Порядок поиска проседаний на спутниковых снимках

МЕТОДИКА АНАЛИЗА СПУТНИКОВЫХ СНИМКОВ

С ЦЕЛЬЮ ОБНАРУЖЕНИЯ СУФФОЗИОННЫХ ПРОСЕДАНИЙ,

СВЯЗАННЫХ С ВЫХОДОМ ГЛУБИННЫХ ФЛЮИДОВ

НА ДНЕВНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

Суффозионные проседания, связанные с выходом глубинных флюидов на дневную поверхность, в большинстве своём приурочены к глубинным разломам материковой плиты. Но из-за особенностей структуры подстилающих осадочных пород они могут оказаться и в десятке – другом километров от разлома, так как глубинные флюиды (различные газы и вода) могут приникать сквозь осадочные породы только по трещиноватым структурам.

Рис. 1. Фрагмент геоморфологической карты СССР 1984 г. Чёрные непрямые линии разной толщины – глубинные разломы материковой плиты.

На рис. 1 показан фрагмент геоморфологической карты. Калужская область лежит между 33^о30’ и 37^о20’ восточной долготы и между 53^о 10’ и 55^о 20’ северной широты. Границы областей на карте не показаны. Здесь на рисунке 1 в 1 см примерно около 20 км.

Суффозионные проседания на открытой местности выглядят как понижения округлых форм, либо с окнами открытой воды, либо сухие. Размеры этих понижений в плане – от метров до километров, глубина – от метров до десятка метров. В лесистой местности они выглядят как поляны или округлые участки, лишённые высоких деревьев, но заросшие мелколесьем либо кустарником, с окнами воды либо сухие. Старые проседания часто превращаются в типичные болота. На проседаниях, возникших в лесу, часто можно видеть множество погибших деревьев, сухостойных или упавших. Проседания на суходолах собирают воду с поверхности, там начинают расти влаголюбивые кустарники, а если рост проседания прекращается, то и деревья. В результате возникшее на пахотной земле проседание выводит пахотную землю из эксплуатации. Таких островков с кустарниками или деревьями среди полей довольно много в окрестностях Обнинска, где находится узел трёх глубинных разломов (см. рис. 1).

Суффозионные проседания, как видим, приводят к деградации земель – выводятся из эксплуатации сельскохозяйственные земли, в лесах появляются участки с нетоварным мелколесьем или вообще лес заболачивается и, таким образом, деградируют рекреационные зоны. Если же проседания возникают в жилых или технических зонах, то они могут привести даже к разрушению зданий либо трубопроводов.

Для планирования задач землепользования, строительства и другой хозяйственной деятельности человека необходимо заранее распознавать угрозу появления проседаний и особенно – причину их возникновения.

Наиболее простой и производительный метод – изучение спутниковых снимков местности.

Для этого следует использовать спутниковые снимки, сделанные в естественной цветовой гамме в течение весенне-летне-осеннего сезона в период, когда деревья уже покрываются листвой и пока цвет листвы не изменился осенью. Разрешение спутниковых снимков должно быть достаточно высоким – не более 30 см на пиксель. Однако снимков с таким разрешением в интернете мало, чаще встречаются снимки низким разрешением. Больше всего этим требованиям удовлетворяют спутниковые снимки, предоставляемые интернет-программой “Google.Планета Земля”. Очень полезно для анализа, если программа может предоставить несколько снимков одной и той же местности с интервалом в два или несколько лет. Тогда появляется возможность проследить динамику развития или стагнации проседания, оценить и спрогнозировать его роль в хозяйственной деятельности.

Упомянутая интернет-программа позволяет оценить размеры проседания в плане и – приблизительно – оценить если не его глубину, то перепад высот в ближайших окрестностях проседания. Эти данные тоже способствуют прогнозированию процесса развития или стагнации проседания.

Интенсивность глубинной дегазации Земли начала повышаться примерно около 150 лет назад и постепенно она нарастает. Именно поэтому в последние десятилетия так возросла частота возникновения провалов в земле.

Если около полувека назад при проектировании здания можно было надеяться на данные инженерно-геологической разведки, сделанные за десяток лет перед этим, то теперь, особенно в зонах глубинных разломов, на такие данные полагаться нельзя.

Рассмотрим процесс анализа спутниковых снимков на примере территории вокруг ИАТЭ.

Рис. 2. Территория вокруг ИАТЭ (спутниковый снимок 2006 г., сентябрь): 1-7 – проседания; 8 – корпус 1; 9 – корпус 2; 10 – строящийся корпус; 11 – спорткомплекс.

