научная статья по теме АКТИВИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НЕФТИ ИЗ НЕДР СЕВЕРНОГО И СРЕДНЕГО КАСПИЯ В АПРЕЛЕ–ИЮНЕ 2012 Г. ПО СПУТНИКОВЫМ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ Космические исследования

Текст научной статьи на тему «АКТИВИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НЕФТИ ИЗ НЕДР СЕВЕРНОГО И СРЕДНЕГО КАСПИЯ В АПРЕЛЕ–ИЮНЕ 2012 Г. ПО СПУТНИКОВЫМ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, 2014, № 2, с. 67-81

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ^^^^^^^^^^ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ

АКТИВИЗАЦИЯ ВЫБРОСОВ НЕФТИ ИЗ НЕДР СЕВЕРНОГО И СРЕДНЕГО КАСПИЯ В АПРЕЛЕ-ИЮНЕ 2012 г. ПО СПУТНИКОВЫМ И ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ

© 2014 г. Б. Н. Голубов1*, А. Ю. Иванов2

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт динамики геосфер РАН, Москва 2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии

им. П.П. Ширшова РАН, Москва

*Е-таИ: bgolubov@mail.ru Поступила в редакцию 05.03.2013 г.

На радиолокационных изображениях, полученных со спутников Яаёагеа^ и Яаёа^а^ в апреле—июне 2012 г. на поверхности Каспийского моря в районе п-ова Мангышлак и его подводного продолжения, разделяющего котловины Северного и Среднего Каспия, было обнаружено большое количество мелких нефтяных пятен, идентифицированных как грифонные. Область появления этих пятен приурочена в основном к молодой Скифско-Туранской плите, а также к соседним участкам Прикаспийской впадины древней Восточно-Европейской платформы. Подавляющее число пятен нефти появилось в период 25 мая—1 июня 2012 г. Периодичность срабатывания грифонов в виде "бегущих волн" отражает импульсы повышенной геодинамической активности недр тектонической впадины Каспийского моря, которые могли быть спровоцированы природно-техно-генными факторами. Рассматриваются геолого-геофизические предпосылки и причины активизации грифонов. Активность грифонов свидетельствует о возможной нефтегазоносности локальных структур.

Ключевые слова: Каспийское море, спутниковый мониторинг, космическая радиолокация, выходы нефти, грифонные пятна, нефтегазоносность

Б01: 10.7868/80205961414020043

ВВЕДЕНИЕ

"С удивлением заметил я, что со всякими ударами весел, почти касавшихся дна, выплывали большие круги жирного зеленоватого вещества... Неподалеку от Новоалександровска есть соленый ручеек. далее течет горная смола, еще далее белая нефть". Так в 1832 г. натуралист Г.С. Карелин записал в журнале экспедиции по изучению северо-восточных берегов Каспийского моря результаты своих наблюдений в зал. Кайдак. Этот факт затем сыграл ключевую роль в поиске месторождений углеводородов в недрах этого края и не утратил своего значения в наши дни.

Первые космические снимки п-ова Мангышлак и соседней акватории Каспийского моря были получены с космического корабля "Союз-8" в 1969 г., а в 1973 г. проведена первая многозональная съемка этого участка с "Союз-12" (Космическая информация., 1983). На космоснимках удалось распознать локальные поднятия чехла Ту-ранской плиты, множество разрывов продольного и поперечного направлений. Однако естественных выбросов нефти ни на суше, ни на море тогда обнаружено не было. Позднее этот район неодно-

кратно снимали из космоса как советские, так и американские ИСЗ, которые также не обнаружили пятен нефти на поверхности моря.

