Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Научные основы картографирования рельефа дна Арктического бассейна для определения границы Национальной юрисдикции России в Арктике

ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Научные основы картографирования рельефа дна Арктического бассейна для определения границы Национальной юрисдикции России в Арктике"

ФРИДМАН Борис Семёнович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ДНА АРКТИЧЕСКОГО БАССЕЙНА

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ НАЦИОНАЛЬНОЙ ЮРИСДИКЦИИ РОССИИ В АРКТИКЕ

Специальность 25.00.33 — картография

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора геогра'

МОСКВА 2008

003167466

ФРИДМАН Борис Семёнович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ДНА АРКТИЧЕСКОГО БАССЕЙНА

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ НАЦИОНАЛЬНОЙ ЮРИСДИКЦИИ РОССИИ В АРКТИКЕ

Специальность 25.00.33 —картография

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора географических наук

МОСКВА 2008

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском навигационно-гидрографическом институте Министерства обороны РФ (ГНИНГИ МО).

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор

Г Д Курошев

доктор географических наук, профессор

Ю. Г. Симонов

доктор географических наук, член-корреспондент РАН

Г Б Удинцев

Ведущая организация:

Институт географии РАН

Защита состоится в 15 00 10 апреля 2008 г. на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криологии Земли, картографии, геоинформатике (Д-501 001 61) в Московском государственном университете им М В Ломоносова по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 21 этаж, ауд. 2109.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ, 21 этаж

Автореферат разослан « IА » OZ. 2008 г

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д-501 001 61, факс (495) 932-88-36 E-mail: science@geogr.msu ru

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат геогр наук

ВВЕДЕНИЕ

В 1982 году на третьей Конференции ООН по морскому праву в Женеве принята Конвенция, положения которой регулируют все международные аспекты морского пространства, в том числе и делимитацию акваторий прибрежными государствами [Конвенция ООН , 1984]

Для государств, прилегающая акватория которых простирается более 200 морских миль от линий наибольшего берегового отлива, называемых исходными линиями, положение границы регламентируется требованиями VI части Конвенции — "Континентальный шельф" По определению Конвенции, юридический континентальный шельф включает акваторию прибрежного государства на всем протяжении естественного продолжения его сухопутной территории до внешней границы подводной окраины материка и граница национальной юрисдикции определяется на континентальной окраине в ее геоморфологическом понимании, которая состоит из шельфа, склона и подножия [Конвенция. , 1984] Для определения границы прибрежных государств Конвенцией установлен базовый параметр (исходная линия границы) — подножие континентального склона, относительно и мористее которого определяется внешняя граница юридического континентального шельфа.

Арктический бассейн относится к наиболее сложным районам Мирового океана для реализации требований Конвенции. Его рельеф характеризуется широким континентальным шельфом, за пределами которого установлено торцевое сопряжение хребтов и поднятий с противолежащими континентами, что приводит к неоднозначному определению положения континентальной окраины специалистами различных тектонических направлений.

Анализ требований Конвенции показал, что для обоснования границ национальной юрисдикции прибрежных государств в Арктике необходимы разработки научных основ целевого (в контексте требований Конвенции) картографирования и методических построений, базирующихся на результатах гидрографических исследований. Разномасштабные картографические основы необходимы для научного обоснования положения континентальной окра7ины бассейна, а база батиметрических данных для научно-методических разработок по определению базовых параметров юридической границы

В 1997 году Россия ратифицировала Конвенцию ООН по морскому праву и для определения границы континентального шельфа результаты отечественных гидрографических исследований Арктического бассейна использованы в полном объёме.

Актуальность диссертации определяется необходимостью решения проблемы внешней границы континентального шельфа России в Арктике на основе систематизации результатов отечественных гидрографических исследований и формирования базы батиметрических данных, составления батиметрической карты Арктического бассейна масштаба 1:2 500 ООО, важностью теоретического обоснования метода определения положения внешней границы пассивной континентальной окраины, основных батиметрических и геоморфологических параметров границы в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву Результаты исследования рельефа и картографирования, основанные на достоверной базе батиметрических данных, необходимы также и для развития комплексных исследований в области гидрографии, океанологии, геологии, геофизике и экологии

Тема диссертационной работы находится в полном соответствии с утверждённой Президентом Российской Федерации целевой программой "Мировой океан", Законом о континентальном шельфе Российской Федерации от 30 ноября 1995 года и Постановлениями Правительства России от 16 июня 1997 года № 717 в связи с необходимостью обоснования внешней границы континентального шельфа в Арктике, международным проектом 1997 года по созданию базы батиметрических данных и международной батиметрической карты Арктического бассейна

Цель диссертационной работы — разработка научных основ целевого (в контексте требований Конвенции) картографирования, базирующихся на результатах гидрографических исследований России, научно-методических разработок по определению базовых параметров юридической границы и теоретическое обоснование положения внешней границы континентальных окраин Арктического бассейна с учетом специфики рельефа дна; границ морфологических провинций континентальных окраин и практическое решение проблемы определения положения базовых параметров внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике на основе систематизации результатов разномасштабных отечественных гидрографических исследований, а также формирования базы батиметрических данных и локализация этой базы на районы континентальной окраины в пределах традиционного российского сектора Арктики в батиметрическом диапазоне основных параметров внешней границы юридического континентального шельфа в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву

Реализация поставленной цели предусматривает решение следующих основных научных задач

