В разрезе некоторых станций отсутствует типичный голоценовый интервал глинисто-диатомового ила в верхней части разреза, что может свидетельствовать о современной активности оползневых процессов (Кудаев и др., 2017b).

Яркой особенностью этого оползня является то, что у его подножья, на глубинах от 730 до 780 м, располагается активная зона фокусированной флюидоразгрузки - сип Красный Яр. Сип обнаружен в 2007 году и, к настоящему времени, детально изучен (Хабуев и др., 2016). Такое соседство позволило уже на раннем этапе изучения оползня «Красный Яр» выдвинуть предположение о том, что нестабильность склоновых накоплений связана с их повышенным газонасыщением (Ахманов и др., 2015). Подтверждения этому находятся в каждой экспедиции и при камеральной обработке собранного в экспедициях материала.

Каналы фильтрации флюидов в отложениях тела оползня "Красный Яр" (Кудаев и др., 2017a)

В отложениях оползня были найдены каналы миграции флюидов, типичные для газонасыщенных осадков озера Байкал (Кудаев и др., 2017a). Предварительные результаты компьютерного моделирования Красноярского оползня также свидетельствуют в пользу того, что оползшие осадки были изначально сильно газонасыщены (Кудаев, 2018).

Задачи экспедиции:

В этом году цель работ на объекте Красный Яр заключается в проведении дополнительного пробоотбора цельных кернов для дальнейшего исследования в лаборатории института ИГЭ РАН методом одноосного сдвига со скашиванием и попутным измерением порового давления.

Литература:

Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М. и участники TTR-Class@Baikal-2015 (2015) Проект Glass@Baikal: развивая традиции Международной программы "Обучение-через-исследования (Плавучий Университет)" // Сб.: Труды IV Международной научно-практической конференции "Морские исследования и образование (MARESEDU)". – М.: Феория, 2015. – С. 29-33.

Кудаев А. А., Корост Д.В., Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М. (2017а) Аутигенная минерализация в зонах фокусированной разгрузки углеводородов озера Байкал // В сб. Комплексные исследования Мирового океана. Материалы II Всероссийской научной конференции молодых ученых, г. Москва, 10-14 апреля 2017 г. [Электронный ресурс]. – Москва: ИО РАН – 2017а. – С. 478-479.

Кудаев А.А., Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М., Корост Д.В. (2017b) Характеристика донных грунтов в зонах фокусированной разгрузки углеводородов озера Байкал // Материалы докладов XIII Общероссийской научно-практической конференции и выставки «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации». – 2017b. – С. 636-639.

Кудаев А.А., Ахманов Г.Г., Хлыстов О.М. (2018) Фокусированная разгрузка метана, как причина субаквального оползания склонов (на примере Красноярского оползня озера Байкал) // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2018» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. [Электронный ресурс] — М.: МАКС Пресс, 2018.

Хабуев А. В., Ченский Д.А., Соловьева М.А., Белоусов О.В., Кононов Е.Е., Хлыстов О.М. (2016) Оценка ресурсов газовых гидратов геофизическими методами в зоне подводной разгрузки газа на сипе «Красный Яр» озера Байкал //Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. – 2016. – №. 1 (54).