Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ На правах рукописи
ПОПОВ Сергей Викторович
РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ ПОДЛЁДНОГО РЕЛЬЕФА, ЛЕДНИКОВОГО ПОКРОВА И ПОДЛЕДНИКОВЫХ ВОДОЁМОВ ВОСТОЧНОЙ АНТАРКТИДЫ
Специальность:
25.00.10 геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых.
А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание учной степени доктора геолого-минералогических наук
г. Санкт-Петербург 2010 г.
Работа выполнена в Полярной морской геологоразведочной экспедиции (ФГУНПП ПМГРЭ).
Научный консультант доктор геолого-минералогических наук, профессор Аплонов Сергей Витальевич Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Глазунов Владимир Васильевич, СПбГГИ (ТУ) доктор географических наук, профессор Субетто Дмитрий Александрович, РГПУ им А.И.
Герцена доктор геолого-минералогических наук Титов Константин Владиславович, СПбГУ Ведущая организация Учреждение Российской академии наук Институт географии РАН, Москва
Защита состоится 21 апреля 2011 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д 212.232.19 по защите диссертаций на соискание учной степени доктора геологоминералогических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Геологический факультет (здание бывш. НИФИ), ауд. 347.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького в СПбГУ по тому же адресу.
Автореферат разослан л ___________ 2011 г.
Учный секретарь диссертационного совета, к.г.-м.н. М. П. Кашкевич
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Настоящая работа посвящена вопросам интерпретации материалов радиолокационного профилирования (РЛП) и выявлению, преимущественно на их основе, особенностей строения ледникового покрова и коренного рельефа Восточной Антарктиды.
Актуальность проблемы обусловлена тем, что Антарктида перекрыта мощным ледником более чем на 95% своей территории. Континент и сейчас, в начале третьего тысячелетия, является предметом пристального внимания, и вместе с тем, во многих отношениях был и остатся "белым пятном" на карте нашей планеты. В нашей стране работам в Антарктиде придатся огромное значение. В частности, Правительство РФ своим распоряжением от 30.10.2010 № 1926-р утвердило Стратегию развития деятельности Российской Федерации в Антарктике на период до 2020 года и на более отдалнную перспективу. Кроме того, в Правительстве РФ на рассмотрении находится первый в истории нашей страны Закон об Антарктике. Таким образом, важность изучения этой полярной области понимается не только учными, но и на самом высоком государственном уровне.
Многокилометровый ледниковый покров, делает недоступным для изучения прямыми методами коренного ложа Антарктиды. Радиолокационное профилирование помогает не только "снять" ледниковый покров, определить его мощность и изучить подлдный рельеф, но и частично интерпретировать строение верхней части геологического разреза. Вс это позволяет в значительной мере познать новейшие геологические (неотектонические и гляциологические) процессы и выявить пликативные, дизъюнктивные и инъективные дислокации в земной коре.
В настоящей работе подробно рассматривается сравнительно новый геофизический метод (в нашей стране он начал использоваться около 50 лет назад) исследований полярных районов нашей планеты - радиолокационное профилирование (РЛП) и обсуждаются вопросы интерпретации временных радиолокационных разрезов. На основе, прежде всего, данных РЛП, рассматриваются методические особенности построения карт мощности ледникового покрова и коренного рельефа. Значительная часть работы посвящена обсуждению строения ледника (применительно к данным РЛП) и коренному рельефу наиболее важных и интересных районов индоокеанского сектора Восточной Антарктиды - е центральной части и району подледниковых озр Восток и Пионерское.
Подледниковые водомы Антарктиды, и озеро Восток в частности, являются поистине наиболее значимыми открытиями конца XX века. Ввиду своей уникальности, к ним приковано внимание большинства исследователей этого континента. Однако озеро Восток является самым большим из них. В изучении этого природного феномена наша страна занимает лидирующее место.
Цель работы заключается в выявлении особенностей строения ледника и коренного рельефа индоокеанского сектора Восточной Антарктиды и, в частности, района подледникового озера Восток. Главным геофизическим методом исследования является радиолокационное профилирование.
Задачи исследования: (1) выяснение основополагающих вопросов формирования временных радиолокационных разрезов для практического использования: с целью улучшения качества обработки данных РЛП; (2) выявление основных черт строения ледникового покрова и коренного рельефа района подледникового озера Восток, и в целом индоокеанского сектора Восточной Антарктиды.
Фактический материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положены данные, полученные отечественными и зарубежными учными за последние 50 лет в рамках двух международных проектов по исследованию ледникового покрова и коренного рельефа Антарктиды: BEDMAP и ABRIS. Часть материалов (по районам подледникового озера Восток и ледника Ламберта) получена при непосредственном участии автора в ходе полевых работ, начиная с 1993 г. В процессе переобработки и переосмысления данных, автором были разработаны методики и компьютерные программы, которые впоследствии легли в основу программного пакета обработки геофизических данных в ПМГРЭ.
Защищаемые положения:
1. Разработанная новая методика упрощнного моделирования распространения сферической электромагнитной волны в трхмерном пространстве, состоящем, в общем случае, из трх сред, имеющих произвольные характеристики, позволила ускорить процесс обработки данных в ходе выполнения полевых работ при сохранении достоверности выделения целевых границ.
2. Ледниковый покров в районе подледникового озера Восток (Восточная Антарктида) имеет слоистое строение и над акваторией озера Восток, в целом, находится в состоянии гидростатического равновесия.
3. Коренной рельеф и береговая линия озера Восток указывают на то, что озеро Восток является изолированным водомом и его водное тело целиком располагается в каменных берегах.
4. Коренной рельеф индоокеанского сектора Антарктики, построенный по современным данным, является основой для создания новой орографической схемы региона.
Научная новизна. Автором в рамках настоящей работы (1) впервые создана и реализована программно-математическая модель формирования временных радиолокационных разрезов на основе распространения сферической электромагнитной волны в трхмерном пространстве для произвольной конфигурации поверхностей. На е основе выяснены условия успешного лоцирования подледниковых водомов, а также выработаны критерии интерпретации временных радиолокационных разрезов.
Достоинством модели является е быстродействие и нетребовательность к ресурсам компьютера, что позволяет е использовать при проведении полевых работ. Это, в свою очередь, дат возможность мобильно корректировать планы работ, что существенно повышает их эффективность; (2) впервые построены наиболее подробные и достоверные карты мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа, а также геоморфологические (орографические) карты района подледникового озера Восток; (3) определена береговая линия подледникового озера Восток и выяснено, что озеро является замкнутым водомом, который полностью располагается в каменных берегах; выяснено, что ледник над акваторией озера, в целом, находится в состоянии гидростатического равновесия; (4) она основе обобщения всех доступных отечественных и зарубежных данных построены карты мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа для индоокеанского сектора Антарктики; выявлены основные черты строения центральной части Восточной Антарктиды в ходе составления орографической карты.
Теоретическая и практическая значимость: (1) созданная автором программа формирования временных радиолокационных разрезов является основой правильной интерпретации данных РЛП. Е использование позволяет наиболее верно истолковывать полевой материал, что, в свою очередь, позволяет избежать ошибок ещ на этапе проведения полевых работ, а значит увеличить их эффективность и сократить затраты на их выполнение. (2) Эта разработка внедрена в практику производственных работ ПМГРЭ и на протяжении почти 10 лет с успехом применяется при обработки и интерпретации данных РЛП. (3) Выполненное обобщение данных по району подледникового озера Восток, в результате чего построен комплект карт геофизического содержания, является существенным шагом вперд в изучении центральных районов Антарктиды и подледниковых водомов, а также укрепляет научный авторитет нашей страны на международной арене. (4) Определение береговой линии озера Восток и его изолированности от прочих подледниковых водомов является исключительно важным практическим результатом проведнной работы. Он показывает, что предстоящее в ближайшее время проникновение в озеро Восток является абсолютно безопасным для антарктической экосистемы: даже в случае аварийной ситуации, когда произойдт загрязнение озера, оно, в силу замкнутости, не затронет остальные подледниковые водомы. (5) Построение столь подробных и полных карт коренного рельефа и ледникового покрова индоокеанского сектора Восточной Антарктиды выполняется впервые. Кроме того, организация проекта ABRIS сама по себе имеет важное значение: (1) это большой проект, созданный в рамках МПГ, который, безусловно, поднимает значимость отечественной науки; (2) в рамках проекта создатся и пополняется база отечественных и зарубежных данных по ледниковому покрову и коренному рельефу.
Результаты диссертации могут быть использованы при геологических и гляциологических изысканиях.
ичный вклад автора. Один из разделов работы автора (по району озера Восток) выполнен, преимущественно по материалам ПМГРЭ, сотрудником которой автор является с 1992 г. На его счету 3 экспедиции в Арктику и 13 экспедиций в Антарктиду. Последние являлись предметом изучения районов, обсуждаемых в настоящей работе. Начиная с 2003 г. автор возглавляет радиолокационные исследования в центральных районах Восточной Антарктиды, и, в частности, в районе подледникового озера Восток, в составе наземных санно-гусеничных походов. Им выявлено около 60 антарктических подледниковых водомов. В период 1996 - 2000 гг. автор был представителем России в международном проекте Топография коренного ложа Антарктики (BEDMAP). В настоящий момент он является одним из организаторов проекта Коренной рельеф и ледовый щит Антарктиды (ABRIS). Автором создана и постоянно пополняется база антарктических данных по мощности ледникового покрова и высотам коренного рельефа.
На е основе им сформированы гриды мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа на обширный район - индоокеанский сектор Антарктики, а также для районов гор Принс-Чарльз и подледникового озера Восток. На протяжении всей своей научной деятельности автор занимался вопросами интерпретации данных РЛП.