1. Систематизация результатов промера России в Арктике и анализ параметров гидрографической изученности для определения положения морфологических границ элементов континентальной окраины и базовых параметров границы национальной юрисдикции России в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву. Создание базы батиметрических данных Арктического бассейна и её локализация на районы континентальной окраины в диапазоне глубин значимой батиметрической зоны, необходимой для математического моделирования глубин цифровых батиметрических профилей по определению положения подножия континентального склона и изобаты 2500 м

2. Составление, редактирование и подготовка к изданию батиметрической карты "Центральный Арктический бассейн", масштаба 1 2 500 ООО, с сечением изобат через 200 м Разработка электронной версии карты для документального обоснования внешней границы континентального шельфа России в Арктике в Комиссии ООН по морскому праву. Сравнительный анализ батиметрических карт Арктического бассейна России и международной батиметрической карты 1ВСАО, устранение противоречий в рельефе по результатам отечественных и зарубежных гидрографических исследований

3. Морфологический и морфометрический анализ батиметрических карт России с использованием планшетов систематического промера для обоснования положения и границ континентальной окраины Арктического бассейна

4. Математическое моделирование глубин значимой батиметрической зоны и математический анализ цифровых батиметрических профилей для однозначного определения положения точки подножия континентального склона и изобаты 2500 м с оценкой их точности, географических координат, глубины точки ПКС и углов наклона дна склона и подножия

В качестве фактологической основы исследования использован полный объём материалов систематического точечного промера со льда и с подводных лодок, а также маршрутного промера, выполненного отечественной гидрографией в период с 1961 по 1999 г, на более 80 % площади Арктического глубоководного бассейна Исследования бассейна сейсмическими методами выполнены на площади более 4 млн км Но результатам гидрографических исследований России достоверным систематическим промером охвачены практически все геоморфологические провинции Арктического глубоководного бассейна

В пределах российского сектора Арктики зарубежные гидрографические исследования представлены редкими галсами маршрутного

промера, а результаты систематического промера американских подводных лодок на хребте Ломоносова не доступны. По этой причине результаты зарубежных гидрографических исследований, реализованные в международной батиметрической карте 1ВСАО, использованы лишь для сравнительного анализа рельефа этой карты с отечественными батиметрическими картами Северного Ледовитого океана

Достоверность и точность результатов исследования определяется следующими факторами

1. Объём измеренных глубин бассейна составил около 40 тысяч со льда и более 92 тысяч линейных километров промера с подводных лодок.

2. Средняя квадратическая погрешность (СКП) положения глубин за счет погрешностей координирования (ам), по данным материалов полевых исследований в Арктическом бассейне, составила стм - 0,91 км Погрешность получения географических координат глубин по результатам оцифровки планшетов промера не превышает 1 мм, что в масштабе планшета соответствует ас = 0,5 км

Общая оценка погрешности местоположения глубин в районе базовых параметров внешней границы континентального шельфа России выполняется по формуле

О=а/°М + (Тс -А/0,912+0,52=1,04 км.

3. Подробность промера в районах определения положения подножия континентального склона и изобаты 2500 м изменяется от 4,8 до 27 км. Математическое ожидание ms расстояния s между соседними отметками глубин составило ms = 11 км со средним квадратическим отклонением os = 4,34 км Размеры аккумулятивных форм в зоне сопряжения склона с подножием сопоставимы с плотностью промера и в соответствии с методикой исследования не оказывают существенного влияния на определение положения базовых параметров внешней границы континентального шельфа.

4 Подробность промера зон сопряжения хребтов и поднятий с противолежащими континентами составила 2—5 км, что достаточно для детального анализа рельефа при определении естественного продолжения континентальных окраин на хребты и поднятия

5. Общая погрешность точек подножия континентального склона определена с учётом средней квадратической погрешности os положения подножия континентального склона, найденного по сети точек зондирования со средним расстоянием S = 11 км (oí = 3,18 км); общей погрешно-

сти местоположения глубин в районе определения параметров границы (с2 = 1,04 км), погрешности определения равноотстоящих точек цифровых батиметрических профилей через 2,5 км (оз = 0,72 км) и средней квадратической погрешности определения подножия континентального склона за счет метода обработки профилей 04 = 2,5 км Таким образом, общая погрешность подножия континентального склона в значимой батиметрической зоне составила-

°пкс = + °2 + + °4 = л/3 Л 82 +1,042 + 0,722 + 2,52 = 4,24 км

С учётом изменения угла наклона дна в точке сопряжения континентального склона с континентальным подножием от 40' до 2° и более погрешность точек ПКС может достигать 5 км

Погрешность положения изобаты 2500 м на континентальной окраине определяется величиной 1,23 км

6. Все измерения глубин со льда (при эхолотировании и сейсмических исследованиях) сопровождались многосуточными гидрологическими станциями для введения поправок за скорость звука в воде, в результате чего оценка погрешности измерения глубин для всего массива данных не превысила 0,5 % глубины

7 Априорная оценка точности измерения глубин со льда сопоставима с апостериорной оценкой измерений глубин непрерывного эхолотирова-ния и не превышает 24 м

8 Определение базовых параметров внешней границы континентального шельфа России выполнено с применением однозначного математического аппарата, в комплексе с геоморфологическим анализом глубин континентальной окраины

Личный вклад автора

Автор лично участвовал в следующих работах— составлении и редактировании батиметрических карт "Центральный Арктический бассейн" масштаба 1 2 500 000, батиметрических карт масштаба 1 1 000 000 на зоны сопряжения хребта Ломоносова и поднятия Менделеева с континентальной окраиной Евразии, а также разработке электронной версии этих карт,

— сравнительном анализе рельефа отечественных батиметрических карт с международной батиметрической картой ШСАО,

