Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессыНИР

Geodynamics and global processes

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: Проведен анализ геолого-геофизической информации и установлены особенности проявления ультрамедленного спрединга в зонах дивергентных, трансформных и конвергентных границ плит. На основе метода физического моделирования структурообразующих деформаций в зонах рифтогенеза и спрединга выявлены особенности деформаций неотторженных блоков в процессе перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу. Опубликована монография Ю.И.Галушкина «Non-standard problems in basin modeling» опубликованной в издательстве springer international publishing berlin, heidelberg, london, newyork 2016, 268 p. В которой описаны примеры применения численной системы моделирования осадочных бассейнов к рассмотрению ряда актуальных нестандартных проблем нефтегазовой геологии, которые не рассматриваются в рамках распространённых систем моделирования бассейнов. Хребет Ломоносова в Центральной Арктике является непосредственным продолжением континентальной окраины; гипотетический трансформный разлом в зоне сочленения хребта с шельфом отсутствует. Изотопный состав гафния в цирконах из базальтоидов поднятия Менделеева подтверждает континентальную природу источников магматизма. Рассмотрен период развития междисциплинарных подходов в ХХ веке, который завершился формированием ряда междисциплинарных направлений. Особое внимание обращено на проблему разработки принципов структурирования сложных систем, в частности проблему выделения Социума.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1.Проведено численное моделирование истории погружения и изменения температуры осадочных бассейнов Южного Каспия и Западной Сибири (месторождение Ясное). Показано, что вовлечение осадочного блока в процесс утонения литосферы приводит к уменьшению оцениваемых амплитуд растяжения литосферы по сравнению с вариантами растяжения одного фундамента бассейна. 2.На основании анализа геолого-геофизических данных и физического моделирования, выявлены особенности строения и морфоструктурной сегментации рифтовой зоны Аденского залива 3.Экспериментальное изучение аккреции коры для обстановки перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу в условиях меняющихся скоростей спрединга при ортогональном и косом растяжении показало вариации в амплитудах рельефа дна, асимметричную картину аккреции коры и нестабильное поведение оси спрединга. 4.С помощью физического моделирования проведен также анализ характера деформаций блоков континентальной коры частично отделившихся от материнского континента в обстановке перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу. Выделены основные этапы развития островных структур в пределах континентальных окраин. 5.Рассмотрена современная естественнонаучная картина мира как итог всех существующих картин мира. Показано, что каждая новая картина мира закрепляла существующие взгляды на систему общих представлений о фундаментальных свойствах и закономерностях универсума. Подробно рассмотрены все классические картины мира. 6.Показано, что импульсы проградного и ретроградного метаморфизма на разных глубинных уровнях континентальной коры являются главной причиной восходящих и нисходящих движений на дрейфующих плитах. В результате на континентальной коре формируются крупные унаследованно развивающиеся поднятия (кристаллические щиты на древних кратонах) и сверхглубокие осадочные бассейны. 7.Проведено изучение высокоурановых цирконов с использованием атомистического моделирования. 8.Изучение палеозойских прибрежно-морских и морских ихтиокомплексов позволило установить, что ведущими механизмами в онтогенетических и эволюционных преобразованиях родовых и надродовых таксонов панцирных рыб (Placodermi) являлись различные типы гетерохроний, которые обеспечивали эффективную адаптацию этих организмов к изменчивой палеосреде.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: Получены следующие основные результаты. 