Основное меню
Реклама в науке
SmartSection is developed by The SmartFactory (http://www.smartfactory.ca), a division of INBOX Solutions (http://inboxinternational.com)
Наука > Океанология > Нефть и нефтепроявления озера Байкал
Нефть и нефтепроявления озера Байкал
Опубликовал(а) Flanker 13.07.2011 (5490 прочтений)

Автор: А.Ю Иванов старший научный сотрудник Института Океанологии РАН им. П.П. Ширшова, кандидат физико-математических наук

E-mail для связи: ivanoff@ocean.ru

Озеро Байкал — самый глу- бокий пресноводный водо- ём в мире с объёмом пресной воды 23 тыс. куб. км. Озеро Байкал — самый глу- бокий пресноводный водо- ём в мире с объёмом пресной воды 23 тыс. куб. км. Одной из уникальных особенностей озера, помимо своеобразия его экосистемы, считаются природные выходы нефти и газа. Как стало ясно,в недpаx оз. Байкал cодеpжатcя pеcуpcы углеводородов, а его осадочный баccейн является уникальной пpиpодной лабоpатоpией генерации нефти и газа [1-4].



 О том, что на Байкале есть собственные источники нефти, стало известно из исторических документов. Сохранились свидетельства того, что еще в XVII в. местные жители на Среднем и Южном Байкале находили на берегу и использовали в хозяйстве выброшенные волнами куски черного, вязкого, маслянистого вещества, которое сейчас называют гудроном или битумом, а на поверхности озера наблюдали маслянистые пятна [3].
Вопросы иccледования нефтегазоноcноcти Байкала достаточно подробно изложены в ряде публикаций [3, 4]. Отметим, что проблема нефтегазоноcноcти озера и Байкальской pифтовой зоны впервые обратила на себя внимание в начале XVIII в., когда в 1733 г., во время экспедиции

Рис. 1. Нефтегазопроявления в оз. Байкал (ст. «Горевой Утёс»): а) газогидраты и нефть в  современных осадках; б) газовый факел со дна озера, зарегистрированный эхолотом на  глубине 935 м; в) единичное пятно всплывшей нефти размером 1-2 м на поверхности озе-  ра; г) нефть в современных осадках. Источник: ocea.ruРис. 1. Нефтегазопроявления в оз. Байкал (ст. «Горевой Утёс»): а) газогидраты и нефть в
современных осадках; б) газовый факел со дна озера, зарегистрированный эхолотом на
глубине 935 м; в) единичное пятно всплывшей нефти размером 1-2 м на поверхности озе-
ра; г) нефть в современных осадках. Источник: ocean.ru/content/view/83/43/

