№ 2 (2025)
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Цифровое картографирование содержания и запасов органического углерода в почвах Предсалаирья с использованием онлайн-платформы Google Earth Engine и алгоритма случайного леса
Аннотация
Для ключевого участка в Предсалаирье проведено цифровое картографирование содержания почвенного органического углерода (ПОУ) в пахотном слое (0–30 см) почв алгоритмом случайного леса, реализованного на облачной онлайн-платформе Google Earth Engine (GEE). В качестве предикторов в модели случайного леса использовались: 19 биоклиматических переменных WorldClim; 5 климатических переменных, рассчитанных на основе WorldClim и почвенно-климатического атласа; 8 вегетационных индексов, рассчитанных на основе Landsat 8; 26 морфометрических характеристик рельефа, рассчитанных на основе цифровой модели высот ALOS; 2 переменные, характеризующие пространственное положение (долгота и широта). Коэффициенты корреляции (R) между содержанием ПОУ и значениями предикторов учтены при формировании следующих наборов предикторов: 1) BIO11+RVI; 2) Longitude+CNBL; 3) SАТ10+CC+Texture; 4) 60 предикторов; 5) 42 (без кривизн рельефа, вегетационных индексов и предикторов с нулевыми значениями); 6) 37 (все с R > ±0.5); 7) 32 (все с R > ±0.3 без вегетационных индексов); 8) 27 (все с R > ±0.5 без вегетационных индексов); 9) 23 (без BIO1–19, кривизн рельефа, вегетационных индексов и предикторов с нулевыми значениями). Результат моделирования содержания ПОУ на основе 32 предикторов и обучающего набора данных (n = 42) с более низким RMSE (0.72) выбран в качестве лучшего. C применением педотрансферной функции проведено моделирование плотности сложения почв, которая совместно с картой содержания ПОУ была использована для составления карты запасов ПОУ. Содержание ПОУ в пахотном слое (0–30 см) варьировало от 1.3 до 6.1% по фактическим данным, а запасы ПОУ – от 84 до 203 т/га. Наибольшее содержание и запасы ПОУ выявлены в почвах верхней части склона, тогда как вниз по склону отмечено постепенное снижение значений этих показателей. Плотность сложения почв по расчетным данным варьировала в диапазоне от 1.20 до 1.36 г/см3 и увеличивалась вниз по склону, т.е. имела обратный тренд распределения по сравнению с содержанием и запасами ПОУ. Общие запасы ПОУ в пахотном слое (0–30 см) почв исследуемой территории площадью 225 га составили 28.7 кт.



Картирование гидротермально-метасоматических изменений для прогнозирования золоторудной минерализации на основе обработки набора данных космического аппарата дистанционного зондирования Земли Landsat 8 на территории щита Ахаггар (Южный Алжир)
Аннотация
Впервые на основе материалов космической съемки космического аппарата дистанционного зондирования Земли Landsat 8 выполнено картирование гидротермально-метасоматических изменений на территории щита Ахаггар, Южный Алжир, перспективной для выявления золоторудной минерализации. Исследование проведено с целью выявления сходных закономерностей в распределении гидротермально-метасоматических изменений для разработки прогнозно-поисковых критериев на золоторудный тип минерализации. Таким образом, было установлено, что перспективные на золоторудную минерализацию площади на территории щита Ахаггар локализованы вдоль и/или внутри трансрегиональной разломной зоны, которая контролирует рудную минерализацию, приуроченную к периферии крупных морфоструктур (диаметром от 400 до 800 км) 1-го порядка. Такие морфоструктуры осложнены кольцевыми и дуговыми структурами 2-го и более высоких рангов, а также разрывными нарушениями ССЗ и ССВ простираний протяженностью более 100 км, либо ослабленными зонами, вдоль которых фиксируются внедрения даек среднего (габбро-диориты, диориты) состава, связанных с золоторудной минерализацией. Кроме того, в потенциально рудоносных вулканических постройках должны проявлятся метасоматические ореолы значительной площади (более 30 км2) с повышенными значениями индексов оксидов двух- (магнетит) и трехвалентного железа (гематит), и в меньшей степени – оксидов и гидроксидов железа (лимонит), гидроксил-(Al-OH, Mg-OH) и карбонат-содержащих минералов.



ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ
Мониторинг проявлений грязевулканических флюидов в Каспийском море по многоспектральным спутниковым данным
Аннотация
На основании результатов космического мониторинга с использованием многоспектральных спутниковых данных выявлены и исследованы 180 случаев проявлений грязевулканических флюидов (ГВФ) на морской поверхности и в приповерхностном слое Каспийского моря в районе Челекено-Ливановской поднятий за период времени с 2019 по 2021 годы. Для областей проявлений ГВФ проанализированы отражательные способности в 7-ми спектральных каналах аппаратуры спутников Landsat-8 и Sentinel-2A/B в диапазоне длин волн 0.44–2.2 мкм. В областях проявлений ГВФ на морской поверхности выявлены значимые положительные контрасты в “фиолетовом” (~0.44 мкм), “синем” (~0.48 мкм) и “зеленом” (~0.56 мкм) спектральных каналах, обусловленные наличием взвешенных веществ и пузырьков газа в приповерхностном слое водной толщи. Математические ожидания контрастов Вебера в этих спектральных каналах варьировались в диапазоне от С~0.47 до С~0.77. На основании комплексного анализа пространственно-геометрических характеристик проявлений ГВФ и батиметрической карты района установлены координаты источников выбросов, которые соответствовали вершине грязевулканической банки.



Сравнение образов горячих точек и мантийных плюмов различного типа в поле литосферных магнитных аномалий
Аннотация
Карты пространственного распределения поля литосферных магнитных аномалий для трех областей нахождения горячих точек: Гавайской, Афар и Исландской проанализированы с целью решения междисциплинарной задачи взаимодействия горячих точек и мантийных плюмов с литосферой. Для построения магнитных образов плюмов и горячих точек использованы данные измерений геомагнитного поля, полученные искусственным спутником Земли CHAMP на уровне 280‒260 км за 2010, последний, год его работы, когда высота орбиты была минимальной. Дополнена созданная ранее база параметров аномального магнитного поля для регионов Эфиопии и Исландии, получены новые данные для части акватории Тихого океана, где находится Гавайская горячая точка. Построены карты поля литосферных магнитных аномалий для центральной части Тихого океана, Восточно-Африканской рифтовой зоны и Северной Атлантики. Показано, что магнитные образы горячих точек различного типа: океанической Гавайской, континентальной Эфиопской и островной Исландской проявляются в литосферном поле по-разному, отражая особенности тектонических процессов, проходивших ранее и развивающихся в настоящее время на рассматриваемых территориях. Подтверждено, что использование спутниковых геомагнитных наблюдений в областях с плюмовой деятельностью в совокупности с другими геолого-геофизическими данными регионального масштаба могут добавить ценную информацию в общую картину исследования этих тектонических процессов.



Количественные закономерности морфологического строения параллельно-грядовых эоловых равнин по материалам космических съемок
Аннотация
Работа представляет результаты исследования строения ландшафтного рисунка, сформированного скоплениями продольных барханов, методами математической морфологии ландшафта. Выявлены количественные закономерности распределения длин барханов (логнормальное распределение) и пространственного распределения точек начал, окончания и пересечения эоловых форм (пуассоновское распределение) в разных физико-географических регионах. Указано на сходство строения рисунками с другими типами эолового морфогенеза.



