Российские ученые разгадали тайну образования магнитной аномалии в Антарктиде

Российско-китайская научная группа добурилась в Антарктиде до докембрия: новые удивительные открытия

Магнитная аномалия в Восточной Антарктиде впервые была исследована российско-китайской группой ученых. Они выяснили, что она явилась следствием сближения континентов и рождения суперконтинента Родиния около 1 миллиарда лет назад, в эпоху докембрия. О результатах исследования нам рассказал руководитель проекта с российской стороны, профессор Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), заместитель генерального директора Всероссийского научно-исследовательского института геологии и минеральных ресурсов Мирового океана (ВНИИокеангеология) Герман ЛЕЙЧЕНКОВ.

Российско-китайская группа ученых с добытым ледяным керном. Фото: Ильнур Абдрахманов.

тестовый баннер под заглавное изображение

      До сих пор континент Антарктида, скрытый подо льдом средней толщины 2,2 километра, является наименее изученным регионом Земли.  Среди прочих целей и задач, ученым-геологам важно изучать её литосферу, чтобы понять эволюцию образования древних материков — суперконтинентов, которые существовали сотни миллионов лет назад. 

— Герман Леонидович, расскажите, как возникла идея бурить в Восточной Арктике лед толщиной в полтысячи метров?

– Китайские учёные в 2023 году предложили совместный проект бурения через лёд с отбором образцов горных пород из коренного ложа, учитывая наш большой опыт геологических исследований в Антарктике. 

 Нам предстояло прежде всего обосновать его с геологической точки зрения. Давно было известно, что в Восточной Антарктиде, на Земле Принцессы Елизаветы (недалеко от российской станции «Прогресс») проходит высокоамплитудная линейная магнитная аномалия протяжённостью больше 500 километров. Раскрыть тайну природу этой магнитной аномалии, с чем она связана, с какими горными породами, нам показалось интересной задачей.

45 см базальта Антакртиды.

Справка «МК». Магнитная аномалия – это область на поверхности Земли, где величина или направление магнитного поля отклоняются от «нормальных» значений геомагнитного поля. Аномалии связаны с геологическими телами, которые намагничиваются под действием магнитного поля Земли. Очень интенсивные магнитные аномалии связаны с залежами железной руды, как например на Курской магнитной аномалии.

 – Место бурения было выбрано на основе детальных магнитных и радиолокационных исследований и с учётом логистических возможностей Российской антарктической экспедиции, – продолжает ученый. –  Толщина льда в этом месте не должна была превышать 600 метров. Необходимо было успеть пробурить скважину в летний сезон, который в Антарктике длится с декабря по февраль. 

 Измерив толщину льда, подледный рельеф, магнитное поле, мы выбрали точку для бурения в самом центре аномалии. Толщина ледника там составляла около 550 метров, это нас вполне устраивало.

Буровые работы.

Но прежде чем приступить к бурению при помощи китайской буровой установки, созданной в Институте полярных исследований Цзилиньского университета, мы в 2024 годах выполнили обязательную оценку воздействия наших работ на окружающую среду. Никаких разливов керосина не должно было попасть под лёд. Нам повезло, – в месте, где мы собирались бурить, лёд был приморожен к поверхности коренной породы, а значит керосин, который заливается в скважину, в качестве промывочной жидкости (она циркулирует я в скважине при бурении для выноса выбуренной породы (шлама) на поверхность – Авт.) не мог проникнуть под лёд.

– Когда же вы взяли первую пробу?

– В январе-феврале 2024 года в процессе бурения мы отбирали керны льда (это цилиндры диаметром 13 сантиметров). Это очень важная задача, так как лёд содержит ценную информацию об изменениях климата и составе атмосферы за последние несколько тысяч лет. В итоге извлеченный керн льда мы поделили с китайцами пополам, – свою часть отправили на исследование гляциологам в Арктический и антарктический институт (ААНИИ).

 Затем в конце февраля, когда наша скважина прошла 545 метров льда, мы достигли земной тверди и отобрали 45 сантиметров горных пород. Лабораторные аналитические исследования, выполненные в 2025 году, показали, что порода образовалась 970 миллионов лет назад в ходе формирования островной дуги.

Положение буровой скважины на леднике в северо-западной части Земли Принцессы Елизаветы (а): 1 – трасса СГП, 2 – скважина; звёздами показаны научные станции; полевой лагерь «Аномалия», расположенный на трассе Прогресс – Восток (трасса видна в правом верхнем углу фотографии) (б). Предоставлено Г. Лейченковым.

Справка «МК». В истории Земли существовало по крайней мере три суперконтинента, объединяющих все континентальные массы вместе. Первый назывался Колумбия, он сформировался примерно 1,8–1,5 миллиарда лет назад. Второй – Родиния – начал формироваться от 1,1 до 0,8 миллиарда лет назад. Последний континент был Пангея – около 450 млн лет назад. Все суперконтиненты распадались, а после распада Пангеи образовались все известные нам сегодня континенты.

– Как определяли возраст извлеченной породы?

— Мы использовали уран-свинцовый метод датирования минералов. Наиболее подходящим минералом для датирования является циркон и нам повезло, что его оказалось достаточного много. Для датирования было выделено более 40 зёрен циркона размером от 50 до 100 микрон.

— И из чего же состояли породы, составлявшие часть суперматерика Родиния?

— Извлеченный керн представлял собой тёмную метаморфическую породу – мафический гранулит, который по составу соответствует базальтам.

— А откуда взялась магнитная аномалия, выяснили?

— Изучив породу, мы выяснили, что она образовалась в пределах островной вулканической дуги. Такие островные системы образуются в океане в результате «подползания» одной тектонической плиты под другую. Погруженные при этом в мантию края плит плавятся, образуя вулканы на поверхности. В современных океанах примерами таких островных дуг являются, например, Алеутские острова в северной части Тихого океана. Мы выяснили, что вулканы образовались 970 миллионов лет назад, потом островная дуга столкнулась с Индией, а 890 миллионов лет назад сама Индия уже объединилась с Антарктидой.

– Вы подносили стрелку компаса к полученной из керна породе?

– Да, и она заметно отклонялась, что говорило о её высокой намагниченности.

— Чем знание о происхождении аномалии в Антарктиде поможет исследователям?

— Мы давно и внимательно изучаем эволюцию земной коры в Антарктиде. Этот результат расширяет наше представления о времени формирования Родинии. С вулканическими островными дугами часто связаны месторождения золота, серебра, меди и других цветных металлов, но пока этот вопрос не очень актуален, так как в Антарктиде запрещена любая ресурсная деятельность. Но в будущем, когда будут разработаны безопасные технологии разведки и освоения месторождений, вполне возможно, что и минеральные ресурсы Антарктиды стану востребованы.  

Источник: www.mk.ru