Источник фото — freep.com
Дно северных морей покрыто большим количеством борозд, образовавшихся из-за перемещения крупных айсбергов, которые в прошлом своими нижними краями (килями) «вспахивали» нижележащую поверхность. Если на морском дне размещена нефтегазодобывающая и трубопроводная инфраструктура, то продолжение дрейфа льдов создает риск нефтяных разливов и газовых утечек. Чтобы оценить этот риск, ученые исследуют возраст и структуру борозд ледового выпахивания: это позволяет определить, продолжают ли формироваться борозды и могут ли создающие их айсберги представлять угрозу для добычи полезных ископаемых.
Чаще всего за изменениями морского шельфа следят с помощью геофизических съемок, которые ведутся с борта судна. Рельеф дна в одних и тех же местах периодически сравнивают с результатами предыдущей съемки, а затем сравнивают различия. Однако такой подход не позволяет определить происхождение и возраст борозд, возникших до начала проведения мониторинга. Восполнить этот пробел удалось ученым из Геологического института РАН, Мурманского морского биологического института РАН и Института океанологии им. Ширшова РАН, которые предложили определять возраст борозд на морском дне с помощью измерения радиоактивности свинца-210, попавшего в донные отложения из атмосферы при распаде природного радионуклида урана-238. Оказавшись в отложениях, атмосферный свинец-210 сам начинает распадаться. В результате, зная время полураспада этого элемента, специалисты могут определить возраст отложений, в которых он находиться.
Новая методика была апробирована в несколько этапов. Авторы с помощью грунтовой трубки отобрали пробы со дна крупной ледяной борозды, расположенной недалеко от берега Карского моря на глубине от 28 до 32 метров. Грунтовая трубка позволила ученым получить образцы отложений разной глубины залегания (от молодых поверхностных до старых, более глубоких). Это дало возможность проследить, как в борозде слой за слоем накапливались отложения.
Затем исследователи проанализировали радиоактивность изотопа свинца-210 в слоях разной глубины залегания, измерив рентгеновское и гамма-излучение от образцов, и провели математические расчеты, чтобы определить возраст каждого из слоев. В результате выяснилось, что отложения, лежащие на глубине 15 сантиметров под современным слоем борозды, образовались в 2000-е гг., а на глубине 43 метра – в начале XX века.
Ученые также использовали изотоп цезия-137, чтобы определить правильность определения временных интервалов, поскольку его высокие уровни указывают на периоды испытаний ядерного оружия (ЯО). Пик радиоактивности цезия-137 был обнаружен в слое 30-32 сантиметров и был связан с проведением испытания ЯО в 1963 г. Возраст же самых старых слоев, с которых началось осадконакопление в борозде сразу после ее образования, составил немногим более двухсот лет. Ученые тем самым пришли к выводу, что борозда образовалась около 1810 г., то есть во время Малого ледникового периода, который закончился в Арктике на рубеже XIX-XX веков.
«Предложенный подход позволил определить возраст крупнейшей борозды ледового выпахивания среди известных на шельфе Карского моря в районе Байдарацкой губы. Его можно использовать для обследования участков дна, на которых планируется прокладка трубопроводов, а также установка нефте- и газодобывающих станций. Поскольку из-за потепления климата в северных морях все чаще наблюдается активное разрушение ледников и дрейф отдельных айсбергов, эта методика даст дополнительную информацию для оценки безопасности хозяйственной деятельности в различных районах Арктики», — цитирует Российский научный фонд Осипа Кокина, кандидата географических наук, младшего научного сотрудника Геологического института РАН.