Впервые после наблюдений Г.С. Карелина пятна нефти в рассматриваемом районе Каспийского моря были обнаружены в ИТЦ "СканЭкс" в рамках оперативного радиолокационного спутникового мониторинга Северного Каспия по заказу ООО "Лукойл-Нижневолжскнефть". В период с 26 апреля по 13 июня 2012 г. на радиолокационных изображениях (РЛИ), полученных со спутников Яаёагеа^ и -2, на поверхности моря было обнаружено большое количество нефтяных пятен грифонного происхождения. Область их распространения охватила район Мангышлакского порога, разделяющего котловины Северного и Среднего Каспия, а также соседние участки Дербентской котловины, Кулалинской подводной террасы и Уральской бороздины.

Актуальность изучения причин и масштабов выбросов нефти на поверхность Каспийского моря очевидна: от решения этого вопроса зависит развязка сложнейшего клубка научных, а также практических, ресурсных, социально-экономи-

Таблица 1. Перечень РЛИ (Radarsat-1, Radarsat-2 и TerraSAR-X), на которых были обнаружены грифонные пятна

Дата Спутник/время, UTC Режим съемки Разрешение, м Поляризация Ветер в районе появления, м/с

26.04.2012 Radarsat-1/14:30 ScanSAR Narrow A 50 ГГ 2-3

03.05.2012 Radarsat-1/14:26 То же 50 ГГ 3-4

20.05.2012 Radarsat-2/14:30 ScanSAR Wide A 100 ГГ 5

25.05.2012 Radarsat-2/14:34 ScanSAR Narrow A 50 ГГ 2-3

29.05.2012 Radarsat-2/02:58 То же 50 ГГ 1-3

01.06.2012 Radarsat-2/14:34 » 50 ГГ 3-5

03.06.2012 TerraSAR-X/14:32 ScanSAR 16 ВВ 6-7

08.06.2012 Radarsat-2/15:26 ScanSAR Narrow A 50 ГГ 2-4

10.06.2012 Radarsat-1/02:57 То же 50 ГГ 4-5

13.06.2012 Radarsat-1/14: 28 » 50 ГГ 2-4

ческих и природоохранных проблем Каспийского региона (Голубов, 1994а, б). Это напрямую связано с освоением нефтегазового месторождения им. Ю. Корчагина, а также месторождений Калам-кас-море и Кашаган, которые уже вовлечены в добычу и оказались вблизи области активизации грифонов. От надежности этих и ряда других промыслов сейчас зависит защита биоресурсов и вод моря от загрязнения, которая едва ли возможна без понимания причин неуклонно нарастающей в последние десятилетия геодинамической активности недр Каспийского моря в условиях экспансии морской нефтедобычи.

Цель настоящей статьи — выявить закономерности и причины появления указанных пятен нефти на поверхности моря. В связи с этим ниже решаются три основные задачи. Первая из них сводится к использованию современных методов космического мониторинга нефтяного загрязнения Каспия. Вторая задача — определение закономерностей распределения пятен нефти на поверхности Каспийского моря в 2012 г. по данным РЛ-съемки. Третья — выявление геолого-геодинамических условий и причин возникновения выбросов нефти из недр моря.

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ И ИХ АНАЛИЗ

В данной статье рассматриваются результаты анализа девяти РЛИ Radarsat-1 и -2: они получены в виде стандартных продуктов ScanSAR Narrow (SNA). Это синтезированные изображения размером 300 х 300 км с разрешением 50 м. РЛИ TerraSAR-X было получено в режиме съемки ScanSAR (размер кадра 100 х 150 км, разрешение 16 м). Перечень проанализированных съемок приведен в табл. 1. На рис. 1 показано покрытие изучаемого района съемками Radarsat-1 и Radar-

sat-2 в мае и июне 2012 г., а на рис. 2 — фрагмент одного из характерных РЛИ с пятнами-сликами.

