Регулярно на протяжении многих лет Полярная экспедиция в составе Российской антарктической экспедиции осуществляет аэрогеофизические работы в Восточной Антарктиде. Актуальность этого вида исследований обусловлена тем общеизвестным обстоятельством, что подавляющая часть антарктического материка представляет собой ледовый купол и получить какую-либо информацию о том, что находится под ледником возможно преимущественно лишь дистанционными методами, в частности, с помощью аэромагнитных и радиолокационных съёмок. Измерения аномального магнитного поля позволяют получить данные о магнитных свойствах перекрытых ледником горных пород, размерах и форме залегания магнитных объектов и сделать заключения об их природе и истории геологического развития территорий. Посредством радиолокации можно «просветить» ледник и получить данные о его внутреннем строении и толщине ледового слоя, а, зная последний, отстроить рельеф подлёдной поверхности. Эта информация может использоваться для гляциологических и геоморфологических построений, для понимания протекавших здесь орографических и неотектонических процессов.
Начиная
с 80-х годов прошлого века аэрогеофизические исследования проводимые
Полярной экспедицией были сосредоточены в секторе между 62° и 88°
в.д., включающим в себя Землю Мак-Робертсона, и Землю Принцессы.
Работы выполнялись с использованием самолётов Ил-14 и Ан-2
базировавшихся на ледовых аэродромах полевых баз Союз, Дружная-4 и
зимовочной станции Прогресс. За этот период комплексной
аэрогеофизической съёмкой (магнитометрия и радиолокация
ледников) масштаба
1:200 000 – 1:500 000 покрыта площадь
более 600 000 кв. км (рис. 1). В итоге этих работ полностью
закартированы такие крупнейшие структуры континентальной части земной
коры Антарктиды, как рифтовая система Ламберта-Эймери и «зона
тектонической активизации Гауссберг».
Рис.
1 Изученность аэрогеофизическими
исследованиями Восточной Антарктиды в регионе ледников
Ламберта-Эймери, гор Принц-Чарльз, оазиса Вестфолль и их обрамления
Начиная
с сезона 62 РАЭ (2016-2017 гг.) Полярная экспедиция переместила
область изысканий в восточном направлении и приступила к планомерным
аэросъёмочным работам в секторе между 88° и 102° в.д.,
включающим Землю Вильгельма II, Землю Королевы Мэри и Землю
Уилкса (рис. 2). Согласно современным представлениям, эта область
является частью рифтовой системы Скотта, совершенно неизученной
отечественными исследователями. Кроме того, планируемые работы
позволят достаточно детально изучить область северного сочленения
вышеназванной рифтовой системы и подлёдных гор Голицына. Последние,
помимо интереса с позиций тектоники, неотектоники и глубинного
строения, важны в плане изучения истории гляциации Восточной
Антарктиды в целом, поскольку, согласно современным представлениям,
эта область, равно как и подлёдные горы Гамбурцева, некогда являлись
центром формирования оледенения, которое впоследствии привело к
формированию восточно-антарктического покровного ледника. Территория
планируемых исследований представляет значительный интерес в плане
понимания глубинного строения и эволюции Восточной Антарктиды,
начиная от ранних этапов её становления в архее, преобразований в
протерозое и палеозое, ранней истории распада Гондваны и изменений
природной среды Антарктики в кайнозое.
Рис.
2 Перспективный план развития аэрогеофизических
исследований в Восточной Антарктиде на 2018 - 2023 гг.
В качестве носителя аэрогеофизического оборудования предполагается использовать самолёт Ан-2 (Ан-3) , который доставляется в Антарктиду на борту НЭС «Академик Федоров» и в течение сезонных работ будет базироваться на ледовом аэродроме станции Мирный. Для измерения индукции магнитного поля задействован жёстко закреплённый на выносной штанге за хвостовым оперением самолёта (рис. 3) датчик CS-L (фирма «Scintrex», Канада). Основные характеристики магнитного датчика CS-L:
- магниточувствительный блок - квантовый, цезиевый, однокамерный;
- чувствительность – 0.001 нТл;
- систематическая погрешность – не более 2.5 нТл на всём рабочем диапазоне
- случайная погрешность – не более 0.002 нТл
- цикл измерений – 0.1-1.0 с;
-
диапазон измерений – 15 000-105
000
нТл;
Рис.
3 Самолёт Ан-2 на ледовом аэродроме ст. Мирный с установленным
магнитным датчиком
Для зондирования ледника используется специально разработанный и изготовленный по заказу Полярной экспедиции уникальный ледовый локатор РЛК-130 (ООО «СВЧ-Радиосистемы», СПб) со следующими основными параметрами:
- рабочая частота – 130 МГц;
- мощность в импульсе, не менее – 200 Вт;
-
длительность зондирующего импульса – от 0,5 до 15 мкс;
Координирование самолёта Ан-2 в полёте и планово-высотная привязка пунктов измерений основывалась на спутниковой системе навигации GPS, для чего в состав регистрирующих комплексов интегрированы приёмоиндикаторы SveeEight (фирма «Trimble»). По данным контрольных стояночных наблюдений на аэродроме погрешность позиционирования самолёта на маршруте не превышает ±6 м как в плане, так и по высоте. Вся полётная информация (время, географические координаты, высота относительная и абсолютная по GPS, значение модуля полного вектора геомагнитного поля, треки временных радиолокационных разрезов) регистрируется в цифровом виде на бортовые компьютеры (рис. 4).
Рис.
4 Аэрогеофизическая аппаратура на борту самолёта Ан-2
Результатом комплексных аэрогеофизических исследований является составление комплектов геофизических и интерпретационных карт масштаба 1: 500 000 – 1: 1 000 000, включающий карты масштаба 1:500 000 аномального магнитного поля в графиках и изолиниях, изогипс подлёдного рельефа, изолиний мощности ледникового покрова и структурно-тектоническую схему масштаба 1: 1 000 000 Новые магнитометрические и радиолокационные данные пополняют информационную базу данных для научного прогноза минерально-сырьевого потенциала этого региона Антарктиды, а также ложатся в основу построения сводных карт (рис. 5) и атласов Антарктиды в рамках международных проектов ADMAP и BEDMAP.
Рис.
5. Схема районирования коренного ложа Земли Мак-Робертсона и Земли
Принцессы Елизаветы по высотному признаку
Области,
расположенные в интервале высот: 1 – от 1000 м до 2000 м; 2 –
от 500 м до 1000 м;
3 – от 150 м до 500 м; 4 – от
-300 м до 150 м; 5 – от -900 м до -300 м; 6 - ниже -900 м; 7 –
акватория Мирового океана, и шельфовые ледники; 8 – береговая
линия и граница шельфовых ледников по [ADD, 2016]; 9 – выходы
горных пород по [ADD, 2016].