Императорской     Академии И.Г. Гмелиным впервые были описаны выходы нефти на восточном берегу Байкала. Позднее подобные нефтепpоявления рассматривались И.Г. Геоpги (1772-1773 гг.), А.Л. Чекановcким (1869-1871 гг.) и И.Д. Чеpcким (1877-1880 гг.). Когда проблема нефти и её разведки стала актуальной, её поисками в Российской империи в начале XX в. занялись учёные-естествоиспытатели, а конкретно в озере Байкал —
В.Д. Pязанов (1902-1903, 1908 гг.). В 1917-1918 гг. к проблеме байкальской нефти обратился К.П. Калицкий. В 30-40 гг. ХХ в. поисками нефти на восточном побережье Байкала занимались Г.Е. Pябуxин, Г.Ю. Веpещагин, И.В. Выcоцкий, Н.C. Шатcкий и др. исследователи. В послевоенные годы исследования нефтеноcноcти озера и забайкальcкиx впадин прово дили Е.В. Кpавченко, В.Г. Ваcильев,Г.Е. Pябуxин, C.Г. Cаpкиcян, А.И. Левин и
 др. учёные. Масштабные исследования, направленные на обнаружение нефти и газа в оз. Байкал, были оcущеcтвлены в СССР в начале 50-x гг. прошлого века В.В. Cамcоновым, Г.П. Пономаpевой и дp. В это время в районе дельты р. Селенга был пробурен ряд поиcковыx скважин, однако нефти в них обнаружить не удалось. Значительный вклад в изучение проблемы нефтегазоносности озера внесли А.Э. Конторович и его коллеги. Однако в связи с открытием нефти и газа в Западной и Восточной Сибири внимание к проблеме байкальской нефти значительно ослабло. В последнее время актуальность этой
проблемы повысилась в связи с обнаружением естественных нефтепроявлений в озере. Заметим, что нефтеуглеводороды часто обнаруживают в озере в виде битума и в других формах в донных и береговых обнажениях (рис. 1а, г), в виде пятен на поверхности (рис. 1в, д) и скоплений во льду либо подо льдом рис. 1е) [1,3]. Нефтепроявление в глубоководной части озера (Средний Байкал, в 12 км от мыса Горевой Утёс) было обнаружено в 2005 г., чему пособствовали спутниковые наблюдения весной 2003-2004 гг. [1]. С их помощью во льду озера были обнаружены многочисленные тёмные пятна диаметром коло 1 км [1, 3]. Наблюдения в последующие годы показали, что весной во льду этого участка озера подобные пятна появлялись регулярно. Кроме того, есть свидетельства, что у м. Горевой Утёс в безветренную погоду может ощущаться запах нефтепродуктов [3]. Летом 2005 г. в этом месте работала экспедиция Лимнологического института СО РАН (ЛИН СО РАН), которая выяснила, что нефтепроявление на поверхности озера образуют многочисленные копления пятен нефти диаметром до 1 м, а эхолокация показала наличие подводного факела высотой до 500 м от дна (рис. 1б, 2) [1]. Дальнейшие  исследования показали, что эти пятна образует нефть, поднимающаяся со дна озера. Это также подтвердил анализ образцов донных пород: они были  пропитаны нефтью, содержание которой составляло до 10% сухого остатка поднятого образца [1]. Было установлено [1] , что, несмотря на постоянное  образование на поверхности озера нефтяных пятен, покрытая ими общая площадь не превышает 1 кв. км. 

Рис. 1. е) Нефть в лунке, пробуренной во льду у м. Нижнее Изголовье (п-ов Святой Нос)  перед входом в Баргузинский залив (фото В.П. Исаева, Иркутский ГУ)Рис. 1. е) Нефть в лунке, пробуренной во льду у м.Нижнее Изголовье (п-ов Святой Нос)
перед входом в Баргузинский залив (фото В.П. Исаева, Иркутский ГУ)

По оценкам, приведённым в этой же работе, в оз.Байкал в этом месте поступает до 4 т нефти в год. Это нефтепроявление связано с глубинной
разгрузкой газа в пузырьковой форме — с так называемым холодным сипом — на глубине около 850 м [1]. Здесь нефть поступает на поверхность со дна
озера в виде всплывающих пузырьков газа, покрытых оболочкой нефти и растворяющихся по мере всплытия. Далее нефть в виде отдельных капель всплывает
на поверхность и образует небольшие пятна (рис. 1в, д). Затем эти пятна, растекаясь и дрейфуя, объединяются в более обширные образования размером
в несколько километров (рис. 3). Кроме акватории около м. Горевой Утёс, выходы нефти природного происхождения обнаружены недалеко от ст. Танхой,
у м. Толстого (рис. 1д), напротив рек Стволовая, Зеленовская и Сухая [3]. Есть свидетельства, что естественные выходы нефти и битумов существуют  около м. Облом, в Больших Котах, в Баргузинском заливе,

 

 

Рис. 2. Обзорная карта оз. Байкал с ме-  стами естественных выходов нефти биту- мов (кружки) и углей (квадраты). На верх- ней врезке — батиметрическая карта рай- она нефтепроявления у м. Горевой Утёс.  На нижней врезке — разрез по линии А-Б и  современные активные разломы, постро-  енные по материалам сейсморазведоч-  ных работ; 1 — средний плейстоцен — го- лоцен, 2 — плиоцен — ранний плейстоцен,  3 — олигоцен — миоцен, 4 — разломы  (рис. из [1])

Рис. 2. Обзорная карта оз. Байкал с ме-
стами естественных выходов нефти биту- мов (кружки) и углей (квадраты). На верх- ней врезке — батиметрическая карта рай- она нефтепроявления у м. Горевой Утёс.
На нижней врезке — разрез по линии А-Б и
современные активные разломы, постро-
енные по материалам сейсморазведоч-
ных работ; 1 — средний плейстоцен — го- лоцен, 2 — плиоцен — ранний плейстоцен,
3 — олигоцен — миоцен, 4 — разломы рис. из [1])

