Разработка полезных ископаемых в условиях шельфа требует предварительной оценки ее влияния на биоту окружающей среды. На примере нефтяного месторождения «Приразломное» (Печорское море), намеченного к эксплуатации в 2002 г., приводится анализ существующей фоновой геоэкологической обстановки в его пределах как эталона для сравнения ее возможных изменений в результате человеческой деятельности. Сделан вывод, что разработка Приразломной площади не нанесет серьезного ущерба окружающей среде.

ВВЕДЕНИЕ

К числу первоочередных задач по освоению природных ресурсов на арктическом шельфе России относится введение в эксплуатацию в ближайшие годы нефтяного месторождения «Приразломное», расположенного на мелководье Печорского моря к северо-западу от острова Варандей. В связи с этим представляется очень важным оценить вероятность проявления негативных экологических последствий и при необходимости предусмотреть меры по их минимизации. В подобных случаях организация природоохранительных мер требует знания современного геоэкологического состояния соответствующего района, которое является базой для обоснования прогнозной оценки возможных изменений окружающей среды.

Цель настоящей статьи предусматривает проведение специального анализа имеющихся в нашем распоряжении оригинальных и релевантных литературных геолого-геоморфологических, сейсмотектонических, гидрологических, гидробиологических и других материалов, а затем на его основе охарактеризовать современный геоэкологический фон в указанном районе и дать заключение об ожидаемых экологических последствиях предстоящего техногенного вмешательства в природную среду.

Оригинальные данные были получены авторами статьи в нескольких экспедициях ИО РАН в Печорское море и особенно в 1998 г. на НИС «Академик Сергей Вавилов», когда непосредственно в рассматриваемом районе был выполнен комплекс исследований, включавший, помимо других направлений, детальное изучение подводного рельефа в сочетании с отбором проб донных грунтов ударной трубой до глубины 175 см (рис. 1). Результаты изучения керна, геоморфологические построения и привлечение данных по сейсмотектоническим, гидрологическим, гидробиологическим и климатическим условиям региона позволяют обосновать заключение о современной геоэкологической ситуации в исследуемом районе и дать ее прогноз в связи с предстоящим антропогенным прессом.

Под термином «геоэкология» мы понимаем научное направление, изучающее экологические свойства и функции литосферной компоненты экосистем применительно к области ее взаимодействия с живыми организмами. Отметим также, что любая территория, как элемент геологической среды, включающей литосферный субстрат и сопряженные с ним рельеф, флюиды, геофизические поля, эндогенные и экзогенные процессы, является носителем и плацдармом природных сил, определяющих условия развития биосферных процессов в ее приповерхностных горизонтах. Их изучение в плане устойчивости, динамики, интенсивности и направленности геологических процессов и явлений дает представление о том, насколько экологические свойства литосферной компоненты благоприятны для функционирования экосистем и способствуют их саморегулированию при изменении природных условий и антропогенных воздействиях.

В морских акваториях наиболее ощутимые негативные для биоты изменения происходят на границах раздела сред вода-воздух и вода-дно. Отсюда прерогативой геоэкологических исследований является изучение геолого-геоморфологических факторов, анализируя которые можно, во-первых, оценить степень экологической устойчивости изучаемого района к возможным эндо- и экзогенным негативным воздействиям, способным ухудшить степень комфорта геологической среды для живущих в ней организмов, и, во-вторых, обосновать прогноз ее возможных изменений. Поэтому экологическую характеристику поверхностных слоев литосферы можно отразить через такие элементы, как, например, рельеф, донные осадки, тектоническую структуру, геодинамические и др. факторы как в отдельности, так и в каком-либо их сочетании. Часто это удобно делать сквозь призму неотектонической структуры как наиболее стабильной и долгоживущей составляющей экосистем, придающей им, подобно каркасу, фиксированное положение и определенную пространственную автономность. Неотектонические структурные формы предопределяют основные черты донного рельефа, транзитные условия потоков осадочного вещества, степень проницаемости литосферы, места и интенсивность разрешения ее напряжений, а также меру активности многих экзогенных процессов. В силу этого они обусловливают существование зон сноса, транзита или аккумуляции загрязняющих веществ.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследуемый район расположен в субарктическом климатическом поясе в зоне Колгуево-Печорского стокового течения, имеющего северо-восточное направление, которое образуется в пределах Северо-Канинской банки Баренцева моря как ответвление от Прибрежного течения Нордкапской ветви Гольфстрима. Его воды отличаются пониженной соленостью и в результате охлаждения в Печорском море постоянно сохраняют отрицательную температуру у поверхности дна. Скорость поверхностных вод этого течения составляет 40 см/с, но может достигать и одного узла, а скорость придонных вод изменяется от места к месту и в пределах Приразломной площади и составляет 50 см/с. Проявляются здесь и приливно-отливные течения северо-западного и субмеридионального направлений со скоростью 40-50 см/с, возникающие вследствие трансформации юго-восточного фронта атлантических приливных волн. Высота сизигийных приливов доходит до 1 м, а квадратурных - до 0.6 м. Штормовая деятельность в районе менее активна по сравнению с западными областями Баренцева моря, но, тем не менее, высота ветровых волн может составлять 8 м [Данилов и Ефремкин, 1998]. Ледообразование здесь начинается в последней декаде октября, либо на исходе ноября, а заканчивается в марте или в апреле-июле. Поэтому продолжительность ледового сезона изменяется от 130 до 270 дней. Отмечается преобладание ветров северных направлений.

В зоне сопредельной суши климатические условия обусловливают преобладающее формирование осадочного материала в результате физического выветривания. Это обстоятельство, а также длительные зимние периоды, равнинный платформенный рельеф и малоактивная речная сеть не способствуют поступлению на шельф значительного количества осадочного, и прежде всего тонко дисперсного, материала [Лукьянова и др., 2000], который, к тому же, в значительной мере оседает в приустьевых участках.

Геоморфологически полигон расположен в пределах глубин 14-32 м на северо-восточном склоне отмели Пахтусова, осложняющей полого наклоненную на север (0.0003-0.0008) абразионно-аккумулятивную шельфовую равнину. Склон отличается неравномерными уклонами (0.00035-0.001) и наличием площадок, как например, в районе станций 1123-1124 (рис. 2). Такое его строение связано с неравномерным ходом голоценовой трансгрессии. В периоды ее замедления вырабатывались площадки, а с последующими повышениями морского уровня, скорости которых различались, связано формирование на затапливаемой территории склонов разной крутизны. Подобный рельеф обычно типичен для стадии пассивного затопления исходной суши и начала волнового морфолитогенеза в условиях опускающейся аккумулятивной приморской низменности. Полагая, что площадка и вышележащий сопредельный склон формируются одновременно, тыловые швы площадок можно считать древними береговыми линиями, которые в пределах полигона расположены на глубинах 21,25 и 28 м. Начало формирования этого рельефа можно отнести к раннему голоцену. Что касается современного геоморфологического этапа развития территории, то по мнению Е.Е. Мусатова [1989], он близок к динамическому равновесию. Согласно этому исследователю тенденция основных геоморфологических процессов обусловлена здесь спецификой субарктического подводного экзогенеза на фоне общего погружения региона.

Геотектонически исследуемый район расположен в пределах положительной структурной формы северо-западного простирания, осложняющей Восточно-Печорскую ступень эпибайкальской Печорской плиты. В литературе ее идентифицируют либо с прослеживающимся на суше валом Сорокина, либо только с субаквальным поднятием, именуемым то Колвинским, то Гуляевским. Не исключено, что последнее отражает более активную и, соответственно, лучше выраженную часть того же вала Сорокина. Ведущий неотектонический процесс в регионе можно охарактеризовать как прогибание. Фоновые амплитуды нисходящих движений за новейший тектонический этап (Pg₃-Q) составляют от -100 до -200 м при проявлении локальных более низких значений: от 0 до -100 м [Мусатов, 1990]. Поэтому положительные структурные формы представляют собой относительные поднятия. Учитывая это, а также близость полигона к побережью, которое опускается со скоростью до 3 мм/год [Никонов, 1978], можно предполагать и тектоническое опускание соответствующей структурной формы с близкой скоростью, но меньшей по сравнению с пограничными участками дна, что и определило ее морфологическую выраженность в рельефе в виде отмели с особенностями ее морфоскульптуры. В связи с изложенным можно утверждать, что современный рельеф района отражает плитный характер тектонического строения Печорского региона, особенности его новейшей структуры, положение уровня моря в позднечетвертичное время, а также современные литодинамические процессы.

В сейсмическом отношении район является спокойным. Потенциал его сейсмотектонической опасности оценивается ниже значения магнитуды 3.9 - наименьшей из фиксируемых без пропуска наиболее близко расположенными сейсмостанциями [Ассиновская, 1994].

Геологическое строение приповерхностной толщи региона характеризуется развитием маломощного трансгрессивного осадочного слоя поздне-послеледникового возраста, подстилаемого плиоцен-четвертичным трансгрессивно-регрессивным комплексом, представленным морскими, ледниково-морскими и перигляциальными отложениями. Учитывая особенности позднечетвертичной палеогеографии региона [Авенариус и Дунаев, 1999] и расположение полигона в пределах небольших глубин воды, логично предполагать, что в зависимости от местной литодинамической обстановки здесь можно ожидать либо маломощный слой морских голоценовых осадков, либо незначительно переработанный волнами приповерхностный горизонт перигляциальных отложений поздневалдайского возраста.

Как показали результаты донного опробования, везде, за исключением ст. 1126, расположенной в наиболее глубоководной части полигона, вскрытые грунтовой трубкой придонные грунты представлены терригенными, в основном мелкозернистыми, песками серовато-зеленого и оливкового цветов (рис. 2). Их максимальная мощность, судя по пробуренной несколько севернее Приразломной площади глубокой скважине № 384, более 2 м.

Поскольку современный активный волновой слой на указанных выше глубинах не должен превышать здесь первый десяток сантиметров и поблизости нет вероятных источников питания таким, относительно грубозернистым, материалом, можно заключить, что придонная песчаная толща образовалась в период голоценовой трансгрессии в результате перемыва подстилающих отложений, представленных переслаивающимися суглинками и песками. Так как поступление в район этого материала с суши исключено в силу удаленности и особенностей донного рельефа и гидрологических условий, то можно предположить, что в пределах полигона современная литодинамическая обстановка, в основном, характеризуется либо выносом доголоценовых песков, либо их транзитом из гипсометрически более высоких участков упомянутой выше структурной формы с возможной частичной или перманентной аккумуляцией. Отчетливо выраженная гравитационная (из взвеси) аккумуляция проявляется лишь на севере полигона в его наиболее глубоководной части (ст. 1126).

В общем случае известно, что наличие на морском дне тонких осадков свидетельствует о спокойных литодинамических условиях, тогда как появление крупного алеврита и тонкозернистого песка - о неустойчивом их равновесии, а более крупный материал и в особенности отсутствие или локальные мощности современных осадков (первые дециметры) указывают на активную литодинамическую обстановку. Установлено также, что донные осадки являются не только аккумулятором загрязняющих веществ, но, будучи загрязненными, становятся источниками повторного загрязнения сопредельной окружающей среды. Поэтому их анализ требует особого внимания. С учетом ведущего режима седиментации геоэкологически наиболее уязвимыми являются районы, где происходит эксвизивная (выпадение из водной толщи) аккумуляция тонкого материала (лат. exido - падать, выпадать, visis - друг за другом, поочередно). Относительная устойчивость характерна для мест частичной аккумуляции. К более благополучным можно отнести зоны транзита осадочного материала и участки донной абразии. В последнем случае необходимо отметить, что для описываемого района авторам не известны данные о высоком природном фоне тяжелых металлов. Применительно к механическому составу осадков геоэкологическая ситуация улучшается по мере укрупнения осадков - от глинистых и пелитовых илов к крупнозернистым пескам и галечникам.

ОЦЕНКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

Приведенный обзор природных фоновых условий в исследуемом районе позволяет перейти к оценке его геоэкологического состояния. Как отмечалось, для анализа геоэкологической обстановки принят комплексный подход. Данные по новейшей тектонике, сейсмичности, донным грунтам, геоморфологии, климатическим и гидрологическим особенностям региона позволяют нам сделать вывод о том, что фоновая геоэкологическая обстановка исследуемой территории в районе месторождения «Приразломное» (рис. 1) в настоящее время благополучная и реальность накопления здесь углеводородных коэнантов (лат. coenatio - загрязнение, применительно к водоемам, акваториям) в процессе предстоящей эксплуатации месторождения невелика. По особенностям приведенных характеристик перечисленного выше комплекса природных критериев в пределах рассмотренного района, в целом, отсутствуют благоприятные условия для накопления в водной толще и придонных осадках углеводородных загрязнений, которые могут появиться в результате эксплуатации месторождения.

Принимая во внимание особо важную геоэкологическую роль верхних горизонтов осадочной толщи и учитывая скорости придонных вод в районе Приразломной площади, следует подчеркнуть, что выходы на дне осадков крупной песчаной размерности отражают здесь обстановку неустойчивого равновесия, а наличие более тонких песчаных фракций является результатом сноса и движения (массовое перемещение мелкого песка начинается при скорости воды 20-22 см/с).

Анализ геологических колонок показывает, что характер осадконакопления в районе не менялся по крайней мере с позднего голоцена и в этой связи можно считать, что накопление загрязняющих веществ возможно лишь на самой северной окраине полигона, где глубины воды превышают 25 м.

Кроме того, известно, что наиболее показательно в аспекте загрязнения морских акваторий состояние бентосных организмов и прежде всего иглокожих. Судя по литературе [Погребов, 1998], продуктивность биоса в районе Приразломной площади низкая, что также благоприятно для положительного решения вопроса о техногенном вмешательстве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования являются примером возможности превентивной оценки последствий отдельных видов антропогенной деятельности в пределах морских акваторий. Для большей представительности выводов (см. предыдущий раздел) желательно привлекать данные химанализа и физсвойств донных грунтов, а также уточненные сведения о бентосе конкретной территории. Выполнение подобных исследований необходимо предусматривать уже на этапе составления соответствующих Технических заданий в связи с планируемым освоением недр в экваториальных областях. Проведение комплекса работ не потребует длительного времени и больших финансовых затрат.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минпромнауки (ФЦП «Мировой океан», проекты № 5.10, 5.11) и проекта INTAS № 1489.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авенариус И.Г., Дунаев Н.Н. Некоторые аспекты развития рельефа в позднем валдае в восточной части Баренцева моря и прилегающей суши // Геоморфология. 1999. № 3. С. 57-62.

2. Ассиновская Б.А. Сейсмичность Баренцева моря. М.: Нац. геофиз. ком. РАН, 1994. 128 с.

3. Данилов А.И., Ефремкин И.М. Природно-климатические условия в районе освоения нефтегазоносных месторождений арктического шельфа // Освоение шельфа арктических морей России. С-Пб.: ЦНИИ им. А.Н. Крылова, 1998. С. 479-487.

4. Лукьянова С.А., Сафьянов Г.А., Соловьева Г.Д. Поступление наносов в береговую зону европейского севера России за счет абразии морских берегов // Геоморфология на рубеже XXI в.: 4-е Щукинские чтения, Москва, 2000. Труды. М.: МГУ, 2000. С. 422-425.

5. Мусатов Е.Е. Развитие рельефа Баренцева и Карского шельфа в кайнозое // Геоморфология. 1989. №3. С. 76-84.

6. Мусатов Е.Е. Неотектоника Баренцево-Карского шельфа // Геология и разведка. 1990. № 1. С. 20-27.

7. Никонов А.А. Вертикальные движения побережий полярных морей // Природа. 1978. № 6. С.16-22.

8. Погребов В.Б. Состояние биоты морских экосистем Печорского моря и Печорской губы в преддверии освоения прибрежных и шельфовых месторождений нефти // Тр. II-й Междунар. конфер. "Город в Заполярье и окружающая среда". Сыктывкар: Госкомсевер РФ, 1998. С. 325-327.

Analysis of Geoecology at "Prirazlomnoe" Oilfield (Pechora Sea)

N.N. Dunaev, S.L. Nikiforov, Yu.A. Pavlidis

Oilfield working within shelf environment needs preliminary estimation of its interaction with existing biota. On the example of "Prirazlomnoe" oilfield (putting into operation at 2002), made the analyses of modern state of geoecological processes as a background level before future intensive changes under human activity. We conclude that in the case of geological prudential regulation further oilfield working will not provide serious environmental damage there.

Ссылка на статью:

Дунаев Н.Н., Никифоров С.Л., Павлидис Ю.А. Оценка современной геоэкологической обстановки в районе нефтяного месторождения «Приразломное» (Печорское море) // Океанология. 2002. Т. 42. № 6. С. 914-919.