Автор: Елисеева Анастасия Александровна
Название работы: Современное состояние и эволюция криолитозоны и зоны стабильности газовых гидратов на арктическом шельфе Восточной Сибири в позднем кайнозое
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.08 - инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение.
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
профессор доктор геолого-минералогических наук Н.Н. Романовский;
Оппонент:
доктор географических наук М.М. Корейша;
профессор доктор геолого-минералогических наук С.М. Фотиев;
Место защиты:
Дата защиты:
Издательство: Москва
Количество страниц:
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы.
Глава 1.
Глава 2.
Глава 3.
Глава 4.
Глава 5.
Глава 6.
Выводы.
Публикации по теме диссертации
|
Реферат:
Общая характеристика работы.
Актуальность работы. В последние годы исследование шельфов Арктических морей привлекает все большее внимание научной общественности в России и за рубежом. Этот процесс имеет
под собой, как экономические (известно, что на шельфе существуют богатейшие залежи углеводородов), так и познавательные причины. Изучение современной природной обстановки
на арктическом шельфе необходимо для понимания глобальных процессов и явлений, их эволюции в прошлом, а так же установления современного состояния криолитозоны шельфа. Только
в 90 х годах проблеме исследований арктических шельфов Евразии было посвящено большое количество исследовательских проектов. Широкомасштабные исследования субмаринной криолитозоны
были предприняты в рамках совместных российско-немецких программах "Система море Лаптевых" и "Система море Лаптевых 2000", в которых принимал участие и автор настоящей работы.
К настоящему времени в изучении толщ многолетнемерзлых пород (ММП) арктического шельфа Восточной Сибири получены принципиально новые результаты и установлено существование
зоны стабильности гидратов газов (ЗСГГ). Результаты морских сейсмических и сейсмоакустических исследований, буровые данные о наличии реликтовых толщ ММП на шельфе, об их мощности
на побережье, а также результаты математического моделирования позволили констатировать их практически повсеместное распространение, а так же существование ЗСГГ на шельфе.
Без познания закономерностей их формирования, динамики и современного состояния невозможно адекватное понимание природной среды и освоение этих регионов, включая поиск, разведку
и разработку месторождений полезных ископаемых, особенно таких, как нефть и газ. Кроме того, шельфовая криолитозона и ЗСГГ являются важным следствием природных процессов,
происходивших на шельфе в геологическом прошлом. Их эволюция в будущем может повлиять на климатические изменения, как в Арктике, так и на всей планете.
Изучением газовых гидратов (ГГ) занялись совсем недавно, и в последнее время интерес к этой проблеме особенно повысился. Возросшее внимание к ГГ, как к геологическому явлению,
объясняется следующими причинами. Во-первых, гидраты природных газов рассматриваются, как потенциальный источник углеводородов. Во-вторых, в случае реализации прогнозов о
глобальном потеплении климата, разрушение гидратных залежей может привести к эмиссии в атмосферу большого количества парниковых газов, что может повлечь за собой трудно предсказуемые
последствия. В третьих, ГГ рассматриваются как составная часть Криосферы Земли.
Основными методами исследований проблемы эволюции и динамики шельфовой криолитозоны и ЗСГГ в рамках настоящей работы явились обобщение многочисленных, но разрозненных натурных
данных, палеогеографические реконструкции и математические моделирование.
Основной целью работы является исследование современного состояния толщ ММП и ЗСГГ на арктическом шельфе и приморских низменностях региона морей Лаптевых и Восточно-Сибирского,
а также их эволюции в позднем кайнозое. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Создана геолого-тектоническая модель шельфа и его составляющих рифтовых структур.
2. Созданы палеогеографические сценарии эволюции природной среды адаптированные к математическому моделированию, а также математические модели толщ ММП и ЗСГГ и программы
их компьютерной реализации;
3. С использованием последних произведено мерзлотное моделирование, а полученные результаты проанализированы и сопоставлены с натурными данными.
Для решения перечисленных выше задач были собраны и проанализированы многочисленные литературные и фондовые материалы; изучены новые натурные данные по тектоническому строению
региона, по мерзлотным условиям шельфа; собраны материалы по газовым гидратам и по условиям формирования ЗСГГ.
Научная новизна работы. Данная работа носит поисковый и прогнозный характер. Она является одной из первых попыток совместного моделирования эволюции криолитозоны и ЗСГГ для
шельфов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского в прошлом, и использования полученных результатов для восстановления их современного состояния. Автором впервые получены представления
о возможной динамике толщ ММП и ЗСГГ в рифтовых структурах арктического шельфа. Показана принципиальная возможность и выявлены необходимые условия образования сквозных субмаринных
эндогенных таликов в реликтовых мерзлых толщах и разрывов в ЗСГГ, через которые может происходить эмиссия газов на этапах трансгрессий.
Практическое значение работы. Практическая значимость проведенного исследования связана с созданием новых представлений о современных геокриологических условиях арктического
шельфа Восточной Сибири. Полученные представления о современном состоянии толщ ММП и ЗСГГ на шельфе, необходимо использовать при полевых геофизических и геологических исследованиях.
По результатам моделирования составлены схематические прогнозные карты фоновых мощностей толщ ММП и положения нижней поверхности ЗСГГ на современный этап времени. Проводимые
исследования позволяют реконструировать периоды образования и возможное местоположение сквозных таликов и карманообразных структур в мерзлых толщах рифтов на шельфе моря
Лаптевых, их связь с геотермической неоднородностью и периодическим осушением и затоплением шельфа. Принимая во внимание высокий уровень нефтегазоносного потенциала региона,
эти структуры должны в дальнейшем учитываться при поисковых и разведочных исследованиях на нефть и газ на шельфе.