заливе Губа Таланка, в северной части Чивыркуйского залива и в других местах. Чаще всего нефте и битумо проявления обнаруживают весной (в конце апреля), когда они появляются на поверхности льда [3]. На рис. 2 показана обзорная карта з. Байкал с местами естественных выходов нефти; на этом же рисунке отображено строение осадочной толщи озера в месте

 

 нефтепроявления у м. Горевой Утёс и современные разломы, построенные по материалам сейсморазведочных работ. Наконец, в поверхностном слое донных осадков оз. Байкал были обнаружены залежи газогидратов [2, 4], они картографированы и исследованы с помощью сейсмических методов. В 2008-2009 гг. на дно озера погружался глубоководный обитаемый аппарат «Мир» Института океанологи им. П.П. Ширшова РАН со специалистами-исследователями — во время его погружений редпринимались попытки изучить места на дне озера, из которых в водную толщу озера поступает сырая нефть [5].

 

 

 

Оценки выходов нефти по данным космической радиолокации 

 

Рис. 3. Фрагменты радиолокационных изображений (20 х 20 км) спутников ERS-2 от  28.05.1998 (а) и 2.07.1998 (б) и Envisat от 30.06.2005 (в) и 4.08.2005 (г), на которых ото-  бразились нефтяные пятна, образующие нефтепроявления у м. Горевой Утёс. Звёздочками показаны места всплытия нефти на поверхность, стрелкой — направление дрейфа,© ESA

Рис. 3. Фрагменты радиолокационных изображений (20 х 20 км) спутников ERS-2 от 8.05.1998 (а) и 2.07.1998 (б) и Envisat от 30.06.2005 (в) и 4.08.2005 (г), на которых отобразились нефтяные пятна, образующие нефтепроявления у м. Горевой Утёс. Звёздочками показаны места всплытия нефти на поверхность, стрелкой — направление дрейфа,© ESA 

Вполне очевидно, что применение нетрадиционных подходов к исследованию нефтегазоносности и недавно открытых источников нефти в оз. Байкал представляет собой большой интерес. Логично предположить, что поверхностные проявления этих явлений могут быть обнаружены методами дистанционного зондирования. Мы остановили свой выбор на космической радиолокационной (РЛ) съёмке, которая в настоящее время позволяет получать информацию о ряде влений, наблюдаемых в океане, морях и прибрежных зонах, в том числе и о нефтяных загрязнениях [6]. Ответить на вопрос, почему космическая радиолокация уверенно лидирует среди прочих средств ДЗЗ, не составляет труда. Дело в том, что на формирование РЛ-образов нефтяных пятен не оказывают влияние ни солнечное освещение, ни его высота, ни наличие облачности или осадков. Это означает, что при любом освещении, даже ночью и даже при сплошной облачности, можно получить радиолокационные изображения (РЛИ) морской поверхности и увидеть пятна нефти, если они там есть. Плёнки нефти при благоприятных ветровых условиях (2-5÷7 м/с) создают на поверхности водоёма — озера или моря — области выглаживания
(т.к. плёнка нефти выглаживает мелкомасштабные ком- поненты ветрового волнения) — т.н. слики, отображаемые на РЛИ тёмным тоном. Этот факт позволяет  детектировать и исследовать разливы нефти с помощью космической радиолокации [6]. Более того, путём измерения на РЛИ площади пятна при определенных допущениях о толщине плёнки можно получить оценки объёма разлива. На этих особенностях космической радиолокации основаны современные системы мониторинга нефтяных загрязнений. Современные РЛ-средства наблюдения, такие, как радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА) на ИСЗ ENVISAT,  ADARSAT, CosmoSky-Med, TerraSAR-X и др., в настоящее время обеспечивают регулярное получение подобной информации. Привлекательность этих методов обусловлена не только их всепогодностью, но и возможностью сбора информации на обширных акваториях, что позволяет получать практически мгновенную картину распределения нефтяных пятен в пространстве [6]. По-видимому, впервые естественные нефтепроявления на поверхности моря на снимках из космоса были обнаружены с помощью спутника Seasat. В частности, в 1978 г. естественные выходы нефти около побережья Калифорнии (в прол. Санта-Барбара) впервые были исследованы с помощью РЛ-данных этого спутника [7]. Авторы указанной работы предположили связь этих пятен с ыходами нефти на морском дне, что подтвердили последующие исследования. Начиная с 1991 г., когда были запущены РЛ-спутники — отечественный «Алмаз-1» и европейский ERS-1, бразились нефтяные пятна, образующие нефтепроявления у м. Горевой Утёс. Звёздочками н е ф т е п р о я в ле н и я фиксировались показаны места всплытия нефти на поверхность, стрелкой — направление дрейфа,© ESA в Мексиканском заливе, Каспийском море и в других районах ирового океана. Впоследствии был создан банк РЛИ, покрывающий практически все известные места в Мировом океане и внутренних морях, где известны подобные явления. Более того, многие естественные подводные источники нефти были обнаружены и исследованы именно благодаря космической радиолокации. Среди большого количества публикаций по этой теме отметим отечественные, а именно: исследования нефтепро- явлений в юго-западной части Каспийского моря [8] и на Восточно- Одоптинской структуре в Охотском море, на Восточно-Одоптинской структуре в Охотском море (северо- восточный шельф о. Сахалин). 