— создании базы батиметрических данных Арктического бассейна и значимой батиметрической зоны континентальной окраины,

— разработке всех методик картографического анализа и математического моделирования глубин для определения параметров внешней границы континентального шельфа,

— определении положения подножия континентального склона и мор-фометрических характеристик континентальной окраины на 79 цифровых батиметрических профилях в пределах российского сектора Арктики

Основные защищаемые положения

1 Гидрографические исследования и батиметрическое картографирование рельефа дна Арктического бассейна составляют важную научно-практическую и международно-правовую основу для решения проблемы определения внешней границы юридического континентального шельфа (ВГК1П) приарктических государств в соответствии с требованиями Конвенции ООН 1982 года по морскому праву. Анализ результатов гидрографических исследований России по параметрам изученности (объёму, подробности и точности измерения глубин) позволяет утверждать, что они полностью соответствуют практической реализации проблемы достоверного определения ВГКШ России в Арктике

2 Систематизация результатов гидрографических исследований России и создание базы батиметрических данных Арктического бассейна позволяют использовать методы математического анализа для определения границы национальной юрисдикции в Арктике.

3 Для однозначного определения положения одного из основных параметров внешней границы континентального шельфа — подножия континентального склона наиболее целесообразно сочетание методов картографического и геоморфологического анализа континентальной окраины в комплексе с математической обработкой цифровых батиметрических профилей, построенных по базе батиметрических данных Арктического бассейна

4 Результаты математического моделирования базы батиметрических данных в соответствии с геоморфологическими представлениями о батиметрическом положении границы пассивных континентальных окраин позволяют утверждать, что в пределах российского сектора Арктики положение континентальной окраины установлено лишь в Евразийском суббассейне Провинция хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна по батиметрическому уровню, морфометрическим характеристикам и геоморфологическим представлениям является естественным продолжением континентов в океан, аналогично противолежащему Ка-надско-Датскому сопряжению провинции.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ней впервые выполнен картографо-геоморфологический анализ рельефа по базе батиметрических данных, основанной на систематизации результатов промера России, позволяющей использовать математический анализ глубин для обоснования положения континентальной окраины Арктического бассейна и определения параметров внешней границы континентального шельфа — подножия континентального склона и изобаты 2500 м Анализ базы батиметрических данных позволил обоснованно рассматривать положение континентальной окраины на акватории всего бассейна, а трехмерные модели провинции хребтов и поднятий наглядно подтвердили результаты морфологических исследований прошлых лет о естественном продолжении этой провинции в океан, аналогично противолежащей континентальной окраине о Элсмир

Установлено, что зона сопряжения склона с подножием представляет аккумулятивный осадочный шлейф, поверхность которого снивелирована аккумулятивными формами различной пространственной ориентировки и размеров и по этой причине определение границ континентальной окраины — основания континентального склона и подножия континентального склона неоднозначно С использованием базы батиметрических данных впервые разработана методика, позволяющая математически достоверно локализовать основание континентального склона и определить границы этой зоны шириной не более 25 км

Локализации основания континентального склона предшествует математический процесс сглаживания рельефа и определение фоновых поверхностей склона и подножия В зоне сопряжения этих фоновых поверхностей на цифровых батиметрических профилях по результатам математического анализа однозначно определено положение подножия континентального склона В Евразийском суббассейне положение континентального подножия установлено в достаточно широкой полосе (до 400 км) в котловинах Нансена и Амундсена Угол наклона дна подножия от 10' до 25' и в зоне его сопряжения с континентальным склоном угол наклона дна последнего может принимать значения от 45' до 2° На значительном протяжении хребта Ломоносова в котловине Амундсена подножие в рельефе не установлено и склон при углах более 1° сопряжен с абиссальной равниной на глубинах порядка 4000—4300 м

Анализ батиметрических профилей позволил впервые установить, что по морфометрическим характеристикам склоны положительных и нейтральных форм рельефа провинции хребтов и поднятий Амеразий-ского суббассейна не являются континентальными, что подтверждает

результаты морфологического анализа прошлых лет о естественном продолжении этой провинции в океан

Показано, что создание международной базы батиметрических данных Арктического бассейна, основу которой составляют батиметрические карты России, позволяет надеяться на то, что многоцелевые исследования бассейна будут проводиться на согласованной батиметрической основе, что даёт возможность избежать разной интерпретации рельефа специалистами.

Практическое значение диссертационной работы определяется тем, что Россия получает возможность обоснованно определить положение внешней границы юридического континентального шельфа в Арктике.

Создание базы батиметрических данных Арктического бассейна по результатам высокоточных систематических гидрографических исследований России позволяет использовать методы математического моделирования для решения многоцелевых фундаментальных научных и практических исследований и реализации требований Конвенции ООН по морскому праву по определению внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике

Реализация результатов диссертационной работы осуществлена, прежде всего, в изданной батиметрической карте "Центральный Арктический бассейн", в масштабе 1:2 500 ООО, на 4 листах, и согласовании рельефа с международной батиметрической картой IBCAO, в результате чего получена точная батиметрическая основа Арктического бассейна, необходимая для обеспечения отечественных и зарубежных научных программ

Результаты исследования базы батиметрических данных России являются основой для документального обоснования внешней границы юридического континентального шельфа России в Комиссии ООН по морскому праву

Апробация результатов исследования. Результаты исследования докладывались автором и обсуждались на различных отечественных и международных совещаниях

— Морской коллегии России (Москва, 2000—2007),

— междуведомственных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа России в Арктике (Санкт-Петербург, 1994— 2001);