1. На основе комплексного геолого-геофизический анализ строения рифтовой зоны Срединно-Атлантического хребта (САХ), расположенной к северу и к югу от Азорского тройного соединения выявлены особенности ее морфоструктурной сегментации и проведено физическое моделирование структурообразующих деформаций при косом и ортогональном спрединге с разной прогретостью литосферы, характерных для этих участков САХ. Эксперименты показали, что основные структурные черты рифтовых зон формируются на начальных этапах разрушения литосферы в их осевой зоне. При ортогональном растяжении, характерном для северной ветви САХ, формирование осевых трещин и характер их сегментации в основном зависят от ширины зоны прогрева в зоне рифта и толщины литосферы в ней. При косом растяжении ослабленной зоны в опытах воздействие термической аномалии задавалось шириной области прогрева и толщиной модельной литосферы в ней. Трещины закладываются эшелонировано, с латеральным смещением, как правило, в одну сторону. При широкой зоне прогрева, а, следовательно, и утоненной литосфере длина образующихся трещин и величина смещений между ними увеличиваются, а амплитуда рельефа уменьшается, что характерно для участков расположенных южнее Азор. И наоборот при малой ширине зоны прогрева рифта и увеличении толщины литосферы в ней длина трещин и размеры смещений уменьшаются, а амплитуда рельефа увеличивается. Такие черты характерны для сегментов расположенных еще южнее между т.р. Пико и т.р. Океанограф и далее между т.р. Океанограф и т.р. Хейс. Таким образом, проведенные эксперименты показали, что морфометрические характеристики сегментированных трещин зависят от направления растяжения и толщины литосферы на оси рифта, от ширины зоны прогрева рифта и ее наклона. 2. Проведено экспериментальное изучение взаимодействия продвигающихся рифтовых трещин со структурными барьерами, сложенными блоками литосферы с большей прочностью. Рассмотрены различные варианты взаимодействия рифтовой трещины со структурными барьерами. приводящие к образованию структур перекрытия трещин, разрушению структурного барьера, или смещению трещин вдоль окраины структурной неоднородности. Эксперименты показали, что при наличии структурного барьера с резкими границами (т.е. толщина и прочность барьера значительно отличались от прилегающих участков литосферы) и при продвижении к нему и навстречу друг другу рифтовых возможно образование структур перекрытия ритовых трещин, либо разрушение структурного барьера, либо смещение одной из трещин по резкой границе бьарьера с образованием сдвигового разлома. Такие разломы, как правило, долгоживущие и хорошо просматриваются в структуре новообразованной литосферы. 3. Разработана программа расчёта температур в осадочной толще с формированием и деградации пермафроста и заданием переменного во времени теплового потока в основании осадочной толщи. Проведены расчёты с использованием этой программы для осадочных разрезов сверхглубокой скважины СГ-6 и скв. Уренгойская-411 в Западно-Сибирском бассейне и скв. Куюмбинсая - 12 на Сибирской платформе. Показано, что учёт изменения во времени теплового потока, задаваемого в основании осадочной толщи, в течение периода резких колебаний климата в плейстоцене-голоцене, позволяет более корректно рассчитывать распределения температур и теплового потока с глубиной в осадочной толще бассейнов, приводя их в соответствие со значениями, измеренными в современном разрезе бассейна. 4. Анализ истории погружений в области подводного хребта Ломоносова и в глубоководных впадинах к востоку от него, показывает, что подстилающая их кора имеет континентальную природу. Начальное растяжение фундамента при формировании котловин Подводников и Макарова не превышало 13% и могло обеспечить накопление осадочных толщ мощностью до 2400 м. Чтобы полностью скомпенсировать наблюдаемое погружение в этих впадинах необходимо до 10 км мощности осадков. Поэтому основная часть погружения должна быть обусловлена другим механизмом. Глубокие бассейны сформировались здесь в результате уплотнения пород в нижней коре вследствие метаморфизма. 5. Изучение палеозойских прибрежно-морских и морских ихтиокомплексов в типовых разрезах Северной Евразии и, в частности, изучение морфологической эволюции эуантиарх (Placodermi) позволило выявить новые важные детали морфогенеза представителей этой группы в индивидуальном и историческом развитии. Так, казахстанские аспераспидиды и южно-сибирские тубалепидиды (Placodermi, Euantiarchi: Asperaspididae и Tubalepididae) развивались в результате действия классических механизмов гетерохроний. В онтогенезе преобладали тенденции к замедлению темпов закладки новых элементов скелета, что следует расценивать как реакцию биоты на давление специфических условий среды в прибрежно-морских ареалах. 