Результатом явилось, обсуждаемая в главе 2, математическая модель формирования временных радиолокационных разрезов, на основе которой построен граф обработки полевых материалов, существенно улучшивший качество их интерпретации.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 63-х статьях, изданных в рецензируемых журналах на русском и английском языках. Основные положения работы докладывались в общей сложности на симпозиумах, конференциях и научных совещаниях включая VII международный симпозиум по геофизическим исследованиям Антарктики (Сиена, Италия, 1995 г.);
гляциологический симпозиум по изучению Антарктики (Хобарт, Австралия, 1997 г.); 8-ю международную ассамблею по изучению Антарктики (Уппсала, Финляндия, 1997 г.);
международную конференцию, посвященную 300-летию горно-геологической службы России (С. Петербург, Россия, 2000 г.); международную конференцию, посвященную изучению полярных областей Земли (С. Петербург, Россия, 2001 г.); XIX - XXVI симпозиумы "Радиолокационное исследование природных сред" (С. Петербург, Россия, 2001-2009 гг.); геофизическую конференцию в Вашингтоне в 2001 г.; 7-й международный симпозиум по антарктической гляциологии (Милан, Италия, 2003 г.); 9-й и 10-й международные симпозиумы по антарктическим наукам о Земле (Потсдам, Германия, 2003 г.; Санта-Барбара, США, 2007 г.); ежегодные отечественные гляциологические симпозиумы и конференции МПГ в период 2000-2010 гг.; ежегодные совещания по изучению подледникового озера Восток в период 2002-2010 гг.; открытые научных конференции СКАР (С. Петербург, 2008 г.; Буэнос-Айрес, 2010 г.); международный симпозиум по итогам МПГ (Осло, 2010 г.); XXX Пленум российской геоморфологической комиссии (С. Петербург, 2008 г.), а также два рабочих заседания международного проекта BEDMAP по картированию коренного рельефа Антарктики (Кембридж, Англия, 1997 и 1998 гг.). Разработана и внедрена в практику производственных работ ПМГРЭ методика обработки и интерпретации данных РЛП. Основные результаты исследований вошли в производственных отчтов (в соавторстве) ПМГРЭ, а также в отчты по Проектам ФЦП Мировой Океан.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. В первой главе описывается история изучения строения ледникового покрова и подлдного рельефа Антарктиды; во второй главе излагается математическая модель формирования временных радиолокационных разрезов, обсуждаются полученные в ходе моделирования результаты и принципы интерпретации данных РЛП; в третьей освещаются методические вопросы интерпретации реальных временных радиолокационных разрезов и картосоставления; в четвртой и пятой главах обсуждаются строение ледника и коренного рельефа индоокеанского сектора Антарктиды и районов подледниковых озр Восток и Пионерское. Объм работы составляет 3машинописную страницу, включая 99 иллюстраций и 2 таблицы. Библиография содержит 386 наименований.
Автор искренне благодарит директора ФГУНПП ПМГРЭ В.Д. Крюкова и начальника Антарктической геофизической партии ПМГРЭ В.Н. Масолова за многолетнюю поддержку, критические замечания и всестороннюю помощь не только при подготовке настоящей работы, но и производственной деятельности в целом. Особую признательность автор выражает начальнику РАЭ В.В. Лукину, без чьих усилий и помощи были бы невозможны работы на озере Восток. Автор искренне благодарен своему научному консультанту доктору геолого-минералогических наук профессору С.В. Аплонову за доброжелательное отношение и критические замечания, позволившие существенно улучшить качество настоящей работы. Автор считает своим долгом выразить признательность коллегам по работе - сотрудникам ПМГРЭ, РАЭ, ААНИИ, ВНИИОкеангеология, ИГ РАН и МГУ общение с которыми оказало значительное влияние на формирование автора как специалиста в своей области, а также за активное обсуждение результатов и смежных проблем. Неоценимая помощь была оказана сотрудниками РАЭ при выполнении полевых работ в центральной Антарктиде, при получении данных радиолокационного профилирования в научных санно-гусеничных походах. Автор выражает признательность и благодарность доктору геолого-минералогических наук профессору СПбГУ А.Н. Ласточкину, чьи, поистине обширные знания и опыт помогли в изучении геоморфологии. Автор благодарит Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и подпрограмму "Изучение и исследование Антарктики" ФЦП "Мировой океан" за оказание финансовой поддержки исследований по многочисленным научным проектам, результаты которых вошли в настоящую диссертационную работу.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ (по защищаемым положениям) 1. Разработанная новая методика упрощённого моделирования распространения сферической электромагнитной волны в трёхмерном пространстве, состоящем, в общем случае, из трёх сред, имеющих произвольные характеристики, позволила ускорить процесс обработки данных в ходе выполнения полевых работ при сохранении достоверности выделения целевых границ Метод радиолокационного профилирования уже давно занял прочное место в прикладной геофизике как один из основных для изучения литосферы. Он является единственным, который позволяет мобильно, с высокой детальностью и достоверностью картировать рельеф областей, перекрытых ледником. Качество результатов РЛП непосредственно связано с тем, насколько правильно мы истолковываем временнй радиолокационный разрез, и насколько верно наше представление о характере распространения отражнных электромагнитных волн от фрагментов подлдной поверхности. Несмотря на то, что этим вопросам посвящено значительное количество отечественных и зарубежных публикаций, они носят, главным образом, теоретический характер и малопригодны для решения практических вопросов интерпретации. В большинстве свом, в этих работах излагаются и описываются с математической точностью физические процессы распространения электромагнитных волн в леднике.
Однако их реализация для многослойного объекта произвольной формы в трхмерном пространстве чрезвычайно сложна и модель, сформированная на подобных принципах, будет весьма требовательна к компьютерным ресурсам, а расчты займут весьма продолжительное время. С другой стороны, можно учесть лишь основные факторы, влияющие на формирование временного радиолокационного разреза. В этом случае модель упроститься и результат может быть получен через разумный промежуток времени при использовании ресурсов стандартного настольного компьютера или ноутбука. При этом временной радиолокационный разрез будет весьма близок к реальному. Таким образом, смысл поставленной задачи состоит в том, чтобы создать некоторую упрощнную модель, которая достаточно быстро решала бы задачу формирования отражнного сигнала (и временного радиолокационного разреза) для модельного маршрута при заданных условиях. Это, в свою очередь, позволит оперативно и правильно трактовать полевые материалы, что окажет (и оказывает) существенную помощь в организации и проведении полевых работ и последующей обработки полученных данных.
Основой модели является математическое моделирование распространения сферической электромагнитной волны в трхмерном пространстве, состоящем, в общем случае, из трх сред, разделнных границами произвольной формы, которые имеют произвольные диэлектрические проницаемости и удельное поглощение. Рассмотрение трхслойных сред связан, помимо прочего, с тем, что при этом появляется возможность использовать данную модель при анализе данных аэрорадиолокационного профилирования, где первым (верхним) слоем является воздух, вторым - д и последним подстилающие породы.
В ходе моделирования имитируются условия наземного радиолокационного профилирования, близкие к реальным. Возбуждение волн и их прим осуществляется в одном и том же пункте. Они проецируются на подлдную поверхность и являются центрами кругов задаваемого радиуса. Последние, касаясь поверхности, повторяют е конфигурацию. На круги накладывается регулярная сеть с некоторым заданным шагом. Е узлы являются источниками вторичных (отражнных) сферических волн. При наличии ещ одного слоя, располагающегося ниже подлдной поверхности, каждый узел круга является также и источником преломлнной волны. В целях оптимизации процесса моделирования, предполагается, что преломление волн в подлдную среду и их последующее отражение осуществляется по законам лучевого приближения.
Все вторичные волны, распространяясь в пространстве, формируют изменяющееся во времени волновое поле. Эти электромагнитные колебания возбуждают электрические сигналы на примной антенне, которые усиливаются логарифмическим усилителем (с задаваемыми характеристиками) и регистрируется. На окончательном этапе отражнные сигналы формируют временной радиолокационный разрез.
В работе определяется соотношение мощностей принятого и излучнного сигналов. Сферическая волна формируется на передающей антенне, которая характеризуется некоторым коэффициентом усиления, зависящим от угла зондирования, который определяется диаграммой направленности антенны и является е главной характеристикой. При распространении в пространстве происходит геометрическое расхождение фронта волны пропорциональное квадрату расстояния равное. Взаимодействие волны и границы раздела сред порождает отражнную волну, которая формируется на некотором участке поверхности площадью. При этом отражается лишь часть энергии, которая определяется, в общем случае, коэффициентом рассеяния по мощности . Отражающая поверхность становится источником вторичной волны. Она распространяется в пространстве и достигает примной антенны. Характер взаимодействия с последней определяется эффективной площадью апертуры примной антенны. Кроме того, среда, в которой распространяется волна, является диссипативной, т.е. в ней происходит е поглощение, определяемое параметром. Таким образом, мы получили уравнение дальности радиолокации:
. (1) ( ) Далее в работе выводится энергетическое соотношение для трхслойной среды. На границе раздела часть энергии проходит из среды 1 в нижележащую среду 2, распространяется в ней, отражается от границы раздела сред 2 и 3, распространяется обратно и, в конечном итоге, достигает примной антенны. Проникновение волны через границу раздела сопровождается е преломлением и регламентируется коэффициентом преломления Френеля по мощности. При е распространении в среде 2 на расстояние, происходит геометрическое расхождение фронта. Достигая границы раздела сред 2 и 3, формируется отражнная волна на некотором участке, площадью. Характер этого процесса, как и в предыдущем случае, определяется коэффициентом рассеяния по мощности . В среде 2 происходит поглощение, определяемое параметром. Таким образом, . (2) В случае общей антенны для передачи и прима или их схожести (что и реализуется на практике), и связаны соотношением, (3) где - длина волны в воздухе. Ослабление при распространении волны в диссипативной среде по мощности при двукратном прохождении составляет, где - удельное поглощение в i-ой среде, выраженное в дБ/м. После соответствующих преобразований получаем соотношение для величины затухания по мощности в единицах СИ:
. (4) Обобщим (1) и (2) с учтом (3) и (4) на i-ое количество слов:
[ ];. (5) ( ) Взаимодействие волны с границей раздела сред i, в общем случае, регулируется коэффициентами рассеяния и преломления Френеля. Первый из них, согласно закону диффузного отражения Ламберта, пропорционален косинусу угла падения, т.е.
может быть представлен как . При горизонтальной поляризации, которая имеет место на практике,, где - комплексное волновое сопротивление i-ой среды; в рассматриваемом нами случае немагнитных сред.
Углы падения и преломления в узле формирования вторичной волны подчиняются закону Снеллиуса, где - комплексные диэлектрические проницаемости. Таким образом, после соответствующих преобразований получаем:
, (6) , (7) . (8) За основу энергетических соотношений при моделировании возьмм выражение (5).
С учтом (7), (8), и вышеизложенных дополнений получим выражения для относительных амплитуд отражнных сигналов от первой и второй границ раздела сред, при получаем:
; (9) ( ) ( ) . (10) ( ) В примном тракте полный отражнный сигнал, сформированный одним зондированием усиливается логарифмическим усилителем с заданной передаточной характеристикой, которая имитирует примник используемых в настоящее время ледовых локаторов РЛС-60-98 и РЛС-60-06:
( ) {, ( ) где - коэффициент усиления, - максимальное выходное напряжение усилителя, - входное напряжение, - пороговое входное напряжение, при котором кривая усиления переходит в насыщение. Таким образом, окончательно амплитуда регистрируемого отражнного сигнала ; .
Временной радиолокационный разрез формируется в оттенках серых тонов.