В программе есть ещё два спутниковых снимка – апрель 2006 и март 2010 года.

Но во время съёмки снег ещё не стаял, поэтому информативность этих снимков низкая.

На рис. 3 показано проседание 1 в более крупном масштабе. Хорошо видно, что окружающие проседание деревья гораздо выше растительности на проседании. Об этом можно судить по теням от окружающих деревьев, которые падают на проседание. Пятна грязновато-фиолетового оттенка – либо низкорослые кустарники, либо высокая трава. Открытой воды на проседании не наблюдается. В 2006 году на проседании ещё были деревья, но уже в 2013 году они исчезли. На рис. 4 показан вид проседания со стороны корпуса 1 ИАТЭ.

Площадь проседания заросла мелколесьем и кустарником. У дальнего конца проседания видны погибающие берёзы.

Рис. 3. Проседание 1 (рис. 2).

Рис. 4. Вид проседания 1 (рис. 2) со стороны корпуса 1 ИАТЭ. Октябрь 2012 года

Рассмотрим проседание 2 (рис. 2), в увеличенном масштабе показанное на рис. 5.

Рис. 5. Проседание 2. Красными точками показан контур нового корпуса.

На рис. 5 пятна грязно-фиолетового цвета соответствуют болотистому участку проседания. Открытая вода – результат, скорее всего, нарушения поверхностного стока при засыпке грунтом площадки к северу от строящегося корпуса.

Рис. 6. Проседания 4, 5 и 6 (рис. 2).

На рис. 6 – в увеличенном масштабе группа проседаний. На проседании 6 - типичное изображение на снимке открытой воды, затянутой ряской. Если рассматривать эти проседания в программе “Google. Планета Земля” в увеличенном масштабе, то можно увидеть на проседаниях тени от сухостойных деревьев.

На всех снимках лиственные и хвойные леса выглядят как нечто мелкокудрявое зелёное. Как правило, лес выглядит темнее поверхности проседания.

Обычно спутниковые снимки, доступные в интернет-программе, сделаны между 9 и 15 часами местного солнечного времени. Поэтому по южной стороне проседания, образовавшегося в лесу, видна тёмная кайма – это тень от окаймляющих проседание деревьев.

Заболоченные участки проседания на спутниковом снимке имеют фиолетовый оттенок.

Ещё один пример проседания, возникшего среди леса – проседание рядом с посёлком Оболенск Серпуховского района Московской области. Оно находится примерно в 15 – 20 км от Серпуховско-Ступинского разлома, который начинается около Обнинска и простирается к востоку, к Серпухову и далее.

Программа предоставляет три снимка – два 2006 года и один – 2010 года. На этих снимках видна эволюция проседания – рисунок 7.

Рис.7а – снимок 04.07.2006 г.

Рис.7б. Тот же снимок. Проседание выделено и увеличено;

Рис.7в. Проседание. Снимок 24.09.2006 г. Масштаб сохранён;

Рис.7г. Проседание. Снимок 21.06.2010 г. Чёрные пятна – открытая вода.

Рис. 7. Последовательные спутниковые снимки проседания к востоку от п. Оболенск Серпуховского района Московской области.

Более светлый тон листвы на снимках 2006 года говорит о том, что деревья уже оказались в неблагоприятной среде. Весной они распустились позже, а осенью листья на них начали желтеть раньше. Проседание очень быстро превратилось в болото (фиолетовый цвет) – не прошло и четырёх лет. Если вызвать последний спутниковый снимок и рассмотреть его в крупном масштабе, то можно увидеть, что болото буквально завалено стволами погибших берёз.

Проседания на полях выглядят иначе (рис. 8).

Рис. 8. Проседания на поле возле дер. Окороково.

Обычно они представляют собой либо тоже округлые тёмно-зелёные пятна из-за того, что на них появляются кустарники либо даже деревца. Это соответствует начальной стадии развития проседания, когда оно уже начало мешать обработке земли. Иногда на снимках даже видно, что при вспашке трактор с плугом объезжает проседания – по следу вспашки. В более поздней стадии, когда проседание заболачивается, на нём появляется пятно без кустарника, коричневатого цвета.

Ещё несколько проседаний на полях на правом берегу р.Протва, напротив пос. Высокиничи (рис. 9). Координаты: 54^o55’44.12” С, 36^o53’53.83” В (так координаты вводятся в поисковую строку “Google.Планета Земля”). Снимок 21 июня 2001 года.

