CC BY
229
ЭЛЕКТРОННЫЙ ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ АТЛАС СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Альберт Дмитриевич Дучков
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, главный научный сотрудник, д.г.-м.н., тел. (383)330-25-91, e-mail: DuchkovAD @,ipgg.sbras.ru
Людмила Степановна Соколова
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, старший научный сотрудник, к.т.н., тел. (383)330-25-91, e-mail: DuchkovAD @,ipgg.sbras.ru
Дмитрий Евгеньевич Аюнов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, вед. програмист, тел. (383)330-25-91, e-mail: [email protected]
В докладе представлен электронный «Геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока». Атлас включает данные о тепловом потоке, температуре на глубинах 0.5, 1, 2, 3 и 5 км, о глубине расположения нижней границы криолитозоны. Атлас выставлен в интернете по адресу http://maps. nrcgit. ru/geoterm/.
Ключевые слова: Сибирь, Дальний Восток, геотермический атлас, тепловой поток, температура горных пород, нижняя граница криолитозоны.
ELECTRONIC GEOTHERMAL ATLAS OF SIBERIA AND FAR EAST
Albert D. Duchkov
Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect akad. Koptug, 3, Principal research scientist, Doctor of sci. (geophysics), tel.: (383)-330-25-91, e-mail: [email protected]
Lyudmila S. Sokolova
Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect akad. Koptug, 3, Chief research scientist, Candidate of Sci. (geophysics), tel.: (383)-330-25-91, e-mail: [email protected]
Dmitriy E. Ayunov
Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, prospect akad. Koptug, 3, Leading engineer, tel.: (383)-333-03-99, e-mail: [email protected]
This report provides the electronic "Geothermal Atlas of Siberia and the Far East”. The Atlas includes data about the heat flow, temperature at the depths of 0.5, 1, 2, 3 and 5 km, and the depth of the permafrost bottom. Atlas is online at http://maps.nrcgit.ru/geoterm/.
Key words: Siberia, Far East, geothermal atlas, heat flow, temperature of rocks, lower boundary of permafrost.
Геотермические параметры земной коры (тепловой поток, температура, сведения о многолетнемерзлых породах) представляют значительный интерес для широкого круга специалистов, занимающихся проблемами наук о Земле. В этой связи несомненный интерес представляют периодические обобщения геотермических материалов в виде каталогов и карт. Первое масштабное обобщение геотермических данных было выполнено в конце прошлого столетия большим коллективом исследователей в виде Geothermal Atlas of Europe [1], включающего каталог данных и серию геотермических карт. Примерно в это же время началось обобщение геотермических данных по территории Сибири и Дальнего Востока. В итоге был опубликован каталог данных о тепловом потоке [2, 3] и серия карт теплового потока (ТП) территории СССР и всей Северной Евразии [4-6].
Вся собранная при этом информация была в дальнейшем использована геотермическими коллективами институтов СО РАН для создания электронного «Г еотермического атласа Сибири», состоящего из многоцветных карт, на которых изолиниями и цветом показаны изменения и теплового потока, и температуры (Т) на глубинах 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 и 5.0 км. Атлас выполнен в компьютерной форме в среде геоинформационной системы ARC/INFO, которая позволяет визуализировать информацию на дисплее и осуществлять печатание многоцветных карт. Он был в основном завершен к 2000 г. [7] и распространялся на дисках. «Геотермический атлас Сибири» подобен «Geothermal Atlas of Europe» и фактически был задуман как его продолжение на восток. В него не вошли геотермические данные по Дальнему Востоку и окраинным морям. В настоящее время «Геотермический атлас Сибири (1995-2000)» размещен на сайте ИНГГ СО РАН: http://www.ipgg.nsc.ru/INSTITUTE/pages/default.aspx (Отделение геофизики, Лаборатория естественных геофизических полей).
В 2009-2012 гг. было предпринято новое обобщение геотермических материалов уже по всей Азиатской части Российской Федерации, включая окраинные моря. В работе приняли участие специалисты из СО РАН (ИНГГ, ИМЗ, ИЗК, ИГМ) и ДВО РАН (ИТиГ, ИМГиГ). Первоочередной задачей каждого обобщения является достаточно трудоемкий сбор геотермической информации, составление каталогов данных. На новом этапе мы использовали уже имеющийся большой массив информации по Сибири и добавили данные о температуре и тепловом потоке Дальнего Востока России, включая окраинные моря. В итоге был пересмотрен и существенно дополнен электронный каталог геотермических данных. Сейчас он включает значения теплового потока в 2300 пунктах в «сухопутной» части региона (обычно в каждом пункте температура измерялась в 2-3 скважинах), а также 1950 малоглубинных измерений ТП в донных осадках окраинных морей и оз. Байкал.
Наиболее полно изучена в геотермическом отношении Западно-Сибирская плита. Здесь температура измерена в нескольких тысячах скважин глубиной до 3-4 км, что позволило определить величину теплового потока в 1400 пунктах. В пределах Сибирской платформы и Верхояно-Колымской складчатой зоны гео-температурное поле изучено значительно слабее. На этой огромной территории измерения температуры выполнены всего в 500-600 скважинах глубиной в ос-
новном 1-3 км, а тепловой поток определен лишь в 310 пунктах. В южном горном обрамлении Сибири (Алтае-Саянская складчатая область, Байкальская рифтовая зона и Забайкалье) тепловой поток определен в 250 пунктах по измерения в 400-500 скважинах, средняя глубина которых составляет 300-500 м. В пределах сухопутной части Дальнего Востока (территория от Чукотки до Приморья, о-в Сахалин, Курильские острова) ТП измерен в 320 пунктах по измерениям температуры в 600-700 скважинах глубиной в среднем не более 1 км.
