Modern distribution and verification of detected natural oil seeps in the Azov-Black Sea basin

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The results of monitoring of natural oil seeps in the Azov-Black Sea basin with synthetic aperture radar (SAR) in the period from 2020 to 2022 are analyzed. The SAR images of European satellites Sentinel-1A and Sentinel-1B were used for their search, detection and study. Using the geoinformation approach the main areas of oil seepage were identified and new oil seeps were detected. Their verification was carried out by analyzing all available information on geological and geophysical features of the water basins experimentally by subsatellite observations and measurements as well as by alternative remote sensing methods such as high resolution optical imagery. This allowed identifying twenty-eight oil seep sources in the Black Sea and one in the Sea of Azov. It is shown the study of natural oil seeps, their distribution and current activity is one of the important research tasks that is currently receiving considerable attention.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. K. Klimenko

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Author for correspondence.
Email: klimenko.sk@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

A. Y. Ivanov

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Science

Email: klimenko.sk@ocean.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Бобылев В.В., Железняк В.Е., Шиманов Ю.В. и др. Геология и нефтегазоносность шельфа Черного и Азовского морей. М.: Недра, 1979. 184 с.
  2. Богаец А.Т., Бондарчук Г.К., Леськив И.В. и др. Геология шельфа УССР. Нефтегазоносность // Киев: Наукова Думка, 1986. 152 с.
  3. Бондур В.Г. Аэрокосмические методы и технологии мониторинга нефтегазоносных территорий и объектов нефтегазового комплекса // Исслед. Земли из космоса. 2010. № 6. С. 3–17.
  4. Глумов И.Ф., Гулев В.Л., Карнаухов С.М., Сенин Б.В. Региональная геология и перспективы нефтегазоносности Черноморской глубоководной впадины и прилегающих шельфовых зон / Под ред. Б.В. Сенина. Ч. 2. М.: Недра, 2014. 181 с.
  5. Евтушенко Н.В., Иванов А.Ю. Нефтепроявления в юго-восточной части Черного моря по данным космической радиолокации // Исслед. Земли из космоса. 2012. № 3. С. 24–30.
  6. Егоров В.Н., Артемов Ю.Г., Гулин С.Б. Метановые сипы в Черном море. Средообразующая и экологическая роль. Севастополь: НПЦ “ЭКОСИ-Гидрофизика”, 2011. 405 с.
  7. Затягалова В.В. Комплексный анализ естественных выходов углеводорода в восточной части Азово-Черноморского бассейна на основе спутниковых наблюдений и данных геолого-геофизических исследований // Метеорология и гидрология. 2012. № 3. С. 56–70.
  8. Иванов А.Ю. Слики и пленочные образования на космических радиолокационных изображениях // Исслед. Земли из космоса. 2007. № 3. С. 73–96.
  9. Иванов А.Ю., Затягалова В.В. Картографирование пленочных загрязнений моря с использованием космической радиолокации и географических информационных систем // Исслед. Земли из космоса. 2007. № 6. C. 46–63.
  10. Иванов А.Ю., Кучейко А.Ю., Евтушенко Н.В. и др. Естественные нефтепроявления в крымских водах Черного моря по данным радиолокационного зондирования // 16-я Всеросс. откр. конференция “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”. 13–17 ноября 2017 г. М.: ИКИ РАН, 2017. С. 254.
  11. Иванов А.Ю., Матросова Е.Р. Техногенная грифонная активность в северо-западной части Черного моря по данным съемок из космоса // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 8. С. 57–63.
  12. Иванов А.Ю., Матросова Е.Р., Кучейко А.Ю. и др. Поиск и обнаружение естественных нефтепроявлений в морях России по данным космической радиолокации // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 5. С. 43–62.
  13. Клименко С.К. Пространственно-временные характеристики естественных нефтепроявлений Азово-Черноморского бассейна по данным космической радиолокации за 2020–2023 гг. // Комплексные исследования Мирового океана / Материалы VIII Всероссийской научной конференции молодых ученых. Владивосток: ДВО РАН, 2024. С. 531–532 (в печати).
  14. Клименко С.К., Иванов А.Ю., Немировская И.А. Спутниковый радиолокационный мониторинг и верификация естественных нефтепроявлений в Керченском предпроливье Черного моря // Труды XII Всерос. конф. с международным участием “Современные проблемы оптики естественных вод”. М.: ИО РАН, 2023. С. 143–146.
  15. Клименко С.К., Иванов А.Ю., Терлеева Н.В. Пленочные загрязнения Керченского пролива по данным пятилетнего радиолокационного мониторинга: современное состояние и основные источники // Исслед. Земли из космоса. 2022. № 3. С. 37–54.
  16. Круглякова Р.П., Круглякова М.В., Щевцова Н.Т. Геолого-геохимическая характеристика естественных проявлений углеводородов в Черном море // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 1. С. 37–51.
  17. Круглякова Р.П., Кругляков В.В., Шевцова Н.Т. Естественные выходы нефти и газа на дне турецкого континентального склона Черного моря // Труды XIX Межд. науч. конф. по морской геологии. М.: ИО РАН, 14–18 ноября 2011 г. Т. 2. С. 57–60.
