Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 11–15 ноября 2024 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XXII.G.473

РОЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АНТАРКТИЧЕСКОЙ ОЗОНОВОЙ АНОМАЛИИ

Кашкин В.Б. (1), Рублева Т.В. (1), Симонов К.В. (2), Серебренникова Л.М. (1)
(1) Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
(2) Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия
Природа образования и пространственного развития Антарктической озоновой дыры (АОД) остаётся до сих пор научной проблемой, далекой от разрешения. Традиционно в качестве механизмов, влияющих на озоновый слой в полярных широтах Южного полушария, считаются фотохимический и атмосферной динамики [1]. Воздействие глубинной дегазации, на Антарктическую озоносферу рассматривается только на основе анализа газового шлейфа стратовулкана Эребус [2]. Спутниковые гравитационные данные GOСЕ, проанализированные в [3], позволили по-новому оценить геодинамические особенности литосферы Антарктиды. В связи с этим представляет научный интерес роль другого геодинамического фактора – пограничной зоны между кратонной Восточной и некратонной Западной Антарктидой. Это трансантарктическая область тектоно-магматической активизации является дополнительным источником процессов дегазации [4-6]. Толщина земной коры здесь изменяется от 20 до 60 км. Под тектонической границей находится кайнозойский мантийный плюм и интенсивно выделяются газовые примеси, являющиеся катализаторами деструкции озона.
В нашей работе на основе спутниковых данных [7] проанализированы в весенний период 1978-2023 гг. наиболее существенные характеристики Антарктической озоновой дыры: минимальные значения ОСО (общего содержания озона), площадь и дефицит масс озона. Климатической нормой для озона считается значение 220 ед.Д. (1 е.Д. = 10-5 м). Величины, меньшие 220 ед.Д., характеризуют озоновые аномалии. Нами разработана методика обработки, анализа спутниковых данных и построения цифровых карт поля ОСО в Южном полушарии над геодинамическими районами. Изучены особенности распределения минимальных значений ОСО с привязкой по географическим координатам. Область формирования озонной аномалии находится в секторе широт (70–90° ю. ш.). Значения минимумов ОСО варьируются в пределах от 85 ед.Д. до 131 ед.Д. Выявлено, что в период с 1978 по 1999 годы минимальные значения озона регистрируются вблизи тектонической границы на стороне кратонной Антарктиды. В 2000–2023 гг. большая часть минимумов ОСО зафиксирована вблизи Западной рифтовой зоны (WARS) и Земли Мари-Берд, где расположены отрицательные гравитационные аномалии.
Анализ спутниковых данных позволил выделить годы (2002, 2018, 2019) с нетипичными атмосферными сценариями развития Антарктической озоновой дыры. Например, В 2002 г. зафиксированы 2 озоновые дыры (10 и 20 сентября). Площадь первой дыры составила 17,72 млн. км2, а второй – 21,57 млн. км2. Минимальные значения ОСО составили 132 ед.Д. и 131 ед.Д., соответственно. Анализ цифровых карт показал, что 26 сентября 2002 г. произошло разделение АОД на 2 аномальных объекта по тектонической границе. Первый с большей площадью и минимумом ОСО, равным 169 ед.Д., оказался расположенным над кратонной частью, а второй с меньшей площадью и минимумом ОСО, равным 170 ед.Д.,, расположен в WARS и вблизи Земли Мари-Берд.
Важно отметить, что исследование влияния геодинамических процессов на развитие Антарктической озоновой дыры, особенно в годы ее аномальной динамики не проводилось. Считаем, что это изучение необходимо для повышения точности оценок озоновой аномалии в полярных широтах Южного полушария.

Ключевые слова: геодинамика, литосфера, глубинная дегазация, гравитационные аномалии, спутниковые данные, озоновый слой, деструкция озона, Антарктическая озоновая дыра
Литература:
  1. Кашкин В. Б., Рублева Т. В., Хлебопрос Р. Г. Стратосферный озон: вид с космической орбиты. – Красноярск: СФУ, 2015. 221 с.
  2. Савельева Е. С., Зуев В. В., Зуева Н. Е. Вулкан Эребус – ключевой фактор усиления антарктической озоновой дыры // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22. № 5. С. 541–547.
  3. Ebbing J., Haas P., Ferraccioli F., Pappa F., Szwillus W., Bouman J. Earth tectonics as seen by GOCE ‒ Enhanced satellite gravity gradient imaging // Scientific reports. 2018. V. 8. No. 1. 16356. 9 рр. doi: 10.1038/s41598-018-34733-9
  4. Goodge J. W. Geological and tectonic evolution of the Transantarctic Mountains, from ancient craton to recent enigma // Gondwana Research. 2020. V. 80. P. 50-122.
  5. An M., Wiens D.A., Zhao Y., Feng M., Nyblad, A., Kanao M., and et all. Temperature, lithosphere‐asthenosphere boundary, and heat flux beneath the Antarctic Plate inferred from seismic velocities // Journal of Geophysical Research. 2015. V. 120. No. 12. P. 8720-8742.
  6. Добрецов Н. Л. Взаимодействие тектоники плит и тектоники плюмов: вероятные модели и типичные примеры // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 5–6. С. 617–647.
  7. https://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Кашкин В.Б., Рублева Т.В., Симонов К.В., Серебренникова Л.М. РОЛЬ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ФАКТОРА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АНТАРКТИЧЕСКОЙ ОЗОНОВОЙ АНОМАЛИИ // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 418. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a

Дистанционные методы в геологии и геофизике

418