Интенсивность пикселей пропорциональна положительному значению первой производной от амплитуды отражнного сигнала по задержке :
( ), где - функция Хевисайда: {.
В работе рассматриваются модели трхслойных сред для типичных ситуаций, наиболее часто встречающихся в природе. Часть из них приводятся ниже. Предполагается постоянство удельного поглощения в теле ледника =0.01 дБ/м и его диэлектрической проницаемости =3.17, что соответствует скорости распространения волн =168.5 м/мкс.
Шельфовый ледник с придонными трещинами Пусть имеется ледяная плита мощностью 500 м (шельфовый ледник Эймери, Восточная Антарктида). Е абсолютная высота равна 50 м, а нижняя поверхность гладкая.
Диэлектрическая проницаемость всей подлдной среды соответствует воде (т.е. =81).
Радиолокационный маршрут располагается вблизи трх придонных трещин и пересекает ещ четыре (рис. 1а). Все они имеют гладкие вертикальные стенки. Трещины cr1, cr3, cr5 и cr6 имеют глубину 150 м и ширину 200 м. Их верхняя поверхность сильно расчленена:
перепады высот составляют около 10 м. Трещина cr2 имеет ту же глубину при ширине 20 м. Е верхняя поверхность гладкая. Объект cr4 представляет собой зону придонных трещин шириной 1 км. Перепады высот составляют 20 м. Разрез ледникового покрова представлен на рис. 1б. На рис. 1в приведн модельный временной радиолокационный разрез.
Рис. 1. Модельный радиолокационный разрез вдоль шельфового ледника а- схема расположения маршрута; б- разрез ледника по маршруту; в- временной радиолокационный разрез; 1- отражения от поверхности воды; 2, 3, 5,- гиперболические отражения; 4- отражения от придонной трещины; 6, 7, 8- боковые отражения; cr1Еcr6- трещины.
Рассматриваемый модельный маршрут начинается в стороне от протяжнной трещины cr1 и заканчивается между cr5 и cr6 (рис. 1а). Сферическая волна, сформированная на передающей антенне, распространяясь в теле ледника, взаимодействует с указанными объектами. При этом формируется отражнная волна.
Маршрут в плане располагается таким образом, что при движении по нему возрастает латеральное отклонение от трещины cr1. Это приводит к увеличению дальности от источника до указанного объекта, что, в свою очередь, приводит к появлению наклонных отражений 6 и 7 на временном радиолокационном разрезе. Первое из них сформировано от привершинной, а второе - от придонной частей трещины cr1. Гиперболические отражения 8 образованы от одинаковых объектов (cr5 и cr6), однако, ввиду того, что они располагаются на различных расстояниях от маршрута, дальность до них также различна.
Это приводит к тому, что на временном радиолокационном разрезе они отображаются на различных дальностях.
Визуально воспринимается, что объекты cr1, cr3, cr5 и cr6 имеют различные высоты. Однако это не соответствует действительности. В качестве иллюстрации к выполненному моделированию на рис. 2 приведн фрагмент реального временного радиолокационного разреза, полученного в ходе аэрорадиолокационного профилирования в районе шельфового ледника Эймери (Восточная Антарктида) в 1989 г. На нем наблюдается интенсивное отражение 1, сформированное от поверхности ледника и его кратные 2. Отражение от подошвы ледника 3 также сопровождается кратным 4. На приведнной записи зарегистрированы многочисленные трещины. В большинстве случаев наблюдаются отражения от их привершинных частей 5. Они сопровождаются гиперболическими отражениями 6, которые маркируют границы трещин.
Рис. 2. Радиолокационный разрез, полученный в районе шельфового ледника Эймери 1- отражения от поверхности ледника; 2- кратные отражения от поверхности ледника; 3- отражения от поверхности воды; 4- кратные отражения от поверхности воды; 5, 6- отражения от трещин; 7- отражения неустановленного генезиса.
В ряде случаев отражения от привершинных частей трещин не зарегистрированы.
Причина состоит, прежде всего, в наличии сильно расчленнной поверхности. Кроме того, как показывают наблюдения автора, выполненные в районе обсерватории Мирный, стенки реальной трещины имеют сложную конфигурацию, и она сама может быть полностью, или частично, заполнена кусками колотого льда. Все это приводит к существенно большему, по сравнению с моделью, затуханию электромагнитных волн.
Подледниковый водом значительной глубины В следующей модели рассматривается плоская гранитная ( =5) поверхность, перекрытая ледником мощностью 1500 м. Она, как и в реальных условиях, не является идеально гладкой. В не случайным образом введены неровности амплитудой до 1 м (средняя величина 30 - 50 см). На указанной поверхности располагается водом ( =81) значительной глубины, никак не выраженный в рельефе. Поверхность водома идеально гладкая и зеркальная. На рис. 3а приведена схема расположения модельных маршрутов.
Маршрут M-1 начинается над коренными породами, а затем пересекает подледниковый водом. Временной радиолокационный разрез приведн на рис. 3б. На нм наблюдается горизонтальное отражение 1. Оно сформировано от коренных пород. Далее следует интенсивное отражение 2, образованное от поверхности водома. Интерес представляет наличие гиперболического отражения 3.
Согласно (6), для границ раздела "лд-гранит" и "лд-вода" при вертикальном зондировании составляют 0.11 и 0.67 (т.е. в 6 раз выше) соответственно. Это означает, что удельная мощность отражнного сигнала от ровной водной поверхности примерно на два порядка больше, чем от шероховатой гранитной. Указанное обстоятельство и приводит к формированию гиперболического отражения. Положение береговой линии маркируется его вершиной 4.
Маршрут M-2 полностью располагается над коренными породами, однако проходит вблизи водома (примерно в 500 м). Временной радиолокационный разрез приведн на рис. 3в. На нм наблюдается горизонтальное отражение 1. Оно сформировано от гранитов.
В правой части разреза ниже 1 располагается отражение 5. Оно сформировано подледниковым водомом, расположенным в стороне от маршрута. Как видно из рисунка, конфигурация 5 в генеральном плане повторяет береговую линию, что вполне логично вписывается в схему, изложенную выше. Боковое отражение 6 образовано от удалнных участков береговой линии.
Рис. 3. Модельные радиолокационные разрезы в районе подледникового водоёма значительной глубины а- схема расположения маршрутов; б, в, г- временные радиолокационные разрезы по маршрутам M-1, M-2 и M-3 соответственно; 1- отражения от шероховатой гранитной поверхности; 2- отражения от поверхности воды; 3, 6- гиперболические отражения; 4- граница водоёма; 5- боковые отражения от водоёма.
Интенсивность отражения 5 значительно выше, чем 1. При анализе указанного маршрута без учта всех остальных, располагающихся на этой территории, данное обстоятельство может привести к ошибке: при выборе целевой границы (каковой является подошва ледника) вместо слабоинтенсивной и менее привлекательной 1, может быть выбрана высококонтрастная и "рельефная" 5.
Маршрут M-3 также проходит над коренными породами. Он удалн от подледникового водома на 1 км дальше, чем M-2 (рис. 3а). Временнй радиолокационный разрез по M-3 приведн на рис. 3г. На нм наблюдаются отражения 1 и 5 от коренных пород и подледникового водома соответственно. Ввиду того, что подледниковый водом располагается на значительном удалении от маршрута, интенсивность отражнного от него сигнала резко уменьшается. По этой же причине ухудшается проработка береговой линии:
отчтливо наблюдаются только е фрагменты 5. Отражения 6 сформированы, как и в предыдущем случае, от удалнных участков береговой линии.
Равнинный подледниковый водом с наклонным дном малой глубины Прежде всего, выясним, возможно ли теоретически зарегистрировать отражение от дна подледникового водома, посредством имеющейся на сегодняшний день радиолокационной аппаратурой. Для этого рассчитаем соотношение амплитуд отражнных сигналов от первого и второго слоя ( и соответственно) при вертикальном зондировании и зеркальном отражении. Для этого воспользуемся соотношениями (9) и (10) с учтом (8). Ввиду того, что рассматриваемый процесс полностью подчиняется лучевому приближению, заменим коэффициент рассеяния коэффициентом отражения (6).
Тогда |, ( )( ) | ( )( ) ( ) ( ). (11) ( ) Подставим в (11) известные значения диэлектрических проницаемостей льда =3.и воды =81. Исходя из общегеологических представлений, дно подледникового водома, скорее всего, выполнено рыхлыми осадочными отложениями, 25, либо, что менее вероятно, тврдыми кристаллическими породами, 5. В работе показывается, что подледниковые водомы располагаются, преимущественно в областях с мощностью ледника от 3000 м до 4000 м. Анализ (11) показывает, что изменение мощности ледника существенного влияния, по сравнению с прочими факторами не оказывает. Исходя из вышеизложенного, применим (11) при мощности ледника 3500 м с вышеперечисленными параметрами.
Согласно литературным источникам, удельное поглощение в пресной природной воде составляет 0.02-2 дБ/м. Натурные измерения показывают, что этот параметр для вод озера Краснофлотское (Ленинградская обл.) составляет 1.4 дБ/м. Аналогичные работы были проведены под руководством автора в районе Свирской губы (Ленинградская обл.) в рамках проекта РФФИ 08-05-10038к в 2008 г. Согласно лабораторным исследованиям, удельное поглощение в среде составило 1.1 дБ/м. Указанный параметр для природной воды из йодисто-радонового святого источника Введено-Оятского монастыря (Ленинградская обл.) составил по нашим измерениям 77.3 дБ/м. Примем, таким образом, что для природной не минерализованной воды удельное поглощение составляет 0.51.5 дБ/м, что вполне согласуется с существующим на сегодняшний день представлениями.
Вышеизложенное обобщено на рис. 4, на котором приведено соотношение амплитуд отражнных сигналов от поверхности подледникового водома и его дна от глубины водома при мощности ледника =3500 м, =3.17, =81, а также для двух значений : и 25. В расчтах также использовалось два значения для удельного поглощения в среде :
0.5 дБ/м и 1.5 дБ/м. Из рисунка следует, что при благоприятных обстоятельствах, возможно успешное лоцирование подледниковых водомов глубиной до 10-15 м.
Рассмотрим плоскую гранитную ( =5) поверхность, перекрытую ледником ( =3.17; =0.01 дБ/м) мощностью 1000 м. В не случайным образом введены неровности амплитудой до 1.5 м. На этой поверхности располагается водом прямоугольной формы ( =81) с наклонным дном, которое также сложено гранитными породами ( =5). Его поверхность зеркальная. Уклон дна незначительный и составляет 10 м/км (~35'). С целью получения более контрастного изображения, здесь и далее будем считать, что вода в водоме пресная, =0.1 дБ/м. На рис. 5а приведена схема расположения модельных маршрутов.
