КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер 17-77-10043

НазваниеЭкспресс-анализ и систематизация геологических данных для палеореконструкций и прогнозов (на примере донных отложений континентального шельфа Арктики, северо-западной части Тихого океана и озера Байкал)

РуководительКолесник Александр Николаевич, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук, Приморский край

Период выполнения при поддержке РНФ

07.2017 - 06.2019

Конкурс№23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-513 - Морская геология, литология, сейсмостратиграфия и геохимия донных отложений

Ключевые словадонные осадки и аутигенные новообразования; цветностно-яркостные, петромагнитные, гранулометрические, минералогические, геохимические характеристики; математическая статистика, литостратиграфическая корреляция; поздний плейстоцен, голоцен; моря Восточной Арктики, Северо-Западная Пацифика, озеро Байкал

Код ГРНТИ38.01.77

СтатусУспешно завершен

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Палеореконструкции и прогнозы на основе результатов изучения осадочной толщи Мирового океана в целом и высокоширотных областей в особенности являются одним из ключевых моментов в решении глобальных проблем, связанных с изменением природных условий (в первую очередь климата), а также приращением запасов полезных ископаемых. Вместе с тем значительная часть информации о вещественном составе искажается в процессе транспортировки и хранения проб (колонок осадков) – то есть до того, как материал будет проанализирован. В связи с этим возникает необходимость введения поправок либо разработки и внедрения на стадии полевых работ методик оперативного (ускоренного и упрощенного) определения различных литологических характеристик, в частности цветности. По цветности, при грамотно поставленной методике, уже на первых этапах исследования можно достаточно уверенно судить о структуре, текстуре, химическом и минеральном составе донных отложений, о среде осадконакопления и ее изменении во времени, о степени и характере постседиментационных преобразований. С другой стороны, развитие научно-технического прогресса, появление новых возможностей и средств для проведения полевых и аналитических работ на фоне общего оживления научной деятельности привело к накоплению большого объема разноплановой информации и возникновению проблемы ее обобщения, анализа и интерпретации. Цель проекта – разработка экспресс-методик анализа и систематизации больших массивов геологических данных для литостратиграфии, общегеографических, климатических, океанологических, экологических и сырьевых палеореконструкций и прогнозов. Предполагается использование представительной коллекции донных отложений различного срока хранения (в основном 1 год, 3–5 лет). Это сотни проб поверхностного слоя осадков, включая железистые и железомарганцевые аутигенные новообразования, а также десятки колонок мощностью от десятков сантиметров до нескольких метров из Восточно-Сибирского и Чукотского морей с прилегающими зашельфовыми областями Северного Ледовитого океана, Курило-Камчатского желоба со смежной частью абиссальной равнины Тихого океана и озера Байкал. Материал частично изучен [Вологина и др., 2003, 2007; Vologina et al., 2005; Астахов и др., 2008, 2010а, 2010б, 2013а, 2013б, 2014; Вологина, Штурм, 2009; Колесник и др., 2010; Колесник, Колесник, 2013, 2015; Вологина, Федотов, 2013; Колесник и др., 2014; Обрезкова и др., 2014; Колесник, 2015; Astakhov et al., 2015; Matveeva et al., 2015; Sattarova, Artemova, 2015; Вологина и др., 2016; Цой и др., Биология моря, в печати; см. сведения о руководителе, перечень публикаций]. При этом планируется привлечь значительное количество новых проб, в том числе из малоизученных и неизученных районов, с анализом новых параметров. Измерения будут проводиться системно, с использованием различных методов анализа и обработки данных (литологическое описание с просмотром смер-слайдов, плазменная спектрометрия, гравиметрия, рентгенофлуоресцентный анализ, рентгеновская дифракция, минералогический иммерсионный анализ, рентгеноспектральный микроанализ, корреляционный анализ, кластеризация, факторный, дискриминантный анализы и мн. др.). Главное внимание в проекте будет сосредоточено на разработке методики цифрового фотографического определения цветности и яркости при сопоставлении (корреляции) с другими характеристиками донных отложений. Основополагающие принципы опробованы в процессе изучения позднеплейстоцен-голоценовых отложений Чукотского плато, Северный Ледовитый океан [Колесник и др., Геохимия, принята к печати]. Созданная в рамках проекта база данных (ожидаемый объем – десятки тысяч числовых значений) будет анализироваться с помощью комплекса методов математической статистики. При этом акцент предполагается сделать на выработке алгоритмов с оптимальным сочетанием статистических подходов и приемов для решения наиболее распространенных задач морской геологии и наук о Земле в целом.

Ожидаемые результаты
1. Создание и отработка на разнообразном геологическом материале методики цифрового фотографического определения цветностных и яркостных характеристик морских, океанских, озерных донных отложений различного срока хранения, включая аутигенные новообразования, по площади (поверхностный слой) и в разрезе. При условии привлечения сведений о вещественном составе и анализе методами математической статистики, полученные данные могут успешно использоваться для целей литостратиграфии, океанологических, географических и других видов палеореконструкций и прогнозов. В перспективе у методики есть ряд преимуществ перед традиционным литологическим описанием. Она будет пригодна для работы со свежим и коллекционным материалом, при более простом алгоритме потребует меньших затрат времени (экспресс-методика), позволит исключить фактор субъективности в оценке цветовых характеристик, даст возможность многократно обращаться к исходному материалу в цифровом виде. Результаты, полученные по этой методике, будут полезны при аргументированном отборе проб для детальных аналитических работ. Методика может быть конкурентна в качестве упрощенного аналога различных цветовых шкал, применяемых сегодня для определения цветности. 2. Составление базы оригинальных данных о вещественном составе донных осадков (поверхностный слой, колонки) и аутигенных новообразований морей Восточной Арктики (Чукотское и Восточно-Сибирское моря с примыкающими глубоководными районами Северного Ледовитого океана), Северо-Западной Пацифики (Курило-Камчатский желоб с частью абиссальной равнины) и озера Байкал с включением ранее не рассматривавшихся характеристик и проб из малоизученных и неизученных районов. Измерения планируется вести согласно специально разработанным и стандартным методикам с привлечением современного отечественного и иностранного (США, Япония, Германия, Великобритания) оборудования при обязательном использовании стандартных образцов и систематической калибровке. База данных будет проанализирована при помощи методов многокомпонентной математической статистики с опробованием новых, более эффективных комбинаций, подходов и приемов. В итоге предполагается расширение представлений о седиментационных и постседиментационных процессах, условиях, контролирующих факторах и источниках осадочного материала в различных седиментационных обстановках с прослеживанием динамики процессов за последние тысячелетия (поздний плейстоцен, голоцен). Ожидаемые результаты обладают потенциальной практической ценностью и могут применяться в палеореконструкциях с последующим составлением прогнозов изменений климата, площади и толщины морского льда, биологической продуктивности, развития опасных природных процессов и общего экологического состояния стратегически важных регионов страны, расширения минерально-сырьевой базы (особенно актуально для Арктического региона).

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---