На состоявшейся в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН Международной научной конференции по морской геологии в очередной раз был поднят вопрос об участии России в международном проекте по бурению океана IODP (Integrated Ocean Discovery Program). В настоящее время Россия в проекте не участвует.
Введение
Глубоководное бурение океанов — наиболее успешный международный мегапроект в области наук о Земле, основанный в 1966 году с целью проверки основных гипотез геологической эволюции нашей планеты. За 50-тилетнюю историю было пробурено более 3000 скважин, что заложило прочный фундамент в быстроразвивающихся междисциплинарных исследованиях Мирового океана. В настоящее время программа носит название IODP — International Ocean Discovery Program.
Главным приоритетом проекта IODP являются высококачественные фундаментальные исследования. По итогам большинства экспедиций были получены выдающиеся результаты, причем основные прорывы отмечались среди следующих важнейших научных направлений:
1) палеоклиматические изменения и эвстатические колебания уровня мирового океана в мезозое и кайнозое;
2) геотектоника и геология (строение земной коры и верхней мантии, спрединг, субдукция, геохимический обмен между океанической корой и морской водой);
3) эволюция жизни на больших поддонных глубинах (микробные экосистемы под поверхностью океанского дна);
4) опасные геологические процессы (землетрясения, оползни, флюиды, газовые гидраты).
Российская Федерация не участвует в программе IODP, несмотря на активные приглашения со стороны ECORD. В связи с этим, огромный массив новой информации по геологии и тектонике Мирового океана (площадь которого составляет 70% земной поверхности) проходит мимо научного сообщества нашей страны. Отсутствие возможности принимать участие в исследовании «свежего» уникального материала неизбежно приводит к отставанию.
Современное состояние IODP
IODP является самой многонациональной среди других международных программ в области наук о Земле. В ее состав входят 26 стран, включая 15 европейских, а также Канаду, Израиль, США, Японию, Китай, Южную Корею, Индию, Бразилию, Австралию и Новую Зеландию. При этом европейские страны, Канада и Израиль объединились в Европейский Консорциум по Научному Бурению Океана (ECORD), являющийся важнейшей частью IODP.
Для работ используются буровые суда JOIDES Resolution (США) и Chikyu (Япония), а при необходимости — специальные буровые платформы/суда, ответственность за которые несет ECORD. Например, проект IODP-302-ACEX, посвященный бурению хребта Ломоносова в Северном Ледовитом океане, осуществлялся с помощью бурового ледокола «Видар Викинг». Весь собранный керновый материал хранится в специальных «репозиториях» в Германии (Бременский Университет), США (Университет Техаса) и Японии (Университет Кочи) и доступен для научных исследований при составлении соответствующего запроса.
Бурение в Северном Ледовитом океане — проект ACEX
В этом году исполнилось 13 лет с момента первого глубоководного бурения в Северном Ледовитом океане, состоявшегося в приполюсной части хребта Ломоносова. В 2004 году в рамках экспедиции IODP-302-ACEX были пройдены пять скважин, расположенные в непосредственной близости друг от друга вдоль сейсмического профиля AWI-91090. Результатом явился сводный разрез мощностью 428 м, охватывающий кайнозойские осадки и остановившийся в коре выветривания кампанского возраста. Впервые в центральной Арктике был получен реальный керновый материал, позволивший поднять на качественно более высокий уровень научные дискуссии о геологической и тектонической эволюции Северного Ледовитого Океана (СЛО) в кайнозое. Другим важнейшим достижением данной экспедиции явилась возможность вещественного наполнения многочисленных сейсмических разрезов, выполненных в глубоководной Арктике.
Проект «ACEX-2» — IODP-377 (Arctic Ocean Paleoceanography)
Наличие единственного геологического разреза на весь Северный Ледовитый Океан оставляет нерешенными ряд важнейших фундаментальных вопросов. В связи с этим Арктика рассматривается IODP в качестве ключевого региона для исследований.
В 2018 году под эгидой IODP предполагалось выполнение проекта «ACEX-2»-IODP-377 в южной части хребта Ломоносова (рис. 1). Продолжительность работ — 50 дней. Глубина бурения планировалась не менее 1225 м ниже поверхности дна. При этом должны были быть опробованы осадки эоценового, олигоценового, миоценового и плиоцен-четвертичного возрастов (рис. 2). Мощность осадочного чехла в районе планируемых работ почти в четыре раза выше, чем в приполюсной частью хребта. Это могло дать возможность получения данных со значительно более высоким разрешением, что позволило бы решить ряд спорных вопросов, появившихся после изучения материалов скважины ACEX. В частности, существующая на сегодняшний момент проблема продолжительности среднекайнозойского перерыва имеет принципиальное значение для познания геологической и тектонической эволюции региона. Другим важным аспектом является возможность оценки распространения в направлении прилаптевоморской части хребта эоценовых отложений, которые перспективны на нефть. Научными руководителями проекта IODP-377 являются проф. Рюдигер Штайн (Ruediger Stein) из Института Полярных и Морских Исследований Альфреда Вегенра (AWI, Германия, Бремерхафен) и проф. Кристен Сэнт Джон (Kristen St. John) из Университета Джеймс Мэдисон (James Madison University, США).