Рис. 4. Условия успешного лоцирования подледниковых водоёмов построения осуществлены при при =3500 м, =3.17, =81; 1- =0.5 дБ/м, =25; 2- =0.5 дБ/м, =5; 3- =1.5 дБ/м, =25; 4- =1.5 дБ/м, =5; штриховкой показана область характеристик, при которых возможно успешное лоцирование водоёма.
Маршруты M-1, M-2 и M-3 располагаются параллельно друг относительно друга на расстояниях 700 м и 350 м соответственно. Их протяжнность одинакова и составляет 4.24 км. Первый из них, начинаясь над коренными породами, пересекает подледниковый водом в наиболее мелкой его части. Временной радиолокационный разрез приведн на рис. 5б. На нм наблюдается слабоинтенсивное горизонтальное отражение 1, сформированное от коренных пород. В средней части разреза имеется высокоинтенсивный участок 2. Он образован от поверхности подледникового водома. Его границы маркируются гиперболическими отражениями 3, которые обычно формируются от ярко выраженных в рельефе структур. На временном радиолокационном разрезе наблюдается слабоинтенсивное наклонное отражение 5, переходящее в гиперболическое 6 в районе береговой линии. Они сформированы от придонной и присклоновой частей подледникового водома. Наклон ветвей гипербол 3 и 5 различен и регулируется кинематическими характеристиками сред.
Маршрут M-2 полностью располагается над коренными породами, однако проходит через угол водома. Временной радиолокационный разрез приведн на рис. 5в. На нм наблюдается относительно слабое горизонтальное отражение 1. Оно сформировано от коренных пород. В центральной части располагается гиперболическое отражение 3. Его вершина 4 маркирует положение угла подледникового водома.
Маршрут M-3 также проходит над коренными породами. Он удалн от подледникового водома на 350 м (рис. 5а). Временной радиолокационный разрез по маршруту приведн на рис. 5г. На нм наблюдается отражение 1 от коренных пород и слабое гиперболическое отражение 3 от придонной части подледникового водома.
В работе рассматривается ряд конкретных случаев интерпретации временных радиолокационных разрезов, полученных автором в ходе полевых работ во внутренних районах Восточной Антарктиды, главным образом, в районе подледникового озера Восток.
Рис. 5. Модельные маршруты над плоской поверхностью и клиновидным дном подледникового водоёма а- схема расположения маршрутов; б, в, г- временные радиолокационные разрезы по маршрутам M-1, M-2 и M-3. 1- отражения от ровной поверхности коренных пород; 2- отражения от поверхности подледникового водоёма; 3- боковые гиперболические отражения; 4- вершины гиперболических отражений; 5- отражения от дна водоёма; 6- боковые отражения от дна водоёма; сечение изолиний за пределами акватории 1 м;
сечение изолиний придонной части водоёма 5 м.
2. Ледниковый покров в районе подледникового озера Восток (Восточная Антарктида) имеет слоистое строение и над акваторией озера Восток, в целом, находится в состоянии гидростатического равновесия.
Практически сразу после официального открытия подледникового озера Восток, Полярная морская геологоразведочная экспедиция совместно с Российской антарктической экспедицией начала планомерное изучение этого природного феномена. В сезон 41 РАЭ (1995/96 гг.) были начаты сейсмические зондирования методом отражнных волн (МОВ), а с 1998 г. (44 РАЭ), эти работы проводятся в комплексе с наземным радиолокационным профилированием. В 2008 г. (53 РАЭ) закончился значительный этап отечественных исследований этого района: были завершены комплексные сейсморадиолокационные исследования, направленные на картирование дна озера и его бортов.
Тем самым создались предпосылки к формированию окончательного представления о строении этой территории. Всего выполнено 318 сейсмических зондирований МОВ и 5190 пог. км радиолокационных маршрутов (рис. 6). В сезон 2000/01 гг. американские учные провели площадную комплексную аэрогеофизическую съмку с межмаршрутным расстоянием 7.5 км в районе озера Восток на площади около 53 тыс. км2. Основная сеть профилей покрывает территорию 157330 км (рис. 6). Автором было выполнено обобщение отечественных и американских данных и сформированы карты мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа, а также глубин озера Восток.
Отличительной особенностью антарктического ледника является его ярко выраженная слоистость, выявляемая по радиолокационным данным. Этот феномен есть следствие изменения его физических свойств, обусловленных, в свою очередь, климатическими изменениями и геологическими процессами, такими как извержения вулканов. Все они в той или иной мере влияют на химический состав льда и его структуру, что, в конечном итоге, влияет и на эффективную диэлектрическую проницаемость. Это, в свою очередь, приводит к образованию неоднородностей, которые являются центрами формирования отражнных электромагнитных волн. Вышеизложенное подтверждается сопоставлением амплитуды отражнного сигнала с результатами изучения состава ледяного керна скважины 5Г-1 на станции Восток, проведнным в рамках настоящей работы.
В последнее время к феномену слоистости ледника приковано значительное внимание научной общественности, поскольку она позволяет сделать вывод о его динамике и осуществить его датирование. В частности, именно на е основе автором было нанесено положение линий тока ледника, вдоль которых выполнялись гляциологические и радиолокационные исследования. Данная научная работа осуществлялась в рамках национальной программы изучения подледникового озера Восток и международного проекта ITASE, посвящнного комплексным исследованиям линий тока Антарктиды как вклад России в МПГ.
Особый интерес, с точки зрения строения ледника, представляет радиолокационный маршрут VFL, выполненный вдоль линии тока ледника, берущей сво начало в районе ледораздела В и проходящей через забой скважины 5Г-1. Таким образом, радиолокационные данные по нему могут быть непосредственно соотнесены с данными по керну. Этот маршрут выполнялся в течение трх полевых сезонов 50-52 РАЭ (2004-07 гг.).
Рис. 6. Береговая линия подледникового озера Восток и окружающие подледниковые водоёмы 1- маршруты РЛП (отечественные и США); 2- фрагменты маршрутов, обсуждаемые в настоящей работе; 3- пункты зондирований МОВ 41-53 РАЭ (1995-2008 гг.); 4- акватория подледникового озера Восток и подледниковых водоёмов; 5- фрагменты подледниковых водоёмов и их номера. Римскими цифрами показаны подледниковые острова.
Его общая протяжнность составляет 135 км. Временной радиолокационный разрез и разрез ледникового покрова приведены на рис. 7. Были протрассированы и продатированы на основе новой временной шкалы GTS-III 15 слов ледника, залегающие в районе скважины 5Г-1 на глубинах 275, 440, 590, 825, 1045, 1205, 1285, 1375, 1700, 1805, 1890, 2155, 2575, 2740 и 3000 м. Они соответствуют возрастам 11.4, 26.0, 40.1, 57.2, 76.6, 90.2, 96.4, 103.2, 122.2, 126.5, 130.4, 158.8, 212.4, 237.8 и 305.2 тыс. лет.
Рис. 7. Геофизические разрезы по профилю VFL а- временной радиолокационный разрез; б- разрез ледникового покрова; пунктиром показано положение скважины 5Г-1. Кружками помечены протрассированные наиболее контрастно выделяемые слои в теле ледника, они нанесены тонкими линиями. Их номера и глубина залегания приводятся рядом с соответствующим слоем. Положение маршрута приведено на рис. 6.
Для района подледникового озера Восток выявлено и протрассировано по большинству радиолокационных маршрутов четыре наиболее контрастных слоя. В районе скважины 5Г-1 они залегают на глубинах 600, 1060, 1900 и 2180 м и соответствуют возрастам 34.0, 73.0, 131.1 и 160.4 тыс. лет, согласно новой временной шкале GTS-III. В работе приводятся и обсуждаются карты этих изохронных поверхностей.
Рис. 8. Мощность ледникового покрова района подледникового озера Восток 1- изопахиты ледникового покрова в метрах; сечение изолиний 150 м; 2- береговая линия озера Восток.
По результатам отечественных и американских радиолокационных данных был сформирован грид мощности ледникового покрова. На его основе построена карта, приведнная на рис. 8. Мощность ледникового покрова в районе озера Восток изменяется приблизительно от 1950 до 4350 м. Наибольшие значения зарегистрированы в районе заливов и бухт, расположенных в северной и северо-западной частях. У восточного берега озера наблюдается утолщение ледника на 80-100 м, что вызвано натеканием ледника на крутой борт котловины. Та же причина - барьер на пути движения ледника (мысы и полуострова) вызывает его утолщение в заливах западного берега. Здесь отечественными исследователями была измерена максимальная мощность, составившая 4350 м.
Поверхность озера является наклонной, осложннной мелкими формами вызванными, прежде всего, процессами намерзания-таяния.
На основе анализа высот дневной поверхности и мощности ледника, в соответствии с законами гидростатики, проведена оценка эффективной плотности ледника над акваторией озера Восток. На основе выполненных расчтов в работе приводится схема эффективной плотности ледника над акваторией озера Восток. В среднем, эта величина составляет 0.90 г/см3, что удовлетворительно соотносится с данными по керну скважины 5Г-1. Исключение составляют области, прилегающие к береговой линии озера и приуроченные к проливу между береговой линией и островом, расположенным в восточной части озера Восток. Таким образом, можно обоснованно утверждать, что ледниковый покров над акваторией озера Восток в целом находится в состоянии гидростатического равновесия.
3. Коренной рельеф и береговая линия озера Восток указывают на то, что озеро Восток является изолированным водоёмом и его водное тело целиком располагается в каменных берегах.
Радиолокационные данные позволили с высокой точностью нанести береговую линию озера Восток (рис. 6). Она построена, в общей сложности, по 621 точкам (427 по отечественным маршрутам и 194 по американским). Необходимо отметить, что отечественные радиолокационные исследования выполнялись по специальной методики, которая обеспечивала наиболее качественное и детальное картирование береговой линии.
Именно на этом научном результате акцентировались задачи работ.
Согласно полученным данным, площадь водного зеркала озера (с учтом островов) составляет 15425 кв. км. Высота дневной поверхности над акваторией озера изменяется приблизительно от 3470 м в южной части до 3530 м в северной. При этом высотное положение зеркала озера изменяется в пределах приблизительно от -600 м до -150 м.
Наклон поверхности озера составляет около 6 угловых минут. Данное обстоятельство объясняется законами гидростатики. В ходе работ выявлено 11 островов на акватории озера Восток и 56 изолированных подледниковых водомов, его окружающих. Они характеризуются средними размерами около 2.8 км (рис. 6).
