Геолого-геофізичні дослідження

Загальновідома зацікавленість провідних країн світу Антарктичнbv континентjv як перспективнbv районjv з точки зору його мінеральних ресурсів. До того ж уряди деяких провідних країн світу, незважаючи на формальну заборону видобутку мінеральних ресурсів в Антарктиці, розглядають можливості перегляду своїх фінансових та політичних зобов’язань відносно Антарктики та Південного океану. Тому наукова присутність України в Антарктиці гарантує нашій державі участь у можливому розподілі мінеральних ресурсів у майбутньому.

Антарктида є унікальним геологічним об’єктом, у структурі якого поєднані різні геологічні комплекси. Їх формування пов’язане з ендогенними процесами, що відображають основні рубежі геологічної еволюції Землі. Визначення основних етапів еволюції Західної Антарктики, побудова комплексної геолого-геофізичної моделі регіону вкрай важливі у зв’язку з оцінкою мінерально-сировинних та вуглеводневих ресурсів. З іншого боку, унікальність західноантарктичного сектору полягає в тому, що сьогодні на цьому полігоні ми маємо можливість досліджувати геологічні процеси, які в далекому минулому відбувались і на території України і з якими пов’язано формування родовищ різних корисних копалин. 

Відомо, що більшість металогенічних зон, рудних полів і районів розвитку рідкісних, благородних, кольорових та чорних металів на території України розташовано в межах зон розломів, визначених комплексними геолого-геофізичними і тектонофізичними методами. Формування та розміщення родовищ цих металів пов’язане з глибинними процесами й багатофазним розвитком зон розломів – від їх закладання і формування в них породних комплексів з розсіяною рудною мінералізацією до кількох фаз тектонічної активізації, внаслідок яких відбувається перерозподіл рудної речовини та утворення родовищ. У цьому зв’язку побудова комплексної тривимірної геофізичної і геодинамічної моделі Антарктичного регіону порівняно з аналогічною моделлю Українського щита дозволить зробити ряд висновків про регіональні закономірності розташування родовищ і рудних проявів корисних копалин в Західній Антарктиці. Це дозволить розробити рекомендації до проведення наступних геолого-геофізичних робіт у межах найбільш перспективних ділянок.  

Стосовно мінеральних ресурсів, то лише сама приналежність Антарктичного півострова до Мезо-Кайнозойської магматичної дуги південно-східної частини Тихого океану в загальних рисах визначає ймовірність наявності корисних копалин, широко відомих на сучасних континентальних окраїнах африканського, південноамериканського та австралійського континентах. Враховуючи геологічну будову західної частини Антарктичного півострова безпосередньо в районі Української станції «Академік Вернадський» та її аналогію з широко відомим південноамериканським металогенічним поясом, ймовірна наявність колчеданно-поліметалічних і поліметалічних руд, мідно-молібденових, золото-срібних та вольфрамових рудних проявів. Попередні геологічні дослідження корінних порід та комплексні геофізичні дослідження підтверджують наявність у геологічному оточенні цих регіонів багатьох спільних рис. У зв’язку з пошуками і локалізацією різних корисних копалин (як рудних, так і нерудних та горючих) вивчення тектонічних умов та геодинамічної обстановки району, що контролює розміщення покладів, є вкрай важливим завданням. 

Основою для аналізу розміщення вже відомих скупчень корисних копалин та прогнозу розповсюдження ще не відкритих покладів або басейнів, зокрема нафтогазоносних, є побудова тектонічних схем (карт) та геодинамічних моделей, в тому числі глибинної структури земної кори та верхньої мантії. Тому загальна фундаментальна/прикладна наукова проблема, на вирішення якої спрямовані комплексні геолого-геофізичні дослідження, може бути сформульована як створення еволюційної моделі глибинної будови та розробка ймовірного сценарію формування земної кори і верхньої мантії Західної Антарктики у зв’язку з оцінкою мінерально-сировинних ресурсів та вуглеводневого потенціалу регіону. 

