ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ПРИБРЕЖНО-ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЫ БАРЕНЦЕВА, БЕЛОГО И БАЛТИЙСКОГО МОРЕЙ

Заказчик: Департамент по недропользованию на континентальном шельфе и Мировом океане (Департамент «Моргео») Федерального Агентства по недропользованию
Научный руководитель: Спиридонов М.А., зав.отделом, д.г.-м.н.
Ответственный исполнитель: Жамойда В.А., вед.н.с., к.г.-м.н.
Исполнители: Амантов А.В., вед.н.с., к.г.-м.н.; Арсеньев Б.П., зав.отделом, к.техн.н.; Григорьев А.Г., ст.н.с., к.г.-м. н.; Кропачев Ю.П., вед. инж.; Малышева Н.Б., вед. инж.; Мануйлов С.Ф.,зам.зав.отд.; Меньшенина И.И., вед.инж.; Неевин И.А., инж.; Нестерова Е.Н., вед. инж.; Рябчук Д.В., вед.н.с., к.г.-м.н.; Сергеев А.Ю., н.с.; Спиридонов М.А., зав.отделом, д.г.-м.н.; Степанов Б.В., вед.инж.; Суслов Г.А., ст.н.с.; Шахвердов В.А., вед.н.с., к.г.-м.н.; Шахвердова М.В., инж. II кат.; (ФГУП «ВСЕГЕИ им.А.П.Карпинского»); Дорохов Д.В., н.с., к.г.н.; Сивков В.В., директор, зав.лаб., к.г.-м.н., Честнова М.А., н.с.; Чубаренко Б.В., зам.дир., зав.лаб., к.ф-м.н. (АО ИО РАН); Леонтьев И.О., вед.н.с., к.г.-м.н. (ИО РАН); Сухачева Л.Л., зав.лаб., к.геогр.н (НИИКАМ); Корнеев О.Ю., зам. дир., д.т.н.; Рыбалко А.Е., главн.н.с., д.г.-м.н.; Иванов Г.И., главн.н.с., д.г.-м.н.; Федорова Н.К., вед.н.с., к.г.-м.н.; Штыкова Н.Б., вед.н.с., к.г.-м.н.; Сысоева О.Н., вед. инж.; Андреева Н.И., вед. инж.; Корнеева Е.В., вед. инж.; Ясиновская О.Д., вед. инж.; Шимараев М.В., вед. инж.; Елизарова В.П., вед. инж.; Довгань А.В., вед. инж.; Никитин М.А., зав.лаб.; Назарова О.В., вед. инж.; Никонов К.А., инж.; Глинский В.Н., инж. (ОАО «Севморгео»).

Цель работы: Обеспечение рационального и безопасного использования геологической среды прибрежно-шельфовой зоны Балтийского, Белого и Баренцева морей на основе изучения ее состояния и прогнозирования опасных геологических процессов.

Основные результаты. Работы по объекту носили разносторонний и комплексный характер, что было связано с многоплановостью поставленных задач. К числу основных научно-практических результатов завершенных исследований можно отнести следующие:
1. Проведена региональная оценка состояния недр и развития опасных геологических процессов в пределах прибрежно-шельфовой зоны Баренцева, Белого и Балтийского морей, которая основывалась на сборе, анализе и обобщении сведений из доступных опубликованных и фондовых материалов. Составлена расширенная пояснительная записка отражающая историю эколого-геологической изученности прибрежно-шельфовой зоны Баренцева, Белого и Балтийского морей, с описанием данных по эндогенным и экзогенным геологическим процессам, а также техногенной нагрузке на геологическую среду. Особое внимание уделено состоянию береговых зон как площадей, характеризующихся с одной стороны повышенной геодинамикой различного типа, с другой, наивысшей степенью освоенности. В виде проектов ArcGIS были составлены карты для ГИС «Опасные геологические процессы прибрежно-шельфовых (береговых) зон Баренцева, Белого и Балтийского морей в масштабе 1:1 000000», включающие слои, характеризующие эндогенные и экзогенные геологические процессы; техногенную нагрузку на геологическую среду; эколого-геологическое районирование с оценкой состояния и прогнозом развития геологической среды. Для Баренцева и Балтийского морей картосоставление выполнялось только в пределах российской экономической зоны. В состав картографических материалов вошли: схема проявления опасных геологических процессов прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей на структурно-тектонической основе масштаба 1:1 000 000; схема техногенной нагрузки на геологическую среду прибрежно-шельфовой зоны Баренцева, Белого и Балтийского морей масштаба 1:1 000 000; геохимическая схема донных отложений прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей масштаба 1:500000; схема проявления эндогенной геодинамики (Рис.1), а также геохимическая карта донных отложений прибрежно-шельфовых зон Финского залива, Калининградского шельфа Балтийского моря и Кандалакшского залива Белого моря с участками аномальных зон загазованных осадков масштаба 1:500 000 и гидрохимическая карта придонных вод прибрежно-шельфовых зон Финского залива, Калининградского шельфа Балтийского моря и Кандалакшского залива Белого моря масштаба 1:500 000. Карты, хотя и базировались отчасти на собственных материалах ФГУП «ВСЕГЕИ» и ФГУНПП «Севморгео», носят компилятивный характер с элементами субъективных экспертных оценок авторов, обобщивших и адаптировавших доступные материалы.