6. Изучение нового материала по двоякодышащим рыбам из разрезов Главного девонского поля позволило установить важные морфологические особенности строения их челюстного аппарата и реконструировать положение представителей этой группы в трофической структуре сообщества. 7. Палеоэкологическкие исследования конодонтов, обитавших в мелководных палеообстановках внутренних областей Восточно-Европейской платформы позволили усовершенствовать биофациальную модель бассейна и выделить несколько биофаций в верхнедевонских отложениях. На палеобатиметрическом профиле определены области обитания конодонтов: 1) прибрежная (преобладание представителей рода Icriodus); 2) эпипелагическая, заселявшаяся видами-космополитами Icriodus и Polygnathus; 3) придонная область, содержащая ряд уровней, различных по палеоглубинам; 4) пелагическая область – ареал, занимаемый космополитными таксонами рода Palmatolepis. Местная биозональная шкала построена на основе монотаксонной последовательности этого рода. 8. Сравнительный анализ кристалломорфологии высокоуранового и безпримесного циркона, проведенный с использованием атомистического моделирования, показал, что при изоморфном вхождении урана в структуру циркона двукратное увеличение примеси приводит к изменению количества граней и происходит обеднение огранки. Применялся оригинальный набор параметров потенциалов межатомного взаимодействия, и на его основе был проведен расчет свойств поверхности и кристалломорфологии цирконов. Выбраны параметры для проведения серии расчетов с использованием систем Суперкомпьютерного комплекса МГУ. Практическое значение полученных результатов связано с использованием циркона в качестве кристаллической матрицы для иммобилизации высокоактивных радионуклидов, образующихся при утилизации отходов от переработки ядерного топлива. 9. Для обоснования континентальной природы магматических пород поднятия Менделеева продолжены работы по изотопно-геохимическому изучению магматических пород дна, а также выделенных из них цирконов. Опубликованы новые данные по U-Pb датированию, изотопному составу гафния, а также по содержанию редкоземельных элементов в цирконах из этих пород. Молодые магматогенные цирконы из базальтов с поднятия Менделеева с датировками (128 млн. лет) характеризуются отрицательными значениями ԑHf (до −19,49), что отвечает параметрам континентальной коры. Они также значительно обогащены легкими РЗЭ по сравнению с цирконами типично океанических базальтов. 10. С позиций концепции кластерной минерагении проанализированы условия формирования карбонатитовых и медно-никель-платиноидных магматогенных месторождений. Происхождение Норильско-Талнахских месторождений трактуется как единый ядерно-химический процесс эволюции глубинного вещества Сибирского суперплюма. Зональность по Ni, Cu, Co и элементам платиновой группы на месторождениях Норильско-Талнахской зоны - результат миграции литосферных фумарол и магматических расплавов по ранее заложенным ослабленным зонам. В них длительное время продолжались процессы кластерного радиоактивного распада и ядерной диссоциации, вплоть до образования малосульфидных и силикатных расплавов. 11. Проведена апробация инновационных методов для поисков алмазоносных кимберлитовых трубок, перекрытых мощным осадочным чехлом. Опыт работ в пределах Зимнебережного алмазоносного района Архангельской области показал возможность эффективного применения геоэлектрохимических методов и нейтронной съёмки при поисковых работах на алмазы. Над контуром трубок зафиксировано повышение уровня нейтронного потока относительно общего фона. Это позволяет использовать нейтронную съемку для поиска кимберлитовых тел. 12. Рассмотрена история открытия и освоения Джидинского вольфрамо-молибденового месторождения, одного из крупнейших России. Открытие в июле 1932 года Холтосонского месторождения, первого коренного месторождения вольфрама, а затем и других коренных месторождений Джидинской группы, положило начало созданию горнодобывающей промышленности, появлению в этом районе Республики Бурятии обогатительного вольфрамо-молибденового комбината союзного значения, дававшего стране в разные годы от 50 до 100% добываемого вольфрама. 