Подледниковые водомы сосредоточены, главным образом, в отрицательных структурах подлдных гор. На рассматриваемой территории имеются участки, где мощность ледника больше, чем над выявленными водомами и, тем не менее, при этом донного таяния не наблюдается. Данное обстоятельство указывает на то, что причиной формирования водомов является дополнительное поступление тепла из недр Земли, например, через разломы в земной коре.
Рис. 9. Коренной рельеф района подледникового озера Восток 1- изогипсы коренного рельефа в метрах; сечение изолиний 150 м; 2- уровень моря; 3- береговая линия озера Восток.
Существенным достижением отечественных исследований стало составление впервые карт глубин озера Восток и коренного рельефа (рис. 9). Необходимо отметить, что подобные построения выполнялись и ранее нашими американскими коллегами по гравиметрическим данным. Главное отличие приводимых в работе карт состоит в том, что они составлены на основе именно натурных наблюдений а не путм моделирования гравиметрических данных.
Средняя глубина подледникового озера Восток составляет около 400 м; объм водного тела составляет около 6100 км3. В генеральном плане оно подразделяется на две не равных по размерам части. Первая из них (южная) является наиболее глубоководной, но меньшей по размеру. Она занимает территорию приблизительно 7030 км.
Преимущественные глубины составляют около 800 м. Вторая часть (северная) является относительно мелководной. Она занимает территорию приблизительно 18060 км.
Средняя глубина составляет около 300 м.
Опираясь на результаты проведнного научного исследования можно сделать вывод о том, что озеро Восток является полностью изолированным. В ходе анализа всех имеющихся данных не было найдено ни прямых, ни косвенных признаков наличия дренажной системы озера Восток, существующей в настоящее время. Кроме того, исследования показали, что водное тело озера Восток полностью располагается в каменных берегах и поверхность озера располагается ниже уровня моря. Таким образом, беспокойство научной общественности, связанное с возможным загрязнением антарктических подледниковых озр при проникновении в озеро Восток через глубокую ледяную скважину на станции Восток за счт возникновения катастрофических паводков, безосновательно.
Кроме того в диссертационной работе рассматривается процесс постепенного наполнения талой водой жлоба Восток, выхода воды из берегов и затопления близлежащих участков, безотносительно причин, мгущих вызвать это явление. В работе показывается, что если в современных условиях, по каким-либо причинам начнтся катастрофический подъм уровня воды в озере Восток, то затопление обширных территорий, и в частности соединение подледниковых водомов в единую гидросистему, с последующим изливанием в Мировой океан, будет возможно лишь при условии тотального таяния ледников.
На основе карты коренного рельефа (рис. 9) составлена морфоструктурная схема.
Она достаточно подробно обсуждается в диссертационной работе. Эта схема наиболее полно отражает все особенности строения коренного рельефа. Е новизна обусловлена использованием наиболее современной карты коренного рельефа, а также опыта всех предыдущих работ подобного типа, составленных автором, или при его непосредственном участии. Основу схемы составляет районирование, выполненное по двум основным морфометрическим параметрам: абсолютной и относительной высоте. Границами районов являются структурные линии L5 и L6, которые наносились в соответствии с общепринятой методикой. С целью улучшения восприятия схемы, на ней отсутствуют явные подразделение на склоновые, привершинные и придонные части. Это позволило не перегружать е структурными линиями и чтче выделять главные элементы коренного рельефа. Явным образом на ней выделяются только бровка и тыловой шов желоба Восток.
Морфоструктурная схема достаточно детально обсуждается Характер коренного рельефа к западу и к востоку от жлоба Восток принципиально различный. Это обусловлено тем, что он расположен непосредственно на глубинном разломе, разделяющем Восточную Антарктиду на две области принципиально различного строения и истории развития. Для западной части характерен преимущественно горный ландшафт, поскольку здесь располагаются отроги гор Комсомольских. Абсолютные высоты достигают 1580 м. Привершинный ярус представлен, характерными для экзарационной деятельности, плоскими слаборасчленнными (перепад высот менее 100 м) поверхностями. К межгорным прогибам приурочены многочисленные троговые долины преимущественно северо-восточного простирания. Некоторые из них имеют (наблюдаемую) протяженность около 40 км при ширине от 5 км и более. Придонная часть долин располагается на абсолютных высотах, соответствующих, главным образом, уровню моря (поверхности геоида WGS-84). Склоны долин достаточно пологи; уклоны не превышают 5 при высоте склонов около 300 метров.
К востоку от акватории озера располагается равнина Шмидта. Для обсуждаемого фрагмента подлдного рельефа характерен слаборасчленнный холмистый ландшафт без ярко выраженного простирания морфоструктур. Абсолютные высоты, преимущественно составляют около 300 м и лишь в районе 7745' ю.ш. имеется поднятие высотой около 600 м. В целом, перепады высот составляют около 100 м.
4. Коренной рельеф индоокеанского сектора Антарктики, построенный по современным данным, является основой для создания новой орографической схемы региона.
В 1996 г. по инициативе рабочей группы по геофизике Научного комитета по исследованиям в Антарктике (SCAR) был сформирован международный проект "Топография коренного ложа Антарктики" (BEDMAP). В нм автор выполнял самое активное участие и был представителем нашей страны. В ходе реализации проекта сформирована база данных по 127 объектам геофизических работ, выполненных в Антарктиде в период с 1950-х до середины 1990-х годов. Основную их часть (99.64%) составляют материалы радиолокационного профилирования (РЛП). После обработки всех полученных данных были сформированы гриды мощности ледникового покрова и коренного рельефа и на их основе создана и опубликована карта коренного рельефа Антарктики масштаба 1: 10 000 000. В 2000 г. проект был de facto завершн.
В рамках инициативы третьего Международного полярного года (МПГ 2007-2008) специалистами ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология и ИГРАН был предложен проект ABRIS (Antarctic Bedrock Relief and Ice Sheet - Коренной рельеф и ледовый щит Антарктиды), основная цель которого состояла в создании собственной базы данных мощности ледникового покрова и подлдной топографии Антарктиды и составлении обобщающих и региональных карт с детальностью, максимально соответствующей масштабам съмок.
Главным объектом исследований по проекту ABRIS является индоокеанский сектор Антарктики (в секторе между 20 и 160 в.д.). Для успешной реализации проекта и подготовки качественной картографической продукции выполнялась обработка, взаимная увязка и обобщение разномасштабных отечественных данных, значительная часть которых была получена в аналоговой форме и потребовала оцифровки. Кроме того, для составления карт были использованы материалы зарубежных исследований (база данных BEDMAP).
Проект ABRIS зарегистрирован в международном офисе МПГ, одобрен национальным комитетом МПГ и внесн в перечень предложений в научную программу участия Российской Федерации в проведении международного полярного года, а диссертант является одним из его руководителей и непосредственным исполнителем.
В рамках проекта ABRIS база данных BEDMAP была пополнена новыми материалами наземных и аэрогеофизических работ, выполненных как отечественными, так и иностранными исследователями. В частности, были использованы данные отечественных наземных радиолокационных и сейсмических работ в районе подледникового озера Восток и в полосе трасс следования санно-гусеничных походов обс. Мирный - ст. Прогресс и ст. Прогресс - ст. Восток и отечественных аэрорадиолокационных исследований в прибрежной части моря Содружества в период 1995-2009 гг., а также аэрорадиолокационного профилирования в районе подледникового озера Восток американских (2000/01 гг.) и к югу от гор Принс-Чарльз германоавстралийских (2004 г.) исследователей. Схема расположения маршрутов, площадных съмок и пунктов сейсмических зондирований МОВ базы данных проекта ABRIS приведена на рис. 10.
Для составления карт подлдного и коренного рельефа использовалась дневная поверхность по материалам проекта RAMP2 (Radarsat Antarctic Mapping Project Digital Elevation Model, Version 2). Наиболее современные данные по лазерной альтиметрии (проект ICESat) не были использованы по причине того, что в настоящее время они доступны только на территорию севернее 86 ю.ш. Глубины Мирового Океана были получены из наиболее современного электронного атласа GEBCO 2009 г.
Мощность ледникового покрова изученной части Восточной Антарктиды изменяется от первых до более чем 4000 метров. Наименьшие значения приурочены к горным выходам и районам подлдных гор; наибольшие соответствуют отрицательным формам рельефа: впадинам и желобам. В генеральном плане, мощность ледника контролируется подлдным ландшафтом и нарастает от периферии к центру. На рис. приведена карта коренного рельефа обсуждаемой территории. В целом, абсолютные высоты данного района располагаются в пределах от -1800 м до 2500 м. Для всей территории также характерны основные простирания элементов подлдных структур по азимутам 280, 315 и 335; имеется слабовыраженный максимум на субортогональном направлении в 40. На основе карты коренного рельефа составлена орографическая схема этой территории (рис. 12). На ней выделяется ряд объектов: континентальный склон и океаническая часть, котловины и желоба, низменности, равнины, холмистые возвышенности и плоскогорья, низкие горы, средние горы.
Континентальный склон и океаническая часть находятся к северу от бровки континентального склона. Рельеф дна этой территории располагается на абсолютных высотах, преимущественно ниже -300 м. Для района континентального склона характерны значительные уклоны, порой превышающие 12; перепады высот в ряде случаев составляют более 500 м. Здесь располагаются многочисленные долины и каньоны. Они характеризуются простираниями, главным образом, субортогональными к бровке континентального склона. Для глубоководной части (подножье континентального склона и абиссальные равнины и котловины) характерны абсолютные высоты в интервале примерно от -4400 м до -2300 м с незначительной степенью вертикальной расчленнности. Более детальное рассмотрение этой области выходит за рамки настоящей работы.
Рис. 10. Схема расположения геофизических работ, использованных в проекте ABRIS Легенда к рис. 10: 1- пункты сейсмических зондирований МОВ; 2- аэрорадиолокационные и наземные маршруты; 3- площади аэрогеофизических съёмок среднего масштаба; 4- подледниковые водоёмы; 5- береговая линия и линия налегания шельфовых ледников по данным цифровой базы данных по Антарктике и данным ПМГРЭ для озера Восток; 6- горные выходы по данным цифровой базы данных по Антарктике (Antarctic Digital database, 1998); 7- изогипсы высот дневной поверхности;
сечение изолиний 200 м.
Буквенные сокращения: AIS- шельфовый ледник Эймери; DA- Купол Аргус; DC- Купол Конкордия; DF- Купол Фуджи; DML- Земля Королевы Мод; EL- Земля Эндерби; PCM- горы Принс-Чарльз; RB- ледораздел B; RIS- шельфовый ледник Росса; TAM- Трансантарктические горы; TID- Купол Титан; VSL- подледниковое озеро Восток; WL- Земля Уилкса.
