Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В 2022г. проведена экспедиция в восточную тропическую Атлантику (63-й рейс НИС «Академик Иоффе»). Получены новые материалы и отобраны колонки донных осадков из долины трансформного разлома Романш для работ по проекту в 2023 г. По данным сейсмоакустического профилирования, полученным в 9 рейсах НИС «Академик Иоффе» (2010-2022 гг.), выделены четыре основных типа акустических образов отложений и более 10 подтипов. Результаты приведены в соответствие с наиболее распространёнными и применимыми для Атлантики классификациями и частично опубликованы в (Ivanova et al., Marine Geology, 2022 https://doi.org/10.1016/j.margeo.2022.106835). В трансформной долине Вима (11 с.ш.) сопоставление отобранной участниками проекта в 60-м рейсе НИС «Академик Иоффе» (2022) колонки донных осадков АИ-4114 в точке бурения скв. DSDP26/353 Проекта глубоководного бурения с сейсмоакустической записью позволило установить, что рефлекторы на сейсмопрофилях соответствуют грубозернистым прослоям и интервалам значительных изменений содержания карбоната кальция в осадках. По результатам обработки новых сейсмоакустических данных из восточной части долины представлен доклад Borisov et al. “Contourites in the Vema Fracture Zone (Tropical Atlantic)” на Международной конференции ”Oceanic Gateways” в Лондоне (ноябрь, 2022). Установлено, что минеральный состав терригенного материала колонок из восточной и западной частей разлома Вима близок между собой и соответствует составу осадков конуса Амазонки. Соотношение четырех глинистых минералов указывает на то, что терригенный материал попадал в воды Амазонки и Ориноко за счет эрозии пород Анд и тропического гумидного выветривания в нижнем течении рек, а затем транспортировался в океан. Этот материал перенесен в долину разлома Вима в результате совместного действия гравитационных потоков с континентального склона Южной Америки и течения Антарктической донной воды (Мурдмаа и др., в печати). Результаты комплексного исследования колонок плато Санта-Катарина позволили отнести вскрытые отложения к трем основным генетическим типам (Ivanova et al., 2022). Гравититы обнаружены на севере плато, у подножия эскарпа плато Сан-Паулу. Турбидиты представлены крупным терригенным хорошо сортированным силтом темно-зеленовато-серого оттенка. Терригенные контуриты (глинистые и силтово-глинистые илы) преобладают в разрезах изученных колонок и характеризуются плохой сортировкой, наличием резких эрозионных контактов, уплотненных слоев и тонких песчаных или силтовых прослоев, широким развитием биотурбации, наличием би-градационных последовательностей (интервалов с чередующейся обратной и нормальной градационной слоистостью). Для данного типа отложений установлена хорошая корреляция между содержанием сортируемого силта и средним размером частиц во фракции 10-63 мкм. Пелагиты (гомогенные глинистые илы) встречены только на севере плато, в зоне захороненных осадочных волн. Скорости осадконакопления составляют 5–9 см/тыс. лет. Большая часть осадочного материала поступает на плато из залива Ла-Плата. Сопоставление результатов гранулометрического анализа поверхностных донных осадков на плато Санта-Катарина с результатами моделирования современной циркуляции придонных вод показало выраженную положительную корреляцию между модельными скоростями течений и средним размером частиц осадка. Высокие скорости течений и наиболее крупный осадочный материал были выявлены на склонах и подножии поднятия Торрес. Самый тонкозернистый материал и низкие скорости течений обнаружены в центре предполагаемого круговорота возвратной ветви Нижних циркумполярных вод (НЦПВ) на севере плато. Течение НЦПВ ответственно за формирование широкого спектра эрозионных и аккумулятивных форм на плато, выявленных по данным сейсмоакустического профилирования: осадочные волны (активные и захороненные), дрифты, каналы, промоины. Многообразие контуритовых морфоструктур объясняется взаимодействием потоков придонной воды с довольно сложным рельефом в районе плато, высокой изменчивостью направлений и скоростей течений, а также совместным действием гравитационных потоков и придонных течений. Анализ рельефа района показал, что к северной части плато примыкает продолжение крупного каньона Кананея, идущего почти от бровки шельфа через соседнее плато Сан-Паулу. По каньону в район плато Санта-Катарина гравитационные потоки эпизодически приносят осадочный материал. Важную роль в перераспределении материала гравитационных потоков играет круговорот возвратной ветви НЦВ. Таким образом, гравититовый материал переотлагается течениями и «превращается» в контуриты (Ivanova et al., 2022). Полученные данные указывают на важнейшую роль выходящих из канала Вима (ЮЗ Атлантика) придонных течений, прежде всего НЦПВ, в латеральной глубоководной седиментации и формировании контуритовых морфоструктур на плато Санта-Катарина. Географическая близость этих эрозионных и аккумулятивных форм, четкие пространственные границы, единство процессов формирования, сходный возраст слагающих их отложений дают основание рассматривать данные геологические объекты как единую контуритовую систему. Сделан заказной устный доклад Ivanova et al. « The deep-sea terrigenous and calcareous contourites as records of the Neogene-Quaternary bottom water circulation in the