Свързахме се с някои от участниците в настоящата XXVI Българска Антарктическа експедиция, за да споделят с нашите читатели какви са плановете им и задачите, които са си поставили за изпълнение, както и какво е тяхното значение. Надяваме се следващите редове да ви направят съпричастни към приключението на нашите учени.
Геоложки изследвания
Стефан Велев1, Дочо Дочев2, Камен Бонев1
1Български Антарктически институт
2Софисйки Университет „Св. Климент Охридски“
Предисловие или защо
Стремежът на човечеството за изследване на неизследваното е в основата на неговото развитие. В доказателство към тази теория могат да се споменат имена като Руал Амундсен, Робърт Скот, Чарлз Дарвин, Николай Коперник, Фернандо Магелан, Христофор Колумб, Джеймс Кук и много други. Нашата скромна групичка няма място в този ред, но същият този стремеж ни отвежда към най-южните части на планетата. Посоката вече е ясна – Антарктика, и по-конкретно о-в Ливингстън, на който се намира Българската Антарктическа База. До тук добре, но в района на базата геоложките изследвания са почти напълно направени, т.е. липсва неизвестното. Проф. Пимпирев подхвърля идея, свързана с една много малко изследвана част на острова, а именно нос Хана. Носът се намира в централните части на о-в Ливингстън, характеризира се с хълмист релеф, а множеството скални разкрития дават възможност на геолозите да развият фантазията и уменията си. Сравнително трудният достъп до тази част от острова и добилите митологичност лоши метеорологични условия са причина за оскъдната информация, касаеща геологията на тази част от Антарктика.
Задачите и геолозите
Геологията е наука, която дава знания за миналото, които помагат да се разбере какво ще е бъдещето развитие на планетата. В скалите, изграждащи Земята, са запечатани периоди на затопляне и застудяване, периоди на обилен живот и гибелен вулканизъм, периоди на спокойствие и на активни придвижвания на тектонични плочи, водещи до земетресения и планинообразуване. Предварителната информация за нос Хана, е че е изграден от седиментни скали, в които могат да бъдат открити разнообразни вкаменелости, които се прослояват с вулкански изливи. При тези скали и тази природна красота, какъв по-добър екип от палеонтолог, вулканолог и един геолого-спелеолог с камера. Описанието на седиментните скали, както и палеонтоложката работа ще бъде извършвана от преподавателя по палеонтология и стратиграфия в Софийския Университет гл. ас. д-р Дочо Дочев. Вулканските скали и събирането на проби за различни изследвания ще бъде направено от д-р Стефан Велев. Д-р Камен Бонев, който е запознат с геологията на голяма част от о-в Ливингстън, ще извърши заедно с Дочо и Стефан, едно картиране на всички скални типове, разкриващи се на нос Хана.
Достигане и престой
Нос Хана се намира на около 20 км от Българската Антарктическа База, което не позволява ежедневно пътуване до там. По тази причина решаваме, че за да бъдем максимално ефективни в геоложките си изследвания, трябва да изградим палатков лагер, в който да пребиваваме повече от десет дни. Най-лесният и безопасен начин да се достигне носът е чрез моторните лодки, с които ще се пренесе и багаж, който ще ни осигури достатъчен бивачен комфорт, а имено: палатка, спални чували, газов котлон, храна – останалото е ентусиазъм. Променящите се постоянно метеорологични условия не дават възможност да определим деня на заминаването. Ще бъдем готови с багажа и чакащи подходящия момент.
Научните проекти
Остров Ливингстън има дълго и сложно геоложко минало. През едни далечни геоложки епохи част от територията му е била завзета от морски и континентални водни басейни, в които кротко са съжителствали различни морски влечуги и безгръбначни главоноги създания. Сушата е била застлана с тучна и разнообразна растителност, от ниски храстовидни и папратови видове до чудовищно огромни дървета, сред които вероятно са скитали и динозаври. Всичко това съществува и днес, но под друга форма. Процесите на седиментообразуване и фосилизация са запечатали част от геоложката история на това място.
Именно в съществувалите в миналото водни басейни са се осъществявали тези процеси, при които основно се образуват седиментни скали, които по-късно след милиони години, вследствие на тектонските процеси и ерозията, са се показали на повърхността. Седиментните скали са тези, в които се запазват останки от растения и животни, обитавали Земята преди милиони години (фосили), както и следи от тяхната жизнена дейност (ихнофосили). Именно такива са част от скалите, разкриващи се на нос Хана, които ще бъдат обект на нашите изследвания. Надяваме се да имаме късмета да намерим и фосилни останки сред тези седименти, които ще бъдат детайлно описани. Не винаги вкаменелостите се виждат с просто око. В почти всички утаечни скали при подходящи условия могат да се запазят и различни типове микроорганизми (растения и животни). Част от нашата работа ще бъде свързана със събиране на проби от различни нива от тези скални последователности, които по-късно ще бъдат обработени в специализирани лаборатории в България, за да се види дали има останки от тези микроскопични растения и животни. Ако имаме шанс да ги намерим, те ще ни помогнат да установим при какви условия на водния басейн са се образували седиментите и каква е тяхната възраст.
Нека се върнем отново назад във времето, когато мощни вулкански изригвания нарушават спокойствието на живота в древното море и суша. Лавови потоци се разстилат, влачейки след себе си огромни дървета, вулканска пепел посипва горите, вода и лава се срещат за да нарисуват драматизма на природните процеси.
Днес вулканските скали образуват открояващи се върхове, красиви клифове и носове, а вулканската пепел е запечатала разнообразни папрати, листа и клонки. На остров Хана има различни типове вулкански скали, които ще са обект на нашите задълбочени изследвания, които ще бъдат детайлно описани наред със седиментите. Пробите, които ще бъдат взети от вулканските скали ще ни помогнат да определим техния химичен и минерален състав, условията при които са образувани, както и тяхната възраст.
Но това са само част от нашите изследвания в предстоящата експедиция. Въпреки че по-голяма част от геоложките изследвания около Българската база са направени, то все пак има още някои геоложки дейности, които могат и трябва да бъдат извършени. Една от основните ни цели е да се проучи металогенният потенциал на скалите около нашата база, като от тях също ще бъдат взети проби, за различни изследвания. Освен това ще бъдат нанесени и на детайлна геоложка карта на района, която е изготвени от български геолози в предишни експедиции.
Изследване динамиката на океанското ниво и физико-химичните параметри на хидросредата
Доц. д-р инж. Борислав Александров
Катедра „Геодезия и геоинформатика”, УАСГ
Български Антарктически Институт
Създаване на бази данни (БД) и цифрово моделиране на релефа в района на Българската антарктическа база (БАБ) и прилежащата акватория е както научно-изследователска задача, така и с подчертано практическо приложение. Информацията за съществуващия релеф на сушата и океанското дъно е от първа необходимост за пълноценното осъществяване на ежегодните национални експедиции, поради обвързаността на всички изследвания в пространствено отношение. Изследванията на океана и неговото дъно са задължителен елемент при проектиране на хидротехнически съоръжения, пристанища, а също така и със задачи за поддържане на навигационните пътища. Хидрографските измервания на големите морски пристанища и акватории се извършват с хидрографни комплекси, многолъчеви ехолоти и повсеместно използване на Глобалните навигационни спътникови системи. Това са акватории, които са с приблизително изучени дълбочини и с постоянни трасета и създадени водомерни постове с фиксирана надморска височина на „нулата” на тази лата. В района на БАБ няма изградени пунктове за регистрация на морско ниво, което би трябвало да се коригира в най-близко време.
В проекта, който ще стартира по време на 26-та Българска антарктическа експедиция са заложени няколко предизвикателства. На първо място в Южния залив не са извършвани изследвания на цялата му акватория. На корабите се използват налични навигационни карти за дълбоките части, а в близост до брега на Българската антарктическа база единствените едромащабни карти на дъното са направените през 2010 и 2015 година от българските геодезисти. За да се направи коректна БД, дълбочините от хидрографските снимки в различни дни трябва да се привеждат към една и съща нивоповърхнина. За тази цел с проекта ще се оптимизира изградената през 2009 година водомерна лата, тъй като конструкцията ѝ в този си вид се оказа податлива на суровите условия на полярния океан през антарктическата зима.
Няма данни за вертикалната скорост на акустичните вълни във водната среда на Южния залив, така както е в България и Европа. Според теорията на акустичните вълни най-силно влияние върху вертикалната скорост на звука във водна среда оказват температурата, солеността на водата и дълбочината. За неизучени в акустично отношение водни басейни се прилага еталониране на акустичната техника, което за района на Южния залив ще бъде твърде трудно и с неочаквани резултати. По тази причина се предвижда вземане на проби за уточняване на реалната вертикална скорост и създаване на карта с пространственото разпределение на вертикалната скорост на звука във водната среда.
Второто сериозно предизвикателство е укрепване на електронни датчици, които да записват периодична информация за най-важните физико-химични параметри на водната среда, както и динамиката на водната повърхност във времето. Информацията от датчиците ще се транслира до Базата, като надеждите са следващата година да има възможност за директно предаване на данни в България целогодишно.
Достъпът до редовна и дългогодишна информация за промяната на морското ниво ще бъде един от най-достоверните признаци за глобалните климатични промени на планетата.
Третото предизвикателство е да се проследи какви изменения настъпват в релефа на дъното на залива за период от две до пет години вследствие на глобални климатични, приливно-отливни, ледникови и други явления. Това може да се изследва с нови хидрографни измервания по същата методика и моделиране на релефа на дъното с анализ на корелацията в резултатите.
Към направените досега топографски снимки в района на Българската база от 1998 г досега, ще можем да допълваме все по-голяма заснета територия и акватория, което би било от изключително значение както за Научната програма на Антарктическите ни експедиции, така и в научно-приложен аспект при съвместните ни проекти с учени от различни страни.
Сеизмичност в района на о-в Ливингстън и Българската Антарктическа база
Гл. ас. д-р Гергана Георгиева
Катедра Метеорология и Геофизика
Физически факултет на СУ
В рамките на 26-тата Антарктическа експедиция, ще работя по задачи от втория етап на проекта: ДФНИ И02/11/2014, финансиран от ФНИ на МОН. Проектът се изпълнява съвместно от НИГГГ при БАН и СУ „Св. Климент Охридски“. В продължение на няколко месеца ще събираме информация за сеизмичността в района на о-в Ливингстън и Българската Антарктическа база.
Тази година отново ще инсталираме сеизмична станция LIVV върху изградения вече фундамент, на около километър от базата, в близост до ледник Перуника и ще изследваме движението на ледника чрез GNSS измервания.
През първия етап от проекта регистрирахме серия сеизмични събития в западния край на острова. Не открихме публикации в научните списания, които да съобщават за активност толкова близо до остров Ливингстън, което ни мотивира още повече да продължим изследванията.
Районът на Южношетландските острови, част от които е и о-в Ливингстън, е силно сеизмичен. Този район е изключително интересен от гледна точка на сложната му геодинамика. В различни етапи от историята на Земята тук се е сменяла посоката на процесите и е имало периоди на унищожаване на земна кора (зона на субдукция) и периоди на образуване на нова земна кора (периоди, през които е била рифтова зона). В резултат на това земната кора е значително раздробена. Като цяло известни с високата сеизмичност са районите на север от о-в Ливингстън, както и Брансфийлдския проток, който се разполага на юг – югоизток от острова. Тук има вулканична активност. Освен тектонските и вулканичните земетресения, регистрираме и земетресения, чийто източник е движението на ледника. Около 2/3 от регистрираните сеизмични събития са с такъв източник и ги наричаме ледотресения.
По време на 26-тата Антарктическа експедиция планираме да осъществим пренос на сеизмичните данни от сеизмичната станция до базата. По този начин дистанционно, макар и само в рамките на малък район около базата, ще можем да следим състоянието на апаратурата, както и регистрираната информация. Необходимите антени, с които да реализираме преноса на данни ни бяха безвъзмездно предоставени от фирма Senetic България. Освен данните от сеизмичната станция, с изградените връзки, ще се предават до базата и данни от други измервателни уреди.
За по-доброто разбиране на движението на ледника и връзката му с регистрираните ледотресения ще инсталираме и няколко специално разработени за целта апаратчета. Малък екип от инженери работи през последните месеци, за да ги създаде и нагоди за нашите цели. Повече за това какви данни регистрираме с тях и каква информация са ни дали, ще разкажа след края на експедицията.
