1.3. Геологическое картирование

Общие вопросы и методология. ФГУП «ВСЕГЕИ», Роснедра, ФГУП «ВНИИокеангеология» в лице О.В. Петрова, А.Ф. Морозова, Е.А. Киселева и др. представили Государственную геологическую карту РФ масштаба 1: 2 500 000, которая содержит полную и всестороннюю характеристику особенностей геологического строения территории страны и является основой развития наук о земле. Карта создана с использованием современных ГИС-технологий и составляет «ядро» государственной геолого-картографической информационной системы, включающей полномасштабный ряд государственных геологических карт. Карта легла в основу создания ГИС-Атласа «Недра России», международного сотрудничества РФ с соседними странами, проведения прогнозно-минерагенического анализа территории РФ, а также осуществления геолого-экономического и стоимостного анализа минерально-сырьевой базы страны. Впервые в металлогенической практике при выделении металлогенических таксонов было проведено обобщение результатов количественной оценки минерально-сырьевого потенциала недр РФ, включая месторождения с запасами, стоящими на государственном балансе, и перспективными объектами с апробированными прогнозными ресурсами категорий Р₁, Р₂ и Р₃. В основу оценки минерагенического потенциала были положены результаты региональных геолого-съемочных работ масштаба 1:200 000 и 1:1 000 000. Дана типизация металлогенических зон по структурно-металлогеническим комплексам, профилирующему промышленному оруденению, степени продуктивности и перспективности. Создание геологических карт является одной из главных задач и одним из основных направлений деятельности государственных геологических служб большинства экономически развитых стран Мира на современном этапе. Только государство в состоянии организовать систематическое геологическое изучение своей территории и тем самым обеспечить создание современных геологических основ недропользования [Петров О.В., Морозов А.Ф., Киселева Е.А. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. // Разведка и охрана недр. -2012. -№9, с. 43-48.].

В.В. Балаганский, В.Р. Ветрин, Л.Н. Морозова и др. дают краткий обзор региональных геологических исследований и приводят наиболее важные новые результаты, полученные геол. группой лаборатории региональной геологии и геофизики. Отмечены переход от концепции геосинклиналей к концепции тектоники литосферных плит для палеопротерозоя и работы по созданию новых геотектонических моделей для архея. Показана необходимость изучения геологии и тектоники раннего докембрия на основе геологического картирования с привлечением методов исследования, результаты которых характеризуют геол. объекты и процессы количественными параметрами [Балаганский В.В., Ветрин В.Р., Морозова Л.Н. и др. Региональная геология и тектоника Кольского региона: краткий обзор, новые подходы и результаты. // Вестн. Кольск. науч. центра РАН. -2012. -№ 1.].

А.Ф. Морозов, Н.В. Межеловский, В.А. Килипко и др. излагают основные результаты 20-летней деятельности МЦГК «ГЕОКАРТ», в итоге которой создана (совместно с другими организациями и профессиональными коллективами) современная научно-методическая и технологическая база работ по геологическому изучению недр и воспроизводству минерально-сырьевой базы России. Новые методы и технологии геологоразведочных работ успешно внедрены в производство и науку [Морозов А.Ф., Межеловский Н.В., Килипко В.А. и др. Основные итоги 20-летней деятельности МЦГК «ГЕОКАРТ» и планы на будущее. // Разведка и охрана недр. -2012. -№2, с. 3-13.].

Существующая система регионального геологического картирования имеет ряд недостатков. 1. При замерах региональных геологических разрезов возрастают неточности, связанные с увеличением длины разрезов, неправильными замерами азимутальных углов, углов наклонов и протяженности склонов. 2. При измерениях в районах радиоактивных руд не проводится 'гамма'-спектрометрия. 3. Стратиграфическая мощность специальных разрезов не включается в расчет мощности пласта. 4. Залегание, замеренное дигитальным компасом, должно быть трансформировано в полевом дневнике, что обычно не делается. Высказан ряд предложений по устранению указанных выше недостатков и улучшениям практической деятельности в полевых и камеральных условиях [Guo Fu-sheng, Wu Zhi-chun, Xie Cai-fu и др. Некоторые предложения по улучшению системы регионального геологического картирования и практического мастерства. Zhongguo dizhi // Geol. China. -2012. 39. -№ 1.].

