Крупные изверженные провинции Земли -  ключ к пониманию геологического строения Венеры 

Цель исследований

Информация о проекте

Общепризнаны заслуги российских исследователей в изучении Венеры на основе успехов предыдущих миссий «Венера» и «Вега», а также планируемой миссии «Венера-Д». Существенный вклад в изучение закономерностей рельефа поверхности и геологического строения Венеры вносит группа исследователей этой планеты в Томском государственном университете (ТГУ), которая входит в состав международной исследовательской группы «Venus Research Group» (руководитель проф. Ричард Эрнст).
Венера, похожа на Землю своим размером и внутренней структурой, имеет также некоторые заметные отличия: в настоящее время на планете отсутствует тектоника плит, а в атмосфере на 96% преобладает CO2, что в 90 раз превышает плотность Земной атмосферы; более того, температура поверхности составляет 450°С, что приводит к отсутствию водоемов и, как следствие, речной эрозии. Большая часть поверхности Венеры покрыта магматическими породами основного состава, сопоставимыми с продуктами крупных изверженных провинций (КИП) на Земле. В результате массивного выброса СО2 в атмосферу, формирование КИП на Земле провоцирует резкие изменения климата и глобальные вымирания организмов. Около 8% поверхности Венеры покрыто сложными деформированными областями, называемыми тессерами, которые, по всей вероятности, слагаются древними платобазальтами и сохраняют историю более ранних геологических процессов. 

При исследовании геологии Венеры остается ряд неразрешенных вопросов:

При исследовании геологии Венеры остается ряд неразрешенных вопросов:

  1. Насколько сопоставимы геологические процессы и события на Венере и на Земле?
  2. Исходя из закономерностей геологической эволюции, современное состояние Венеры представляет собой прошлое или же будущее Земли?
  3. Проявлялись ли на Венере процессы сопоставимые с Земной тектоникой плит в прошлом и почему она прекратилась?
  4. Сохраняют ли тессеры длительную геологическую историю, которая включает события, предшествовавшие КИП.
  5. Что могут сказать свидетельства КИП на Венере о Земных КИПах, включающих Ni-Cu-PGE рудные месторождения.
  6. Были ли на поверхности Венере условия, подобные земным, и отражают ли древние породы и стратиграфия этой планеты маркеры глобальных изменений климата.
  7. Каково происхождение нынешней атмосферы Венеры, богатой СО2 и можно ли объяснить это неконтролируемым выбросом парниковых газов в результате обширного базальтового магматизма, аналогичного земным КИП. 

цель исследований

Основной целью данного проекта является стремление найти ответы на вышеупомянутые вопросы на основе анализа геологической истории региона Бета-Атла-Фемида (БАФ), где сосредоточены молодые крупные магматические события плюмовой природы, аналогичные земным КИП и связанного с ними рифтогенеза. Исследовательская программа базируется на двух ключевых методологических элементах:

  1. Подробное геологическое картографирование фрагментов региона Бета-Атла-Фемида в масштабе 1:500 000;
  2. Применение положений концепции крупных изверженных провинций и плюмов Земли для анализа магматических и тектонических процессов на Венере. 

Каждый из участников проекта выполняет картирование определенного фрагмента региона БАФ, который включает конкретные типы структур рельефа: горы, равнины, каньоны, тессеры. Помимо детального картирования этих выбранных областей в масштабе 1:500 000, предполагается начальное картографирование всего квадрата V-29 «каньон Деваны» в масштабе 1:2 500 000 (более детализированного, чем большинство геологических карт других квадратов). На основании этих работы планируется сформировать программу геологических, геоморфологических и атмосферных исследований спускаемого аппарата российской миссии Венера Д. Кроме того данная программа будет способствовать тому, что Томский университет возглавит международную исследовательскую кооперацию по изучению планет солнечной системы, а обучение студентов планетной геологии увеличит число квалифицированных кадров для российской и мировой космонавтики при исследованиях Луны и Марса.

Руководитель проекта

Р. Эрнст

Ключевые исполнители

Г.М. Рябова, Е.Г. Антропова, К.Э. Герра-Брага, И.С. Матвеев, А.А. Костюк

Партнеры проекта

Институт Космических Исследований РАН, ГЕОХИ РАН, Brown U., Carleton U., Cadi Ayyad U.  Роскосмос

Достижения

Полученные научные результаты:

  1. Установлены временные рубежи становления и формирования Крупных изверженных провинций докембрия на территории древних кратонов и складчатого обрамления Сибирской платформы.
  2. Обоснована связь глобальных экологических катастроф, повлекших массовые вымирания организмов, с деятельностью крупных изверженных провинций на границах раннего кембрия, ордовика, девона и мела. Установлены геохимические индикаторы аномального состояния атмосферы и гидросферы и особенности их вариаций во времени.
  3. Обоснован новый элемент структуры крупных изверженных провинций – кольцевые рои даек. Установлена связь диаметров кольца с объемом деформации литосферы за счет теплового воздействия плюмов. Проведена реконструкция данных структур в пределах Иркутской и Норильской КИП.
  4. На основе анализа структуры крупных изверженных провинций, реконструкций лавовых потоков и покровов щитовых вулканов и магматических центров реконструирована структура поверхности Венеры в квадрате V-29 с созданием геологической карты масштаба 1:500 000
  5. На основе особенностей состава и структурной позиции рудогенерирующих магматических объектов в пределах крупных изверженных провинций предложена модель минерагенической типизации КИП и система прогнозирования различных видов месторождений полезных ископаемых.
  6. Создан ГИС-Атлас крупных изверженных провинций России, сгенерированный на основе оригинальной базы данных и позволяющий аккумулировать и визуализировать пространственную информацию о крупных изверженных провинциях и связанных с ними месторождений полезных ископаемых.

Внедрение результатов исследования:

  1. Комплекс аналитических методик определения микропримесей в оксидах и алюмосиликатах и изотопных отношений урана и свинца в цирконе и кальците с применением лазерной абляции и масс-спектрометрии. Внедрен путем выполнения коммерческих заказов в интересах ФГУП ВСЕГЕИ, ООО «Тюменский нефтяной научный центр», АО «ТомскНИПИнефть ВНК», АО «Иркутская Нефтяная Компания», ООО «Норникель Технические сервисы» и др.
  2. Диагностика региональных климатических вариаций и оценка нефтегенерационного потенциала осадочных разрезов на основе пространственно-временного анализа распределения минералого-геохимической неоднородности. Внедрен путем выполнения коммерческих проектов в интересах ООО «Тюменский нефтяной научный центр», АО «Иркутская Нефтяная Компания», ООО «ГазпромВНИИГАЗ» и др.
  3. Анализ фертильности геологических объектов (магматических массивов) на основе распределения микропримесей в акцессорных и породообразующих минералах. Внедрен путем выполнения коммерческих проектов в интересах ООО «Норникель Технические сервисы», ООО «Омолонская золоторудная компания», ООО «Рудник Таборный» и др.

Образование и переподготовка кадров:

  1. Сотрудники лаборатории в 2020 году выступили инициаторами создания в ТГУ основной образовательной программы (ООП) магистратуры исследовательского типа «Эволюция Земли: героические процессы и полезные ископаемые» (запущена в 2021);
  2. В рамках реализации действующих программ бакалавриата и магистратуры разработано и внедрено три новых и усовершенствовано восемь ранее читаемых дисциплин;
  3. Сотрудниками лаборатории опубликовано три учебно-методических пособия;
  4. В рамках научных направлений, развиваемых в лаборатории было реализовано 8 программ повышения квалификации, где прошли подготовку более 150 сотрудников вузов, институтов академии наук и производственных организаций.
  5. Проведено 12 школ-семинаров и мастер-классов с привлечением, как сотрудников лаборатории тик и ведущих ученых, в которых приняли участие более 250 студентов, аспирантов и молодых ученых;
  6. По научным тематикам лаборатории и при непосредственном участии сотрудников было подготовлено 64 выпускных работы бакалавров и 32 магистерские диссертации;
  7. Сотрудниками лаборатории защищено 6 кандидатских диссертаций;

Инфраструктурные преобразования:

  1. Журнал «Геосферные исследования» – основан в 2016 году с 2019 года входит в МБД Web
    of Science; с 2020 года – в МБД Scopus

Международное и внутрироссийское сотрудничество:

  1. Институт геологии и минералогии СО РАН – совместные исследования, стажировки 

    студентов и молодых ученых, проведение научных семинаров / совместные публикации, совместные гранты, образовательные пргораммы;
  2. Институт земной коры СО РАН – совместные исследования / совместные публикации;
  3. Институт геохимии СО РАН – совместные исследования, стажировки студентов и молодых ученых / совместные публикации;
  4. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН – совместные исследования, стажировки студентов и молодых ученых / совместные публикации;
  5. Университет Саламанка (Испания) – совместные исследования / совместные публикации;
  6. Университет Кади Айяд (Морокко) – совместные исследования / совместные публикации;
  7. Университет Карлетон (Канада) – совместные исследования / совместные публикации;
  8. Университет Калифорнии в Санта-Барбаре (США) – совместные исследования, стажировки студентов и молодых ученых / совместные публикации;
  9. Университет Вайоминг (США) – совместные исследования / совместные публикации

Заряжено Битрикс24 — Бесплатные Сайты и CRM. Создать сайт на онлайн конструкторе
Сообщить о нарушении