НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Науки о Земле в своей основе являются корпоративными, объединяющимися объектом исследований. Здесь используются и развиваются методы математики и физики (геофизика, геокриология), механики (тектоника, добыча полезных ископаемых), химии (геохимия, минералогия), биологии (палеонтология, экология), экономики (география) и многие другие. Поэтому институтам этой группы наук присущи сегодня большинство из тех проблем, которые упоминались при рассмотрении других направлений наук.

Основной базой для успешного развития наук о Земле и получения новых знаний всегда являлись экспедиционные исследования и многолетние наблюдения на научных станциях, стационарах и обсерваториях. Раньше тесная кооперация с производственными геологическими, экологическими, гидрометеорологическими и другими организациями на договорной основе позволяла не только реализовывать результаты научных исследований, но и способствовала экспедиционной деятельности и получению нового фактического материала.

Сегодня кризисная ситуация в стране прежде всего отрицательно сказалась на этих направлениях. Резко сократилось количество полигонных объектов, практически недоступными в силу финансовых причин стали удаленные территории и объекты на территориях стран СНГ, морские исследования. В тяжелой ситуации оказались научные стационары и сейсмостанции, требующие ремонта или замены измерительной аппаратуры и необходимых финансовых ресурсов на содержание и оплату энергоресурсов.

Для спасения особо ответственных участков в некоторых случаях пришлось идти на принятие чрезвычайных мер. Так в этих сложных условиях, оценивая последствия, к которым может привести прекращение сейсмических наблюдений, Российская академия наук и Сибирское отделение РАН пошли на создание Геофизической службы РАН и СО РАН, предотвратив тем самым разрушение сложившейся сети сейсмического и сейсмологического мониторинга. Сегодня Геофизическая служба СО РАН финансируется из бюджета отдельной строкой.

Нехватка средств и отток научной молодежи создали проблему быстрого старения институтов. В какой-то мере это компенсируется приемом стажеров и аспирантов, но для ряда институтов эта проблема стоит особенно остро. В институтах Мерзлотоведения, Геофизики, Земной коры, Геохимии, Якутском институте геологических наук количество молодых научных сотрудников не превышает 7—9 %, а количество научных сотрудников старше 50 лет достигло 50—60 % (рис. 67а).

В настоящее время для поддержания уровня научных исследований Сибирское отделение РАН на паритетных условиях с институтами регулярно проводит конкурсы экспедиционных работ, поддержки международных проектов. Институты со своей стороны, адаптируясь к новым условиям и используя научный потенциал и имеющийся задел, сами изыскивают дополнительные источники финансирования в различных отечественных и зарубежных фондах. Так в восьми (ИГ, ИГХ, ИКЗ, ИПОС, ИМЗ, ИГДС, ЯИГН, БИРП) из восемнадцати институтов в области наук о Земле доля внебюджетных поступлений составила в 1996 г. около 50 % и более (рис. 67б).

Наиболее сложная ситуация с финансированием в Тувинском институте комплексного освоения природных ресурсов, Бурятском геологическом институте и Институте угля, где доля внебюджетных финансовых поступлений составляет 13—16 %. В БГИ, к сожалению, доля внебюджетных поступлений снизилась по сравнению с предыдущими годами, и молодому директору вместе со всем коллективом нужно искать дополнительные источники.

Получению финансовой поддержки различных отечественных и особенно зарубежных фондов в значительной мере способствует высокое качество научных результатов, публикуемых в жестко рецензируемых отечественных и зарубежных изданиях и журналах, имеющих высокий инпакт-фактор JCR. В этом отношении за последние три-четыре года большинство институтов в области наук о Земле вышло на достаточно высокий уровень представления своих науч-ных результатов, о чем свидетельствует график публикаций институтов с учетом импакт—фактора на одного научного сотрудника (рис. 67б).

К числу наиболее важных результатов, полученных институтами в области наук о Земле в 1996 году по приоритетным направлениям фундаментальных исследований и критическим технологиям можно отнести следующие.

В области геологии окружающей среды (экологической геологии) для восстановления климатических изменений в четвертичном периоде сотрудниками Лимнологического института выполнен ряд анализов керна, поднятого совместно с Институтом геохимии с подводного Академического хребта озера Байкал. В частности, выполнен диатомовый анализ первых ста метров вскрытой осадочной толщи с шагом 5 см.

