Геологический вестник

Изучение глубоких континентальных скважин выявило существенные вертикальные вариации теплового потока. Этот факт до сих пор не имеет удовлетворительного объяснения. Одной из возможных причин может быть влияние прошлых изменений климата, а именно изменений температуры поверхности Земли. В работе на примере платформенной части Республики Башкортостан обсуждаются некоторые следствия учета влияния палеоклимата на измеренный тепловой поток. Выполнено численное моделирование влияния палеоклимата на распределение теплового поля в скважине с использованием двух моделей прошлых изменений климата. Первая модель, принятая ранее, включает два крупных климатических эпизода прошлого — вюрмское оледенение 80–10 тысяч лет назад, и малый ледниковый период, 600–150 лет назад. Вторая использует климатическую кривую для мезокайнозоя, которая учитывает также потепление, начавшееся примерно 65 млн лет назад, достигшее максимума около 45 млн лет назад и сменившееся похолоданием, продолжающимся с некоторыми колебаниями до настоящего времени [Величко, 1987]. Показано, что при анализе вертикальных вариаций теплового потока использование модели прошлых изменений климата с учетом более отдаленных крупных климатических событий, чем это делалось ранее, позволяет оценить влияние палеоклимата как гораздо более значительное, чем считалось. Однако на данном этапе исследований при принятых моделях изменений температуры на поверхности Земли вертикальные вариации теплового потока, установленные по результатам экспериментальных геотермических исследований, невозможно объяснить лишь влиянием палеоклимата. Для решения проблемы необходимо детальное изучение теплофизических свойств пород, качественные замеры температуры в скважинах, совершенствование модели прошлых изменений климата в исследуемом регионе.

Тепловой поток, палеоклимат, вертикальные вариации

• Величко А.А. Структура термических изменений палеоклиматов мезокайнозоя по материалам изучения Восточной Европы // Климаты Земли в геологическом прошлом. — М.: Наука, 1987. — С. 5–43.
• Галушкин Ю.И. Моделирование осадочных бассейнов и оценка их нефтегазоносности. — М.: Научный мир, 2007. — 456 с.
• Голованова И.В. Тепловое поле Южного Урала. — М.: Наука, 2005. — 189 с.
• Голованова И.В., Валиева Р.Ю. Новые оценки амплитуды вюрм-голоценового потепления на Южном Урале по геотермическим данным // Геологический сборник. — №5. Информационные материалы ИГ УНЦ РАН. — Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. — С. 201–203.
• Голованова И.В., Пучков В.Н., Сальманова Р.Ю., Демежко Д.Ю. Новый вариант карты теплового потока Урала, построенный с учетом влияния палеоклимата // Доклады Академии наук. — 2008. — Т. 422. — №3. С. 394–397.
• Голованова И.В., Селезнева Г.В., Смородов Е.А. Реконструкция послеледникового потепления на Южном Урале по измерениям температуры в скважинах // Геологический сборник. — №1. Информационные материалы, ИГ УНЦ РАН, Уфа. — 2000. — С. 113–116.
• Демежко Д.Ю. Геотермический метод реконструкции палеоклимата (на примере Урала). — Екатеринбург: УрО РАН, 2001. — 144 с.
• Клименко В.В., Климанов В.А., Федоров М.В. История средней температуры северного полушария за последние 11 000 лет // Докл. АН СССР. — 1996. — Т. 348. — №1. — С. 111–114.
• Пименов В.П., Попов Ю.А., Климанов В.А. Вертикальные вариации теплового потока и палеоклимат // Физика Земли. — 1996. — №6. — С. 84–92.
• Попов Ю.А., Ромушкевич Р.А., Попов Е.Ю., Башта К.Г. Геотермические характеристики разреза СГ — 4 // Результаты бурения и исследований Уральской сверхглубокой скважины (СГ — 4). Научное бурение в России: Сборник науч. тр. ФГУП НПЦ «Недра». Ярославль, 1999. — Вып. 5. — С. 77–88.
• Сальников В.Е. Геотермический режим Южного Урала. — М.: Наука, 1984. — 88 с.
• Chekhonin E., Popov Y., Peshkov G., Spasennykh M., Popov E., Romushkevich R. On the importance of rock thermal conductivity and heat flow density in basin and petroleum system modelling. Basin Res. 2020. 32. P. 1261–1276. DOI: 10.1111/bre.12427
• Demezhko D.Yu., Golovanova I.V. Climatic changes in the Urals over the past millennium — an analysis of geothermal and meteorological data // Climate of the Past. 2007. V. 3, P. 237–242. (www.clim-past.net / 237 / 1 / 2007 / )
• Demezhko D.Yu., Ryvkin D.G., Outkin V.I., Duchkov A.D., Balobaev V.T. Spatial distribution of Pleistocene / Holocene warming amplitudes in Northern Eurasia inferred from geothermal data // Climate of the Past. 2007. V. 3. P. 559–568. (www.climpast.net / 3 / 559 / 2007).
• Emmermann R., Lauterjung J. The German continental deep drilling program KTB: Overview and major results. J. Geophys. Res., 1997. V. 102. P. 18179–18201. DOI: 10.1029/96JB03945
• Jouzel J., Lorius C., Petit J.R.C. Genthon, N.I. Barkov, V.M. Kotlyakov, V.M. Petrov Vostok ice core: a continuous isotope temperature record over the last climatic cycle (160 000 years) // Nature. 1987. 329 (6138). P. 403–408. https://doi.org/10.1038/329403a0
• Kukkonen I.T., Golovanova I.V., Khachay Yu.V., Druzhinin V.S., Kosarev A.M., Schapov V.A. Low Geothermal heat flow of the Urals fold belt — implication of low heat production, fluid circulation or palaeoclimate? // Tectonophysics. 1997. V. 276. P. 63–85.
• Majorowicz J., Wybraniec S. New terrestrial heat flow map of Europe after regional paleoclimatic correction application. Int.J. Earth Sci. (Geol Rundsch). 2010. DOI: 10.1007/S00531‑010‑0526‑1
• Mottaghy D., Schellschmidt R., Popov Y.A., Clauser C., Romushkevich R.A., Kukkonen I.T., Nover G., Milanovsky S. New heat flow data from the immediate vicinity of the Kola super-deep borehole: Vertical variation in heat flow confirmed and attributed to advection // Tectonophysics. 2005. V. 401. P. 119–142. DOI: 10.1016/j.tecto.2005.03.005
• Popov Y., Pevzner S., Pimenov V., Romushkevich R. New geothermal data from the Kola superdeep well SG-3 // Tectonophysics. 1999. V. 306. P. 343–366. DOI: 10.1016/S40–1951(99)00065–7
• Popov Y., Spasennykh M., Shakirov A., Chekhonin E., Romushkevich R., Savelev E., Gabova A., Zagranovskaya D., Valiullin R., Yuarullin R., Golovanova I., Sal’manova R. Advanced Determination of Heat Flow Density on an Example of a West Russian Oil Field. / Geosciences (Switzerland). 2021. V. 11. N 8. P. 346. DOI: 10.3390 / geosciences11080346