— международных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа в Арктике (Санкт-Петербург, 1996,2000),

— международной выставке ЭКСПО-98 (Лиссабон, 1998),

— 1П Международной конференции по континентальным арктическим окраинам (Ганновер, 1998),

—Международной конференции по техническим аспектам определения морских границ и разграничению (Монако, 1999);

— 3-й международной научно-практической конференции "Геопространственные технологии и сферы их применения" (Москва, 2007);

— конференции Государственного научно-исследовательского нави-гационно-гидрографического института (Санкт-Петербург, 2007)

Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 26 работах, в том числе трёх монографиях, шести картах, атласе и семи статьях, в рекомендованных журналах ВАК

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов общим объёмом 234 стр, включая 71 иллюстрацию, 8 таблиц и библ. 87 наименований

Благодарности. Прежде всего автор хотел бы поблагодарить отечественных гидрографов, многолетним титаническим трудом которых исследован практически весь Арктический бассейн. Реализация методических разработок была бы невозможна без постоянной помощи начальника ГНИНГИ контр-адмирала С. П. Алексеева, заместителя начальника ГНИНГИ А Н. Добротворского и сотрудника института А В Кав-райского

Реализация картографических проектов и создание базы батиметрических данных осуществлена при постоянном сотрудничестве с руководством 280 ЦКП ВМФ — В Д Фомченко, В М Фоминым, И И Бона-ковым и другими сотрудниками, за что им автор признателен

Автор благодарит также сотрудников кафедры картографии и геоинформатики и кафедры геоморфологии Московского государственного университета им М В Ломоносова, сотрудников Института географии РАН за их внимание к проблеме исследования в ходе обсуждения данной работы

Глава 1

ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ДНА АРКТИЧЕСКОГО БАССЕЙНА

История исследования Северного Ледовитого океана достаточно подробно рассмотренная отечественными и зарубежными работами показала, что существовавшие с конца XIX столетия гипотетические представления об Арктическом бассейне оказали существенное влияние на

формирование взглядов о происхождении бассейна, развитие рельефа, что и отражено на опубликованных впоследствии батиметрических картах, вплоть до середины XX столетия [Гаккель, 1957, 1960, Ostenso, 1962, Weber, 1983, Киселёв, 1986, Нарышкин, 1987]

Открытие Арктического глубоководного бассейна принадлежит Ф Нансену, который во время дрейфа на шхуне "Фрам" от Новосибирских островов к архипелагу Шпицберген в 1893—1896 гг измерил 11 глубин в диапазоне от 3400 до 4000 м и сделал вывод о том, что большая часть полярного моря представляет глубоководный бассейн [Гаккель, 1957, Ostenso, 1962] В 1938 г во время дрейфа ледокольного парохода "Г Седов", путь которого проходил севернее дрейфа "Фрама", были измерены глубины более 5200 м [Гаккель, 1957] Результаты этих экспедиций и отдельные эпизодические измерения глубин оказали существенное влияние на формирование взглядов поколений ученых на рельеф дна Арктического бассейна как единой однородной котловины

1.1. Гидрографические исследования бассейна во второй половине

XX столетия

Начиная с 50-х годов прошлого столетия для измерения глубин используются эхолоты, что значительно увеличило объем батиметрической информации и повысило ее качество С этого момента интенсивность исследования бассейна значительно возросла и батиметрические карты позволяют проследить последовательную смену представлений о рельефе дна Арктического бассейна за этот короткий 50-летний период

С 1948 по 1956 г Россия проводит высокоширотные воздушные экспедиции на хребте Ломоносова с многочисленными посадками на дрейфующий лед [Гаккель, 1957] За этот период с учетом дрейфующих станций было измерено более 400 глубин, наименьшая из которых, измеренная в 1949 году, составила 1005 м По результатам отечественных экспедиций Я Я Гаккелем в 1948, 1949, 1954 и 1955 гг опубликованы батиметрические карты На батиметрических картах 1948 и 1949 гг впервые показаны контуры трансарктического хребта Ломоносова [Гаккель, 1957] На картах 1954 и 1955 гг кроме хребта Ломоносова в Евразийском суббассейне просматривается еще одна горная система, которую можно считать первым наброском Срединно-Арктического хребта (хребта Гаккеля) [Гаккель, 1957] Последующие работы российских полярников направлены на более детальные исследования хребта Ломоносова, а также всего Евразийского суббассейна и в 1960 г Я Я Гаккелем

опубликована новая батиметрическая карта Арктического бассейна [Гак-кель, 1960].

Из зарубежных работ этого периода следует отметить исследования на американских дрейфующих станциях "Т-3" и "Альфа" с 1952 по 1954 г и в 1957, 1958 гг. соответственно, результаты которых привели к открытию отрога Марвина и хребта Альфа [Ostenso, 1962; Weber, 1983] Достаточно подробная съемка рельефа дна в районе Чукотского поднятия выполнена экспедицией на американской станции "Чарли" в 1959 г [Ostenso, 1962]

С 1958 по 1960 г. американскими атомными подводными лодками выполнен маршрутный промер в Амеразийском суббассейне Северного Ледовитого океана, результаты которого установили интенсивно расчленённый рельеф дна в районе от пролива Фрам до 86° северной широты [Diets and Shumway, 1961; Ostenso, 1962, Weber, 1983]