Котловины и желоба являются отрицательными формами коренного рельефа и характеризуются округлыми (котловины) или вытянутыми (желоба) формами в плане с ярко выраженной волнистой или вогнутой придонной частью. Эти морфоструктурные элементы рзвиты повсеместно как относительно малые или превалирующие формы рельефа. Они преимущественно рзвиты на депрессии Земли Уилкса и формируют е структурный план, а также в районе шельфовых ледников Эймери и Росса. Котловины и желоба характеризуются высотами преимущественно от -1100 м до -420 м (с учтом склонов) при средней высоте около -700 м. Самой глубокой является котловина Восток. Е днище располагается на высотах около н1400 м. Затем следует подлдный бассейн Аврора.
Его днище находится на высоте около -1000 м. Далее следуют подлдные бассейны Уилкса и Винсенс, а также желоба Адвенче и Пикок. Их днища располагаются на высоте около 750 м. Список завершает подлдный бассейн Полярный. Его днище находится на высоте около -500 м. Доля котловин и желобов составляет 13% от общей площади рассматриваемой территории.
Низменности также являются преимущественно отрицательными формами рельефа с выраженной волнистой придонной частью. Данные морфоструктурные элементы рзвиты преимущественно в восточной части Восточной Антарктиды. Они характеризуются высотами, главным образом, от -800 м до 100 м при средней высоте около -430 м. Степень вертикальной расчленнности крайне незначительная. Доля низменностей составляет 9% от общей площади рассматриваемой территории.
Равнины являются наиболее распространнными морфоструктурами изучаемой территории. Они рзвиты повсеместно и их доля составляет 41% от общей территории.
Равнины характеризуются преимущественными высотами от -500 м до 400 м, при средней величине около -80 м. Степень их вертикальной расчленнности самая незначительная и лишь в редких случаях превышает 50-100 м (при этом, разумеется, в их пределах имеются ряд локальных как положительных, так и отрицательных форм с бльшими перепадами высот). В связи с этим логично предположить, что они сформированы на наиболее стабильных участках а, следовательно, могут быть приурочены к мезо-кайнозойской поверхности выравнивания. Простирания элементов коренного рельефа равнин сосредоточены, главным образом, в секторе от 285 до 335.
Рис. 11. Коренной рельеф индоокеанского сектора Антарктики (по данным проекта ABRIS) Легенда к рис. 11. 1- изогипсы коренного рельефа, м; сечение изолиний 200 м; 2- уровень моря; 3- горные выходы; 4- береговая линия и линия налегания шельфовых ледников.
Буквенные сокращения: Буквенные сокращения: AAB- Австрало-антарктическая котловина (Australian-Antarctic Basin); AR- хребет Астрид (Astrid Ridge); ASB- подлёдный бассейн Аврора (Aurora Subglacial Basin); AST- желоб Адвенчер (Adventure Subglacial Trench); BSH- возвышенность Бельжика (Belgica Subglacial Highlands); CPS- море Содружества (Cooperation Sea); CMS- море Космонавтов (Cosmonaut Sea); DDS- море Дюрвиля (Dumont dТUrville Sea); DS- море Дейвиса (Davis Sea); GR- хребет Гуннерус (Gunnerus Ridge); GRM- горы гров (Grove Mts.); GLM- горы Голицына (Golicyna Subglacial Mts.); GSM- подлёдные горы Гамбурцева (Gamburtsev Subglacial Mts.); KPL- плато Кергелен (Kerguelen Plateau); KSM- подлёдные горы Комсомольские (Komsomolskie Subglacial Mts.); LD- жёлоб Ламберта (Lambert Deep); LS- море Лазарева (Lazarev Sea);
MHM- горы Мюлиг-Хофман (Mhlig-Hofmann Mts.); MS- море Моусона (Mawson Sea);
NM- горы Нейпир (Napier Mts.); PCM- горы Принс-Чарльз (Prince Charles Mts.); PSB- подлёдный бассейн Полярный (Polar Subglacial Basin); PST- подлёдный желоб Пикок (Peacock Subglacial Trench); RLS- море Рисер-Ларсена (Riiser-Larsen See); RS- море Росса (Ross Sea); RSH- возвышенность Резольюшан (Resolution Subglacial Highlands); SM- горы Сёр-Роннане (Sr Rondane Mts.); SSB- равнина Шмидта (Shmidt Subglacial Basin); SSM- подлёдные горы Серлапова (Serlapova Subglacial Mts.); TAM- Трансантарктические горы (Transantarctic Mts.); VB- котловина Восток (Vostok Subglacial Basin); VSB- котловина Винсенс (Vincennes Subglacial Basin); VSH- Восточная равнина (Vostok Subglacial Highlands); VSM- подлёдные горы Вернадского (Vernadskogo Subglacial Mountains); WSB- котловина Уилкса (Wilkes Subglacial Basin); YM- горы Ямато (Yamato Mts.).
Холмистые возвышенности и плоскогорья также располагаются повсеместно на обсуждаемой территории. Они характеризуются преимущественными высотами от 100 м до 800 м при средних значениях около 410 м. Степень их вертикальной расчленнности составляет около 100 м. Эти объекты занимают второе место по распространнности (16%). Простирания морфоструктурных форм сосредоточены в том же секторе, что и для равнин: от 285 до 335.
Низкие горы располагаются, преимущественно, в центральной и западной части рассматриваемой территории, а также в незначительном количестве в районе Трансантарктических гор (сама эта горная система в настоящей работе не рассматривается). Большей частью они тем или иным образом выходят на дневную поверхность нунатаками. Низкие горы характеризуются преимущественными высотами от 500 м до 1100 м, при среднем значении около 870 м.
Средние горы являются наиболее приподнятой частью Центральной Антарктиды и занимают примерно 6% обсуждаемой территории, на которой они представлены, прежде всего, горами Гамбурцева. Для них типичны высоты приблизительно от 1000 м до 2000 м.
Привершинная часть располагается на высотах около 2000 м. Для средних гор характерны значительные перепады высот, превышающие 700 м. Преимущественные простирания элементов коренного рельефа составляют 315.
Достаточно одного беглого взгляда на эти карты, чтобы заметить, что индоокеанский сектор Восточной Антарктиды уверенно подразделяется на две области:
Рис. 12. Морфоструктурная схема индоокеанского сектора Восточной Антарктиды Легенда к рис. 12. 1- континентальный склон и океаническая часть; 2- котловины и желоба; 3- низменности; 4- равнины; 5- холмистые возвышенности и плоскогорья; 6- низкие горы; 7- средние горы; 8- границы морфоструктурных комплексов; 9- предполагаемая граница, разделяющая "западную" и "восточную" области; 10- береговая линия и линия налегания шельфовых ледников; 11- горные выходы.
Буквенные сокращения см. в легенде к рис. 11.
"западную" (относительно приподнятую и более расчленнную) и "восточную" (относительно низкую и более выположенную). Надо полагать, что их границей является глубинный разлом регионального масштаба, на котором располагается жлоб Восток, к которому приурочено одноимнное подледниковое озеро.
Таким образом, по высотному признаку рассматриваемая обширная территория центральной части Восточной Антарктиды явственно подразделяется на два больших региона: "западный" и "восточный" (рассмотрение фрагментарно прослеживаемого массива Трансантарктических гор выходит за рамки настоящей работы). Их границей является западная часть равнин Восточной (VSH) и Шмидта (SSB). Первый из них ("западный"), по сути - фрагмент обширной горной страны, которая включает в себя бльшую часть всех горных систем Восточной Антарктиды. Он приподнят и в бльшей степени расчленн, по сравнению со вторым ("восточным"). В частности, средняя высота "западной" области составляет около 600 м, в то время, как "восточного" -230 м. Имеется и более существенное различие. Для каждого из них имеется два главных направлений.
Одно из них общее (330), а два субортогональны друг другу: 275 для "восточного" и 30 для "западного".
Указанные совпадения простираний морфоструктур не могут оказаться случайными.
Они отражают глубинные процессы формирования земной коры всей части Восточной Антарктиды. Подлдный рельеф отражает, как минимум, два этапа формирования рассматриваемой территории. Первый отвечает периоду платформенного развития устойчивых участков земной коры со слабым проявлением тектонической активности. Они рзвиты к востоку от меридиана озера Восток и характеризуются спокойным, слаборасчлененным рельефом с абсолютными высотами до 300 м. Второй этап пережили глубоко образованные подвижные складчатые области, где (особенно в кайнозое) тектонические движения отличались большой амплитудой и резкой дифференциацией по площади. Им присущ резко контрастный рельеф, в котором высокогорные пространства тесно сочетаются с межгорными депрессиями.
Помимо изложенного, общее рассмотрение карты коренного рельефа позволяет выявить ряд крупных областей, характеризующихся постоянством внутренних морфометрических параметров. Они образуют систему геоморфологических ступеней призматической формы и северо-западного простирания, которые уступообразно погружаются в восточном направлении. На рис. 13 представлена блок-диаграмма коренного рельефа центральной части Восточной Антарктиды. С целью большей наглядности она построена в проекции Меркатора, которая сохраняет постоянство углов.
Самой западной ступенью является область гор Гамбурцева (I), отличающаяся максимальными абсолютными отметками (в среднем более 1400 м) и наибольшей вертикальной расчленнностью. Далее, в восточном направлении следуют области Восточной равнины (II, средняя высота 400 м), гор Комсомольских (III, средняя высота 700 м), равнины Шмидта (IV, 150 м) и подлдного бассейна Аврора (V, -300 м). В этой же последовательности понижается и степень расчленнности рельефа. За исключением гор Гамбурцева (I). Ширина ступеней составляет от 150 до 250 км, при протяженности более 600 км. Границы между ними отчтливо выражены (за исключением северной, где геофизические съмки не проводились), линейны и уверенно прослеживаются.
Промежуточная область пониженного рельефа (II, фрагмент обширной Восточной равнины) и котловина Восток лишь несколько усложняют общую закономерность, выявленную в строении региона. В южной части система ступеней ограничивается областью с линеаментами общего меридионального простирания. На севере, вследствие недостаточной изученности, е границы не определены. Региональный характер ступеней свидетельствует об их эндогенной природе и позволяет рассматривать их как систему внутриконтинентальных тектонических блоков.