2. Конкретная оценка состояния геологической среды и развития опасных геологических процессов на ключевых участках в пределах ранее выделенных полигонов проведения мониторинга прибрежно-шельфовой зоны Баренцева, Белого и Балтийского морей основывалась преимущественно на данных, полученных при проведении полевых работ в 2011 г., их камеральной и аналитической обработке. В задачи работ на ключевых участках, хотя они по большей части и изучались на предшествующих стадиях проведения мониторинга (до 2010 г.), входило также создание базовой геологической основы, позволяющей более объективно судить о закономерностях развития геологических процессов в пространстве. Участки характеризуются разнообразными природно-техногенными условиями. Различно геологическое строение приповерхностных разрезов, особенности донного рельефа, направленность и скорость протекания экзогенных геологических процессов, степень антропогенной нагрузки, загрязненность природной среды и т.д. Неодинакова степень изученности ключевых участков и приоритеты изучения с точки зрения мониторинга состояния геологической среды.
В состав работ входило непрерывное сейсмоакустическое профилирование, гидролокация бокового обзора, подводное радиометрическое профилирование, многолучевое эхолотирование, георадиолокационное профилирование, подводные видеонаблюдения, донный и гидрохимический пробоотбор, береговые маршруты, нивелировка и т.д. Объемы и типы работ определялись по степени изученности конкретных участков, сложности строения, предварительной оценки состояния и загрязненности геологической среды и т.д. При этом использовались материалы, полученные ВСЕГЕИ при ранее проведенных эколого-геологических исследованиях, в рамках различных объектов, в первую очередь мониторинга береговых зон, а также опубликованные и фондовые материалы мониторинга геологической среды других организаций (ФГУНПП «Севморгео», АО ИО РАН, Лукойл-КМН, МАГЭ и др.). По результатам этих работ по ключевым участкам в пределах Кольского залива Баренцева моря, Двинского и Кандалакшского заливов Белого моря, восточной части Финского залива, Юго-Восточной Балтики в пределах Калининградской области были созданы карты-схемы потенциально опасных геологических процессов, сопровождающиеся текстовыми сводками, содержащими описания геологических разрезов, распределения донных осадков, рельефа дна, строения берегов и т.д. В качестве примера можно привести карту-схему опасных геологических процессов на ключевом участке «Северная береговая зона Финского залива в пределах Курортного района Санкт-Петербурга» (Рис.2). Для участков разработаны схемы опорных профилей и базовых точек наблюдения в режиме мониторинга. Начата работа по созданию паспортов базовых точек мониторинга, информация по которым будет пополняться на следующих этапах мониторинга.
3. Фактические материалы, полученные в ходе работ, были включены в электронную базу данных, которая передается в электронном виде в Морской филиал «Росгеолфонда» в виде каталогов, содержащих метаданные проведенных работ, первичной геолого-геофизической информации и аналитических данных, наряду с ГИС проектами, содержащими дежурные карты. В дальнейшем база данных будет использоваться и пополняться последующими материалами ФГУП «ВСЕГЕИ» и ОАО «Севморгео», полученными при проведении «Государственного мониторинга состояния недр прибрежно-шельфовой зоны Баренцева, Белого и Балтийского морей в связи с интенсивным хозяйственным освоением территории».
4. Прогнозное моделирование в рамках объекта было сконцентрировано на решении наиболее важной в практическом отношении задачи - определении величины потока наносов и ее изменениях вдоль побережий Финского залива. Данная величина во многом определяет тенденции развития береговых зон, что позволяет прогнозировать возможные геологические риски. В основу прогнозных моделей легли фактические материалы полевых работ 2011 г.