К 1960 г. отечественными и зарубежными экспедициями по разным оценкам измерено от 7000 до 20 000 глубин, расположенных крайне неравномерно по всему Арктическому бассейну [Гаккель, 1960, Ostenso, 1962] Этот достаточно большой объем батиметрических данных позволил определить основные формы рельефа, их границы, наиболее общие черты морфологии и некоторые морфометрические характеристики форм Было установлено, что Арктический бассейн разделён хребтом Ломоносова на Евразийский и Амеразийский суббассейны Срединно-Арктический хребет, в свою очередь, делит Евразийский суббассейн на абиссальные котловины Нансена и Амундсена В рельефе этот хребет прослеживается от Лаптевоморской континентальной окраины в направлении пролива Фрам, где и соединяется с системой срединно-океанических хребтов Норвежско-Гренландского бассейна Результаты исследований реализованы на батиметрических картах, наибольший интерес из которых представляют физиографическая (1971) и батиметрическая (1975) карты Арктического бассейна, составленные Б. Хейзе-ном и М Тарп [Heezen, Tharp, 1971; Heezen, Tharp, Pinther, 1975] Из наиболее значимых зарубежных работ того времени необходимо отметить масштабные комплексные экспедиции на хребтах Ломоносова — Lorex-79 и Альфа — Cesar-83, которые значительно увеличили базу батиметрических данных Арктического бассейна [Weber, 1979, Weber, 1982, Weber. , 1985]. Итогом зарубежных исследований Северного Ледовитого океана второй половины XX столетия стало издание международной батиметрической карты ГЕБКО, л. 5—17, масштаб 1-6 000 000, 1979 г. [GEBCO, 1979]. Эта карта до конца столетия оставалась единственным официальным источником сведений о рельефе дна Северного Ледовитого океана

1.2. Гидрографические исследования России в Арктике

Широкомасштабные гидрографические исследования России в Арктике начиная с 1961 г продолжались более 35 лет Съемка рельефа дна проводилась авиадесантным способом с дрейфующих льдов, подводных и надводных судов. К концу XX столетия практически вся акватория Арктического бассейна (более 80 % площади) обследована высокоточным систематическим промером. Эхолотом со льда измерено 21 120 глубин, сейсмозондированием со льда — 17 426 глубин, а промер с подводных лодок составил более 92 000 линейных километров [Российские сейсмические , 1997, Объяснительная записка. , 1999; Геоморфологические аспекты. , 2005, Фридман, 2007] Сейсмические исследования бассейна выполнены в высокоширотных экспедициях "Север" на площади более 4 млн км2.

Для картографирования и решения прикладных задач важное значение имеет подробность промера. В соответствии с существующими правилами гидрографии систематический промер проводится при взаимном перекрытии смежных площадей (до 30 %), что значительно повышает результирующую подробность измерений. Анализ результатов гидрографической изученности России показал, что подробность промера дифференцирована как по простиранию форм, так и по их батиметрическому положению. Средние значения подробности измерений для всей акватории бассейна составили 2—5 км на хребтах, поднятиях, а также в зонах их торцевого сопряжения с континентальными окраинами; на склонах хребтов и поднятий 7—10 км, а в районах абиссальных и батиальных равнин 15—25 км [Фридман, 2007].

К настоящему времени база батиметрических данных России представляет достаточно большой объём достоверных измерений глубин, необходимых для многоцелевых исследований и составления разномасштабных карт практически на все районы Арктического бассейна.

Результаты гидрографических исследований России в Арктике отражены в известных многочисленных изданиях, в том числе и Национальном атласе России [Фридман, 1999; Фридман, 2002, Комарицын, Фридман, 2002, Национальный атлас 2004] В 1995 г опубликована орографическая карта Арктического бассейна масштаба 1:5 000 000, на которой впервые подробно и в полном объеме представлена морфология разнопорядковых форм рельефа [Орографическая карта 1995]. Карта составлена по результатам морфологического анализа батиметрических данных, в основу которого положены методические разработки В В Ермолова, реализованные отечественной гидрографией и получив-

шие дальнейшее развитие в работах Ю Г. Симонова [Ермолов, 1958, Основы изображения. , 1973, Симонов, 2002, 2005]. Орографическая карта стала надёжной основой морфологического анализа батиметрических данных при составлении карты Северного Ледовитого океана, опубликованной в 1998 г в масштабе 1 5 ООО ООО в стереографической проекции, с изобатами через 200 м на глубоководную часть бассейна [Рельеф дна ., 1998, Объяснительная записка ., 1999; Геоморфологические аспекты , 2005; Фридман, 2007]. В 2002 г по результатам промера откорректирован рельеф дна некоторых районов бассейна и издана батиметрическая карта — "Центральный Арктический бассейн", масштаба 1.2 500 000, на 4 листах, адмиралтейский № 91115 [Центральный Арктический .,2002].

Несмотря на большой опыт картографирования отечественной гидрографии, Арктический бассейн является сложным районом для составления разномасштабных батиметрических карт и реализации прикладных программ, что объясняется необходимостью выбора проекции, позволяющей свести к минимуму возможность искажений рельефа изобатами, проведёнными через 200 м, методики отображения рельефа с учетом интенсивной расчленённости и последующих расчётах при определении положения базовых параметров Конвенции. Для оптимального решения методических вопросов по проектированию, составлению батиметрических карт и последующей реализации проблемы внешней границы континентального шельфа использованы известные теоретические разработки отечественной картографии, которые не только соответствуют известным правилам гидрографии по мелкомасштабному батиметрическому картографированию, но и значительно их дополняют [Заруцкая, Скорнякова, 1972, Заруцкая, Сваткова, 1982, Заруцкая, Красилышшва, 1988, Серапинас, 2005; Симонов, Прохорова, Серапинас, 2006 и др.]

Батиметрические карты России предназначены для развития многоцелевых фундаментальных исследований и определения внешней границы юридического континентального шельфа в Арктике Для решения последней задачи необходима детализация рельефа континентальной окраины, включая шельф, склон и подножие. Известными работами Г А Сафьянова показано, что при интенсивной расчленённости континентальных окраин ведущая роль в формировании и динамике аккумулятивных форм на границе континентального склона и подножия принадлежит каньонам [Сафьянов, 1996, Сафьянов, 2001] Для подробного отображения разнопорядковых форм континентальной окраины отечественные батиметрические данные использованы в полном объеме и рельеф дна составлен в традиционном "ручном варианте", по планшетам

систематического промера масштаба 1 500 ООО, с использованием в ряде случаев эхограмм судового промера

Глубоководная часть бассейна характеризуется интенсивным расчленением рельефа и наличием сопряженных разнопорядковых форм при их торцевом сопряжении с континентальными окраинами Учитывая исключительно сложный рельеф и достаточную (сопоставимую с размерами форм) плотность промера, рельеф глубоководного бассейна составлен по планшетам промера в масштабе 1:500 ООО и эхограммам судового промера с использованием морфологической основы и традиционных методов геоморфологической интерполяции, разработанных Г Б. Удин-цевым [Удинцев, 1972, 1987]

Анализ батиметрических данных и картографирование показали, что результаты гидрографических исследований России позволяют решать многоцелевые фундаментальные и прикладные задачи, к которым относятся

1. Комплексный (морфологический и морфометрический) анализ батиметрических данных для определения состава и структуры поверхности дна

2 Разномасштабное морфологическое и батиметрическое картографирование с подробным отображением форм рельефа разного порядка и их границ.

3 Анализ рельефа дна с позиции геоморфологических представлений о строении континентальной окраины и определение положения континентальной окраины бассейна

4 Создание базы батиметрических данных для определения положения подножия континентального склона в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву

Решение первых трех задач необходимо для геоморфологического обоснования границ континентальной окраины и особенно в зонах сопряжения с противолежащими континентами, а для документального определения положения требуемых Конвенцией параметров ВГКШ необходима база батиметрических данных

Глава 2

РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РОССИИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ БАТИМЕТРИЧЕСКОЙ КАРТЫ СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА (1ВСАО)

Орографическая и батиметрические карты России впервые подробно отобразили рельеф дна Арктического бассейна Подобных картографических аналогов на этот район Мирового океана в конце XX столетия не

существовало Однако для устранения противоречий между специалистами по рельефу дна бассейна необходимо было создание международной базы батиметрических данных, позволяющей избежать разночтения рельефа.

Решение о создании такой базы батиметрических данных и батиметрической карты было принято редколлегией International Bathymetnc Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) в 1997 г К настоящему времени база батиметрических данных представлена регулярной сетью цифровых данных (ячейки 2,5 км х 2,5 км) и составлена батиметрическая карта

Россия представила в международную базу батиметрических данных морские навигационные карты и батиметрическую карту "Рельеф дна Северного Ледовитого океана" масштаба 1:5 000 000, рельеф дна которой использован для составления карты IBCAO. В последующем, в редколлегию IBCAO представлена и цифровая версия батиметрической карты "Центральный Арктический бассейн", масштаба 1.2 500 000 [Геоморфологические аспекты , 2005, Фридман, 2007].

Доступная зарубежная гидрографическая информация показала, что значительная часть акватории бассейна обеспечена редкими галсами маршрутного промера, за исключением некоторых значимых работ за пределами Российского сектора Арктики Особого внимания заслуживают результаты тринадцатилетних исследований на ледоколе "Полар-штерн" в районе Шпицбергенской зоны разломов, хребтах Ломоносова, Альфа и съемка рельефа дна рифтовой зоны хребта Гаккеля в 2001 г [Michael , 2003]

Учитывая важное значение международной (согласованной на уровне специалистов) батиметрической карты и согласованной базы батиметрических данных, как документальной основы для реализации Конвенции ООН по делимитации Арктического бассейна, нами совместно с редколлегией IBCAO выполнен сравнительный анализ рельефа по основным геоморфологическим провинциям — континентальной окраине, абиссальным равнинам, хребтам и поднятиям [Фридман, 2007]. Экспертная оценка результатов сравнения карт основана на параметрах гидрографической изученности, а анализ рельефа выполнен с использованием материалов промера

По результатам анализа батиметрических данных установлено, что разнопорядковые формы рельефа и положение изобат на обеих картах совпадают на 80 %. Хорошая сходимость рельефа установлена на континентальной окраине Евразии в пределах российского сектора Арктики, а также в зонах сопряжения хребтов Альфа, Ломоносова и поднятий Менделеева, Чукотского и Нортуинд с континентальными окраинами Евра-

зии, о Элсмир и Канадского Арктического архипелага, что очень важно для определения положения континентальной окраины при реализации требований Конвенции.

Вместе с тем, более детальный анализ рельефа (на уровне форм) обнаружил 31 район рассогласования рельефа на картах, большинство из которых не имеют принципиального значения для многоцелевых исследований и устранены в процессе редактирования батиметрических данных

Таким образом, после совместной корректуры, международная батиметрическая карта Арктического бассейна (1ВСАО), за редким исключением не противоречит батиметрическим картам России и эти карты следует рассматривать как согласованный картографический документ — единую картографическую основу [Фридман, 2007] Наиболее важным результатом согласования карт следует считать отсутствие противоречий по рельефу дна в районах геополитических интересов России — традиционного арктического сектора.

Глава 3

ГИДРОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АРКТИЧЕСКОГО БАССЕЙНА

В КОНТЕКСТЕ ТРЕБОВАНИЙ КОНВЕНЦИИ ООН ПО МОРСКОМУ ПРАВУ

Современное состояние отечественной и зарубежной гидрографической изученности Арктического бассейна позволяет сделать вывод о существовании достаточно плотной сети промера, которая реализована национальной и международной базами батиметрических данных, необходимых для фундаментальных исследований и решения актуальной международной проблемы — определения границ национальной и международной юрисдикции приарктических государств

3.1. Базовые положения Конвенции ООН по определению внешней границы континентального шельфа

В соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву границы прибрежных государств с расширенным континентальным шельфом (более 200 морских миль от исходных линий), положениями статьи 76 определяются на континентальной окраине как внешняя граница континентального шельфа [Конвенция. , 1984].

Пунктами 1 и 3 статьи 76 сформулировано понятие юридического континентального шельфа, который расположен на континентальной окраине в ее геоморфологическом понимании и включает континенталь-

ный шельф, континентальный склон и континентальное подножие Пунктом 4 этой же статьи установлен базовый параметр этой границы — подножие континентального склона, мористее которого на удалении 60 морских миль, или в точке, где толщина осадочных пород не менее 1 % от такой точки до подножия континентального склона и определяется положение внешней границы юридического континентального шельфа Базовые параметры определяются на батиметрических профилях, расположенных вкрест простирания континентальной окраины, а расстояние между фиксированными точками внешней границы не должно превышать 60 морских миль.

Конвенцией предусмотрены формальные ограничения границы национальной юрисдикции в соответствии с которыми положение фиксированных точек границы не должно превышать 350 морских миль от исходных линий, или 100 морских миль от изобаты 2500 м

Наиболее важным и принципиальным для реализации требований Конвенции в Арктическом бассейне является пункт 6 статьи 76, в соответствии с которым " на подводных хребтах внешние границы континентального шельфа не выходят за пределы 350 морских миль от исходных линий ", но в то же время, это ограничение ". не применяется к подводным возвышенностям, которые являются естественными компонентами материковой окраины, таким, как ее плато, поднятия, вздутия, банки и отроги" [Конвенция. , 1984]

Анализ требований Конвенции показал, что определение базовых параметров юридической, границы континентального шельфа основано на гидрографических исследованиях для картографирования акватории, а также морфометрического и геоморфологического анализа батиметрических данных, результаты которых представляются в Комиссию ООН Мелкомасштабная батиметрическая карта необходима для геоморфологического анализа при обосновании положения континентальной окраины бассейна и определения положения батиметрических профилей Другая документальная основа, представленная базой батиметрических данных континентальной окраины, предназначена для определения положения базовых параметров границы

3.2. Основные особенности рельефа дна Арктического бассейна по результатам гидрографических исследований России

По результатам анализа картографических материалов масштаба 1.2 500 000, 1 5 000 000 и планшетов промера масштаба 1.500 000 открыто и закартографировано много новых не известных ранее форм рельефа,

значительно уточнено положение и границы известных разнопорядковых форм Работами предыдущих исследований установлены основные особенности и различия рельефа дна суббассейнов, а на фактическом материале с позиции геоморфологических представлений убедительно обосновано положение континентальной окраины Арктического бассейна [Объяснительная записка. ., 1999, Геоморфологические аспекты , 2005, Фридман, 2007]. Существенные различия рельефа акватории неразрывно связаны с различием рельефа континентальных окраин бассейна, установленным по результатам математического анализа глубин базы батиметрических данных [Фридман, 2007]

1 По комплексу разнопорядковых форм рельефа в Арктическом бассейне выделяются Евразийский и Амеразийский суббассейны, характеризующиеся принципиальным различием рельефа, батиметрического диапазона глубин и положением континентальной окраины [Грамберг, Нарышкин, 1999; Объяснительная записка. , 1999, Геоморфологические аспекты , 2005] По результатам анализа гидрографических исследований положение границы континентальной окраины бассейна в пределах Российского сектора Арктики установлено лишь в Евразийском суббассейне

2. Срединно-океанический хребет Гаккеля относительно симметрично разделяет Евразийский суббассейн на две котловины Нансена и Амундсена Мощность осадочного чехла в котловинах увеличивается по простиранию котловин от Лаптевоморской континентальной окраины и континентальных окраин Гренландии и Шпицбергена в северном направлении В рельефе такое распределение осадочного чехла в котловинах однозначно определяет положение и внешнюю границу континентальной окраины, границу подножия континентального склона в диапазоне глубин от 2750 до 4300 м (при среднем значении 3400 м) и границу континентального подножия, расположенного на значительной площади котловин с углами наклона дна не более 0°25' [Орографическая карта ., 1995, Рельеф дна. , 1999, Геоморфологические аспекты. , 2005]

3. Евразийский суббассейн в пределах российского сектора Арктики ограничен Баренцево-Карской, Лаптевоморской континентальными окраинами и окраиной провинции хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна — хребтом Ломоносова На Баренцево-Карской уверенно определяются бровка шельфа, границы склона и подножия. Лаптевоморская континентальная окраина характеризуется вогнутым, нерасчлененным профилем, на котором по известным морфологическим признакам невозможно определить границу склона с подножием и таковая определяется лишь по результатам математического анализа глубин базы батиметриче-