Оказалось, что верхняя десятиметровая часть керна хорошо коррелирует с анализированными ранее кернами, взятыми донными трубками. Установлено, что общее содержание диатомей в осадке на вертикальном профиле изменяется с высокой частотой в диапазоне от 0 до 200 млн створок на грамм (рис. 68а).

Содержание влаги в осадке и его плотность четко коррелируют с содержанием диатомей. На первых 25 метрах (500 000 лет) сглаженные профили содержания диатомей и влаги в байкальском осадке четко сопоставляются с профилем содержания изотопа кислорода-18 фораминифер, захороненных в осадках океанов (рис. 68б), которое определяется уровнем мирового океана и объемом ледовых щитов.

Рис. 68б. Корреляция между содержанием влаги в осадках озера Байкал и океаническим профилем SPECMAP del-¹⁸O.

В области изучения геодинамики, напряженного состояния земных недр, глубинного строения континентов и океанов и строения осадочных бассейнов в Институте геологии обобщены новые результаты по изучению позднепалеозойской и мезозойской тектонической эволюции Центральной Азии.

Намечены главные стадии в эволюции Центрально-Азиатского орогенного пояса. После мезозойского периода тектонического покоя и пенепленизации Центральная и Юго-Восточная Азия подверглась сколовым деформациям в результате коллизии Индийской и Евразийской литосферных плит. В начальную стадию коллизии (60—35 млн лет) сформировались высокие горы Гималаев, Южного Тибета и, возможно, Южного Тянь-Шаня. Эоценовые осадки отлагались в предгорных прогибах к северу от растущих гор в Предгималайском прогибе, Таримской, Таджикской депрессиях и Фергане. Затем деформации и поднятия распространились к северо-востоку и сформировали Тибетское плато (20—12 млн лет), Тянь-Шаньский ороген (18—11 млн лет), Джунгарскую (8—5 млн лет) и Байкальскую депрессии, Алтайский ороген и депрессии (3 млн лет) (рис. 69).

В Институте земной коры методом поверхностно-волновой сейсмической томографии построены карты распределения средних скоростей поперечных волн в коре и верхней мантии Азиатского континента (рис. 70).

Для земной коры северных платформ Азии характерны повышенные значения скоростей S-волн, что указывает на повышенную основность коры. Для складчатых поясов и Китайских платформ отмечаются пониженные значения скоростей S-волн, обусловленные широким развитием гранитоидов. В мантии под Сибирской и Китайской платформами фиксируются повышенные скорости S-волн, под горными системами с высокой сейсмической активностью значения скоростей сейсмических волн относительно пониженные.

В области изучения осадочных бассейнов, в целях восстановления палеоклиматической зональности Северного полушария в мезозое и оценки масштабов горизонтальных перемещений отдельных блоков континентальной окраины Евроазиатского континента палеонтологами Института геологии проведен анализ ареалов 200 родов двустворок и 170 родов аммонитов по 15 векам мезозоя (от позднего триаса до готерива) Северо-Восточной Азии и других континентов Северного полушария. Он показал, что подавляющее большинство тетических таксонов аммонитов обитали к югу от 45-ой параллели, а бореаль-
ных — к северу от 55-ой параллели. В полосе между этими широтами бореальные и тетические моллюски существовали совместно, формируя зону биогеографического экотона. Граница между тетическим (тропическим) и бореальным (умеренным) палеоклиматическими поясами на протяжении 15 веков мезозоя меняла свое положение только в пределах полосы между 45⁰ и 55⁰ с.ш. Факт открытия экотона подтверждает существование в мезозое климатической зональности, контролирующей расселение фауны (рис. 71).

Рис. 71. Схема расположения мезозойских террейнов Северо-Восточной Азии.

Однотипный бореальны характер триасового комплекса беспозвоночных восточных окраин Сибирского кратона и ряда массивов Северо-Востока Азии (Анюйский, Омолонский, Охотский) указывает на их расположение в мезозое севернее современной 55-ой параллели. Есть свидетельство о высокоширотной — бореальной позиции Новосибирского и Чукотского массивов, начиная с ранней юры, а Приколымского и Алазейского террейнов — со среднеюрского времени. Чисто тетические ассоциации триасовых и юрских морских беспозвоночных Сихотэ-Алиньского и Корякского террейнов говорят о значительных перемещениях их на север из тропических широт Палеопацифики и аккретировании к Сибирскому кратону первого в начале юры, а второго — в конце мелового периода.