  18. Кутас P.M., Русаков О.М., Коболев В.П. Геолого-геофизические исследования газовыделяющих структур в северо-западной части Черного моря // Геология и геофизика. 2002. Т. 43. JSV7. С. 698–705.
  19. Лаврова О.Ю., Митягина М.И., Костяной А.Г. Спутниковые методы выявления и мониторинга зон экологического риска морских акваторий. М.: ИКИ РАН, 2016. 335 с.
  20. Митягина М.И., Лаврова О.Ю. Оценка рисков загрязнения поверхности юго-восточной части Черного моря, обусловленного естественными выходами нефти с морского дна // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 211–220.
  21. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа. Морской нефтегазовый комплекс: состояние, перспективы, факторы воздействия. М.: Изд-во ВНИРО, 2017. Т. 1. 326 c.
  22. СКАНЭКС, 2022. В Кизилташском лимане Черного моря обнаружены естественные нефтепроявления. https://www.scanex.ru/company/news/v-kiziltashskom-limane-chernogo-morya-obnaruzheny-estestvennye-nefteproyavleniya/
  23. Туголесов Д.А., Горшков А.С., Хахалев Е.М. и др. Тектоника мезокайнозойских отложений Черноморской впадины. М.: Недра, 1985. 215 с.
  24. Шнюков Е.Ф., Зиборов А.П. Минеральные богатства Черного моря. Киев: НАН Украины, 2004. 285 с.
  25. Шнюков Е.Ф., Иноземцев Ю.И., Куковская Т.С. и др. Геолого-океанологические исследования в Черном море. Киев: Логос, 2014. 132 с.
  26. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П. Слепые грязевые вулканы Черного моря // Геологія і корисні копалини Світового океану. 2020. Т. 16. № 2. С. 49–65.
  27. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П., Пасынков А.А. Газовый вулканизм Азово-Черноморского региона. Киев: Логос, 2013. 384 с.
  28. Шнюков Е.Ф., Митин Л.П., Клещенко С.А., Григорьев А.В. Зона акустических аномалий в Черном море близ Севастополя // Геологический журнал. 1993. № 4. С. 62–67.
  29. Шнюков Е.Ф., Орловский Г.Н., Усенко В.П. и др. Геология Азовского моря. К.: Наукова думка, 1974. 247 с.
  30. Шнюков Е.Ф., Соболевский Ю.В., Гнатенко Г.И. и др. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области. Атлас. К.: Наукова Думка, 1986. 152 с.
  31. Alpers W., Espedal H.A. Oils and surfactants. In: Synthetic Aperture Radar Marine User’s Manual, 2004. P. 263–275.
  32. Alpers W., Holt B., Zeng K. Oil spill detection by imaging radars: Challenges and pitfalls // Remote Sens. Environ. 2017. V. 20. P. 133–147.
  33. Ivanov A.Yu., Morović M. Detection and mapping oil seeps in the Adriatic Sea using SAR imagery // Acta Adriatica. 2020. V. 61. № 1. P. 13–26.
  34. Jatiault R., Dhont D., Loncke L., Dubucq D. Monitoring of natural oil seepage in the Lower Congo Basin using SAR observations // Remote Sensing of Environment. 2017. V. 191. № 7. P. 258–272.
  35. Judd A., Hovland M. Seabed fluid flow. The impact on geology, biology and the marine environment. Cambridge Univ. Press, 2007. 475 p.
  36. Kvenvolden K.A., Cooper C. Natural seepage of crude oil into the marine environment // Geo-Marine Letters. 2003. V. 23. № 3. P. 140–146.
  37. MacDonald I.R. Natural oil spills // Sci. American, 1998. V. 279. № 50. P. 51–66.
  38. MacDonald I.R., Naehr T. Remote sensing and sea truth measurements of methane flux to the atmosphere (HYFLUX project) // Quarterly Report, October– December 2010. National Energy Technology Laboratory / Texas A&M University. USA, 2011. 24 p.
  39. MacDonald I.R., Redly J.F.Jr., Best S.E. et al. Remote sensing inventory of active oil seeps and chemosynthetic communities in the northern Gulf of Mexico / In: Hydrocarbon Migration and its Near-Surface Expression, 1996, AAFG Memoir 66, p. 27–37.
  40. Najoui Z., Riazanoff S., Deffontaines B., Xavie J.-Pl. Estimated location of the sea floor sources of marine natural oil seeps from sea surface outbreaks: A new “source path procedure” applied to the northern Gulf of Mexico // Marine and Petroleum Geology. 2018. V. 91. P. 190–201.
  41. Navionics ChartViewer. https://webapp.navionics.com/
  42. Quintero-Marmol A.M., Pedroso E.C., Beisl C.H. et al. Operational applications of Radarsat-1 for the monitoring of natural oil seeps in the South Gulf of Mexico // Proceedings IGARSS. 2003. V. 4. P. 2744–2746.
  43. Wagner-Friedrichs M., Bulgay E., Keil H. et al. Gas seepage and gas/fluid migration associated with the canyon-ridge system offshore Batumi (Georgia, south-eastern Black Sea) inferred from multichannel seismic data // Int. J. Earth Sci. 2011. P. 1–25.
  44. Williams A., Lawrence G. The role of satellite seep detection in exploring the South Atlantic’s ultra deep water. Surface exploration case histories: Applications of geochemistry, magnetics, and remote sensing // AAPG Studies in Geology. 2002. V. 48. P. 327–344.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Summary map-diagram of film pollution spots and oil shows in the Kerch Strait and the Kiziltash Estuary of the Black Sea, detected according to radar monitoring data from 2020–2022.