 Для изучения естественных не- фтепроявлений в морях был провёден сбор большого количества РЛИ со спутников ERS-1, ERS-2, RADARSAT-1, ENVISAT, а также космических снимков высокого разрешения видимого диапазона, фотоснимков с самолётов и иных данных. В связи с активным использованием методов космической радиолокации были разработаны методы, позволяющие выявлять на РЛИ морской поверхности пятна и слики естественных нефтепроявлений. Это - Offshore Basin Screening (npagroup.com) и Seep Screening (infoterra.co.uk) методологии. В них используется набор характерных признаков, учитывающих форму, размер, контраст, харак- тер края пятна, наличие точек всплытия, пространственно-временную кластеризацию, которые позволяют практически однозначно отличить естественные пятна нефтепроявлений на поверхности моря от сликовых пятен иной природы. Наконец, разработан и применяется на практике метод оценки объёмов естественных выбросов нефти по их внешнему виду (цвет нефти, образующей пятно), площади и толщине пленки [10] — на его основе получены как региональные (для Мексиканского залива [11] и Каспийского моря [8]), так и глобальные оценки вклада естественных выходов нефти в общее загрязнение Мирового океана. Наконец, вполне очевидно, что пятна нефти на поверхности водоёма могут являться дополнительным признаком нефтегазоносности исследуемого бассейна. Для решения этой задачи применительно к оз. Байкал в архиве Европейского космического агентства (ESA) были найдены четыре РЛИ, охватывающие центральную часть озера, на которых отобразились нефтепроявления в виде пятен-сликов в районе м. Горевой Утёс. Фрагменты РЛИ и параметры съёмки приведены соответственно на рис. 3а-г и в табл. 1.

Табл. 1. Радиолокационные изображения, полученные со спутников ERS-2 и Envisat 

Табл. 1. Радиолокационные изображения, полученные со спутников ERS-2 и Envisat  

 


 

 