В 2010 году природный объект «Плато Путорана» (в границах Путоранского заповедника) включен в список всемирного наследия ЮНЕСКО. Основанием явилось то, что объект «включает уникальные природные явления и территории исключительной природной красоты и эстетического значения» (критерий VII) и «представляет выдающиеся примеры важных экологических и биологических процессов в эволюции экосистем и сообщества растений и животных» (критерий IX). Плато Путорана является частью базальтового плато Средней Сибири - второго в мире по величине. Оно образовалось близ рубежа перми и триаса, на котором произошла самая значительная в истории Земли перестройка биоты. Подобные плато формировались на рубежах всех периодов мезозоя, и их образование часто считают причиной резких смен биоты. Палеонтологические остатки в них почти нигде не отмечаются. Вулканическое плато Средней Сибири в этом отношении уникально. На нем и по его периферии выявлено несколько сотен местонахождений ископаемых животных и растений, позволяющих проследить смену биоты в пространстве и времени. Г.Н. Садовников считает, что оно полностью отвечает еще и критерию VII Всемирного наследия, т.к. является выдающимся образом главных этапов истории земли, символом происходящих геологических процессов в развитии рельефа. При таком расширении содержания объекта его территория должна быть увеличена. Следует включить в его состав несколько участков в бассейнах рек Нижней Тунгуски, Курейки, Котуя, где выходят на поверхность вулканогенные породы с многочисленными и разнообразными палеонтологическими остатками, принадлежащие разным частям плато и разным этапам его формирования [Садовников Г.Н. О необходимости расширения содержания и территории объекта всемирного наследия «Плато Путорана». // 10 Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле»,. Доклады., -Москва, 12-15 апр., 2011. –М. -2011.].

С.О. Зорина предлагает методический подход к оценке роли вертикальных тектонических движений при формировании тектоноэвстатической цикличности и фациального облика среднеюрских-нижнемеловых отложений востока Русской плиты. Сопоставление глобальной и региональной эвстатических кривых, моделирование возможных вариантов литологического состава осадков при эвстатических флуктуациях, сравнение результатов моделирования с хроностратиграфической схемой позволило разделить глобальную эвстатическую составляющую и региональный «тектонический шум». Установлено, что вертикальные тектонические движения ответственны за формирование границ большинства выделенных циклитов востока Русской плиты. Пространственно-временная выдержанность вещественного состава циклитов, связанная с длительными периодами стабильного стояния уровня моря, обусловливает их минерагеническую специализацию на широкий комплекс нерудных полезных ископаемых [Зорина С. О. Среднеюрские-нижнемеловые тектоноэвстатические циклиты востока Русской плиты. // Докл. РАН. -2012. -№ 6. 444.].

Региональное геокартирование. Любые геологические работы в конечном итоге предполагают формирование фонда геологически высокоресурсных минерагенических и рудных объектов полного масштабного ряда – от обзорного до детального. В тоже время в результате планомерных региональных исследований территории России накоплены огромные объемы геологических, геофизических, геохимических и дистанционных материалов. В основном они содержатся в комплектах Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000, отчетах и публикациях. Поэтому, какая бы работа не проводилась в геологическом направлении, научные исследования или обыкновенная геологическая съемка, все они направлены на увеличение минерально-сырьевой базы, на укрепление экономики страны [Архиреев И.Е., Масленников В.В., Макагонов Е.П., Кабанова Л.Я. Южно-Уральская нефритоносная провинция. // Разведка и охрана недр. -2011. -№3, с. 17-22.].

В связи с подготовкой к Зимней олимпиаде 2014 г. в г. Сочи необходимо обеспечить безопасность объектов, находящихся в зоне потенциального воздействия опасных объектов, находящихся в зоне потенциального воздействия опасных проявлений геологических процессов, в частности оползней. В.В. Маркарьян и А.А. Вожик реализована методика оценки оползневой опасности с использованием ГИС-анализа на территории Сочинского полигона. Выполнены аналитические исследования, направленные на выявление степени предрасположенности отдельных участков изучаемой территории к развитию оползней. Результаты оценки оползневой опасности представлены в виде районирования территории по уровню оползневой опасности, на которой выделено пять уровней оползневой опасности: от очень низкой до очень высокой [Маркарьян В.В., Вожик А.А. Районирование территории Сочинского полигона по уровню оползневой опасности на основе ГИС-анализа. // Разведка и охрана недр. -2012. -№10, с. 7-10.].

