8 мая 2007 года состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

08.05.2007

Научное сообщение «ТРЕХМЕРНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТОМОГРАФИЯ ЗЕМНЫХ НЕДР».

8 мая 2007 года

состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук

 

Члены Президиума заслушали научное сообщение «ТРЕХМЕРНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТОМОГРАФИЯ ЗЕМНЫХ НЕДР». Докладчик - Директор Центра геоэлектромагнитных исследований ИФЗ РАН, доктор физико-математических наук Спичак Вячеслав Валентинович.

За последние 15 лет в Центре геоэлектромагнитных исследований (ЦГЭМИ) Института физики Земли РАН разработано новое направление исследования земных недр – их трехмерная электромагнитная (ЭМ) томография. Она осуществляется по электромагнитным данным, измеренным на поверхности Земли на площади, покрывающей исследуемый объект. Интерпретация данных осуществляется в рамках принципиально новой парадигмы, основными элементами которой являются байесовская статистическая инверсия и нейросетевое распознавание макро-параметров среды. При этом учитываются не только измеренные ЭМ данные, но и вся априорная геолого-геофизическая информация, а также экспертные оценки, выраженные в вероятностных терминах. С помощью такого подхода удалось построить ряд трехмерных региональных моделей, в частности, первую модель зоны субдукции плиты Хуан де Фука под западную окраину северо-американского континента, модель острова Тасмания (Австралия) и др. В последние годы ЦГЭМИ активно участвует в крупных европейских программах, целью которых является построение моделей транс-европейской шовной зоны, расположенной в Померании на границе Германии и Польши (проект EMTESZ), а также Балтийского щита (проект BEAR).

ЦГЭМИ располагает сейчас, пожалуй, наиболее передовой в мире методологией интерпретации электромагнитных данных. С ее помощью удалось построить трехмерную модель геотермальной зоны Минами-каябе на острове Хоккайдо (Япония) и определить наилучшие места для разведочного бурения скважин. Стоит отметить, что в настоящее время для этих целей используется традиционный подход, основанный на чрезвычайно дорогостоящем бурении многочисленных скважин методом “тыка”. Он не только малоэффективен, но и наносит вред окружающей среде. Созданная в ЦГЭМИ методика, основанная на построении трехмерной модели геотермального резервуара, позволяет достичь тех же целей с гораздо меньшими (на порядок!) затратами. Кроме того, это позволяет намного точнее оценивать потенциал геотермальных ресурсов как до начала эксплуатации месторождения, так и в её процессе.

Для оценки распределения температуры в резервуаре в ЦГЭМИ недавно разработан бесконтактный электромагнитный геотермометр, основанный на измерении ЭМ поля на поверхности. Его применение на практике позволит, во-первых - уточнять прогноз температуры в случаях, когда имеющихся термограмм недостаточно; во-вторых -осуществлять более точный прогноз температуры в режиме экстраполяции; в-третьих - проводить мониторинг температуры в скважинах по наблюдениям ЭМ поля на поверхности; и, наконец, осуществлять бесконтактную дистанционную оценку температуры в скважинах на участках, характеризующихся экстремальными для традиционных геотермометров условиями.

Трехмерная ЭМ томография земных недр используется и для оценки риска природных и техногенных катастроф. Построенные трехмерные модели вулканов Эльбрус (Северный Кавказ), Килауэя (Гавайские о-ва), Комагатаке (о-в Хоккайдо, Япония) позволили достаточно уверенно определить расположение их магматических камер, а также магмоподводящих каналов. С помощью полученных моделей определены оптимальные сети наблюдений для дистанционного ЭМ мониторинга состояния магмы, а также проигрываются различные сценарии возможных извержений.

Прогноз землетрясений является, пожалуй, самым актуальным направлением современной геофизики. ЭМ томография позволяет выявить расположение наиболее опасных очагов сейсмической активности и осуществлять их последующий мониторинг. Например, недавно в ЦГЭМИ была построена объемная модель обширной сейсмоактивной территории северного Тянь Шаня и с её помощью определены зоны наиболее вероятных очагов землетрясений. Сравнение их пространственного распределения с плотностью гипоцентров микро-землетрясений, произошедших в этом районе ранее, выявило их высокую корреляцию.

Наконец, ЭМ томография земных недр все чаще используется в мире для поиска месторождений нефти и газа. Это связано с тем, что сейсморазведка, традиционно применявшаяся для этих целей, становится малоэффективной в сложных геологических условиях, а также на больших глубинах, где все чаще приходится искать залежи углеводородов. В настоящее время ЦГЭМИ осуществляет ЭМ томографию ряда перспективных участков в Восточной Сибири, направленную на поиск нефти.

Президиум РАН рассмотрел вопрос о присуждении премии имени Ф.П. Саваренского 2007 года (представление Экспертной комиссии и Бюро Отделения наук о Земле).

Президиум РАН постановил:

- присудить премию имени Ф.П. Саваренского 2007 года доктору геолого-минералогических наук Шварцеву Степану Львовичу (Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН) за монографию «Гидрогеохимия зоны гипергенеза», монографию «Геологическая эволюция и самоорганизация системы «порода-вода» (том 1 «Система вода-порода в земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование») и 15 статей.

Цикл работ Шварцева С.Л. посвящен разработке нового научного направления по геологической эволюции системы вода-порода, геохимии подземных вод и проблемам водных ресурсов, включая качество питьевых вод. Центральное место среди представленных работ занимает монография «Гидрогеохимия зоны гипергенеза», которая посвящена актуальной научной проблеме – взаимодействию подземных вод с горными породами и органическим веществом в условиях гипергенеза, что имеет важное значение для ряда научных направлений: геохимии воды и окружающей среды, экогеохимии, геохимии техногенеза и др. Впервые в мировой практике автор приводит рассчитанные им кларки более 50 химических элементов для подземных вод гипергенеза. В своих трудах Шварцев С.Л. обосновывает и развивает принципиально новый подход к характеру физико-химического равновесия в системе вода-порода – самой распространенной системе нашей планеты.

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.

 

Информация предоставлена Пресс-службой РАН.

Пресс-служба РАН: Руководитель - Преснякова Ирина Васильевна

тел./факс: 954 11 45 E-mail - irina@presidium.ras.ru

Главный специалист - Бадо Анна Ефимовна тел: 237 90 02; E-mail – novo@presidium.ras.ru

Главный специалист – Каменева Валентина Сергеевна. Тел. 237-81-15 E-mail – vskameneva@presidium.ras.ru

Главный специалист Колесникова Марина Валерьевна т/ф.: 718 17 55

E-mail - mvel@mail.ru; marina@presidium.ras.ru

©РАН 2019