Владислав Стрекопытов. Ученые представили геологическую карту и рассказали об истории Антарктиды
Международный научный комитет по изучению Антарктики (SCAR) сообщил о завершении проекта GeoMAP по созданию полной интерактивной геологической карты Ледового континента. Впервые удалось собрать данные обо всех горных породах, выходящих на поверхность в свободных ото льда регионах Антарктиды
Основа изучения территории
Советский ученый-естествоиспытатель академик Борисяк венцом научного исследования региона считал построение детальной геологической карты, которая служит основой для поиска полезных ископаемых.
В России первые обзорные карты с элементами геологического строения начали составлять при Петре I. К концу XX века региональное картирование масштаба 1:1 000 000 завершили на всей территории Советского Союза, а самые перспективные с точки зрения поисков полезных ископаемых территории покрыли картами более крупного масштаба.
Похожая ситуация и в других странах. Но есть на Земле целый континент, который с точки зрения геологической изученности долгое время оставался белым пятном — Антарктида.
Принцип построения геологических карт заключается в том, что на топографическую основу наносят выходящие на поверхность горные породы. В Антарктиде это проблематично. Из 14 миллионов квадратных километров общей площади всего 50 тысяч — менее одного процента — свободно ото льда. Тем не менее даже для этой небольшой территории размером чуть больше Московской области до последнего времени не было единой геологической карты.
CC BY 3.0 / Paul V. heinrich /
Топография поверхности Антарктиды без ледяного щита
Новая жизнь старых карт
На открытой научной конференции SCAR в Окленде в 2014-м новозеландские геологи представили принципиально новый картографический продукт — цифровую карту Новой Зеландии в масштабе 1:250 000, объединившую все имеющиеся в стране разрозненные геологические данные. По сути это электронная база данных, где материалы по каждому выходу горных пород, или, как говорят геологи, обнажению, привязаны к единой координатной сетке.
Формат получил широкое одобрение ученых, и на конференции решили реализовать аналогичный проект на Ледовом континенте. В инициативную группу по обновлению геологической карты Антарктики GeoMAP (Geological Mapping Update of Antarctica) вошли исследователи из США, Норвегии, Италии, Соединенного Королевства, Австралии, России и Новой Зеландии. Возглавил проект Саймон Кокс из новозеландского Королевского научно-исследовательского института (GNS Science).
Всего в работе участвовали специалисты из 14 стран. Задача заключалась в том, чтобы привязать к ГИС-основе все геологические наблюдения и картографические данные, а также обеспечить доступ к ним через веб-сервисы.
Основу электронной базы источников составили 589 опубликованных карт разных масштабов: местного (1:250 000 и крупнее — 49 процентов данных), регионального (от 1:250 000 до 1:1 000 000 — 44 процента) и континентального (более 1:1 000 000 — семь процентов). Для участков, не охваченных официальным картированием, привлекали данные неопубликованных карт, научных статей и диссертаций. При этом в реестр включали только реально обследованные обнажения горных пород без интерпретации данных геофизики и экстраполяции геологических границ на подледные участки. Никаких новых полевых работ специально для целей GeoMAP не проводили.
CC BY 4.0 / Simon C. Cox et al. / Sci Data /
Расположение исходных карт, которые послужили источниками для составления сводной геологической карты Антарктиды GeoMAP v.2022-08
Ученые проверили описания более 99 000 полигонов, охваченных картированием. Для удобства все данные привели к единому масштабу 1:250 000. Координаты границ полигонов в большинстве случаев пришлось устанавливать заново — на основе спутниковых снимков высокого разрешения программы LIMA (Landsat Image Mosaic of Antarctica), так как точность привязки исходных карт часто не соответствовала требованиям масштаба.
Сложнее всего оказалось составить единую для всего континента легенду. Геологические карты обычно основаны на комбинированном геохронологически-литостратиграфическом методе, при котором цветом показывают возраст пород, а буквенными индексами — их тип и состав. В ситуации, когда выходы пород разнесены друг от друга на десятки и сотни километров, а их возраст определен порой очень приблизительно, сделать это было весьма непросто.
Википедия антарктической геологии
Тестовый вариант карты GeoMAP (v.2019-07) представили на XIII Международном симпозиуме по антарктическим наукам о Земле, который проходил в 2019-м в Южной Корее. Ее доработанную и уточненную версию GeoMAP (v.2022-08) недавно разместили в цифровой библиотеке данных PANGEA, а описание опубликовали в журнале Nature Scientific Data. Интерактивная геологическая карта доступна на сайте GNS Science.