Download (439KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Oil seeps near Maria Magdalena Bank in fragments of optical images (left) and radar images (right) acquired in July–August 2022; the source is shown as a purple star. © ESA

Download (526KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spatio-temporal grouping of the most characteristic spots of natural oil shows on the eastern Crimean shelf 13 km from Cape Karangat in the period from 2017 to 2022.

Download (314KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Spatio-temporal grouping of the most characteristic spots of natural oil shows in the south-eastern part of the Black Sea (water area southwest of Poti) in the period from 2017 to 2022.

Download (415KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Display of all oil shows in the Georgian sector of the Black Sea opposite the city of Poti on a fragment of the radar image of the Sentinel-1A satellite from 03.09.2022 (15:11 UTC). © ESA

Download (471KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Spatio-temporal grouping of the most characteristic spots of natural oil seeps in the territorial waters of the Turkish province of Rize in May–August 2021.

Download (440KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Natural oil seeps in Turkish waters of the Black Sea opposite Rize province in a fragment of the Sentinel-1A radar image from 11.06.2022 (15:10 UTC). © ESA

Download (289KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Spatio-temporal grouping of the most characteristic spots of natural oil shows in the Turkish sector of the Black Sea opposite the city of Unye from May to August 2021.

Download (266KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Examples of repeating signatures of natural oil seeps on Sentinel-1 radar imagery fragments off Unye in the Turkish sector of the Black Sea in 2021 © ESA

Download (427KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Spatio-temporal distribution of single spots of natural oil shows on the western Crimean shelf in the period from 2019 to 2021.

Download (288KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Spatio-temporal grouping of natural oil seepage spots on the continental slope of the northwestern Black Sea in the period from 2020 to 2022.

Download (263KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Spatio-temporal grouping of natural oil seeps in the Sea of Azov near the village of Kuchugury in the period 2020–2022.

Download (253KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Map-scheme of the locations of natural oil shows, discovered and verified during long-term radar monitoring of the Azov-Black Sea basin.

Download (346KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences