Картирование колонн Икайте во фьорде Икка, юго-запад Гренландии

Изображение: предоставлено Norbit

Съемка Икка-фьорда проводилась в период с 20 по 21 июня 2019 г., при этом первый день был частично посвящен обучению и ознакомлению рулевого с требованиями съемки и рекогносцировки для выявления навигационных опасностей во фьорде, вызванных колоннами и скальными шхерами, а также некоторое приобретение. Второй день целиком ушел на приобретение с последующей демобилизацией разворота от 'Сику'. Изображение: предоставлено Norbit

Изображение: предоставлено Norbit

Изображение: предоставлено Norbit

Изображение: предоставлено Norbit

Previous Next

Икка-фьорд на юго-западе Гренландии — единственное известное место в мире, где редкий карбонатный минерал «икаит» (названный в честь фьорда) встречается в форме крупных столбчатых структур, в отличие от его обычной мелкокристаллической формы. За последние 25 лет были предприняты интенсивные научные усилия, чтобы попытаться понять, почему минерал формируется здесь и в такой драматической форме.

Икаит встречается в районах за пределами фьорда, как правило, в отложениях, где существует идентифицированный ингибитор кальцита, способствующий образованию икаита, что означает, что его присутствие можно объяснить. В противном случае без ингибитора не мог бы образоваться обычный кальцит, а не икаит.

В последние годы было обнаружено, что икаит формируется в арктических и антарктических морских льдах. Это особенно интересное открытие, поскольку в открытых морских условиях, где может образовываться морской лед, нет известных ингибиторов кальцита, что позволяет предположить, что существуют другие методы образования икаита. Если мы сможем понять ключевые факторы осаждения икаита на примере Икка-фьорда и его колонных структур, то, возможно, образование икаита можно было бы промышленно использовать и использовать для удаления углерода из атмосферы и связывания икаита в морской воде? Микробная активность внутри колонок в настоящее время является основной целью исследования, чтобы выяснить, катализируют ли вырабатываемые ими ферменты осаждение икаита.

Колонны во фьорде Икка были впервые нанесены на карту в 1996 году с использованием однолучевого эхолота раннего поколения, гидролокатора бокового обзора и оборудования для профилирования дна.

Изображение любезно предоставлено Norbit. Результаты показали размеры месторождений, но с низкой точностью, что делает эти карты непригодными для помощи в исследованиях. Что требовалось, так это многолучевая съемка Икка-фьорда с высоким разрешением для получения пригодных для использования батиметрических карт.

НОРБИТ iWBMSh был определен как идеальный инструмент для этой задачи, будучи одновременно очень компактным, а также высокоспециализированной многолучевой системой съемки сверхвысокого разрешения «под ключ».

Изображение предоставлено Norbit Система iWBMSh, отправленная в Университет Исландии для проекта, включала: головку сонара со встроенной ИНС; небольшой интерфейсный блок на верхней стороне; две антенны и кабели GNSS; все они находились в переносном кейсе Peli среднего размера. В дополнение к дорожному креплению NORBIT и зонду NORBIT SVP, упакованным отдельно.

Многолучевое оборудование было доставлено в зарегистрированном багаже вместе с научной группой из Рейкьявика, Исландия, в аэропорт Нарсарсуак, Юг, Гренландия. По прибытии команда и багаж были доставлены на судно «Siku» Targa 25.1, арендованное для перевозки во фьорд Икка, а также на многолучевую исследовательскую платформу.

Изображение предоставлено Norbit. iWBMSh был мобилизован на Targa 25.1 рядом с пристанью баз Королевских военно-морских сил Дании в Грённедале. Головная часть ИВБМШ и антенны ГНСС устанавливались на мачте сразу за седлом рулевой рубки, зажимались над планширом и крепились к поручням. NORBIT SIU, компьютер сбора данных и монитор рулевого были установлены на штурманском столе слева от поста рулевого в рулевой рубке, и вся система питалась от домашних розеток от собственного инверторного питания лодки.

Съемка Икка-фьорда проводилась в период с 20 по 21 июня 2019 г., при этом первый день был частично посвящен обучению и ознакомлению рулевого с требованиями съемки и рекогносцировки для выявления навигационных опасностей во фьорде, вызванных колоннами и скальными шхерами, а также некоторое приобретение. Второй день целиком ушел на приобретение с последующей демобилизацией разворота от 'Сику'.

Система была настроена на получение полосы шириной 150° (удобно в пределах диапазона угловых углов полосы обзора инструментов 5°-210°) данных высокого разрешения со стробами «глубины» сбора, настроенными на глубину воды 2-40 м. В этом режиме система обычно достигала ширины захвата (без учета самых внешних лучей) +/-20-30 м на мелководье (8-10 м) и +/-40-50 м на более глубокой воде (15-20 м).
Изображение: любезно предоставлено Norbit SVP. Падения периодически регистрировались во внутренних и внешних районах фьорда с использованием зонда NORBIT Base X2 SVP с программным обеспечением для каротажа SeaCast Version 4.4.0.

Изображение: предоставлено Norbit

Там, где был возможен полный охват полосы, плотность импульсов обычно составляла 16x16 импульсов (256 зондирований) на м2 вдоль и поперек пути в надире, уменьшаясь до 4x4 импульсов (16 зондирований) на м2 на краях полезной полосы. В следующих примерах показан участок очищенных зондирований из «сада колонн» внутреннего фьорда, отображаемый в виде облака точек:

Изображения: любезно предоставлены Norbit

Данные, полученные за два дня съемки, были обработаны с помощью программного обеспечения Teledyne PDS и экспортированы с шагом 0,2–1,0 м для целей картирования и презентации.

Справа показан график всего набора данных съемки с координатной сеткой 1,0 м от данных с координатной сеткой.

Батиметрические контуры нанесены на ортомозаику аэрофотоснимка, построенную по изображениям с беспилотников, и полученной MBES 0,5-метровой батиметрической шкале глубины цвета DTM справа от изображения карты. Батиметрические изолинии были получены по 0,5-метровой ЦМР Икка-фьорда. Примечание: глубины еще не проверены гидрографически и не должны использоваться для навигации.

Трехмерное изображение столбцов Икка, представленное в наборе данных облака точек MBES, смотрящее на юго-запад от северо-восточного конца фьорда Икка.

3D-представление набора данных с координатной сеткой 1,0 м внутренней области «Сад Колонн Икка» и та же вставка с данными облака точек, полученными дронами, по склонам фьорда показаны ниже.

Данные, полученные летом, были достаточно хороши для немедленного использования в полевых условиях и помогли группе водолазов из Королевского флота Дании добраться до конкретных мест для отбора проб. Со времени обследования полученные данные прошли базовый уровень обработки для получения отображаемых результатов. Тем не менее, продолжается дальнейшая обработка, включая повышение точности позиционирования с применением поправок Applanix POSPac PP-RTX.

В ближайшие годы запланированы дальнейшие исследования для мониторинга отложений в этом районе, мотивированные тем фактом, что недавние изменения течений вокруг Южной Гренландии, связанные с глобальным потеплением, приводят к тому, что во фьорд поступает более теплая вода. Поскольку формирование икаита чувствительно к температуре, изменения температуры воды представляют угрозу для будущего здоровья, состояния и долгосрочной стабильности этого впечатляющего, но теперь уязвимого места, которое само по себе может быть ключом к мощному инструменту в борьбе с глобальным потеплением. !

В течение многих лет в рамках проекта «Икка», как мы себя называем, было выпущено большое количество публикаций. Наиболее важными, недавними ссылками, которые могут направить тех, кто интересуется другими статьями, будут:

Stockmann, GJ, E. Ranta, E. Trampe, E. Sturkell & P. Seaman, 2018. Хранение минералов углерода в морской воде: колонки Ikaite (CaCO3·6H2O) в Гренландии. Energy Procedia 146, 59-67, doi:10.1016/j.egypro.2018.07.009.

Толлефсен Э., Г. Стокманн, А. Скелтон, Л. Лундквист и Э. Стуркель, 2019. Вторичные изменения магматического комплекса Грённедаль-Ика и генезис икаита, CaCO3·6H2O, ЮЗ Гренландия. Химическая геология 510, 18-30.

Благодарности:
Картирование колонн Икайте во фьорде Икка, юго-запад Гренландии.
Мы хотели бы выразить признательность и поблагодарить Центр исследования климата Болина в Швеции, Фонд Aase og Jørgen Munters Fond и Фонд Aage V. Jensens в Дании, Eggertsjóður и Исследовательский фонд Университета Исландии за финансовую поддержку проекта Ikka. в 2019 году. Кроме того, мы хотели бы поблагодарить Объединенное арктическое командование за отличную материально-техническую и водолазную поддержку, а также компанию Blue Ice Explorer из Нарсарсуака в Гренландии, которая предоставила лодки и квалифицированных рулевых, необходимых для доступа и работы во фьорде Икка. Наконец, мы хотели бы поблагодарить NORBIT и Teledyne Technologies за их интерес к нашему проекту и поддержку, оказанную для проведения бесценного исследования MBES, описанного здесь.