Н.И. Корчуганова, Д.Г. Загубный и С.А. Соколова строят карты неотектонического содержания на основе построенной структурно-геоморфологической карты Русской плиты. Основными единицами неотектонического районирования Русской плиты являются провинции, состоящие из системы поднятий, разделенных протяженными зонами прогибов. Провинции объединены в крупные сегменты земной коры, особенности новейшего строения которых обусловлены панрегиональными процессами. Приведена характеристика новейших деформаций каждой провинции, рассмотрена их связь со структурами фундамента и осадочного чехла [Корчуганова Н.И., Загубный Д.Г., Соколова С.А. Неотектоническое районирование Русской плиты. // Разведка и охрана недр. -2012. -№2, с. 13-20.].

Во ФГУП «ВНИИОкеангеологии им. И.С. Грамберга» Е.А. Гусев, Д.А. Костин и П.В. Рекант изучают геологическое строение четвертичных образований Баренцево-Карского шельфа по программе составления листов Государственной геологической карты России масштаба 1:1 000 000. Собранные данные ставят под сомнение реконструкции покровного оледенения всего шельфа в неоплейстоцене. Приведены свидетельства ограниченного распространения в пределах поднятий морского дна и островов отдельных ледниковых центров. Проблема установления генезиса четвертичных отложений Арктики России существует уже несколько десятилетий. В настоящее время основной является точка зрения об особенном шельфовом типе оледенения, когда на осушенных пространствах при регрессии моря образовались ледниковые покровы, которые наступали на сушу, деформируя осадки и породы, слагающие приморские низменности и предгорья. Отмечена особенность строения рельефа на Баренцевом шельфе. Плоские вершины подводных поднятий и банок характеризуются сильной изрезанностью, с глубиной изрезанность уменьшается. На глубинах более 100-120 м поверхность морского дна совершенно ровная. Можно предположить, что ни эрозионные, ни экзарационные процессы ниже этих глубинных отметок в позднем неоплейстоцене не происходили [Гусев Е.А., Костин Д.А., Рекант П.В. Проблема генезиса четвертичных образований Баренцево-Карского шельфа (по материалам Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. // Отечественная геология. -2012. -№2, с. 84-89.].

Использование аэрокосмической информации. С.А. Барталев, Д.В. Ершов и Е.А. Лупян обращают внимание, что спутниковый сервис ВЕГА обеспечивает возможности решения широкого круга задач, включая оперативное выявление и анализ изменений в лесном покрове, экспресс оценку породной структуры и запаса стволовой древесины лесов. ВЕГА представляет собой эффективный инструмент, позволяющий в кратчайшие сроки и с минимальными затратами оценить состояние и ресурсный потенциал лесов любого интересующего региона на территории Российской Федерации. Круг потенциальных пользователей спутникового сервиса включает в себя лесохозяйственные и лесопромышленные организации, кредитные и страховые компании, органы управления лесами различных уровней, природоохранные и научно-исследовательские структуры. Спутниковый сервис ВЕГА создан на основе автоматизированных технологий сбора, обработки и распространения спутниковых данных, разработанных в Институте космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) [Барталев С.А., Ершов Д.В., Лупян Е.А. Возможности использования спутникового сервиса ВЕГА для решения различных задач мониторинга наземных экосистем. // Соврем. пробл. дистанц. зондир. земли из космоса. -2012. -№ 1. 9.].

О.А. Гирина обращает внимание, что Камчатка - один из наиболее активных районов нашей планеты. Сильные эксплозивные извержения вулканов, при которых пеплы поднимаются на высоту 8-15 км над уровнем моря, происходят здесь каждые полтора года. Исследование предвестников извержений вулканов для предупреждения и оценки будущей вулканической опасности - актуальная фундаментальная проблема вулканологии. Рассмотрен предвестник сильных эксплозивных извержений вулканов, выявленный по спутниковым данным (термальные аномалии), а также примеры успешной реализации прогнозов извержений на основе этого предвестника [Гирина О.А. О предвестнике извержений вулканов Камчатки, основанном на данных спутникового мониторинга. Вулканол. и сейсмол. // Исслед. Земли из космоса. -2012. -№ 3.].