Рис. 13 Основные геоморфологические ступени центральной части Восточной Антарктиды I- область гор Гамбурцева; II- Восточная равнина; III- горы Комсомольские; IV- равнина Шмидта; V- бассейн Аврора; Буквенные сокращения: ASB- подлёдный бассейн Аврора;
AST- желоб Адвенчер; BSH- возвышенность Бельжика; GSM- подлёдные горы Гамбурцева;
KSM- подлёдные горы Комсомольские; LD- желоб Ламберта; PIM- горы Полюса недоступности; PSB- подлёдный бассейн Полярный; PST- подлёдный желоб Пикок; RSH- возвышенность Резольюшан; SSB- равнина Шмидта; SSM- подлёдные горы Серлапова;
TAM- Трансантарктические горы; VB- котловина Восток; VSB- котловина Винсенс; VSH- Восточная равнина; WSB- котловина Уилкса Области, расположенные восточнее подлдного бассейна Аврора и подлдного желоба Пикок относятся к западно-антарктической рифтовой зоне Земли Виктории и, вероятно, лишь опосредовано генетически связаны с рассмотренными выше. Горные районы, находящиеся западнее гор Гамбурцева также, по всей видимости, имеют иной генезис и относятся к поясу гор Земли Королевы Мод.
В силу общей слабой изученности центральной части Восточной Антарктиды и перекрытия региона ледовым покровом мощностью до 4.5 км, отправной точкой интерпретации стали, прежде всего, общегеологические представления о строении и истории развития Восточной Антарктиды.
Рассматриваемая территория входит в состав восточно-антарктического кратона, представленного раннедокембрийским кристаллическим фундаментом, стабилизировавшимся в позднем протерозое - раннем палеозое. Размеры выделенных внутриконтинентальных блоков свидетельствуют о масштабности тектонических процессов, приведших к их образованию. Начиная с палеозоя известны только два события, которые могли столь кардинально отразиться на внутренней структуре Восточной Антарктиды. Это образование единой системы рифтов Центральной Гондваны в конце палеозоя - начале мезозоя и последовавший за ним распад мегаконтинента в поздней юре - мелу. Вероятно, к периоду конца палеозоя - мела и следует отнести образование данной системы тектонических блоков.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итогом проделанной работы является:
1. Создание методики интерпретации данных радиолокационного профилирования перекрытых ледником территорий. Она заключается в упрощнном компьютерном моделировании распространения сферической электромагнитной волны в трхмерном пространстве, состоящем, в общем случае, из трх сред, имеющих произвольные характеристики. Данная методика позволила ускорить процесс обработки данных в ходе выполнения полевых работ при сохранении достоверности выделения целевых границ.
2. На основе компьютерного моделирования определены условия успешного лоцирования подледниковых водомов, и на имеющихся примерах временных радиолокационных разрезов выявлены отражения, которые могут быть сформированы от придонной части подледниковых водомов в районе подледникового озера Восток.
1. На основе анализа отечественных радиолокационных (за период с 1998 г. по 2009 г.) и американских (полевой сезон 2000/01 гг.), а также сейсмических МОВ (за период с 1995 г. по 2009 г.) данных, сформирован комплект карт мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа, а также глубин подледникового озера Восток (Восточная Антарктида). В этом районе выявлено 56 подледниковых водомов.
Составлена орографическая схема данного района.
2. На основе вышеназванных данных нанесена береговая линия озера Восток. Выснено, что на его акватории располагается 11 островов, и что само озеро является изолированным водомом, а его водное тело целиком располагается в каменных берегах.
3. На основе вышеназванных материалов радиолокационного профилирования, с достаточной детальностью изучено строение ледникового покрова района подледникового озера Восток. На радиолокационном профиле, проходящем по линии тока ледника через забой скважины 5Г-1 (ст. Восток), выявлено и продатировано внутренних отражающих горизонтов, которые являются фрагментами изохронных поверхностей. В данном районе выявлено 4 наиболее контрастных слоя внутри ледника, которые прослеживаются практически на всех радиолокационных маршрутах.
По этим данным построено 4 изохронных поверхности. На основе анализа высот дневной поверхности и мощности ледника, составлена схема эффективной плотности ледника в районе подледникового озера Восток и выяснено, что он в целом, находится в состоянии гидростатического равновесия.
4. В рамках инициативы третьего Международного полярного года (МПГ 2007-2008), специалистами ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология и ИГРАН предложен проект ABRIS (Antarctic Bedrock Relief and Ice Sheet - Коренной рельеф и ледовый щит Антарктиды).
В рамках этого проекта была сформирована база геофизических данных и построены карты мощности ледникового покрова, подлдного и коренного рельефа, а также орографическая карта индоокеанского сектора Антарктики.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В коллективных монографиях и журналах из перечня ВАК 1. Исанина Э.В., Крупнова Н.А., Попов С.В., Масолов В.Н., Лукин В.В. О глубинном строении котловины Восток (Восточная Антарктида) по материалам сейсмологических наблюдений. Ч Геотектоника, 2009, №3, 45-50.
2. Ласточкин А.Н, Лукин В.В., Масолов В.Н., Попов С.В. Содержание, задачи и практическое значение геоморфологических исследований Антарктики. Ч Известия РАН. Серия Географическая, 2004, №3, 48-59.
3. Ласточкин А.Н., Лейченков Г.Л., Попов С.В., Гришин В.Ю. Геологическое строение подледного ложа ледникового покрова Земли Принцессы Елизаветы (Восточная Антарктида) по геоморфологическим данным. Ч Отечественная геология, №3, 2006, 58-62.
4. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Геоморфологическое районирование Антарктики. Ч Вестн. С.-Петерб.. ун.та. 2004. Сер. 7. Вып. 3 (№ 23), 26-42.
5. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Методика выделения структурных линий в подледноподводном рельефе Антарктики. Ч Геоморфология, 2004, № 1, 34-43.
6. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Общие черты строения ледникового покрова Антарктиды по геоморфологическим данным. Ч Изв. РГО, 2003, т. 136, вып. 2, 32-43.
7. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Подледно-подводная сеть долин в районе желоба Ламберта (Восточная Антарктика). Ч Изв. РГО, 2003, т. 135, вып. 4, 35-46.
8. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Результаты и методика геоморфологического картографирования подледно-подводного рельефа впадины Ламберта и ее обрамления (Восточная Антарктида). Ч Геоморфология, 2002, № 2, 80-91.
9. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Структурно-геоморфологический анализ ледникового покрова Антарктики. Общие вопросы и строение дневной поверхности. Ч Известия РГО. 2004. т. 136. Вып. 5., 26-41.
10. Ласточкин А.Н., Попов С.В., Мандрикова Д.В. Обзорное аналитическое картографирование подледно-подводного рельефа Антарктики по системноморфологическому принципу. Ч Геоморфология, 2005, № 3, 87-97.
11. Ласточкин А.Н., Попов С.В., Попков А.М., Рельеф подледниковой котловины озера Восток (Восточная Антарктида). Ч Вестник СПбГУ, 2003, Сер. 7, Вып. 3, № 23, 3850.
12. Лейченков Г.Л., Беляцкий Б.В., Попков А.М., Попов С.В. Геологическая природа подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2005, вып. 98, 81-91.
13. Леонов В.О., Попов С.В. Геологическое строение центрального района Восточной Антарктиды по геофизическим данным. Геотектоника, 2009, № 4, 27-36.
14. Лукин В.В., Масолов В.Н., Миронов А.В., Попков А.М., Попов С.В., Шереметьев А.Н., Веркулич С.Р., Кузьмина И.Н. Результаты геофизических исследований подледникового озера Восток (Антарктида) в 1995-1999 гг. Ч Проблемы Арктики и Антарктики, 2000, вып. 72, 237-248.
15. Мандрикова Д.В., Липенков В.Я., Попов С.В. Строение ледникового покрова в районе озера Восток (Восточная Антарктида) по данным радиолокационного профилирования. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2005, вып. 98, 65-72.
16. Масолов В.Н., Лукин В.В., Шереметьев А.Н., Попов С.В. Геофизические исследования подледникового озера Восток в Восточной Антарктиде. Ч ДАН, 2001, т. 379, вып. 5, 680-685.
17. Масолов В.Н., Попов С.В., Лукин В.В., Попков А.М. Рельеф дна и водное тело подледникового озера Восток, Восточная Антарктида. Ч ДАН, 2010, т. 433, № 5, 693698.
18. Попов С.В. Определение средней скорости распространения электромагнитных волн в леднике по гиперболическим отражениям от неоднородностей. Ч Матер. Гляциол.
Исслед., 2002, вып. 92, 223-225.
19. Попов С.В., Леонов В.О. Подлдный рельеф центральной части Восточной Антарктиды (по данным проекта ABRIS). Ч Геоморфология, 2009, №3, 100-111.
20. Попов С.В., Липенков В.Я., Еналиева В.В., Преображенская А.В. Внутриледниковые изохронные поверхности в районе озера Восток, Восточная Антарктида. Ч Проблемы Арктики и Антарктики, 2007, №76, 89-95.
21. Попов С.В., Масолов В.Н. Новые данные о подледниковых озерах центральной части Восточной Антарктиды. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2003, вып. 95, 161-167.
22. Попов С.В., Масолов В.Н., Лукин В.В., Попков А.М. Отечественные сейсмические и наземные радиолокационные исследования в Центральной Антарктиде накануне Международного полярного года 2007-2008. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2007, вып.
103, 107-117.
23. Попов С.В., Поздеев В.С. Ледниковый покров и коренной рельеф района гор ПринсЧарльз (Восточная Антарктида). Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2002, вып. 93, 205-214.
24. Попов С.В., Харитонов В.В., Черноглазов Ю.Б. Плотность и удельная аккумуляция снежного покрова южной части подледникового озера Восток (Восточная Антарктида). Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2004, вып. 96, 201-206.
25. Попов С.В., Черноглазов Ю.Б. Об открытии подледникового озера в районе станции Пионерская (Восточная Антарктида). Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2006, вып. 100, 165-167.
26. Попов С.В., Шереметьев А.Н., Масолов В.Н., Лукин В.В. Береговая черта подледникового озера Восток и прилегающие водоемы: интерпретация данных радиолокационного профилирования. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2005, вып. 98, 7380.
27. Попов С.В., Шереметьев А.Н., Масолов В.Н., Лукин В.В. Основные результаты наземного радиолокационного профилирования в районе подледникового озера Восток в 1998-2002 гг. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2003, вып. 94, 187-193.
28. Попов С.В. Интерпретация временного радиолокационного разреза с использованием моделирования распространения сферических электромагнитных волн в трхмерном пространстве. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2008, вып. 105, 3-11.
29. Попов С.В., Лейченков Г.Л., Масолов В.Н., Котляков В.М., Москалевский М.Ю.
Мощность ледникового покрова и подлдный рельеф Восточной Антарктиды (результаты исследований по проекту МПГ). Ч В кн. Вклад России в МПГ: Строение и история развития литосферы. ред. Ю.Г. Леонов, М.: Paulsen, 2010, 39-48.
30. Попов С.В., Лучининов В.С. Учет углов наклона дневной поверхности и ложа ледника при проведении радиолокационных исследований. Двумерная модель однослойного ледника. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2001, вып. 90, 209-214.