South-Western Atlantic » на Международном on-line совещании (“Global Conference on Geology and Earth Science”), а также постерный доклад Ivanova, Borisov et al. “Deep-sea terrigenous and calcareous contourite systems around the northern exit of the Vema Channel” на Международной конференции ”Oceanic Gateways” в Лондоне. В результате изучения поперечного сечения четырех каньонов в нижней части террасы Перито Морено на континентальном склоне Аргентинской Патагонии установлено, что по характеру фаций изученные каньоны четко делятся на два типа (Мурдмаа и др., 2022). Первый тип характеризуется песчаными фациями: русловой фацией терригенных песков, которая разделяет пески, обогащенные раковинами фораминифер на бортах каньонов. Русловые фации, вероятно, представляют собой гравитационные отложения зерновых потоков, движущихся вниз вдоль каньонов и при этом эродирующих их дно. Фации бортов отражают относительно меньшие скорости придонных контурных течений, при которых в каньонах осаждаются раковины фораминифер, смытые с поверхности террасы Перито Морено вместе с терригенным материалом. Усиление контурных течений на бровке северного борта каньона #1 привело к смыву раковин фораминифер и образованию резидуальных терригенных песков. Второй тип (каньоны #3 А,В, #4) характеризуется высоким содержанием тонкозернистого материала, до преобладания над мелко-среднезернистым песком на дне каньона 3А и на вершине аккумулятивного тела, подобного прирусловому валу, сдвинутому вправо воздействием силы Кориолиса на дне каньона #4. В обоих случаях песчаная фракция обогащена раковинами фораминифер, что дополнительно указывает на слабую подвижность придонных вод. Впервые проведено лито- и хроностратиграфическое расчленение донных осадков континентального склона в пределах рассеченного каньонами сектора Амегино, с глубин 2 – 2.3 км по комплексу литологических, микропалеонтологических данных, измерений магнитной восприимчивости и цветовых характеристик (спектрофотометрия), а также масс-спектрометрических радиоуглеродных датировок. Сделаны оценки мощностей литостратиграфических горизонтов и скоростей осадконакопления (Иванова и др., в печати). Защищены на «отлично» магистерская и бакалаврская работы участников проекта по его тематике. Результаты работы по проекту были представлены на ряде мероприятий Всероссийского фестиваля науки NAUKA 0+ (8-9 октября 2022 на площадке в ЦВК “Экспоцентр”, 15-16 октября 2022 в здании ИО РАН), на двух популярных лекциях для проекта «Москва Глазами Инженера» (сентябрь 2022), а также освещались на сайте ИО РАН, в Telegram-каналах ИОРАН и Лаборатории палеоокеанологии ИО РАН. В экспедиции 63 рейса НИС «Академик Иоффе» проведены День науки и лекция по теме проекта для морского экипажа.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В 2023 г исследования по проекту проводились в трансформных разломах Срединно-Атлантического хребта (САХ), в основном в разломе Вима, а также на континентальном склоне Аргентинской Патагонии и на подводном плато Санта Катарина. Экспедиция в Центральную Атлантику на НИС «Академик Иоффе» (65 рейс) по тематике проекта началась только 22.11.2023, т.е. в период подготовки итогового отчета по проекту. В отчетном году завершена подготовка отчетов экспедиции 2022 г. на том же судне (63 рейс) и опубликована информационная статья c предварительными научными результатами по проекту, полученными в долинах разломов Романш и Чейн в восточной тропической Атлантике (Иванова и др., 2023а). Долина разлома Вима представляет особый интерес для данного проекта, как важнейший проход, обеспечивающий поступление Антарктических вод из западной части Атлантики в восточную. Выявление источников и механизмов транспортировки осадочного материала в этой долине на основе собственных, собранных в морских экспедициях последних лет материалов, было одной из приоритетных задач проекта. В 2023 г. опубликованы результаты комплексного исследования двух колонок донных осадков из восточной и западной частей долины разлома Вима (Мурдмаа и др., 2023). Для сравнения анализировалось несколько проб донных осадков конуса выноса Амазонки, также полученных участниками проекта в экспедиции. Установлено, что терригенный материал поступает в долину Вима из конуса Амазонки, скорее всего, в результате совместного действия гравитационных потоков с континентального склона Южной Америки и потока Антарктических донных вод, транспортирующих его в виде придонных облаков взвеси. Предлагаемая система седиментации отражает влияние двух главных первичных источников терригенного материала - эрозию Анд и продуктов гумидного тропического выветривания. В ходе транспорта во взвесь и далее в осадки попадают биогенные минералы за счет вертикального осаждения из водной толщи раковин планктонных фораминифер, а также эрозии известковых осадков на ограничивающих долину Вима хребтах. Об этом свидетельствуют находки неоген-раннечетвертичных фораминифер и дискоастеров в изученных колонках донных осадков. Внутри долины мощные потоки антарктических вод переносят осадочный материал в восточном направлении, выравнивая средний минеральный состав терригенных осадков на западе и востоке. Несмотря на поступление большого количества осадочного материала, о чем свидетельствует аномальная для трансформных долин мощность осадочного чехла, и высокие скорости придонных течений по результатам прямых измерений наших коллег, за полувековую историю исследований в Виме не были обнаружены контуритовые дрифты, каналы или другие типичные формы. До сих пор доминирует турбидитовая парадигма формирования по крайней мере четвертичного осадочного чехла. В опубликованной по результатам проекта статье (Borisov et al., Scientific Reports, 2023 – Q1) мировому сообществу представлен первый для трансформной долины Вима пример контуритовой осадочной системы в восточной части, за пределами активного участка трансформного разлома. Эта система обнаружена по данным высокоразрешающего сейсмоакустического сейсмопрофилирования и численного моделирования скоростей придонных течений. Подобные системы крайне редко встречаются в трансформных долинах. Наше исследование предлагает новую парадигму контуритовых и смешанных осадочных систем и демонстрирует важность трансформной долины Вима для изучения контуритового процесса. Оно также подчеркивает необходимость переоценки влияния придонных течений на осадконакопление в данном регионе, в частности в пределах сужений трансформных долин, где скорости придонных течений обычно увеличиваются. В результате детальной обработки данных многолучевого эхолотирования и сейсмоакустического профилирования установлено, что поле осадочных волн на плато Санта Катарина занимает гораздо большую площадь, чем считалось ранее. Впервые для данного региона была детально исследована морфология осадочных волн в сопоставлении с результатами моделирования скоростей придонных течений. На основании морфологии, акустической структуры, пространственной ориентации и расположения относительно направления придонных течений, сделаны выводы о контуритовой природе осадочных волн на плато. Опубликованы результаты комплексного исследования лито- и хроностратиграфии позднечетвертичных отложений сектора Амегино континентального склона Аргентинской Патагонии (Иванова и др., 2023б). Находится на рецензии статья по лито- и хроностратиграфии четвертичных отложений террасы Пьедра-Буэна (Ivanova et al., MPG under a review). В ней представлены результаты проекта по детальному исследованию литостратиграфии преимущественно контуритовых, как показано в работе, отложений с глубин 2-2.5 км. По данным сейсмоакустического профилирования на террасе Пьедра-Буэна нами выделены две новые сейсмоакустические фации в дополнение к описанным ранее аргентинскими коллегами. Мультидисциплинарные исследования пяти колонок донных осадков из коллекции участников проекта включали визуальное описание, сканирование, гранулометрический анализ на лазерном дифрактометре, микропалеонтологический анализ и анализ песчаной фракции под бинокулярным микроскопом. Выделенные литостратиграфические интервалы сопоставлены с сейсмоакустическими фациями верхней части разреза. Зерна глауконита из фаций темных кварц-глауконитовых песков, характерных для данной террасы, анализировались на лазерном рентгеновском дифрактометре и фотографировались под сканирующим электронных микроскопом. Прослежены стадии созревания зерен глауконита. Установлено, что для террасы Пьедра Буэна характерно как более высокое содержание глауконита, так и более частая встречаемость зрелых зерен по сравнению с сектором Амегино. По результатам комплексного исследования колонок террасы Пьедра-Буэна выполнена их литостратиграфическая корреляция и сделаны оценки мощностей интервалов стадиалов и межсталиалов, которые сопоставлены со стадиями 1-4 стандартной изотопно-кислородной шкалы в пределах верхнечетвертичной части разреза. Полученные оценки радиоуглеродного возраста слоя глауконитовых песков на террасе Пьедра Буэна и в секторе Амегино свидетельствуют о накоплении песков во время стадиала (изотопно-кислородной стадией МИС 2) последнего оледенения в результате их транспортировки как гравитационными потоками вниз по склону, так и интенсивными придонными течениями вдоль склона при понижении уровня Мирового океана и осушения части Патагонского шельфа (Иванова и др., 2023; Ivanova et al., MPG, under a review). Перенос течениями подтверждается обнаружением частей би-градационных циклов по данным гранулометрического анализа в интервалах МИС 2 и 4. Известковые и терригенно-известковые отложения накапливались во время межстадиала оледенения (МИС 3) и в послеледниковое время (МИС 1) при повышении уровня океана и затоплении шельфа. Отложения межстадиала, как и стадиальные, демонстрируют признаки контуритов. Эти признаки включают часто встречающуюся биотурбацию, наличие линз, пятен, тонкой слойчатости, эрозионных границ и перерывов между горизонтами и внутри горизонтов, хорошую сортировку тонкого песка и переотложение микрофоссилий. Таким образом, сейсмоакустическими, литологическими и гранулометрическими данными доказано контуритовое происхождение глауконитовых песков и значительный вклад придонных течений в формирование терригенно-известковых отложений третьего интервала, соответствующего межстадиалу оледенения. Результаты проекта по двум секторам континентального склона Патагонии впервые показывают широкое распространение кварц-глауконитовых и глауконитово-кварцевых песков. Это указывает на наличие крупной контуритовой системы, в частности в ледниковое время, сопоставимой с крупнейшими известными контуритовыми системами Мирового океана (Ivanova et al., MPG, under a review).