А.В. Поляков и Ю.М. Тимофеев анализируют и сравнивают результаты спутниковых и наземных измерений общего содержания (ОС) фтористого водорода (HF). Из измерений профиля HF прибором FTS на ИСЗ ACE рассчитывается ОС и сопоставляется с данными наземных измерений вблизи Санкт-Петербурга в 2009-2011 гг. Сравнения показали хорошее качественное согласие сезонного хода ОС HF по данным двух независимых измерений. Немногочисленные (девять случаев) прямые сравнения данных двух типов измерений, согласованных по времени (в течение суток) и месту (не далее 500 км), показали следующие характеристики: средняя разность 8с превышением спутниковых данных, стандартное отклонение разности 7. В двух случаях близких пар измерений (ближе 200 км) сопоставления показали разности 1 и 7. Полученные статистические характеристики разностей двух типов измерений хорошо согласуются с независимыми данными сопоставлений измерений ОС HF по данным ACE-FTS с данными сети NDACC [Поляков А.В., Тимофеев Ю.М. Сравнения спутниковых и наземных измерений содержания фтористого водорода в атмосфере. // Исслед. Земли из космоса. -2012. -№ 4.].

В.В. Чукин, Е.С. Алдошкина, А.В. Вахнин и др. утверждают, что точность прогнозирования атмосферных процессов с помощью гидродинамических моделей напрямую зависит от точности информации о состоянии в начальный момент времени. С развитием навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS появляются дополнительные возможности ДЗ атмосферы, которые дают возможность получать более подробную информацию об атмосфере, как по пространству, так и по времени. Представлены результаты влияния ассимиляции данных ГЛОНАСС/GPS в модели WRF на прогноз метеопараметров [Чукин В.В., Алдошкина Е.С., Вахнин А.В. и др. Ассимиляция данных ГЛОНАСС/GPS в региональную численную модель прогноза погоды WRF ARW. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. // Сборник научных статей. -Москва. -2011.].

Как следует из проведенных к настоящему времени исследований, климатические тренды существенно зависят от состояния глобального растительного покрова. Для оценки этой зависимости А.А. Чухланцев и В.П. Саворский применяют глобальные модели, использующие параметры, которые, в принципе, могут быть определены по данным спутникового мониторинга. В частности, в ряде исследований используется индекс NDVI для расчета средних за месяц полей доли фотосинтетически активной радиации, поглощенной зелеными листьями растительного полога. В результате оцениваются скорости транспирации и фотосинтеза. Теоретические оценки составляющих радиационного баланса в системе атмосфера-растительность-почва требуют знания параметров пограничного слоя атмосферы, динамических параметров растительности и почвы, например, биомассы, температуры почвы и запаса воды в слое корней. Для высоких широт требуется информация о запасах снега и льда. Рассматриваются возможности ДЗ растительных покровов из космоса для определения параметров глобальных климатических моделей. Формулируются задачи спутникового мониторинга лесов при изучении и прогнозе глобальных климатических изменений [Чухланцев А.А., Саворский В.П. Задачи дистанционного зондирования лесов при изучении глобальных климатических изменений. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: // Сборник научных статей. -Москва. -2011.].

В.А. Дубина, В.К. Фищенко, О.Г. Константинов и др. на примере залива Петра Великого показывают эффективность совместного применения спутниковых данных и наземных видеонаблюдений для мониторинга прибрежных районов моря. Видеосъемка морской поверхности позволяет получать количественную информацию о нефтяном загрязнении, речном стоке, ледяном покрове, внутренних и ветровых волнах, субмезомасштабных вихрях. Интеграция спутниковых измерений и наземного видеонаблюдения морской поверхности повышает надежность алгоритмов интерпретации спутниковых данных [Дубина В.А., Фищенко В.К., Константинов О.Г. и др. Интеграция спутниковых данных и наземных видеонаблюдений в системах мониторинга. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. // Сборник научных статей. –Москва. -2011.].

На основании результатов численного моделирования формирования циклонических вихрей в области внутритропической зоны конвергенции, а также анализа данных микроволнового спутникового мониторинга (глобальных радиотепловых полей Земли из электронной коллекции GLOBAL-Field) и данных о ветре в области внутритропической зоны конвергенции И.В. Мингалев, Н.М. Астафьева, К.Г. Орлов и др. предлагают методику прогноза образования тропических циклонов по данным спутниковых наблюдений. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 10-01-00451 [Мингалев И.В., Астафьева Н.М., Орлов К.Г. и др. Возможность предсказания образования тропических циклонов и ураганов по данным спутниковых наблюдений. // Сборник научных статей. –Москва. -2011.].