31. Попов С.В., Миронов А.В., Шереметьев А.Н. Результаты наземных радиолокационных исследований подледникового озера "Восток" в 1998-2000 гг. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2000, вып. 89, 129-133.
32. Попов С.В., Миронов А.В., Шереметьев А.Н., Лучининов В.С. Измерение средней скорости распространения электромагнитных волн в леднике в районе станции Восток. Ч Матер. Гляциол. Исслед., 2001, вып. 90, 206-208.
33. Попов С.В., Харитонов В.В., Масолов В.Н., Лейченков Г.Л., Котляков В.М., Москалевский М.Ю. Проект ABRIS: ледниковый покров и коренной рельеф района куполов Аргус, Конкордия, Титан и Фуджи (Восточная Антарктида). Ч Матер.
Гляциол. Исслед., 2007, вып. 103, 75-86.
34. Цыганова Е.А., Попов С.В., Саламатин А.Н., Липенков В.Я. Результаты радиолокационного зондирования и моделирования течения ледникового покрова Восточной Антарктиды вдоль линии тока, проходящей через станцию Восток. Ч Лд и снег, 2010, 1(109), 14-29.
35. Черноглазов Ю.Б., Попов С.В., Мартьянов В.Л. Проведение аэрофотосъемки на российской станции Прогресс в Восточной Антарктиде в 2004-2005 гг. Ч Матер.
Гляциол. Исслед., 2006, вып. 100, 160-164.
В прочих журналах 36. Ласточкин А.Н., Попов С.В. Морфодинамическая концепция и системноморфологическая основа субгляциальной геоморфологии Антарктики. Ч Материалы XXVII Пленума Геоморфологической комиссии РАН, ред. А.В. Поздняков. Изд. инст.
опт. атм. СО РАН, Томск, 2003, 65-72.
37. Липенков В.Я., Шибаев Ю.А., Попов С.В. Гляцио-геофизические исследования линий тока льда, проходящих через подледниковое озеро Восток. Ч Новости МПГ, №14, 2008, 12-13.
38. Лукин В.В., Масолов В.Н., Миронов А.В., Попов С.В., Шереметьев А.Н.
Радиолокационные исследования характеристик подледникового озера Восток (Восточная Антарктида) в период 1998-2001 гг. Ч Труды XVI-XIX Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 2., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., Батько Б.М., ВИКУ им.
Можайского, 2002, 143-146.
39. Лунв П.И., Попов С.В. Результаты комплексного морфоструктурного анализа коренного рельефа района подледникового озера Восток (Восточная Антарктида). VI Щукинские чтения Ч Труды (коллектив авторов). М.: Географический факультет МГУ, 2010, 170-171.
40. Мандрикова Д.В., Попов С.В., Липенков В.Я. Корреляция слоистости ледникового покрова по вещественному составу керна и радиолокационным данным в районе скважины 5Г-1 (ст. Восток, Восточная Антарктида). Ч Труды XX и XXI Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 3., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., ВКА им.
Можайского, 2003, 71-78.
41. Масолов В.Н., Лукин В.В, Попов С.В., Попков А.М., Шереметьев А.Н., Кудрявцев Г.А. Основные результаты сейсмо-радиолокационных исследований подледникового озера Восток. Ч Разведка и охрана недр, 2002, № 9, 40-44.
42. Масолов В.Н., Попов С.В., Хлюпин Н.И., Поздеев В.С., Волнухин В.С. Краткий обзор основных советских (российских) аэрорадиолокационных работ в Антарктиде. Ч Труды XVI-XIX Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 2., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., Батько Б.М., ВИКУ им. Можайского, 2002, 76-83.
43. Попов С.В. Применение ледовой локации для гляциологических исследований. Ч Труды XX и XXI Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 3., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., ВКА им. Можайского, 2003, 57-64.
44. Попов С.В., Масолов В.Н. Выявление подледниковых озер в Антарктиде по радиолокационным данным. Ч Труды XX и XXI Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 3., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., ВКА им. Можайского, 2003, 79-90.
45. Попов С.В., Масолов В.Н. Подледниковые озера Антарктиды. Ч РГЖ, 2004, т. 35-36, 133-136.
46. Попов С.В., Филина И.Ю., Соболева О.Б., Масолов В.Н., Хлюпин Н.И.
Мелкомасштабные аэрорадиолокационные исследования в Центральной Восточной Антарктиде. Ч Труды XVI-XIX Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 2., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., Батько Б.М., ВИКУ им. Можайского, 2002, 84-86.
47. Попов С.В., Хлюпин Н.И., Щеринов А.С. Начало нового этапа радиолокационных исследований в Арктике. Ч Труды XX и XXI Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 3., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., ВКА им. Можайского, 2004, 90-94.
48. Попов С.В. Методика обработки аналоговых материалов радиолокационного профилирования. Ч РГЖ, 2001, т. 23-24, 57-61.
49. Попов С.В., Лунв П.И. Особенности строения коренного рельефа Восточной Антарктиды в секторе 15-160 в.д. VI Щукинские чтения Ч Труды (коллектив авторов). М.: Географический факультет МГУ, 2010, 209-211.
50. Попов С.В., Масолов В.Н., Лейченков Г.Л., Москалевский М.Ю., Котляков В.М.
Проект ABRIS - вклад России в изучение Антарктиды в рамках МПГ. Ч Новости МПГ, №8, 2007, 17-18.
51. Попов С.В., Рихтер А., Масолов В.Н., Лукин В.В., Дитрих Р., Матвеев А.Ю.
Международные геофизические и геодезические исследования в центральной части Восточной Антарктиды в период МПГ. Ч Новости МПГ, вып. 20, 2008, 10-11.
52. Соболева О.Б., Шереметьев А.Н., Масолов В.Н., Попов С.В., Попков А.М., Черноглазов Ю.Б., Лукин В.В. Изучение строения ледникового покрова и подлдного рельефа района подледникового озера Восток (центральная Антарктида) методом подповерхностной радиолокации. Ч Труды XXIV Всероссийского симпозиума Радиолокационное исследование природных сред, вып. 6., ред. Шалдаев С.Е., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Тузяк Я.П., из-во 4ЦНИИ МО РФ, СПб, 2007, 386392.
53. Черноглазов Ю.Б., Попов С.В. Общее решение задачи определения средней скорости распространения электромагнитных волн в леднике по отражениям от неоднородностей. Ч Труды XX и XXI Всероссийских симпозиумов Радиолокационное исследование природных сред, вып. 3., ред. Маров М.Н., Степаненко В.Д., Мельник Ю.А., Иванов В.Г., ВКА им. Можайского, 2003, 64-70.
54. Fricker H.A., Popov S.V., Allison I., Young N. Distribution of marine ice beneath the Amery Ice Shelf. Ч GRL, 2001, vol. 28, No. 11, 2241-2244.
55. Isanina E.V., Krupnova N.A., Popov S.V., Masolov V.N., Lukin V.V. Deep structure of the Vostok Basin, East Antarctica as deduced from seismological observations. Ч Geotectonics, 2009, vol. 43, No. 3, 221-225, DOI: 10.1134/S0016852109030056. Leonov V.O., Popov S.V. Geological Structure of Central East Antarctica from Geophysical Data. Ч Geotectonics, 2009, vol. 43 No 4, 274-282, DOI: 10.1134/S0016852109040057. Lythe M.B., Vaughan D.G. and the BEDMAP Consortium. BEDMAP: A new ice thickness and subglacial topographic model of Antarctica. Ч JGR, 2001, vol. 106, No B6, 11,33511,351.
58. Masolov V.N., Kudryavtzev G.A., Sheremetiev A.N., Popkov A.M., Popov S.V., Lukin V.V., Grikurov G.E., Leitchenkov G.L. Earth science studies in the Lake Vostok Region: existing data and proposals for future research. Ч In SCAR International Workshop on subglacial lake exploration. Cambridge, England, September 1999. 1-18.
59. Masolov V.N., Popov S.V., Lukin V.V., Sheremet'ev A.N., Popkov A.M. 2006. Russian geophysical studies of Lake Vostok, Central East Antarctica. Ч In D.K. Ftterer, D.
Damaske, G. Kleinschmidt, H. Miller and F. Tessensohn eds. Antarctica - Contributions to Global Earth Sciences, Springer Berlin Heidelberg New York, 135-140.
60. Masolov V.N., Popov S.V., Lukin V.V., Popkov A.M. The bottom topography and subglacial Lake Vostok water body, East Antarctica. Ч Doklady Earth Sciences, 2010, Vol.
433, Part 2, 1092-1097.
61. Popov S.V., Lastochkin A.N., Masolov V.N., Popkov A.M. 2006. Morphology of the subglacial bed relief of Lake Vostok basin area (Central East Antarctica) based on RES and seismic data. Ч In D.K. Ftterer, D. Damaske, G. Kleinschmidt, H. Miller and F.
Tessensohn eds. 2006, Antarctica - Contributions to Global Earth Sciences, Springer Berlin Heidelberg New York, 141-146.
62. Popov S.V., Masolov V.N. Forty-seven new subglacial lakes in the 0 - 110E sector of East Antarctica. Ч J. Glaciol. Vol. 53, No. 181, 2007, 289-297.
63. Popov S.V., Sheremet'ev A.N., Masolov V.N., Lukin V.V., Mironov A.V., Luchininov V.S.
Velocity of radio-wave propagation in ice at Vostok station, Antarctica. Ч J. Glaciol., 2003, Vol. 49, No 165, 179-183.
64. Popov S.V., Leitchenkov G.L. Radio-echo sounding investigations of Western Dronning Maud Land and North-Eastern Coats Land, East Antarctica. Ч Polarforschung, 1997, vol.
67, No. 3, 155-161.
65. Richter A., Fedorov D.V., Dvoryanenko A.K., Popov S.V., Dietrich R., Lukin V.V., Matveev A.Yu., Fritsche M., Grebnev V.P., Masolov V.N. Observation of ice-flow vectors on inner-continental traverses in East Antarctica. Ч Ice and snow, 2010, 1(109), 30-35.
66. Richter A., Popov S.V., Dietrich R., Lukin V.V., Fritsche M., Lipenkov V.Y., Matveev A.Y., Wendt J., Yuskevich A.V., Masolov V.N. Observational evidence on the stability of the hydroglaciological regime of subglacial Lake Vostok. Ч Geophys. Res.
Lett., 2008, 35, L11502, doi:10.1029/2008GL033397.
67. Siegert M.J., Carter S., Tabacco I., Popov S., Blankenship D. A revised inventory of Antarctic subglacial lakes. Ч Antarctic Science. 2005, 17(3), 453-460.