Анализ динамики активизации озерного термокарста за период 1966-2021 гг. (на примере заболоченного участка Яно-Индигирской низменности)
Аннотация
Активизация термокарстовых процессов под воздействием потепления климата за последние десятилетия в криолитозоне наблюдается практически повсеместно, изучению этих процессов посвящено множество исследований, особое внимание среди них уделяется количественным закономерностям термокарстовых озер и их динамики. Целью исследования являлся анализ динамики термокарстовых озер и оценка их количественных характеристик по материалам космической съемки, а также связи динамики термокарстовых озер с климатическими изменениями. Исследование проводилось на примере участка Яно-Индигирской низменности на севере Якутии на основе серии космических снимков Corona, Landsat-7 и Sentinel-2 за 6 периодов наблюдения: 1966, 1976, 1999, 2007, 2013 и 2021 года, а также цифровой модели рельефа ArcticDEM (2 м/пикс). На участке выделено 248 озер и 303 аласа, озера были классифицированы на 6 основных классов по их типу и расположению. Исследование показало общий рост площадей и количества озер, при этом динамика озер имеет разнонаправленный характер. Остаточные озера внутри аласов имеют постоянную тенденцию к сокращению площади, тогда как термокарстовые озера внутри аласов росли в 1976 и 2007, в остальные года общая площадь сокращалась. В 1999 и 2013 годах площади озер увеличились на 3.1% и 20% соответственно, в остальные года наблюдается небольшое уменьшение площадей. Количество озер в общей сумме к 2021 году выросло на 90, также наблюдается увеличение количества остаточных озер внутри аласов, что говорит об осушении термокарстовых озер. При этом исследование показывает рост количества новых озер внутри и вне аласов, без учета количества остаточных озер, образовавшихся в результате распада крупного озера на более мелкие. Было отмечено появление новых аласов в 1976, 2013 и 2021 годах, что говорит об осушении некоторых озер и уменьшение суммарной площади. Анализ аномальных отклонений температур показывает общее увеличение после 1999, с этого же периода начинается рост количества и площадей озер.



Структурная позиция железомарганцевого оруденения Магеллановых гор (Тихий океан) по данным морфотектонических и космогеологических исследований
Аннотация
Использование методик морфоструктурного анализа и космогеологического дешифрирования при работе с визуализированными цифровыми моделями рельефа подводных Магеллановых гор позволило выявить пространственную и иерархическую организацию кольцевых аномалий и линеаментов, соотносимых соответственно с очаговыми структурами и зонами разломов разного ранга. Согласно результатам комплексных исследований и имеющимся региональным геологическим материалам, определяющее значение в формировании и развитии рассматриваемой горной системы принадлежит явлениям мантийного диапиризма и базальтоидного вулканизма, которые реализовались дискретно во времени в хронологический период мел – средний миоцен. Главную роль в размещении Fe, Mn, Co оруденения исследованного район Магеллановых гор играет крупная (радиус до 270 км) очаговая система, соотносимая с проекцией диапира подлитосферной мантии и выраженная в рельефе реликтовым магматическим сводом. Образование рудной минерализации происходило дифференцированно во времени и пространстве на протяжении длительного периода времени, начиная с позднего мела (кампан-маастихт), на фоне постоянно возобновляющейся концентрации металлов Fe, Mn, Co в придонных слоях водной толщи за счет гидротерм и явлений гальмиролиза. Радиально-концентрическое размещение рудной минерализации характерно для реликтового сводового поднятия, отдельных палеовулканических построек и их группировок, соотносимых с крупными гайотами. Полученные данные послужили основой прогнозных критериев для данного типа оруденения.



Выделение сдвигов и надвигов Юкки-Токсовской зоны разломов в окрестностях Санкт-Петербурга на основе данных дистанционного зондирования
Аннотация
Рассмотрены особенности строения Юкки-Токсовской зоны разломов сдвигового типа. Результаты анализа космических изображений Юкки-Токсовской зоны позволяют иначе взглянуть на новейшую тектонику и геологию района. На материалах представлена линзовидная форма зоны сдвига, нетипичная для территории платформы. Внутри зоны разломов закартированы тела гигантской тектонической брекчии в виде ромбоэдров, неочевидных для данного района. Юкки-Токсовская зона изучена методами структурного анализа на уровне осевых зон разломов и сместителей. Приводится описание обнажений верхнечетвертичных пород, находящихся на осях разломов или их крыльях. Выявлены сдвиги и надвиги в приповерхностной части разреза верхнечетвертичных отложений. Обоснование кинематических типов разломов выполняется при изучении положения надвигов на их крыльях. Представлен спектрально-сейсморазведочный профиль через палеосейсмогенный уступ и один из разломов. Измерены величины вертикальных и горизонтальных движений по разломам по смещению пород маркирующего горизонта. Изучены вертикальные сместители разломов, выявлена их генетическая связь с надвигами как развитие единой зоны сдвига. Обнаружены зоны сколовых нарушений нескольких типов. Разломы Юкки-Токсовской зоны определены как левосторонние сдвиги. Сделана предварительная оценка скоростей горизонтальных движений по разломам Юкки-Токсовской зоны. Предложено использовать территорию Юкки – Токсовской зоны разломов в качестве полигона для изучения голоценовых палеоземлетрясений.


