Глубоководная латеральная седиментация (на примерах из Центральной и Юго-Западной Атлантики)

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 проекта 22-27-00421

НазваниеГлубоководная латеральная седиментация (на примерах из Центральной и Юго-Западной Атлантики)

Руководитель Иванова Елена Владимировна, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

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

Ключевые слова палеоокеанология, контуриты, осадочные волны, турбидиты, гравититы, Антарктическая донная вода, Северо-Атлантическая глубинная вода, литология, гранулометрия, микрофоссилии, кор-логгинг, стратиграфические перерывы, эрозия, аккумуляция, глубоководные каналы

Код ГРНТИ38.21.31

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Взаимодействие процессов латеральной седиментации, включающих накопление осадков под действием силы гравитации (гравититы, в том числе турбидиты) и придонных геострофических течений (контуриты), а также связанные с ними проявления донной эрозии с образованием стратиграфических перерывов (хиатусов) представляют собой одну из фундаментальных проблем современной морской геологии и палеоокеанологии. Ее актуальность усиливается выявлением в последние десятилетия широкого распространения в четвертичных (а также более древних) осадочных разрезах проявлений латеральной седиментации, которые вероятно могут даже преобладать над традиционной вертикальной седиментацией, по крайней мере, в Атлантике. Используя свой опыт в изучении контуритового процесса, участники проекта ставят перед собой новую, более широкую задачу исследования латеральной седиментации на примере конкретных объектов. Главная цель проекта заключается в выявлении и исследовании эрозионно-аккумулятивной деятельности двух главных процессов глубоководной латеральной седиментации – контуритового и гравитационного на основании комплексного литолого-фациального и стратиграфического анализа колонок донных осадков современными методами с учетом имеющихся сейсмоакустических и батиметрических данных высокого разрешения. Это позволит выяснить морфологию, состав и генезис осадочных тел контуритов и гравититов (в том числе турбидитов), потенциальных коллекторов углеводородов и источников палеоклиматической информации, находящихся в центре внимания мирового научного сообщества. Модели формирования контуритов и гравититов будут использованы для решения обратной задачи – палеоокеанологической реконструкции обстановок геологического прошлого. Турбидиты, образовавшие гигантские, часто нефтегазоносные, конусы выноса перед устьями крупнейших рек мира, в том числе Амазонки, в целом хорошо изучены, в том числе глубоководным научным и промышленным бурением. Гораздо менее изучены отложения плотных гравитационных потоков и турбидиты областей континентальных склонов между конусами и на их далекой периферии, где имеет место не избыток, а дефицит поступления с суши терригенного материала. К таким областям относятся восточный склон Южной Америки и его подножие, входящие в состав запланированных в проекте объектов исследований. Здесь можно в малом масштабе изучать переход гравититов и турбидитов в контуриты, представляющий собой одну из главных, далеко еще не решенных проблем глубоководной седиментации. Прямое влияние турбидитов на доминирующую контуритовую седиментацию в пределах плато Санта Катарина маловероятно. Только небольшие остатки дистальных турбидитов с фена Амазонки могли временами достигать трансформной долины Вима. Выяснение роли турбидитов в латеральной седиментации выбранных районов исследования относится к главным задачам Проекта. Мы предполагаем, что эта роль часто переоценена зарубежными коллегами. Для данного проекта выбраны следующие районы исследования: (1) трансформные разломы в наиболее удаленных от континентальных окраин частях САХ; (2) поле осадочных волн на плато Санта Катарина на периферии континентальной окраины Южной Америки; (3) террасированный континентальный склон Аргентинской Патагонии. Эти районы находятся под воздействием придонных потоков разных вод. C юга на север движется холодная и плотная Антарктическая донная вода (ААДВ) на глубинах более 3.6 - 4 км, меньшие глубины омываются либо Северо-атлантической глубинной водой (САГВ), движущейся в южном направлении, либо идущей преимущественно на север Циркумполярной глубинной водой. До наших работ в планируемых районах четвертичное и современное осадконакопление, а также морфология и внутренняя акустическая структура дна были слабо изучены. Для выбранных объектов у участников проекта имеется коллекция колонок и дночерпательных проб (монолитов) донных осадков, а также архив сейсмоакустических записей высокого разрешения и батиметрических данных, собранных в экспедициях последних десяти лет. Запланированы и готовятся экспедиции в Атлантику в 2021 и 2022г. для сбора дополнительного материала. В проекте предполагается мультидисциплинарное исследование колонок и дночерпательных проб четвертичных отложений указанных районов с использованием имеющейся у заявителей новейшей системы кор-логгинга (сканирования колонок), определения магнитной восприимчивости и цветовых характеристик, комплексного литолого-фациального (включая определения гранулометрического и минерального состава) анализа, микропалеонтологических и хроностратиграфических методов, в том числе масс-спектрометрического радиоуглеродного датирования. Считается, что гравититы и контуриты широко распространены в трансформных долинах Срединно-Атлантического хребта (САХ) с высокими скоростями осадконакопления. Однако имеющиеся у участников проекта предварительные данные указывают на более низкие скорости осадконакопления, предположительно связанные с формированием здесь контуритовых тел, в том числе осадочных волн. Механизм заполнения трансформных долин, в частности долины Вима, представляет одну из нерешенных проблем морской геологии Атлантики. Детальным изучением уже собранных и новых колонок будут проверены гипотезы о переходе дистальных турбидитов в этой (и вероятно других) долине в контуриты, доминировании тонкодисперсного материала выносов Амазонки на всем ее протяжении, а также присутствии эдафогенных минералов и терригенного материала сверхдальнего разноса в некоторых долинах. Таким образом предполагается доказать широкое развитие процессов латеральной седиментации в трансформных долинах САХ. Район плато Санта Катарина привлекает наше внимание большим разнообразием аккумулятивных и эрозионных контуритовых форм различного пространственного масштаба, образованных преимущественно в результате взаимодействия высоко динамичных океанографических процессов (вдольсклоновые течения, локальные вихри, внутренние волны). Мы предполагаем, что данные эрозионно-аккумулятивные формы образуют на плато единую контуритовую систему, которая питается в основном материалом из облаков взвеси из залива Ла-Плата. Относительно крупнозернистый материал поступает с гравитационными потоками из локальных каньонов и частично переотлагается придонными течениями. Данная гипотеза будет проверена в ходе реализации проекта. На континентальном склоне Aргентинской Патагонии проект предусматривает две задачи. Первая касается изучения впервые открытого уникального глубоководного подповерхностного поля глауконитовых зерновых контуритов, по предварительным радиоуглеродным датировкам соответствующего последнему материковому оледенению. Вторая задача касается изучения гравититов (главным образом зерновых потоков) в каньонах. Мы собираемся проверить гипотезу о том, что процесс перехвата гравититов придонными течениями на месте разгрузки спускающегося по каньонам осадочного материала был более интенсивен во время оледенений, при низком стоянии уровня океана.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Иванова Е. В., Борисов Д. Г., Мурдмаа И. О., Казарина Г.Х., Симагин Н.В., Зингер Т.Ф. Литология и стратиграфия четвертичных отложений сектора Амегино Атлантической континентальной окраины Патагонии Океанология, Т. 63, № 2, с. 292–306 (год публикации - 2023)
10.1134/S0001437023020066

2. Мурдмаа И.О., Борисов Д.Г., Иванова Е.В., Зенина М.А., Симагин Н.В., Щепелев Ф.С. Фации подводных каньонов континентального склона Аргентинской Патагонии (ЮЗ Атлантика) Литология и полезные ископаемые, № 5. С. 419-437. (год публикации - 2022)
10.31857/S0024497X22050068

3. Мурдмаа И.О., О.М., Лыкова М.А. , Борисов Д.Г., Иванова Е.В. Минералогия четвертичных отложений долины трансформного разлома Вима (Центральная Атлантика) Океанология (год публикации - 2023)
10.31857/S0030157423050088

4. Е. Иванова, Д. Борисов, И. Мурдмаа, Е. Овсепян The deep-sea terrigenous and biogenic calcareous contourites as records of the Neogene-Quaternary bottom water circulation in the Western South Atlantic Abstracts book of the "Global Conference on Geology and Earth Science”, https://geology.magnusconferences.com/program/scientific-program/2022/the-deep-sea-terrigenous-and-biogenic-calcareous-contourites-as-records-of-the-neogene-quaternary-bottom-water-circulation-in-the-western-south-atlantic (год публикации - 2022)

5. Борисов Д.Г., Фрей Д.И., Иванова Е.В., Дмитревский Н.Н., Левченко О.В., Фомин В.В., Лиджи М. Unveiling the contourite depositional system in the Vema Fracture Zone (Central Atlantic) Scientific Reports, V. 13, 13834 (год публикации - 2023)
10.1038/s41598-023-40401-4

6. Борисов Д.Г., Фрей Д.И., Иванова Е.В., Дмитревский Н.Н., Левченко О.В., Фомин В.В., Лиджи М. Контуритовая система в зоне разлома Вима (Центральная Атлантика) Геология морей и океанов: Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. – М.: ИО РАН, с. 24-27 (год публикации - 2023)

7. Петров Н.И., Борисов Д.Г. Цифровые весы с открытым кодом для работы в условиях качки на научных судах Геология морей и океанов: Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. – М.: ИО РАН, с. 84-86 (год публикации - 2023)

8. Попов М.С., Борисов Д.Г. Осадочные волны на плато Санта-Катарина: морфология и механизмы формирований Геология морей и океанов: Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. – М.: ИО РАН, c. 93-97 (год публикации - 2023)

Публикации