Возможно, что на проседании 2 (рис. 9) когда-то бил родничок. Обратите внимание на следы обработки земли на левом поле. Они тянутся вдоль дороги, которая здесь спускается к р.Протва, которая находится за северным обрезом снимка. Но проседания 5 и 6 уже мешают обработке (видны следы разворота техники), и к югу от этих проседаний обработка ведётся уже перпендикулярно дороге. Проседание 7 – совсем молодое, оно не мешало обработке, но на нём уже гораздо быстрее вырастает трава после вспашки. Это значит, что оно немного, около полуметра, ниже окружающего грунта. Вокруг проседания 7 земля более влажная, чем на остальном вспаханном поле.

Рис. 9. Проседания на полях около пос. Высокиничи: 1, 2, 3 – старые проседания с выросшим кустарником; 4 – более молодое, заросшее травой, мешающее обработке земли; 5 – молодое проседание с мелким кустарником, тоже мешающее обработке земли; 6 – молодое проседание, уже мешающее обработке земли; 7 – только начавшее развиваться проседание, ещё не мешающее обработке земли; 8 – дорога от Высокиничей к дер. Чаусово.

Здесь довольно крутой уклон в сторону реки, проседание 7 примерно на 25 м ниже, чем проседание 6. Проседания 2, 5 и 6 вместе занимают площадь более 6 га – это около 6% площади зелёного поля. Это было в 2001 году, а что там сейчас – неизвестно, так как более поздних спутниковых снимков в программе нет.

Порядок поиска проседаний на спутниковых снимках.

Программа “Google” предоставляет спутниковые снимки квадратной формы. Длина стороны квадрата указывается внизу снимка в информационной строке.

Вначале следует рассматривать снимки, выбирая длину стороны квадрата 4 – 8 км, определяя возможные проседания. Выбрав предполагаемое проседание, увеличить изображение и оценить, действительно ли этот объект есть проседание. Для такой оценки выбирать весенне-летне-осенние снимки в естественной цветовой гамме.

Записать координаты проседания, направление на ближайший населённый пункт (желательно с указанием района, к которому он относится). Затем рассмотреть более ранние и более поздние (если они есть) снимки, чтобы оценить динамику проседания. Эту оценку тоже записать в паспорт проседания. Определить примерные размеры проседания и записать. Программа “Google” позволяет ставить метки на карте, которые сохраняются в вашем рабочем компьютере. Следует сделать копию изображения и вставить её в паспорт проседания.

В программе отдельные пользователи размещают свои снимки местности. При этом довольно часто они располагают метку снимка почти в точке, откуда вели съёмку. Эти снимки могут быть полезны при характеристике проседания. Правда, их скопировать не получается, да и не особенно нужно.

Паспорт проседания.

Паспорт проседания оформлять в виде документа Word.

Заголовок документа «Паспорт проседания №….»

В качестве номера можно использовать буквенно-цифровое обозначение метки.

Вставить изображение проседания. Для этого выбрать из имеющихся в программе наиболее информативный либо последний по времени снимок, если таковые есть.

Координаты проседания.

Направление и примерное расстояние до ближайшего населённого пункта.

Размеры проседания.

Ваше мнение о динамике проседания. Указать дату приведенного снимка и даты других имеющихся.

Окружающая местность – уклон, направление уклона, есть ли река или крупный ручей на расстоянии в пределах 2 – 3 км.

Полезная литература

1. Суханова Н.И., к.б.н., факультет почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова. Изучение разрушающего влияния потоков природного водорода на почвенный покров, на гумусное состояние почв и, как следствие, на плодородие пахотных угодий. Hydrogen-future.com.

2.Ларин В.Н. Водородная дегазация на Русской платформе, ее плюсы и минусы. Hydrogen-future.com.

3. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М.: ООО “Геоинформцентр”, 2002. – 205 с.

4. Ларин В.Н. Наша Земля. – М.: Агар. – 2005. – 242 с.

Примечания. 1. Книги В.Н.Ларина и В.Л.Сывороткина легко получить, набрав автора и заглавие в поисковой программе. Книги находятся в свободном доступе и скачиваются в полном объёме бесплатно.

2. В [2] можно посмотреть спутниковые снимки проседаний на полях чернозёмной зоны. Там проседания выглядят несколько иначе. В работе есть также сведения о воздействии глубинных флюидов на деревья. Это тоже интересно.