STRUCTURE OF THE KOTOKEL LAKE WATER AND BOTTOM SEDIMENTS ACCORDING TO GPR SOUNDING

Full Text

Озеро Котокель привлекает внимание российских и иностранных ученых как опорный разрез поздне-ледниковья и голоцена юга Восточной Сибири. На основе детальной палиностратиграфии отложений котловины оз. Котокель и интерпретации этих изменений в терминах ответственных за них климатических факторов проведена реконструкция динамики растительности котловины [1]. С начала 2000-х гг. на акватории озера проводились исследования российско-японской группой [2]. Отбор проб из пробуренных скважин до глубины 16 м и радиоуглеродная датировка отложений позволили построить стратиграфические колонки и оценить скорость осадконакоп-ления в период позднего плейстоцена-голоцена. Геоморфологические работы проводились Институтом земной коры СО РАН [3]. В связи с экологической катастрофой с 2008 г. по настоящее время действует запрет использования водоема в рекреационных, питьевых и хозяйственно-бытовых целях. Это было связано с ухудшением экологического состояния акватории и «цветением» воды в результате развития одноклеточных синезеленых водорослей (цианобактерий). Проблема обострилась вследствие водной связи озера с Байкалом. Имелась реальная угроза заражения вод оз.Байкал в районе устья р. Турка. Несмотря на проводимые исследования проблема «цветения» водоемов и происхождения «гафской болезни» остается нерешенной в глобальном масштабе. Остаются не исследованными физико-, термогидрологические, климатологические факторы создающие предпосылки возникновения опасной экологической ситуации. Геолокационное зондирование акватории. Задача исследования озера и его донных отложений является классической со времен становления радиолока ции как метода подповерхностного зондирования подстилающей среды [4, 5]. Технология георадиолокации на воде предусматривает использование, как правило, низкочастотных антенн, которые располагаются на дне плавсредства или буксируются прямо по воде. Георадарные работы можно проводить с пластиковых или резиновых лодок и при глубинах от метров до десятков метров в зависимости от проводимости воды, определяющей ее поглощающую способность по излучению. Георадиолокационные работы проводились с целью выявления профиля дна, толщины и строения донных отложений озера с помощью радиотехнического прибора подповерхностного зондирования (георадара) «Око-2» с антенным блоком АБДЛ «Тритон» производства ООО «Логис» (Москва) по заранее намеченным на карте профилям. Профилирование выполнялось на 3 местной моторной лодке типа «Командор». Работа георадара осуществлялась в непрерывном режиме антенным блоком АБДЛ «Тритон» с центральной частотой 50 МГц в режиме буксировки на плаву. Координатная привязка профиля осуществлялась GPS-приемником Garmin GPSmap60CSx. Схемы расположения профилей на акватории озера и полученные радарограммы представлены на рис. 1, 2. Радарограмма поперечного профиля 1 северной части озера длиной 3,8 км, показывает сложный рельеф и слоистость дна озера (рис. 1, б). Максимальные глубины 5 м наблюдаются во впадине, заполненной осадками с выположенным верхним слоем. Смещения слоев в донных отложениях и их несогласное залегание свидетельствуют о наличии сейсмодислокаций, отмеченных на радаро-грамме пунктирными линиями. а б Рис. 1. Профиль северной части оз. Котокель: а - схема расположения профиля на фрагменте спутникового изображения Google Earth; б - радарограмма профиля, полученная с помощью антенного блока «Тритон» с центральной частотой 50 МГц. Пунктирными линиями выделены сейсмодислокации 144 Вестник СибГАУ. № 5 (51). 2013 а О 100 200 300 400 500 600 700 800 900 м б Рис. 2. Радарограмма южной части оз. Котокель. Георадар «Око-2», АБДЛ «Тритон» На радарограмме профиля 2 протяженностью 1 км в южной части озера выделяются 3 слоя водной толщи и около десятка слоев донных отложений в ближней к берегу половине профиля (рис. 2). В центральной части профиля выявлена сейсмодислокация, по которой произошло опускание предыдущего участка профиля более чем на 2 м и заполнение образовавшейся ниши более проводящими осадками. О чем свидетельствует большее затухание сигнала, маскирующее слоистость разреза. В толще донных отложений имеются отдельные дифрагирующие объекты, один из которых отмечен как погребенный объект (рис. 2, б). Возможно это погребенный в осадках ствол дерева, произраставшего в данной местности в голоценовое время. По кратным гиперболам можно оценить диаметр ствола дерева около 0,5 м. Георадарные исследования на акватории оз. Кото-кель выявили новые данные о строении водной толщи и донных отложений: 1. Установлено явление стратификации водной толщи озера. Выделяются 3 слоя воды с различными электрофизическими свойствами, приводящими к наличию отражения зондирующего сигнала от горизонтов 2 и 3,5 м. Стратификация водной толщи замедляет обменные процессы и может приводить к застойным явлениям и накоплению природных и антропогенных токсинов. 2. Высокое разрешение и проникающая способность сверхширокополосного георадара «Око-2» с центральной частотой 50 МГц позволили выявить около десятка слоев в донных осадочных отложениях с погребенными объектами и следами палеосейсмодислокаций. Погребенными объектами могут быть стволы древних деревьев, произраставших в данной местности в голоцене. 3. Выявлена палеосейсмодислокация в южной части озера Котокель свидетельствующая, возможно, о катастрофическом опускании части дна озера на более чем 2 м (подобном опусканию 200 км суши в результате Цаганского землетрясения 1862 г. в дельте р. Селенги и образовавшем мелководный залив Провал). Это дает инструментальное подтверждение преимущественно тектонического характера формирования озерных котловин Байкальского региона [6]. Полученные новые результаты о стратификации водной толщи и донных осадков озера, строения котловины озера находятся в русле интересов мирового сообщества, особенно в части безопасного использования водоемов.

About the authors

V. B. Khaptanov

Institute of Physical Materials Science of the Siberian Branch Russian Academy of Sciences

Email: valery433210@rambler.ru
6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

Yu. B. Bashkuev

Institute of Physical Materials Science of the Siberian Branch Russian Academy of Sciences

6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

M. G. Dembelov

Institute of Physical Materials Science of the Siberian Branch Russian Academy of Sciences

6 Sakhyanova st., Ulan-Ude, 670047, Russia

References

Supplementary files