Радиолокационные изображения спутников ERS-2 и Envisat на оз. Байкал, на которых отобразились нефтепроявления, были получены из ESA в виде стандартных продуктов SAR.PRI и ASA_IMP (размер кадра 100100 км, пространственное разре- шение 25 м (пиксел 12.512.5 м), вертикальная поляризация сигнала). Для оценки гидрометеорологических условий во время съёмок были собраны доступные сведения о ветре (табл. 1). Как видно из табл. 1, во время съёмок наблюдался ветер переменных румбов, скорость которого не превышала 4 м/с. Для анализа разновременных данных и исследования нефтепроявлений на поверхности озера использовалась методика, применявшаяся в ряде публикаций автора [8, 9], в том числе геоинформационный подход [12]. При этом необходимая предварительная обработка РЛИ включала радиометрическую коррекцию, сглаживание спекл-шума путём применения фильтрации, геометрическую коррекцию по орбитальным данным и географическую привязку изображений, привязку изображений к цифровой карте и интерактивное выделение тёмных пятен (сликов) на РЛИ с учётом окружающей обстановки и сликоподобных проявлений. Основой для анализа пространственного распределения пятен, образованных поступающей из недр озера нефтью, послужила специально созданная географическая информационная система (ГИС), основной слой которой представлял собой оцифрованную навигационную карту озера масштаба 1:200 000. На заключительном этапе в ГИС были внесены векторные слои, содержащие контуры нефтяных пятен, обнаруженных на поверхности озера; информационное окно ГИС показано на рис. 4. При анализе РЛИ не возникало сомнений относительно нефтяного генезиса этих пятен, т.к. сразу стало очевидно, что они пространственно привязаны к ранее выявленному другими методами естественному источнику (рис. 4). Однако для заинтересованного читателя приведём ряд дополнительных аргументов. Для этого, следуя [5], исключим из рассмотрения те сликовые пятна, которые могли привести к неверной интерпретации РЛИ, приведённых на рис. 3а-г. Так, например, изменение контраста в направлении, показанно релкой на рис. 3в, подтверждает то, что это нефтяное пятно. Плёнка в месте всплытия более толстая (визуально — радужная, рис. 1в, д) и, соответствено контрасты на РЛИ выше (более тёмный тон РЛИ по сравнению с окружающим фоном); однако по мере растекания толщина плёнки уменьшается (становится серебристо-серой) и, соответственно, изменяются контрасты (менее тёмный тон изображения). Биогенные слики, или так называемые плёнки поверхностно-активных веществ (ПАВ), состоящие практически из мономолекулярных слоёв (толщиной ~10-5-10-6 мм) и очень часто наблюдающиеся на поверхности водоёмов, сразу были исключены из рассмотрения. Они не имеют цвета и возможности растекаться далее, в связи с чем их образы на РЛИ имеют однородно тёмный характер [6]. Кроме того, пленки ПАВ, как наиболее тонкие, образуют узкие сликовые полосы (обычно шириной 50-200 м), очень легко переносятся течениями и наиболее чувствительны к ветру [6]. В связи с этим их сплошность практически сразу нарушается после образования, и на водной поверхности (и на изображении) можно наблюдать характерные «муаровые» картины, состоящие из серии длинных, тонких, квазипараллельных, иногда меандрирующих или спирально закрученных полос [6]. В связи с такой их «подвижностью» они обыч- но покрывают значительно большие площади по сравнению с плёнками не- фтепроявлений (толщина которых мо- жет варьировать от 0.04 10-3 до 0.5 10-3 мм) и, соответственно, не объединяются в компактные образования [6]. Была исключена и техногенная природа пятен (судовые разливы или сбросы с платформ), так как судов и платформ в районе нефтепроявлений нет.
Хорошо также известно, что пятна нефти естественного происхождения обычно имеют характерную точку всплытия (т.н. кляксообразное утолщение); на рис. 3а-г они помечены звёздочками, причем наиболее чётко это видно на рис. 3а и 3г. Наконец, на рис. 3в и. 3г хорошо видно, что они дрейфуют по течению в стороны от источника, иногда закручиваясь в спирали, но, тем не менее, сохраняя свою целостность и историю развития [5].


Рис. 4. Пятна нефти на РЛИ ERS-2 от 28.05.1998 (розовый) и на РЛИ Envisat от 30.06.2005  (голубой) и 4.08.2005 (светло-зелёный) в географической информационной системе;  звёздочкой показано наиболее вероятное место (глубина 870 м) всплытия нефти на по-  верхность

 Рис. 4. Пятна нефти на РЛИ ERS-2 от 28.05.1998 (розовый) и на РЛИ Envisat от 30.06.2005
(голубой) и 4.08.2005 (светло-зелёный) в географической информационной системе;
звёздочкой показано наиболее вероятное место (глубина 870 м) всплытия нефти на по-
верхность