В районі станції вже були виявлені рудні прояви магнетиту, піриту та хромітів, рудні прояви, а в донних відкладах – ознаки золота. Крім того, було визначено (із застосуванням новітніх технологій електромагнітного зондування та даних гравітомографії) перспективні на поклади вуглеводнів ділянки. 

Таким чином, програма геолого-геофізичних досліджень має бути зорієнтована на наступних напрямках: 

1. Дослідження структури літосфери Західної Антарктики за комплексом геолого-геофізичних даних.  Внаслідок реалізації цього напрямку вперше для цього регіону буде виконано:

• визначення абсолютного віку, елементного складу і петролого-геохімічних особливостей основних типів гірських порід;

• комплексні петрофізичні дослідження, спрямовані на вивчення будови і складу земної кори та верхньої мантії структур Західної Антарктики, з побудовою 2-D комплексних геофізичних моделей земної кори і верхньої мантії вздовж основних сейсмічних профілів, які перетинають тихоокеанську окраїну і Антарктичний півострів, 3-D густинної моделі земної кори області сучасного рифтогенезу протоки Брансфілд, сейсмо-томографічної моделі літосфери Західної Антарктики за даними методу локальної сейсмічної томографії.

2. Дослідження тектоноструктурних та густинних неоднорідностей глибинної будови Західної Антарктики, її георесурсного потенціалу, розподілу органічних забруднюючих речовин і важких металів у компонентах її геоекосистеми. Це дозволить отримати результати по таких напрямках:

• визначення глибинних структур, перспективних щодо скупчення вуглеводнів та інших корисних компонентів;

• дослідження методом гравітомографії особливостей глибинної будови регіону, його геодинаміки, еволюції, що врешті-решт дозволить визначити перспективні у георесурсному відношенні ділянки;

• дослідження сучасного стану географічної оболонки регіону та отримання конкретних результатів щодо впливу техногенних і ендогенних факторів на зміни клімату, що може бути враховане при формуванні державної стратегії щодо виконання рішень Монреальського протоколу, Лондонської та Копенгагенської угод та при підписанні наступних міжнародних угод з проблем клімату та екології;

• створення мас-балансових моделей розповсюдження органічних забруднюючих речовин і важких металів в Антарктиці та схеми розповсюдження окремих компонентів, що характеризують геоекосистему регіону. Ці розробки мають бути використані для оцінки екологічних наслідків техногенного втручання в навколишнє середовище (пов'язаного і з трансконтинентальним, і з ближнім переносом) як Антарктики, так і України.

3. Геоелектричні дослідження Антарктичного півострова та прилеглих регіонів, спрямовані на вивчення сучасної геоелектричної структури та геодинаміки Західної Антарктики комплексом нових методів. На основі тектономагнітних досліджень буде отримано дані про інтенсивність сучасних сейсмотектонічних процесів у регіоні, побудовано схему взаємодії основних структурних елементів земної кори на сучасному етапі. Будуть виділені провідні шари земної кори та верхньої мантії і побудовано геоелектричну модель на підставі новітніх технологій електромагнітного зондування. Це дозволить разом із іншими геолого-геофізичними даними уточнити головні етапи розвитку Західної Антарктики і буде використано при прогнозі перспективних щодо вуглеводневих ресурсів ділянок  .

4. Дослідження просторово-часової структури магнітного поля в Антарктиці за даними комплексних інструментальних досліджень, що дозволить:

• у процесі  геофізичного моніторингу геомагнітного поля отримати фундаментальні наукові дані про процеси в земному ядрі, тектоносфері та верхній атмосфері;

• виявити зв’язок глобальних довгострокових змін навколишнього середовища і клімату з геофізичними чинниками;

• забезпечити промислові та інші судна сучасними картами магнітного схилення та прогнозом його змін для безпечної навігації;

• визначити особливості динаміки геомагнітного поля  під час магнітних бур.