В Якутском институте геологических наук завершены многолетние исследования по стратиграфии континентальных осадочных бассейнов кайнозоя Северо-Востока России. Впервые для этой территории разработаны детальная автономная биостратиграфическая шкала и схема корреляции континентальных палеогеновых и неогеновых отложений. Они отражают кардинальные события неотектоники и крупные этапы эволюции палеорастительности и палеоклимата, который на протяжении последних 60 млн лет направленно изменялся от субтропического и умеренно теплого до холодного и субполярного. Составленная по континентальным осадкам палеогена и неогена магнитостратиграфическая шкала позволяет подойти к решению глобальной задачи — корреляции континентальных и морских толщ кайнозоя северного сектора Тихоокеанского пояса.

В Институте нефти и газа впервые дано систематическое описание крупнейших нефтегазоносных докембрийских бассейнов на всех континентах и характеристика важнейших нефтематеринских пород, геохимических признаков, критериев сохранности залежей углеводородов, особенностей геохимии нефтей и газов. Составлена карта размещения основных нефтегазоносных протерозойских бассейнов. Особое внимание уделено процессам формирования и эволюции липидного комплекса живого вещества в докембрии, установлены общие черты и некоторые существенные особенности липидов и липоидов живого вещества в докембрии по сравнению с фанерозоем, отразившиеся на составе нефтей. Показано, что исходя из времени появления жизни на Земле и эволюции лиоферы и биосферы процессы нафтидогенеза должны были начаться в раннем архее. Признаки нефтеносности фиксируются с отложений возраста 1,7 млрд лет, что дает основание вовлечь в сферу поисков нефти и газа не только рифейско-вендские, но и нижнепротерозойские осадочные бассейны. (рис. 72).

Рис. 72. Сопоставление нефтегазоносных верхнедокембрийских отложений главных седиментационных бассейнов древних платформ.

При изучении флюидов в земной коре и мантии Земли геохимиками Института земной коры впервые установлен факт совместного привноса из мантии литофильных, халькофильных и самородных элементов в составе восстановленных высокоуглеродистых флюидов. При изучении серпентинитов Оспинско-Китойского гипербазитового массива в Восточном Саяне обнаружено, что образование углеродистых тектонитов сопровождается привносом в породы литофильных некогерентных (F, P, Li, Sr, Ba), рудных (Au, Pt, Zn, Cu) элементов, а также As и S. Рудные элементы отлагались в самородном виде и в форме сульфидов и сульфосолей в ассоциации с высокодисперсным графитом. Углеродистые тектониты обнаруживают геохимическое сходство с эндогенными "черными сланцами" приразломных зон смятия в терригенных толщах.

Геологами Бурятского геологического института впервые установлена карбонатитовая природа специфических рудоносных карбонатных пород Халютинского месторождения в мезозойских вулканических рифтогенных структурах Забайкалья. На это указывает наличие апатита, обогащенность стронцием и редкоземельными элементами (РЗЭ). Спектр концентраций и кривая их содержаний, нормированные к хондриту, близки к спектрам РЗЭ многих карбонатитовых проявлений (рис. 74).

Подобие подчеркивается также присутствием в небольших количествах магнетита, флогопита, щелочного амфибола, пирохлора, монацита, циркона. Свидетельством эндогенной природы пород являются: высокие концентрации РЗЭ в апатитах (в среднем 1,5 % мас.), превышающие во много раз содержание РЗЭ в апатитах осадочного происхождения; изотопные отношения стронция (0,70555—0,70636) в безрубидиевых минералах близки к значениям в континентальных базальтах и в месторождениях типа Магнет—Ков, Маунтин—Пасс, Шава; специфический изотопный состав углерода в карбонатах (d С¹³ от —5,36 до —9,05 % PDB), не характерный для осадочных пород. Данные изотопного состава кислорода свидетельствуют о больших масштабах контаминации коровым веществом.

[В оглавление]

Go to Home Site

[Сл. стр.]