Помимо данных о тепловом потоке в каталог включено порядка 2270 измерений и оценок температуры на глубинах от 0,5 до 5 км. Количество измеренных значений Т существенно уменьшается с глубиной. Поэтому в большинстве пунктов значения температуры на глубинах 3-5 км различными способами прогнозировались. Применялись экстраполяция термограмм, математическое моделирование на основе решения уравнения теплопроводности, корреляционные соотношения, связывающие значения ТП и Т на определенных глубинах. В каталог вошли также сведения о глубине залегания нижней границы криолито-зоны (нулевая изотерма).
Информационно-технологическая основа атласа отработана сотрудниками Лаборатории геоинформационных технологий и дистанционного зондирования ИГМ СО РАН [8]. В качестве системы, обеспечивающей решение задач накопления данных, их первичной обработки и обмена, была выбрана технология картографических web-сервисов (Web Map Service, Web Feature Service, Web Coverage Service), разрабатываемая и декларируемая международной некоммерческой организацией Open GIS Сonsortium (OGC). Разработанная геоинформаци-онная система базируется на картографическом сервисе, запущенном в эксплуатацию в ИГМ СО РАН. Система поддерживает проекцию Google Mercator, которая позволяет отображать атлас на всю территорию без дополнительных средств, решавших ранее проблему деформации линейных и полигональных картографических объектов при переходе через 180 меридиан. Она допускает регулярное обновление программной платформы и базы данных. Структура базы данных обеспечивает доступ к табличному представлению для авторов и заполнителей данных, а также позволяет добавлять в него новую информацию инструментальными средствами. Для отображения информации созданы соответствующие стили оформления картографического представления, каждому параметру (географическим, тепловому потоку, температуре на пяти глубинах и глубине расположения нижней границы мерзлоты) соответствует слой. Каждый геотермический слой характеризует количество и расположение фактического материала, а также отражает (цветом) изменения в значениях параметра [9].
В преамбуле к атласу помимо авторов указаны исследователи, измерившие или представившие геотермическую информацию, а также институты. «Геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока (2009-2012)» в настоящее время выставлен в интернете по адресу: http://maps.nrcgit.ru/geoterm/ на русском и английском языках. На рис. 1 и 2 показаны фрагменты карт теплового потока и температуры на глубине 3 км из этого Атласа.
Рис. 1. Фрагмент публикации электронной Карты теплового потока Сибири и Дальнего Востока в интернете (WEB публикация)
Рис. 2. Фрагмент публикации электронной Карты распределения температуры на глубине 3 км в Сибири и на Дальнем Востоке в интернете (WEB публикация)
Принцип управления электронными картами полностью идентичен управлению системой Google Earth. Есть возможность масштабирования (панель слева), включения-выключения слоев (панель справа) и получения атрибутивной информации по пунктам измерений (щелчок мышью по объекту). В атрибутивной информации к точкам пунктов содержатся все данные о геотермических параметрах из основного каталога.
Работа с Атласом продолжается. На очереди создание инструментов визуального добавления архивных данных к картографическим объектам геотермического атласа Сибири и Дальнего востока, а также присоединение других массивов геотермической информации (Казахстана, Китая и др.).
Исследования выполнялись в 2009-2012 гг. при поддержке Программы фундаментальных исследований ОНЗ РАН №7 «Физические поля и внутреннее строение Земли» (проект 7-1). Авторы благодарят В.В. Веселова (ИМГиГ ДВО РАН), П.Ю. Горнова (ИТиГ ДВО РАН), М.Н. Железняка (ИМЗ СО РАН), а также сотрудников Лаборатории геоинформационных технологий и дистанционного зондирования ИГМ СО РАН за активную многолетнюю помощь при подготовке и публикации «Геотермического атласа Сибири и Дальнего Востока».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Geothermal Atlas of Europe / E. Hurtig, V. Cermak, R. Haenel, V. Zuy (Eds.). Potsdam: Geoforschungs Zentrum. Publication 1. - 1992.
2. Веселов О.В., Липина Е.Н. Каталог данных о тепловом потоке Востока Азии, Австралии и Запада Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. - 1982.- 122 с.
3. Каталог данных по тепловому потоку Сибири / Ред. к.т.н. Дучков А.Д. // Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР - 1985 - 82 с.
4. Карта теплового потока территории СССР и сопредельных районов. М-б 1:10 000 000. Гл. ред. Я.Б. Смирнов. М.: ГУГК. - 1980
5. Геотермическая карта Северной Евразии. М-б 1:5 000 000. Ред-ры Я.Б. Смирнов, Р.И. Кутас, Ю.К. Щукин. М.: ГИН АН СССР - 1986.
6. Карта теплового потока территории СССР. Масштаб 1:5000000. / Ред-ры В.В. Горди-енко, У.И. Моисеенко // Киев, Ин-т геофизики АН Украины. - 1991.
7. Дучков А.Д., Л.С. Соколова. «Геотермический атлас Сибири» // Закономерности строения и эволюции геосфер: Материалы междунар. междисциплин. науч. симпоз., Хабаровск, 23-26 сент. 2003. Хабаровск: ДВО РАН. - 2004.- С. 45-56.
8. Добрецов Н.Н., Болдырев И.И., Юсупов Р.Д. Гибридные информационные системы для поддержки междисциплинарных исследований. // Вычислительные Технологии.- 2007. -Том 12. - Вып. 3. - С. 29-41.
9. Дучков А.Д., Добрецов Н.Н., Аюнов Д.Е., Соколова Л.С. Мерзлотно -геотермический атлас Сибири и Дальнего Востока // Динамика физических полей Земли. М.: Светоч Плюс. -2011. - С. 207-221.
© А.Д. Дучков, Л.С. Соколова, Д.Е. Аюнов, 2013