Таким образом, факт повторяемости сликов-пятен в одном и том же месте на разновременных РЛИ и их приуроченность к установленному подводному источнику на дне озера расценивался как главное доказательство того, что пятна образованы плёнками, имеющими нефтяной генезис [5]. С морфологической точки зрения, пятна имеют вытянутую форму, что говорит о растекании пятен и их дрейфе под действием преобладающих течений, а также характерные кляксообразные утолщения, маркирующие место всплытия нефти. Из рассмотрения по ряду очевидных причин (см. выше) были исключены слики и области выглаживания на поверхности озера, которые могли быть образованы пленками биогенного происхождения в результате жизнедеятельности планктона и рыб, аэрогидродинамическими процессами в приводной атмосфере или в верхнем слое озера, а также пятна, имеющие техногенную природу.
Далее с помощью ГИС (рис. 4) были измерены площади пятен, определены координаты мест всплытия нефти и получены оценки объёмов выбросов; эти характеристики сведены в табл. 2. В случае дистанционного зондирования применяется косвенный подход, когда по площади пятен, видимых на снимках из космоса, получают оценки объёмов разлива, в том случае, если толщина пленки известна [10]. Оценки объёмов выброшенной нефти будут напрямую зависеть от толщины нефтяной плёнки в нефтяных пятнах, связанных с донными истечениями, которая по данным [13] составляет 10-3-10-4 мм. Кроме того, согласно наблюдениям ряда авторов, пятна нефти на морской поверхности в районах подводных сипов, грифонов и грязевых вулканов имеют окраску от радужной (в центре) до серебристо-серой
(на периферии) (рис. 1в, д), что соответствует средней условной толщине плёнки около 0.3 10-3 мм [6, 10]. Исходя из этого факта и оценок [14], что один квадратный километр акватории моря, покрытой такой плёнкой, может содержать до 350 кг нефти, а время существования пятна на морской поверхности составляет не меньше 24 ч, можно получить оценку активности подводного источника у м. Горевой Утёс. С учётом площадей пятен от 3.3 до 4.5 км2 (табл. 2) максимально возможные выбросы нефти из этого источника варьируются от 1.1 до 1.6 т в день или от 420 до 580 т нефти в год (в случае постоянной активности). Другая методика [10], на основе которой разработаны рекомендации для аэровизуальных оценок объемов нефтяных загрязнений (табл. 3), даёт несколько меньшие значения: от 0.15 до 1.0-1.3 т в день или 50-60÷350-480 т в год (табл. 2) (с учётом плотности байкальской  нефти 960-980 кг/м3 [3]) . Положение подводного источника можно установить достаточно точно с помощью анализа координат мест всплытия пятен нефти на разновременных РЛИ. Опыт работы с РЛ- данными показывает, что в целом точность географической привязки РЛИ составляет ±15-20 м. Однако это не равносильно точности привязки пят- на к его подводному источнику, которая зависит от ряда факторов. Подповерхностные и поверхностные течения сначала отклоняют восходящую струю пузырьков/капель нефти от вертикали, а затем переносят слик по поверхности моря. При средней скорости подъёма пузырьков газа в оболочке нефти 20-25 см/с [11, 13] и наличии течений место появления нефти на поверхности может сместиться на сотни метров относительного положения источника на дне [8]. В связи с этим используют совокупность разновременных сликов, которая с большей точностью маркирует источник на дне, чем единичное пятно.
В седьмом столбце табл. 2 приведены координаты мест образования (всплытия) пятен на поверхности по данным ГИС. Сравнение этих координат для 30.06.2005 и 4.08.2005 показывает

 Табл. 2. Параметры пятен нефти, обнаруженных на РЛИ ERS-2 и Envisat

Табл. 2. Параметры пятен нефти, обнаруженных на РЛИ ERS-2 и Envisat  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Табл. 3. Соответствие между цветом, толщиной плёнки и объёмом разлива [10]

 Табл. 3. Соответствие между цветом, толщиной плёнки и объёмом разлива [10]

хорошее соответствие, что позволяет предположить: источник находится на дне, в точке с координатами 53°18'47" с.ш. и 108°23'23" в.д. Однако положение источника на РЛИ от 28.05.1998 удалено на 1.3 км, что можно объяснить, по-видимому, только рядом взаимосвязанных факторов, включающих глубину места, гидрометеорологические условия (течения и ветер), а также точность навигационных карт и географической привязки РЛИ. В итоге, анализ в ГИС установил, что источник расположен на глубине около 870 м (отмечен звёздочкой на рис. 4). Таким образом, полагая, что пятно, имеющее площадь 3-4 км2 (и толщину порядка 10-3 мм), существует на поверхности озера около суток и связано с одним и тем же подводным источником, получаем, что в день в озеро может поступать до 1-1.5 т нефти.  

Заключение

В результате анализа пятен, обнаруженных на разновременных РЛИ, была установлена связь естественных проявлений нефти, наблюдаемых на поверхности озера, с процессами образования и миграции нефтеуглеводородов в осадочном комплексе оз. Байкал. На основе их анализа получены оценки объёмов выбросов нефти из подводного источника, расположенного напротив м. Горевой Утёс, и определено положение источника (с точностью имеющихся в распоряжении данных). По данным космической радиолокации, только один источник (с учётом постоянного ис- течения) в средней части оз. Бай- кал может обеспечивать поставку до 1-1.5 т нефти в день и до 400-580 т в год, что превышает на один-два по- рядка оценки Рябухина [15] (не менее 15 т в год) и Хлыстова и др. [1] (око- ло 4 т в год). Источник, по данным радиолокации, расположен на глубине около 870 м (здесь заметим, что использование более точной карты в этой работе позволило уточнить данные Иванова [5]), а по данным Хлыстова и др. [1] — на глубине 850 м. Природная инфильтрация нефти в оз. Байкал, как сейчас стало ясно, представляет собой одну из характерных особенностей озера [1-3,5]. Экосистема озера, по-видимому, эффективно справляется с естественным загрязнением его вод нефтеуглеводородами путём биологической переработки. Подобные явления известны, например, в Мексиканском заливе, где имеются многочисленные подводные источники нефти [16]. За сотни тысяч лет эволюционного развития вокруг подводных источников нефти в этой области сформировались свои экосистемы, включающие скопления разнообразных организмов. Очевидно, что глубинные выходы нефтеуглеводородов составляют их естественную среду обитания, о чём свидетельствуют данные био- логических исследований дна вокруг подводных источников нефти [16]. Исследования ЛИН СО РАН также показали важную роль нефтеокисляющих бактерий в процессе самоочищения озера, причем их количество в районе нефтепроявлений значительно выше, чем в районах оз. Байкал, где естественные нефтепроявления отсутствуют [17].В связи с тем, что прямые измерения в озере затруднены, а иногда вообще невозможны, космическая радиолокация может использоваться как косвенный метод оценки площадей и объёмов нефтепроявлений. В методическом отношении дистанционное зондирование природных водоёмов в отличие от зондирования объектов суши является более эффективным потому, что на поверхности моря или озера практически однозначно выявляются пятна нефти,которые могут служить прямым признаком нефтегазоносности недр , если выявлена приуроченность этих пятен к соответствующим геологическим структурам. В сочетании с данными сейсморазведки и эхолокации дна соотнесение таких пятен нефти с локальными геологическими структурами не представляет принципиальных затруднений.
Применение данного подхода позволит по скоплениям пятен на поверхности находить выходы нефти, а возможно, и выходы газа для их дальнейшего изучения и оценки их запасов. Представляет определённый интерес исследование методами космической радиолокации группы выходов нефти со дна озера у м. Толстый и в других местах. Одной из актуальных задач является также изучение связи между объёмами выбросов и сейсмичностью байкальского региона, так как, невзирая на скептическое отношение к постановке соответствующей проблемы, всё же существует вероятность катастрофических выбросов нефти из недр (особенно в случае сильных землетрясений).
Обнаружение подводного источника нефти в оз. Байкал вновь поставило вопрос о роли естественных нефтепроявлений в экосистеме водоёма и о его возможной нефтегазоносности. Сейчас становится ясно, что выбpоcы нефти в оз. Байкал происходят постоянно, cвидетельcтвом чего являютcя скопления нефтепроизводных пород (байкеpит, твердые битумы) в прибрежных и донных осадках, а также нефть, плавающая на поверхности озера и регистрируемая методами дистанционного зондирования. Как ни паpадокcально, но вcледcтвие пpоцеccов нефтеобразования нефть и продукты её трансформации стали постоянными компонентами экоcиcтемы озера. В связи с этим нефтепроявления в оз. Байкал должны быть изучены должным образом, включая использование прямых и косвенных методов. Наконец, вполне    очевидно, что меcтоpождения углеводородов в оз. Байкал и в дельтовыx оcадкаx p. Cеленга в итоге могут быть найдены, однако их потенциал, видимо, не будет востребован в ближайшие десятилетия. Это связано главным образом с неопределённостью отдачи данных ресурсов. Однако ущерб от загрязнения Байкала при проведении поиcковыx, pазведочныx и экcплуатационныx работ в акватории озера может существенно превысить эксплуатационные затраты и будет невосполним.
Радиолокационные данные, использованные в работе, были получены в рамках исследовательского проекта Европейского космического агентства № С1Р.3424.

Список литературы

1. Хлыстов О.М., Горшков А.Г., Егоров А.В. и др. Нефть в озере мирового наследия // ДАН, 2007. Т. 414. № 5. с. 656-659.
2. Контоpович А.Э., Кашиpцев В.А., Моcквин В.И. и др. Нефтегазоноcноcть отложений озеpа Байкал // Геология и геофизика, 2007. т. 48. № 12. c. 1346-1356.
3. Ширибон А.А. Геология и геохимия углеводородов Южнобайкальской впадины / Авто- реф. дис. канд. геол.-мин. наук. — Новоси- бирск, 2008. 17 с.
4. Сизых В.И., Дзюба А.А., Исаев В.П., Коваленко С.Н. Проблемные вопросы нефтега- зоносности Байкальской впадины // Отече- ственная геология, 2004. № 5. с. 8-12.
5. Иванов А.Ю. Нефтепроявления на поверхности озера Байкал // Исслед. Земли из кос- моса, 2010. № 2. c. 75-82.
6. Иванов А.Ю. Слики и плёночные образования на космических радиолокационных изображениях // Исслед. Земли из космоса, 2007. № 3. c. 73-96.
7. Vesecky I.F., Stewart R.H. The observation of ocean surface phenomena using imagеry from the SEASAT SAR: An assessment // J. Geophys. Res., 1982. С87. N 5. р. 3397-3430.
8. Иванов А.Ю., Голубов Б.Н., Затягалова В.В. О нефтегазоносности и разгрузке подзем- ных флюидов в южной части Каспийского моря по данным космической радиолокации // Исслед. Земли из космоса, 2007. № 2. c. 62-81.
9. Иванов А., Затягалова В. Радиолокационный мониторинг мест установки и транспор- тировки морской платформы // Oil & Gas Journal Russia, 2008. № 3. с. 61-70.
10. Bonn     Agreement     Aerial     Surveillance Handbook, 2004. Ver. 25. 96 р.
11. Mitchell R., MacDonald I.R., Kvenvolden K. Estimates of total hydrocarbon seepage into the Gulf of Mexico based on satellite remote sensing images // EOS Supplement, 1999. 80 (49). OS242.
12. Иванов А.Ю., Затягалова В.В. Картографирование плёночных загрязнений моря с ис- пользованием космической радиолокации и географических информационных систем // Исслед. Земли из космоса, 2007. № 6. c. 46-63.
13. MacDonald I.R., Guinasso N.L. Jr., Ackleson S.G. et al. Natural oil slicks in the Gulf of Mexico visible from space // J. Geophys. Res., 1993. 9 C9). р. 16351-16364.
14. Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана. Т. 8. Методы и средства борьбы с нефтяным загрязнением вод Ми- рового океана. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 208 с.
15. Рябухин Г.Е. К изучению Байкальского месторождения нефти / Тр. нефтяного геолого- разведочного ин-та, 1934. T. 33. 28 с.
16. MacDonald I.R. Natural oil spills // Sci. American, 1998. 279 (50). p. 51-66.
17. Павлова О.Н., Земская Т.И., Горшков А.Г. и др. Сравнительная характеристика микроб- ных сообществ двух районов естественных нефтепроявлений озера Байкал // Изв. РАН., Сер. биол., 2008. № 3. с. 333-340.

Опубликовано с разрешения и согласия автора.


Навигация по статьям
Предыдущая статья Можно ли считать латимерию живым ископаемым? Ученые анализируют последствия взрыва нефтяной платформы в Мексиканском заливе Следующая статья

Google PageRank Checker

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13