Личный вклад автора. Автором была создана геолого-тектоническая основа для моделирования эволюции толщ ММП и ЗСГГ, как для усредненных условий, так и для рифтовых структур
Лаптевского шельфа. Самостоятельно были произведены все расчеты эволюции толщ ММП и ЗСГГ, а по результатам расчетов составлены схематические прогнозные карты фоновых мощностей
толщ ММП и ЗСГГ для Восточно-Сибирского шельфа. Совместно с Г. С. Типенко автором была создана схема и проведены расчеты эволюции толщ ММП и ЗСГГ в рифтовых структурах Арктического
шельфа.
Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 6 работ: 3 статьи в журнале Криосфера Земли (2003, 2005, 2006); 1 статья на английском языке в журнале Geo-Marine
Letters (2005); 1 статья в трудах 3-ей конференции геокриологов России (Москва, 2005); 1 статья в материалах международной конференции Теория и практика оценки состояния
криосферы Земли и прогноз ее изменений (Тюмень, 2006). Результаты диссертации неоднократно докладывались в виде устных и стендовых докладов на многочисленных международных
научных конференциях, таких как: конференции по проблемам Криосферы Земли в Пущино (2001 и 2003 гг.) и Тюмени (2004 и 2006 гг.), на конференции "Climate drivers of the North"
в Киле, Германия (2002 г); на III конференции геокриологов России (Москва, 2005 г.), на Второй Европейской конференции по мерзлоте, EUCOP II в Потсдаме, Германия (2005 г).
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и одного приложения общим объемом 213 страницы, включая 35 рисунков и 3 таблицы.
Список литературы составляет 314 наименований, в том числе 79 на иностранных языках.
Благодарности. Работа финансово поддерживалась грантами РФФИ ( 03-05-64351; 06-05-64197); грантами российско-германской лаборатории им. Отто Шмидта (OSL).
Работа проводилась в период с 2003 по 2006 гг. на кафедре геокриологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова под научным руководством профессора, доктора г.-м.
наук Н.Н. Романовского, которому автор выражает глубокую признательность за постановку исследования, за постоянное внимание и поддержку. В работе над диссертацией автор постоянно
пользовался консультациями А.В. Гаврилова, профессора Х.-В. Хуббертена и Г.С. Типенко, которым искренне благодарен. Автор благодарит за помощь и консультации А.Л. Холодова,
В.Е. Тумского, О.М. Лисицыну, Е.М. Чувилина, Е. Перлову и Е. Козлову, Л. Т. Роман, Р.Г. Мотенко, М.Н. Григорьева, всех сотрудников кафедры геокрилогии МГУ и многих других.
Автор выражает отдельную благодарность Х.-М. Кассенс и Л.А. Тимохову, как руководителям российско-германской лаборатории им. Отто Шмитда за предоставленную возможность тестирования
новых моделей на профессиональных компьютерах лаборатории в Санкт- Петербурге.
|
Библиография:
Публикации по теме диссертации. 1. Эволюция мерзлых толщ и зоны стабильности гидратов газов в среднем плейстоцене-голоцене на шельфе восточной части евразийской Арктики // Криосфера Земли, 2003, т. VII, 4, с. 51-64. (авторы Романовский Н.Н., Хуббертен Х.-В., Гаврилов А.В., Елисеева А.А., Типенко Г.С., Холодов А.Л., Романовский В.Е.) 2. Длиннопериодная динамика мерзлоты и зоны стабильности газовых гидратов в рифтовых структурах - Арктического шельфа Восточной Сибири // Материалы Третьей конференции геокриологов России. МГУ им. М.В. Ломоносова, 1-3 июля 2005 г., т. 3, Изд-во Московского университета, 2005, с. 83-88. (авторы Елисеева А.А., Романовский Н.Н., Типенко Г.С., Хуббертен Х.-В.) 3. Offshore Permafrost and gas hydrate stability zone on the shelf of East Siberian Seas // Geo-Marine Letters (Elsevier), 2005, vol. 25, p. 167-182 (авторы Romanovskii N.N., Hubberten H.-W., Gavrilov A.V., Eliseeva A.A., Tipenko G.S.) 4. Субмаринная криолитозона и зона стабильности газовых гидратов на шельфе морей Восточной Сибири // Гео-Мирин Леттерс (Ельсевьер), 2005, том. 25, с. 167-182 (авторы Романовский Н.Н, Хуббертен Х.-В., Гаврилов А.В., Елисеева А.А., Типенко Г.С.) 5. Многолетняя динамика толщ мерзлых пород и зоны стабильности газовых гидратов в рифтовых структурах Арктического шельфа Восточной Сибири (Сообщение 1). Геолого-тектоническая модель и палеогеографический сценарий // Криосфера Земли, 2005, т. IХ, 4 с. 42-53 (авторы Романовский Н.Н., Елисеева А.А., Гаврилов А.В., Типенко Г.С., Хуббертен Х.В.) 6. Многолетняя динамика толщ мерзлых пород и зоны стабильности газовых гидратов в рифтовых структурах Арктического шельфа Восточной Сибири (Сообщение 2). Геолого-тектоническая модель и палеогеографический сценарий // Криосфера Земли, 2006, т. Х, 1 c. 29-38 (авторы Романовский Н.Н., Елисеева А.А., Гаврилов А.В., Типенко Г.С., Хуббертен Х.В.) 7. Эволюция и современное состояние мерзлоты и зоны стабильности газовых гидратов в рифтовых структурах Арктического шельфа Восточной Сибири. // Материалы Международной конференции Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменений, Т-.2.- Тюмень ТюмГНГУ, 2006 с. 93-96 (авторы Елисеева А.А., Романовский Н.Н., Гаврилов А.В., Типенко Г.С., Хуббертен Х.В.)
|
|
