65-ый рейс ПС «Академик Иоффе»

27 декабря 2023

65-ый рейс ПС «Академик Иоффе»

Версия для печати

Завершилось выполнение Научной программы комплексной экспедиции 65-го рейса ПС «Академик Иоффе» (22.11.2023 – 02.01.2024) в тропическую Атлантику, судно следует в порт Калининград. В экспедиции приняли участие 12 научных сотрудников, 1 инженер, 4 студентов - сотрудников ИО РАН, научный сотрудник и аспирантка Географического факультета МГУ.

Карта рейса АИ-65

Экспедиция началась на полигоне Долдрамс. В ней проведен широкий комплекс исследований магнитных аномалий на трех полигонах и по маршруту судна, сейсмоакустического имиджа и состава отложений в пассивных частях долин трансформных разломов Долдрамс, Пущаровского, Вима и Лима, гидрофизических и гидрохимических характеристик водной толщи в долинах разломов, ветрового волнения, таксономического состава и распространения млекопитающих, летучих рыб и птиц на переходах по маршруту. За время экспедиции пройдено 7465 морских миль с сейсмопрофилографом SES-2000 deep и 6250 морских миль с магнитометром SeaPos2. Проведены работы на 16 глубоководных станциях геологического пробоотбора, выполнены 13 зондирований водной толщи от поверхности до дна зондом SBE19plus V2 с отбором проб системой SBE32 Carousel из батометров системы Нискина и измерениями скорости течений с помощью ACM Nortek Aquadopp 6000, сделаны 16 буйковых станций с дрейфом волномерного буя Spotter.

В результате работ на полигонах в долинах трансформных разломов Долдрамс и Вима-Лима получены фундаментальные результаты по геофизике и морской геологии, а на переходах – имеющие не только научное, но и практическое значение результаты измерений ветрового волнения и попутных наблюдений за морской биотой.

Экспедиционные исследования сейсмоакустических фаций, процессов латеральной седиментации, источников и механизмов поступления осадочного материала в долины трансформных разломов Срединно-Атлантического хребта проводятся учеными ИОРАН с 2017 г., в разломе Вима они активно ведутся с 2019 г. Этот разлом отличается от других трансформных разломов огромной мощностью осадочного чехла (до 1500м по данным Проекта глубоководного бурения). В 65-м рейсе впервые исследована с высоким разрешением акустическая структура верхней части осадочной толщи, заполняющей западную (пассивную) часть долины разлома Вима и часть разлома Лима, выявлены сейсмоакустические фации осадков разного генезиса. В западных частях этих долин прослежена система промытых придонными течениями эрозионных каналов, в том числе их погребенных ветвей, которая оказалось более разветвленной и протяженной, чем предполагалось ранее. Существенно уточнена морфология каналов и однозначно установлена их нетектоническая природа. Доказано, что на дне каналов, под слоем поверхностных осадков, как правило, залегает плотная диагенетическая железистая корка (или пачка ожелезненных прослоев осадка), которая зачастую не пробивается имеющимися на борту ударными трубками (весом до 1.8 т), а иногда и дночерпателями. На нескольких галсах сейсмоакустического профилирования зафиксированы выходы плотных, более древних отложений и несогласное залегание осадков.

Общее фото

Получены уникальные данные о составе осадков в долинах разломов Долдрамс и Пущаровского к востоку от САХ. К настоящему времени осадконакопление в этих разломах почти не изучено. Две колонки, полученные нами в долинах указанных разломов, представлены преимущественно восстановленным терригенным глинистым илом. Такой же ил, сложенный осадочным материалом из Амазонки, был обнаружен и в западной части разлома Долдрамс в 60-м рейсе ПС «Академик Иоффе». Западные и восточные части долин разломов Долдрамс и Пущаровского разделены сериями сужений и поднятий высотой до нескольких сотен метров, препятствующих переносу осадочного материала гравитационными потоками от конуса выноса Амазонки вдоль разломов. Транспортировка осадочного материала гравитационными потоками из ближайших крупных рек Африки в район исследования также сильно осложнена из-за топографических препятствий в виде зоны разлома Зеленого Мыса и поднятия Сьерра-Леоне. Поскольку восстановленный терригенный глинистый ил не является пелагическим осадком, есть все основания полагать, что вскрытые колонками 65-го рейса осадки представлены контуритами и были сформированы придонным течением преобразованной ААДВ. Этот важный результат меняет систему представлений об осадконакоплении в разломах Долдрамс и Пущаровского.

Благодаря применению технологии учета геомагнитных вариаций, удалось очистить данные магнитной съемки от вариаций на полигоне Долдрамс и выделить осевую магнитную аномалию в спрединговом сегменте между разломами Пущаровского и Богданова, приуроченную к неовулканическому хребту на восточном фланге рифтовой долины. Это существенно уточняет представления о геодинамике исследованной части мегатрансформной системы Долдрамс.