Исследование гидрофизической системы северо-восточной части Черного моря во взаимодействии с атмосферой представляет большой интерес. На базе инфраструктуры Южного отделения Института океанологии РАН В.А. Мельников, А.Г. Зацепин и А.Г. Костяной создают современную измерительную сеть с использованием контактных и дистанционных методов измерений. Измерительный комплекс включает в себя прибрежную метеостанцию, датчики температуры и уровня моря, гидрофизические зонды, GPS-приемник. Используется разнообразная спутниковая информация. Важной вспомогательной задачей является интеркалибрация применяемых контактных и дистанционных измерителей. На основе оценок статистических связей между параметрами гидрометеорологической системы получены новые данные о характере разномасштабных динамических процессов [Мельников В.А., Зацепин А.Г., Костяной А.Г. Гидрофизический полигон на Черном море. // Исслед. океанов и морей. -2011. -№213.].

Е.В. Фокеева, А.Н. Сафронов и В.С. Ракитин изучают загрязнения атмосферы Центра европейской территории России во время пожаров лета 2010 г. Представлены результаты наземных (станции ИФА, МГУ и ЗНС) и спутниковых (MOPITT, AIRS ИСЗ Terra и Aqua) измерений общего содержания и концентрации окиси углерода CO, а также данные MODIS ИСЗ Terra и Aqua о пространственно-временном распределении лесных и торфяных пожаров. Проведено сравнение похожих ситуаций 2010 и 2002 гг. и выявлены причины более высоких уровней загрязнения в 2010 г. Применение траекторного анализа, детализированных космических снимков и модельных расчетов позволило выявить расположение и вклад торфяных пожаров в загрязнение воздуха над московским мегаполисом. Приводятся оценки эмиссий от пожаров, полученные двумя независимыми способами [Фокеева Е.В., Сафронов А.Н., Ракитин В.С. Исследование влияния пожаров в июле-августе 2010 г. На загрязнение окисью углерода атмосферы Москвы и окрестностей. // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. -2011. -№6. 47.].

А.П. Хренов создал цифровые модели (3D) рельефа активных вулканов Камчатки и Курильских островов с последующей разработкой сценария их катастрофических извержений. Основными измерительными средствами для решения задач исследования природных ресурсов Земли и в частности успешно применяемыми для мониторинга вулканов являются: многоспектральный сканирующий радиометр (MODIS), усовершенствованный спутниковый радиометр высокого разрешения теплового излучения и отражения (ASTER). Компьютерная обработка радиолокационных интерферометрических измерений (SRTM) и возможность построения новых трехмерных цифровых слоев, позволяет в дальнейшем достаточно оперативно оценивать границы и объемы изверженного материала во время извержения в реальном времени [Хренов А.П. Исследование активных вулканов методами дистанционного зондирования. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. // Сборник научных статей. -Москва. -2011.].

А.Г. Гранков, Е.А. Бузенкова, А.А. Мильшин и др. описали пространственное расположение районов исследований. Приведены характеристики спутниковых и климатических архивов. Рассмотрены примеры взаимосвязи измеряемых яркостных температур и параметров системы суша - атмосфера [Гранков А.Г., Бузенкова Е.А., Мильшин А.А. и др. Использование спутниковых микроволновых данных в исследованиях влияния Северной Атлантики на погодные процессы на Европейской территории России. // Труды 4 Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий», Москва, 15-17 июня, 2011. –М. -2011.].

О.Н. Галаганов, Т.В. Гусева и Г.В. Демьянов представили сведения о государственной спутниковой геодезической сети России. По данным дискретных GPS-измерений скорости горизонтальных перемещений в северо-восточном направлении на территории Европейской части России составляют 2-3 см/год (в системе координат ITRF2005). Скорости движений и их направление для одних пунктов достаточно стабильны во времени, а для других изменяются в зависимости от периода осреднения. Оценки показывают, что в локальной системе координат скорости горизонтальных движений составляют обычно несколько мм/год и редко превышают 1 см/год [Галаганов О.Н., Гусева Т.В., Демьянов Г.В. Использование спутниковых геодезических методов для изучения современных движений земной коры. // Материалы XVII Всероссийской конференции с международным участием, Москва, 20-22 сент., 2011. –М. -2011.].