GeoMAP распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License (сокращенно CC BY) и доступна для загрузки со всеми метаданными. Это наиболее свободная лицензия с точки зрения того, что могут делать с произведением пользователи — распространять, перерабатывать, исправлять и дополнять при условии указания первичного авторства.
CC BY 4.0 / Simon C. Cox et al. / Sci Data /
Геологическая карта Антарктиды
Разработчики считают, что такой подход позволяет сделать GeoMAP живой базой данных, которая будет обновляться и совершенствоваться с каждым новым открытием.
“В Антарктиде еще много областей, которые пока не посетил ни один геолог и где только предстоит провести картирование, — приводятся в пресс-релизе слова ведущего архитектора данных проекта Белинды Смит Литтл из GNS Science. — Новые данные поступают постоянно, поэтому GeoMAP разработана так, чтобы ее можно было редактировать и улучшать с течением времени“.
“Новая карта как база данных очень удобна, — отмечает начальник отдела геологии и минеральных ресурсов Антарктиды ВНИИОкеангеология, доктор геолого-минералогических наук Герман Лейченков. — Если нужно получить информацию о геологии какого-то региона, теперь это легко и доступно. Ранее были общие карты Антарктиды, но более мелкого масштаба. Сейчас это самая детальная карта всего континента, хотя для отдельных обнажений есть и более подробные“.
В создании GeoMAP российские ученые принимали активное участие.
“В 2018-м мы опубликовали геологическую карту одного из ключевых регионов — гор Принс-Чарльз в районе ледника Ламберта, — рассказывает Лейченков. — Мы там работаем на протяжении тридцати лет, и наши материалы использовали в проекте. Кроме того, мы передали еще ряд карт по другим регионам”.
Скрытые богатства Антарктиды
Не зная строения Ледового континента, невозможно представить геологическую историю планеты в целом. На востоке Антарктиды ученые обнаружили одни из самых древних пород на Земле. Их возраст — около четырех миллиардов лет. Такие же породы есть в Австралии, Южной Африке. Все эти территории входили в состав самого первого континента, существовавшего в архее 3,6-2,8 миллиарда лет назад.
Позже, примерно миллиард лет назад, Восточно-Антарктическая платформа была частью суперконтинента Родиния. Около 500 миллионов лет назад один из ее блоков участвовал в образовании Гондваны, а затем последнего суперконтинента — Пангеи. После ее распада примерно 80 миллионов лет назад отколовшаяся южная часть оформилась как современный антарктический материк.
Точное датирование и нанесение на карту горных пород дает возможность понять, как менялись в течение сотен миллионов лет климат и природная среда нашей планеты. Ученые уже установили, что 100-65 миллионов лет назад в Антарктике было очень тепло, ледников не существовало и по всему континенту росли тропические леса. В осадочных отложениях этого возраста геологи повсеместно находят остатки окаменевших деревьев и теплолюбивых животных, включая динозавров. Примерно 40 миллионов лет назад началось глобальное похолодание, а 34 миллиона лет назад основную часть Антарктиды покрыли ледники. На протяжении последующего времени объем их менялся.
CC BY 4.0 / Simon C. Cox et al. / Sci Data /
Полярная стереографическая проекция размещения разновозрастных пород Антарктиды
Сегодня в антарктическом ледниковом щите в буквальном смысле заморожено до 90 процентов всей пресной воды, имеющейся на планете. Ученые предполагают, что недра южного континента благодаря богатой геологической истории могут содержать и другие полезные ископаемые.
Известные на материке месторождения пока представлены каменными углями и железистыми кварцитами в Трансантарктических горах и в районе Принс-Чарльз. Окраинные моря, омывающие берега Ледового континента — это древние осадочные бассейны, перспективные на углеводороды. Геологи предполагают, что в Антарктиде, по аналогии с другими частями Гондваны — Австралией, Индией и Южной Африкой — должны быть скопления золота, платины, олова, меди, никеля, молибдена, бериллия, редкоземельных элементов, алмазов.
Правда, ни добывать, ни даже разведывать их нельзя. В 1988-м государства — участники Договора об Антарктике предприняли попытку обсудить возможность добычи полезных ископаемых на континенте и приняли соответствующую конвенцию. Однако она так и не вступила в силу, а вместо нее в 1991-м подписали Мадридский протокол, запрещающий любые работы, связанные с поиском, разведкой и разработкой ресурсов на территории Антарктики.
Срок действия запрета истекает в 2048-м. Если его не продлят, интерес к минеральным ресурсам Ледового континента вспыхнет с новой силой, и детальная геологическая карта станет основой для их поисков.
Статья также опубликована на сайте Хистори.Эко
Подпишитесь на наш телеграм-канал https://t.me/history_eco