На расположенном внутри разлома Пущаровского узком выклинивающемся спрединговом сегменте выделено возможное локальное положение осевой аномалии, совпадающее с проекцией рифтовой долины в расположенном к северу спрединговом сегменте между разломами Вернадского и Пущаровского. Это может свидетельствовать о локальном спрединге или наложенной вулканической деятельности внутри разлома Пущаровского вне основной рифтовой долины.

По результатам магнитной съемки на разломах Вима и Лима и учета геомагнитных вариаций составлены карты аномального магнитного поля для этих районов. Уточнены положение осевых аномалий. Доказана возможность картирования линейных магнитных аномалий в разломных зонах, расположенных в низких широтах, с помощью разработанной технологии исключения вариаций и специально заданной системы галсов, покрывающей приразломные участки спрединговых сегментов.

Магнитная съемка на микрополигоне Иберия продолжила исследования, начатые в 63-м рейсе ПС «Академик Иоффе» в 2022г. Дополнительные профили позволили существенно уточнить карты аномального магнитного поля над подводными горами Иберийской котловины и ответить на главный вопрос относительно природы этих гор – о соотношении древнего (совпадающего с отделением Иберийской микроплиты от Лавразии) и наложенного, более молодого магматизма внутри данной провинции.

Сейсмоакустической съемкой впервые выявлены аккумулятивные структуры типа осадочных волн юго-западнее группы гор Метеор. По результатам магнитной съемки на подводной горе Грейт Метеор установлено, что эта гора принадлежит к целому кластеру подводных гор, венчающих крупную провинцию внутриплитного магматизма. Гора росла как крупный вулкан-остров вблизи Срединно-Атлантического хребта, впоследствии испытала быстрое погружение с эрозионным срезом вершины. Характерный рисунок магнитных аномалий указывает на признаки возможного катастрофического эксплозивного извержения с образованием обширной кальдеры и последующим ростом побочных конусов.

На переходе от полигонов к проливу Да-Манш выполнена серия из 16 станций с волномерным буем. Результаты помогут понять, какие процессы приводят к развитию и затуханию морского волнения в открытом океане и существенно повысить достоверность прогнозов. Проведены уникальные работы по длительному (более 8 ч) измерению волномерным буем. Успешно продолжены работы по разработке алгоритма получения характеристик морского волнения с помощью навигационного радара. Важнейшим практическим результатом этих работ будет получение судоводителями оперативной информации о состоянии морской поверхности даже в темное время суток, что улучшит навигационный потенциал и приведет к снижению числа аварийных ситуаций на море.

Результаты гидрофизического зондирования в разломе Пущаровского свидетельствуют о трансформации придонных вод с запада на восток, за счет смешения ААДВ и САГВ, в частности о повышении потенциальной температуры и солености от 38 к 33 з.д. Это подтверждается повышением содержания кислорода в придонном слое. В разломе Вима на главной седловине (41 з.д.) зафиксированы воды с потенциальной температурой - 1.36° С, что соответствует значениям, полученным в 2019 и 2022 гг.

Проведен лов пелагических океанических рыб кастинговой сетью и спиннингом на 30 ночных световых станциях, общей продолжительностью 103 часа. В результате 800 часов визуальных наблюдений двумя наблюдателями зафиксировано 17420 летучих рыб, 1512 птиц, 93 морских млекопитающих, встречено 2 вида китов (2 встречи - 4 особи) и 5 видов дельфинов (34 встречи – 171 особь).

За время экспедиции ее участниками прочитано 7 научных докладов и 15 научно-популярных лекций по разным областям океанологии и другим наукам.

Перечисленные результаты получены в условиях экономии топлива в течение всего рейса и проведения геологических и гидрофизических работ с одной и той же кормовой лебедки – единственной, на которой имелся трос для работ на глубине до 5200 м. Кабель-троса для глубоководных работ и троса на лебедке правого борта к началу экспедиции на судне не было, что существенно осложнило подготовку оборудования и проведение всех забортных работ. Кроме того, гидрофизическое зондирование на 13 станциях пришлось проводить в автономном режиме со значительной неопределенностью подхода ко дну. На судне нет лебедки для кабеля магнитометра, поэтому спуск и подъем прибора (более 40 спусков и более 40 подъемов за время экспедиции) приходилось выполнять всему составу отряда вручную в любое время суток в зависимости от времени подхода к станциям.

Успешное выполнение Научной программы было бы невозможно без постоянной помощи экипажа ПС «Академик Иоффе», которому, особенно механической службе и боцманской команде, пришлось постоянно исправлять результаты последнего некачественного ремонта и поддерживать отслужившее свой срок судовое оборудование.

Начальник экспедиции д.г.-м.н. Елена Владимировна Иванова