13. Подготовлена к электронному изданию монография "Пути познания нелинейного мира сложных систем", состоящая из четырех частей. В первых трех частях монографии проведено исследование по становлению и развитию естественных наук. Часть 4 монографии дает описание процессов возникновения планеты Земля и превращения ее в сложную нелинейную систему, состоящую из ряда подсистем и ведущую сложный образ жизни по обмену веществом, энергией и информацией как внутри системы, так и с внешними системами космоса. Поведение Земли крайне не линейно. В работе приводится описание картин мира, включая и синергетическую (не классическую). Приведена последовательность возникших картин мира и дано краткое их описание. Каждая предшествующая естественнонаучная картина мира как итог всех существующих картин мира. Показано, что каждая новая картина мира закрепляла существующие взгляды на систему общих представлений о фундаментальных свойствах и закономерностях универсума. 14.Проведен анализ механизмов возникновения тектонических мегацунамигенных землетрясений. Показано, что подобные землетрясения возникают только в зонах косого поддвига литосферных плит под островные дуги. Гипоцентры тектонического мегацунами располагаются вблизи глубоководного желоба строго внизу под передней кромкой невулканической дуги на глубинах 20 - 40 км и, как правило, в зоне передней кромки возникающего мегаблока. Косой поддвиг создает условия для консолидации "клавиш" невулканической дуги в мезо или макроблоки и способствует развитию протяженных зон тектонических разрушений. Происходит взбросо-сдвиг части этих блоков в виде призматического мезо блока. Разломные зоны могут сверхбыстро распространятся на расстояния свыше 1000 км с гиперскоростями разрушения. Так разломная зона от Суматранского землетрясения в 2006 г длиною 1300 км возникла за 8 мин Активная динамика внутри такой призмы затихает, сохраняясь только на его концах. Предложены рекомендации и новая тактика прогноза мегацунамигенных землетрясений.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. На основании обобщения и анализа геолого-геофизических данных выявлены особенности строение трансформных разломов в разных провинциях Атлантического океана, различающихся временем своего образования, особенностями эволюции и термическим состоянием мантии, связанным с наличием относительно горячих и относительно холодных зон. 2.Проведено физическое моделирование структурообразующих деформаций в зависимости от длины смещения осевых зон спрединга по трансформному разлому. Установлено, что величина смещения рифтовыхзон по трансформным разломам является важнейшим параметром для образования структурообразования при сдвиговых деформациях. 3.Проведен анализ геолого-геофизической информации по строению хребта Ломоносова и Евразийской котловины. С помощью физического моделирования рассмотрена модель отторжения узкой полосы континентальной литосферы от материка при наличии разрывного, линейного нарушения на дораскольной континентальной литосфере. Одновременно с экспериментами по моделированию отделения хребта Ломоносова от Евразии, были проведены серии экспериментов, целью которых было изучение структурообразования на ультрамедленном хребте Гаккеля и внеосевого рельефа бассейнов Нансена и Амундсена. Эксперименты подтвердили наличие переуглубленнойрифтовой долины при ультрамедленномспрединге, а также резко расчлененный рельеф в пределах котловин во внеосевых зонах. 4. Проведено физическое моделирование развития рифтовой трещины в условиях гетерогенной континентальной литосферы, в частности, при наличии в ней относительно прочных блоков.Проведены экспериментальные исследования характера изменения геометрии рифтовой зоны при ее «столкновении» со структурными барьерами, на примере развития бассейна Аденского залива. 5.Разработана методика проведения экспериментов по моделированию процесса рифтогенеза в условиях действия горячей точки при использовании конструктивно нового оборудования. Для этого было разработано и изготовлено новое оборудование - локальный источник нагрева (ЛИН) имитирующий деятельность горячей точки или мантийного плюма, создающих термическую аномалию. Были проведены тестовые испытания и затем отработаны методики проведения экспериментов по моделированию процесса рифтогенеза в условиях действия горячей точки. 