5. В качестве задела на продолжение работ по мониторингу геологической среды в рамках объекта была разработана структура справочно-информационной системы (СИС) «Опасные геологические процессы прибрежно-шельфовых (береговых) зон Баренцева, Белого и Балтийского морей» и макет Методических рекомендаций по организации и проведению мониторинга состояния недр (состояния геологической среды) прибрежно-шельфовой (береговой) зоны.
Важный вывод по проделанной работе связан с тем, что в условиях Северо-западного Региона России выявлению, оценке, анализу, контролю и прогнозу подлежат, прежде всего, аномальные проявления экзогенной геодинамики и техногеногенного загрязнения, причем приоритетность этих факторов выявляется в зависимости от места их проявления. Так, например, опасная экзогенная геодинамика ставится во главу угла при проведении мониторинга на ключевых участках полигона юго-восточной Балтики («Калининградский шельф»), а комплексный техногенез доходит до уровня геологической опасности на ключевом участке Невской губы в пределах контрольного полигона восточной части Финского залива и в Кольском заливе (Рис.3, 4).

Вопрос об опасных проявлениях эндогенных геологических процессов является гораздо более сложным, т.к. требует суммы фактов, выходящих за пределы наблюдений в системе мониторинга, во всяком случае, за определенный отрезок времени его проведения. В этом случае, скорее всего можно говорить лишь о тенденциях в развитии геологической среды, которые при определенных условиях могут привести к возникновению геологической опасности. К такому типу мониторинговых наблюдений относится выявление системы разрывных нарушений (например, на контрольном полигоне Кольского залива в Баренцевом море, а также в Кандалакшском и Двинском заливах Белого моря). В основном, судя по геофизическим данным (НСП), требуется разбраковка разломной тектоники с выделением активизированных разрывных нарушений, приводящих к смещениям (нарушениям) в структуре осадочного покрова и видимых нарушениях в профиле донного рельефа и геоморфологических аномалиях. К этой же группе эндогенной геологической опасности, иногда с некоторой долей условности, относятся подводные газопроявления (например, покмарки), как источник возникновения геохимических аномалий в донных осадках.

В особое и очень важное направление эколого-геологических исследований развились комплексные работы в береговой зоне, наиболее актуальные для опорных полигонов «Калининградский шельф» и «Финский залив». В конечном итоге это позволило сформировать геологические основы берегозащиты на региональном уровне.
Следует признать, что проблема геологических опасностей, связанных с аномальной эндогенной, экзогенной и техногенной геодинамикой, применительно к северо-западному региону России, крайне важна, что обусловлено концентрацией от 70 до 30% населения в береговой зоне и активным освоением дна прибрежных акваторий. В то же время, очевидно, что в настоящий момент даже теоретически для прибрежно-шельфовых зон не разработаны механизмы определения геологического риска, уязвимости и ущерба. Разработка таких механизмов на терминологическом, понятийном и законодательном уровнях, требует выполнения специальных НИР с привлечением ведущих специалистов отрасли в области экологической и морской геологии.
В целом всю выполненную работу следует рассматривать, как этап дальнейших систематических исследований по Программе Государственного мониторинга состояния недр (геологической среды) прибрежно-шельфовой (береговой) зоны с соблюдением его режима и регламента на современной организационно-методической и технологической (технической) базе. Не менее очевидна постановка вопроса о прямой и непосредственной связи контрольных полигонов мониторинга с наиболее освоенными или конкретно планируемыми для освоения участков прибрежно-шельфовой (береговой) зоны. При любом развитии событий не вызывает сомнения приоритет береговой зоны, как первоочередный объект организации и проведения Государственного мониторинга состояния недр (состояния геологической среды) с учетом того, что части так называемого «прибрежного шельфа» по определению входит в состав береговой зоны на большой, а иногда огромной площади, например в условиях западной Арктики.

Внедрение результатов и направления возможного продолжения работ
Эффективность использования результатов, полученных в ходе выполнения работ по объекту, зависит во многом от их тиражирования и доступности для широкого круга пользователей. По результатам этих работ был подготовлен и издан «Информационный бюллетень о состоянии геологической среды прибрежно-шельфовых зон Баренцева, Белого и Балтийского морей в 2011 году», включивший сжатую адаптированную информацию о характере развития опасных геологических процессов, который был распространен по списку заинтересованных ведомств и организаций. Через создание Информационного бюллетеня, а также через другие виды внедрения результатов работ (статьи, доклады, оперативная информация) реализована главная информационная функция мониторинга.
Работы по Государственному мониторингу состояния недр прибрежно-шельфовой зоны целесообразно продолжать, прежде всего, на площадях активного современного или планируемого освоения. Для усовершенствования информационной функции мониторинга и оперативности использования данных следует вернуться к идее создания геологической информационно-аналитической системы (ГИАС) на базе интернет-технологий, доступной для широкого круга пользователей. Это позволит уйти от дублирования работ, выполняемых различными ведомствами в режиме мониторинга морских акваторий, что, несомненно, приведет к экономии государственных и частных средств. Необходима постановка НИР по созданию пакета инструктивно-методических документов в отношении режима и регламента мониторинга недр прибрежно-шельфовой зоны с привлечением ведущих специалистов отрасли в области экологической геологии.