Стоимость буровых проектов в Арктике выше прочих, что связано с необходимостью привлечения дополнительных судов-ледоколов, для обеспечения бурения в сложной ледовой обстановке. В проекте должны участвовать не менее трех ледоколов, один из которых непосредственно занимается бурением морского дна, а два других обеспечивают измельчение паковых льдов для поддержания стабильности позиционирования бурового судна. Данный подход был успешно апробирован при бурении скважины ACEX в 2004 году.
Рис. 1. Положение района бурения скважины «ACEX-2»-IODP-377 в 2018 году
(оконтурен голубым цветом). Также показано положение скважины ACEX.
Рис. 2. Положение двух предполагаемых скважин вдоль сейсмического профиля AWI-20140307. Цветные линии на профиле: желтый — верх миоцена; розовый — верх олигоцена; оранжевый — низ эоцена; голубой — акустический фундамент.
С учетом дороговизны проекта IODP-377, для его успешного осуществления требовалось привлечение дополнительных средств на аренду третьего ледокола. Чиновники ECORD были готовы пригласить ученых из России для участия в буровых работах при условии предоставления Российской стороной судна ледокольного класса. На эту тему проводились переговоры с представителями Министерства природных ресурсов и экологии РФ. К сожалению, ледокол не был предоставлен, что повлекло за собой перенос проекта на 2019 год. Для успешного выполнения бурения в 2019 году организаторам экспедиции IODP-377 необходимо в срок до конца февраля 2018 года иметь гарантию/контракт на то, что ледокол будет предоставлен. Иначе проект будет отменен.
Преимущества РФ от участия в экспедиции IODP-377
На сегодняшний день в пределах моря Лаптевых нет ни одной параметрической или разведочной скважины. Это в значительной степени снижает достоверность наших общих представлений о геологическом развитии региона, а также понижает точность оценки перспектив его нефтегазоносности. Учитывая близкое положение района бурения к морю Лаптевых, полученные в рамках проекта IODP-377 могли бы поднять наши знания на новый уровень.
В случае участия РФ в проекте IODP-377, Российские ученые будут незамедлительно получать всю информацию по составу керна, а также данные каротажа скважин. Представители России смогут проводить собственные исследования керна исходя из самостоятельно сформулированных научных задач.
Для участия Российских представителей в экспедиции IODP-377 необходимо профинансировать аренду ледокола, причем в связи с существующей благоприятной ледовой обстановкой можно ограничиться дизель-электрическим типом. Безусловно, эти затраты значительно ниже тех, которые бы потребовались для проведения самостоятельного бурения.
Участие РФ в проекте важно с точки зрения PR, поскольку IODP является организацией с наиболее развитым международным взаимодействием среди наук о Земле. Высокое внимание международной научной общественности к бурению в южной части хребта Ломоносова предопределяется крайне низкой геологической изученностью региона.
Следует отметить активную работу ученых РФ в подготовке проектов IODP по бурению центральной Арктики. Сотрудники ФГБУ «ВНИИОкеангеология» участвовали в планировании рейса IODP-302-ACEX, а также принимали непосредственное участие в экспедиции в 2004 году. Помимо этого, сотрудники ФГБУ «ВНИИОкеангеология» являются соавторами научной части проекта IODP-377.
Финансирование полноправного участия в IODP (ECORD)
Минимальный ежегодный взнос для вхождения в состав IODP составляет всего лишь 30 000 долларов и позволяет на равноправной основе участвовать в деятельности всех структур организации. Однако для ежегодной работы на буровом судне хотя бы одного представителя от страны-участницы, размер взноса должен составлять не менее 350 000 долларов в год. Полный взнос равняется 5 600 000 долларов и позволяет направлять своих представителей во все экспедиции.
В случае ежегодной уплаты минимального взноса (30 000 долл.) страна может рассчитывать на участие в экспедиции только одного своего представителя в течение 10 лет. Тем не менее, можно запрашивать керн любой скважины по окончанию годового моратория, в течение которого преимущество имеют ученые, находившиеся на борту.
Самый оптимальный вариант заключается в получении материалов по результатам непосредственного участия в экспедиции, что дает возможность приоритетных исследований полученных материалов без учета годового моратория. Следует иметь ввиду, что IODP всегда готово принять взнос в «неденежной» форме в качестве оплаты участия в буровой экспедиции (например, предоставление ледокола при бурении в Арктике), что требует дополнительных консультаций.
Алексей Крылов (ФГБУ «ВНИИОкеангеология»)