6. Проведено экспериментальное изучение влияния горячей точки на перескок оси спрединга в сторону молодой континентальной окраины. Деятельность горячей точки формировала термическую аномалию и крупную магматическую провинцию как в модели, так и в природе. В экспериментальных моделях также учитывались неоднородности, соответствующие дораскольной конфигурации континентальных рифтов. Эксперименты показали, что в процессе растяжения происходил перескок спрединговой оси в сторону континентальной окраины и горячей точки, где формировалось смещение рифтовых осей. Дальнейшаяаккреция новой океанической коры в модели приводила к разделению магматической провинции. При этом блок микроконтинента, образовавшийся в процессе перескока оси спрединга удалялся от материнского континента. 7.Проведена оценка распределения температур в осадочной толще, консолидированной коре и мантии с учётом формирования и деградации пермафроста в верхних горизонтах осадочного чехла с учётом процессов эрозии, отложения осадков и перерыва в осадконакоплении. Проведены расчёты для осадочных разрезов сверхглубокой скважины СГ-6. 8.Анализ истории погружений в области подводного хребта Ломоносова и в глубоководных впадинах к востоку от него показывает, что подстилающая их кора имеет континентальную природу. Показано, что погружение в начале миоцена, в результате которого современные батиметрические отметки во впадинах составляют от 3 до 4 км, не сопровождалось существенным растяжением коры. Глубокие бассейны сформировались здесь в результате уплотнения пород в нижней коре вследствие метаморфизма. 9. Установлено, что история развития седиментационных бассейнов на континентальной коре и формирование заполняющих их стратиграфических секвенций в большей мере контролировались региональными тектоническими движениями и практически не зависели от эвстатических событий. В разрезах нижнего палеозоя Сибирской платформы, среднего и верхнего палеозоя Восточно-Европейской и Северо-Американской платформ выявлены высокочастотные тектонические вариации в диапазоне 1–3 млн. лет, сопоставимые по длительности с эвстатическими циклами 3-го порядка и многократно превышающие их по амплитуде. 10.Рассмотрены этапы развития, особенности морфологии и систематика Средне-позднедевонских панцирных рыб (Placodermi:Antiarchi) Северной Евразии (С.В. Молошников).По смене систематического состава, появлению и вымиранию крупных таксонов антиарх, а также по доминированию различных групп в ихтиокомплексах в среднем–позднем девоне выделены три этапа: среднедевонский (I), ранний позднедевонский (II) и поздний позднедевонский (III). 11. Описана первая находка нижней челюсти двоякодышащей рыбы Anchidipterusdariae Krupinagen. etsp. nov. (Dipteridae, Dipnoi) из фаменского местонахождения Билово (Тверская область, Торопецкий район). Морфологические особенности строения челюстного аппарата позволяют реконструировать особенности питания и положение представителей изученной группы в трофической структуре сообщества, где они занимали нишу неспециализированных омнифагов. 12. Установлены критерии для выделения биофациальных комплексов и принципы построения палеоэкологических моделей обитания конодонтов. Предложена модель формирования конодонтовыхбиофаций, основанная на распределении комплексов конодонтов франского яруса (верхний девон, центральные районы Русской платформы). 13.Проведено изучение пермской флоры Тимано-Печорского бассейна и Приуралья (по материалам изучения палеоботанических коллекций Музея землеведения (при участии С.В. Наугольных (ГИН РАН)) 14.Подготовлено к печати учебное пособие, которое представляет собой полевой определитель ископаемых растений пермского возраста, встречающихся в Печорском угольном бассейне в стратиграфическом интервале от нижней до верхней перми. Атлас включает фотоизображения, прорисовки и реконструкции остатков плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных и голосеменных растений. 15. Проведен анализ научного наследия ХристианаПандера – основоположника научной палеонтологии в России.