Анализ РЛИ включал три основных этапа. На первом проводились обработка РЛИ с использованием стандартных алгоритмов и привязка изображений к цифровой карте. Второй этап сводился к интерактивной интерпретации РЛИ с выделением/векторизацией темных пятен-сликов среди других сликообразующих явлений, создающих области выглаживания ряби на поверхности моря. На третьем, заключительном, этапе проводилось объединение векторных слоев пятен и другой необходимой геолого-геофизической информации с помощью веб-ГИС сервиса "Геомиксер" в рамках специально созданного проекта (http:// projects.scanex. ru/seeps). В частности, в проекте были собраны все РЛИ с характерными сликами, навигационная карта Каспийского моря, структурные карты ряда опорных горизонтов осадочного чехла, данные бурения скважин, а также доступные сведения о гидрометеорологической обстановке, векторные поля модельного ветра на моменты съемок и данные о сейсмике региона.

Методика анализа пятен нефти, отображающихся на РЛИ, обоснована нами в рамках геоинформационного подхода в (Иванов, Затягалова, 2007; Иванов и др., 2007а, б; Иванов, 2010а). Ее эффективность подтверждена исследованиями в Каспийском море (Иванов и др., 2007а), на шельфе о. Сахалин (Иванов, 2010а), на оз. Байкал (Иванов, 2010б) и Черном море (Евтушенко, Иванов, 2012).

Грифоны — в общем случае это мелкие эруптивные аппараты выброса из недр на дно моря подземных флюидов (нефтей, газов, пластовых вод). Они являются одной из форм инъективных дислокаций, которые возникают в результате внедрения из глубоких частей земной коры в вышележащие ее горизонты пластичных горных масс в виде указанных флюидов, разжиженных глин, толщ каменной соли, магматических рас-

Рис. 1. Район интереса и его покрытие съемками спутников Ка(!агеа1>1 и Ка(!агеа1-2.

плавов и т.п. Их активность может быть обусловлена как природными (сейсмика, тектоника и т.п.), так и техногенными факторами.

Методика распознавания грифонных пятен на РЛИ (Иванов, 2007; Иванов и др., 2007а, б) сводится к анализу совокупности пятен-сликов, обнаруженных на поверхности моря, на совокупности РЛИ, к различению естественных пятен нефти от биогенных сликов и антропогенных пятен с учетом гидрометеорологической обстановки. Способ распознания поверхностных сликов основан на том, что большинство этих пятен обладает характерной формой, позволяющих отличить их, например, от линейчатых пятен судовых разливов.

Кроме того, поскольку грифонные пятна приурочены к конкретным подводным источникам, то на последовательных РЛИ они, как правило, сосредоточены в районе их расположения. В результате могут быть установлены их точные координаты (рис. 3; табл. 2). Наконец, биогенные, а также прочие пленки поверхностно-активных веществ, в отличие от грифонных пятен "глубинной" нефти, имеют разную толщину, а, следовательно, и разное время "жизни". Более толстые, чем биогенные, пленки грифонной нефти существуют на поверхности моря в более широком диапазоне скоростей ветра — до 6—7 м/с, т.е. на-

Рис. 2. Увеличенный фрагмент РЛИ Ка(3агеа1>2 от 29.05.2012, на котором хорошо видна пространственная кластеризация пятен-сликов, а также повторяющиеся двойные-тройные сигнатуры (на врезках), что указывает на активность подводных источников нефти. © MDA, ИТЦ "СканЭкс".

блюдаются и тогда, когда прочие тонкие пленки с поверхности моря исчезают.

Обнаруженные на РЛИ пятна-слики сначала подразделялись по форме и размерам, затем по наличию повторяющихся двойных-тройных сигнатур (группировке около определенных мест и районов) (рис. 3, 4) и, наконец, по повторяемости

Таблица 2. Координаты грифонов, которые сработали три и более раз

№ с.ш. в.д.

1 44 °37'03'' 49°32'37''

2 44 °35'57'' 49°33'07''

3 44 °35'59'' 49°41'12''

4 44 °34'54'' 49°43'25''

5 44 °33'21'' 49°39'19''

6 44 °33'10'' 49°39'02''

7 44 °34'00'' 49°49'16''

8 44 °33'16'' 49°51'25''

9 44 °32'46'' 49°57'16''

10 44°32'04'' 50°00'10''

1

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком