Дистанційно керовані апарати відкривають нові перспективи в дослідженні давньої історії океану. Морська та прибережна геонаука відіграє ключову роль у розумінні як давніх, так і сучасних геологічних процесів, оцінці офшорних та прибережних небезпек, а також вивченні впливу змін клімату. Оскільки глибоководне середовище здебільшого недоступне для досліджень, вчені використовують спеціалізовані методи для вивчення морського дна.
Одним із широко застосовуваних методів є буріння на шельфі, яке дозволяє отримувати зразки керну для лабораторного аналізу. Проте цей підхід є дорогим і має практичні обмеження. Недавнє дослідження, опубліковане в журналі Geosphere, пропонує більш доступну альтернативу: використання дистанційно керованого апарата (ROV) для отримання високоякісних зображень відкритих геологічних формацій на дні океану. Ці зображення дозволяють створювати детальні віртуальні моделі відслонень для геологічного аналізу.
Створення віртуального відслонення має вирішальне значення для реконструкції давньої історії регіону та розуміння геологічних процесів і небезпек, що його формували. ROV також можуть збирати зразки порід з різних частин океанського дна, що дозволяє вченим проводити подальший аналіз за допомогою візуальної ідентифікації порід та лабораторних досліджень. Хоча ROV не можуть добувати зразки з глибоких шарів, як це робить буріння, вони є більш економічним методом збору даних про поверхню океанського дна, а також фіксації морфології морського дна на відео. Зібрані дані мають високу наукову цінність і є більш доступними для ширшого кола дослідників.
Сейсмічні загрози рифту Мона
Рифт Мона, що розташований на північному заході від Пуерто-Рико, є сейсмічно активною зоною, яка становить реальну загрозу для прибережних громад острова. Однією з найруйнівніших сейсмічних подій у цьому регіоні став цунамі 1918 року. Воно було спричинене землетрусом магнітудою 7,2, що викликав підводний зсув ґрунту, що, своєю чергою, призвело до масштабних повеней у прибережних містах Пуерто-Рико (ten Brink et al., 2023).
3D-модель рифту Мона
Попри серйозні ризики, даних про рифт Мона досі недостатньо через брак бурових експедицій, що робить його ідеальною локацією для досліджень за допомогою ROV. Вивчення геологічних особливостей цього регіону допоможе науковцям краще зрозуміти локальні природні небезпеки та підготуватися до майбутніх катастроф. Наприклад, аналіз геологічної історії може розкрити більш детальний літопис минулих землетрусів, збережений у породах. Це дозволяє оцінювати поточні сейсмічні загрози, включаючи магнітуду та ймовірність майбутніх землетрусів.
Такі знання є вкрай важливими для захисту громад, які перебувають у зоні підвищеної небезпеки.
Методологія створення віртуальних відслонень
Команда під керівництвом доктора Урі С. тен Бринка, геолога з Геологічної служби США, використала ROV для дослідження рифту Мона на глибинах від 1 500 до 4 000 метрів.
За допомогою відеозаписів та семи зразків порід, зібраних дистанційно керованими апаратами, дослідники визначили вік та геологічну історію регіону. Доктор тен Бринк порівняв відеозаписи, отримані ROV, із переглядом геологічного відслонення під час проїзду автомобілем уздовж нього. Він наголосив, що цей метод дозволяє «витягнути набагато більше інформації з наявних даних, ніж раніше вважалося можливим».
Нові відкриття
Попри певну схожість між офшорними та прибережними геологічними формаціями, дослідження тен Бринка виявило суттєві розбіжності між ними. Команда зафіксувала 100-метровий розрив у геологічному літописі між суходільними та морськими відкладами, а також відмінності у товщині порід, що вказує на окремі шляхи геологічного розвитку.
Стратиграфічний аналіз показав, що рифт Мона утворився приблизно 3,3 мільйона років тому, що робить його приблизно на 30 мільйонів років молодшим за деякі навколишні геологічні формації. За словами доктора тен Бринка, це свідчить про те, що рифт Мона є відносно молодим і що тектонічне розтягування тут відбувається швидше, ніж раніше передбачалося.
Сейсмічний ризик і прибережні громади
Комбінуючи офшорні дані, отримані ROV, із наявними прибережними геологічними даними, дослідники розробили більш детальну модель геологічної історії регіону. Можливість ROV збирати як візуальні, так і фізичні дані відкрила унікальні перспективи для вивчення геологічного літопису, демонструючи потенціал цього методу для економічно ефективних досліджень у віддалених глибоководних середовищах.
Цей підхід не лише розширює наше розуміння давніх геологічних подій, а й має практичні застосування для оцінки й пом’якшення ризиків, пов’язаних із природними катастрофами.
Отримані результати особливо цінні для розуміння геологічних процесів, які спричинили руйнівні стихійні лиха в минулому Пуерто-Рико, а також для ідентифікації потенційних загроз у майбутньому. Використання ROV для офшорного стратиграфічного аналізу та геологічних досліджень відкриває нові горизонти у вивченні геології та природних небезпек узбережжя Пуерто-Рико.