Ранние исследования Х. Пандера по эмбриологии и сравнительной остеологии позвоночных животных в 1-й половине XIX в. привлекли внимание биологов во всем мире. Более поздние работы, посвященные морфологии и систематике древних рыб, положили начало целенаправленным палеоихтиологическим исследованиям в России. Он вошел в историю как один из основоположников научной палеонтологии. В 1856 г. им были открыты и описаны микроскопические зубовидные остатки – конодонты, ставшие со второй половины XX в. важнейшей группой для биостратиграфии палеозойских отложений. 16. Вышла в свет электронная монография "Пути познания нелинейного мира сложных систем", состоящая из четырех частей. В первых трех частях монографии проведено исследование по становлению и развитию естественных наук.Третья часть монографии - «Мир сложных систем и его отображение в экспозиции «Земля во Вселенной» дополнена анализом тепловых источников эндогенной эволюции Земли. Часть 4 монографии дает описание процессов возникновения планеты Земля и превращения ее в сложную нелинейную систему, состоящую из ряда подсистем и ведущую сложный образ жизни по обмену веществом, энергией и информацией как внутри системы, так и с внешними системами космоса. Поведение Земли крайне нелинейно. Выделен тип планетарной самоорганизации, где ведущую роль играют кинематические параметры, так как они обеспечивают в течение почти 4 млрд.лет устойчивость этой системы. 17. Рассмотрены результаты кайнозойских (ларамийских и аттических) этапов складчатости в Украине и на территории Восточной Европы и Ближнего Востока (совместно с С.В.Горяиновым, Харьковский национальный университет). Структурные наблюдения показали резкую смену направлений движения литосферных плит в течение кайнозоя.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа: 1. Проведено изучение влияния горячей точки на перескок оси спрединга и формирование микроконтинентальных блоков для районов северо-восточной части Индийского океана и Северной Атлантики. 2. Проведено экспериментальное изучение структурообразования в рифтовой зоне Срединно - Атлантическо-го хребта и трансформных разломов. 3. Проведено экспериментальное изучение взаимодействия продвигающихся рифтовых трещин со структурными барьерами в океанической и континентальной литосфере при наличии трех рифтовых сегментов. 4. На примере южного сегмента Срединно-Атлантического хребта, характеризующимся косым спредингом (≈ 70º) показано изменение морфоструктурной сегментации осевой зоны от нетрансформных смещений к трансформным разломам по мере удаления от тройного соединения Буве в результате изменения прогретости и прочности литосферы. 5. Разработаны новые методики проведения экспериментов для различных режимов работы с локальным источником нагрева, имитирующем горячую точку. 6. На примере осадочных разрезов cкв. СГ-6, Уренгойская-411 и Каменная-8227 проведён численный анализ влияния процессов отложения осадков и их эрозии на формирование зон вечномёрзлых пород, распределение температуры и теплового потока в плиоцен-четвертичное время резких изменений климата. 7. Показано, что глубоководные котловины Подводников и Макарова образовались в результате погружения коры, поверхность которой первоначально располагалась вблизи уровня моря. Обоснована континентальная природа коры, залегающей под котловинами вследствие быстрого погружения в миоцене в результате перехода габброидов в эклогиты и резкого ускорения метаморфизма при инфильтрации в кору мантийных флюидов. 8. На основе изучения морфологии представителей средне-позднедевонских панцирных рыб в ряде субрегионов Восточно-Европейской платформы, проведено уточнение систематического состава и анализ динамики таксономического разнообразия ихтиокомплексов. 9. Проведены исследования по атомистическому моделированию, которые подтверждают, что огранка кристаллов зависит не только от внешних параметров, но и от атомного наполнения и сильно зависит от примесей, входящих в кристаллическую решетку минерала. На базе экспозиции Музея землеведения МГУ разработана универсальная тетрадь-практикум по астрономии для проведения занятий на базе естественнонаучных музеев и средних школ. Тетрадь-практикум соответствует структуре учебного пособия для общеобразовательных организаций «Астрономия».
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Эволюция геодинамических обстановок и глобальные природные процессы
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".