ских данных Окраина хребта Ломоносова на значительном протяжении определена резкой границей склона с абиссальной равниной Амундсена, а континентальное подножие в рельефе выражено лишь в зонах сопряжения хребта с континентальными окраинами Евразии и о. Элсмир

4. В Амеразийском суббассейне выделяются относительно однородная Канадская котловина, в которой среднее значение подножия континентального склона установлено на глубине немногим более 3200 м и провинция хребтов и поднятий, все формы рельефа которой морфологически связаны между собой и противолежащими континентами в батиальном диапазоне глубин, за исключением котловины Макарова, расположенной на абиссальных глубинах [Геоморфологические аспекты , 2005]

5. Зона торцевого сопряжения провинции с противолежащими континентами в рельефе представлена краевыми плато, тыловой шов которых расположен в батиальном диапазоне глубин от 400 до 1750 м В районе Канадско-Датского сектора провинции зона сопряжения хребтов Альфа и Ломоносова на значительном протяжении представлена в рельефе относительно пологим плато северного простирания в диапазоне глубин 1200—2000 м, с углами наклона дна не более 20' Со стороны Евразии подножие склона котловины Подводников установлено в батиальном диапазоне глубин (порядка 2100—2700 м, при средних значениях 2400 м). Таким образом, с позиции геоморфологических представлений и требований Конвенции определение границы континентальной окраины и юридической границы континентального шельфа в пределах этой провинции лишено смысла

3.3. Континентальные окраины Арктического бассейна в контексте требований Конвенции ООН по морскому праву

Континентальные окраины Арктического бассейна относятся к Атлантическому (пассивному) типу и состоят из континентального шельфа, континентального склона и континентального подножия.

Морфологические границы элементов континентальной окраины однозначно определяются на батиметрических профилях и структурными линиями рельефа орографической карты Требования Конвенции и рекомендации Руководства Комиссии соответствуют геоморфологическим представлениям о континентальных окраинах и однозначно рекомендуют использовать принцип определения границ на основе морфологических и батиметрических данных. " [Научно-техническое. ., 1999]. Этим же документом определена и необходимость геоморфологического анализа для определения положения подножия континентального

склона, для чего " будет использоваться только батиметрическая информация"

При определении положения континентальной окраины необходимо учитывать батиметрический диапазон форм рельефа, который должен соответствовать глубинам, характерным для каждого типа окраин Работами отечественных и зарубежных специалистов показано, что граница пассивных континентальных окраин по морфологическим признакам и батиметрическому положению расположена в зоне сопряжения континентального подножия с абиссальной равниной на глубинах более 4000 м [Удинцев, 1987, Канаев, 1979, Ильин, 1976, Леонтьев, 1968; Диб-нер, 1965; Хейзен ., 1962, вЬерагс!, 1963; Кеннетт, 1987; БанЬк^е 1966] Рекомендации Руководства Комиссии ООН не противоречат батиметрическому диапазону этой границы, определяя её на глубинах 4000—4500 м [Научно-техническое 1999] Далее, в направлений бровки шельфа, континентальное подножие сопряжено с континентальным склоном на глубинах 3500 м и более. Эта морфологическая граница, соответствующая указанному батиметрическому диапазону, является границей батиального и абиссального диапазона глубин Мирового океана [Кеннет, 1987].

Определение положения и границ континентальных окраин с учётом специфики рельефа дна Арктического бассейна и преобладающего диапазона глубин позволило установить не только принципиальные различия рельефа и границ континентальных окраин Евразийского и Амера-зийского суббассейнов, но и поставило под сомнение наличие континентальной окраины в районе провинции хребтов и поднятий.

Результаты математического анализа цифровых батиметрических профилей показали, что среднее значение глубины подножия континентального склона на континентальной окраине Евразийского суббассейна и хребте Ломоносова составляет порядка 3400 м

Для рассматриваемого района Канадской котловины среднее значение глубины подножия континентального склона составило 3200 м.

Провинция хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна характеризуется торцевым сопряжением положительных форм с противолежащими континентами в батиальном диапазоне глубин Хребты и поднятия разделены депрессией, состоящей из серии впадин, глубина которых увеличивается от континентов в северном направлении Ближайшая к континентальной окраине Евразии впадина Подводников расположена на батиальной террасе с глубинами 2600—2800 м Математический анализ батиметрических профилей во впадине Подводников показал, что формально линией вогнутого перегиба профиля в нижней части склона

можно установить границу склона по периметру впадины на глубинах от 2090 до 2620 м, при средних значениях глубины нижней границы склона во впадине 2420 м Учитывая средние значения глубины подножия континентального склона пассивных окраин Мирового океана (3500 м), а также близкие значения этой границы в Евразийском суббассейне и Канадской котловине (3400 и 3200 м соответственно), можно утверждать, что склон впадины Подводников по батиметрическому положению (2420 м) не является континентальным склоном, как таковым При этом необходимо также учитывать и требования Конвенции, в соответствии с которыми подножие континентального склона всегда расположено мористее изобаты 2500 м В этом случае определение границы континентальной окраины в котловине Подводников (при средних значениях подножия склона 2420 м) лишено смысла, так как противоречит логике геоморфологических построений и положениям Конвенции.

Таким образом, по результатам картографических и геолого-геоморфологических исследований установлено, что положение континентального склона в Евразийском суббассейне соответствует хребту Ломоносова по простиранию котловины Амундсена от зон сопряжения с противолежащими континентальными окраинами в северном направлении В Амеразийском суббассейне хребет Альфа и сопряженная с ним система блоков, а также поднятие Нортуинд являются границей континентального склона в Канадской котловине Провинция хребтов и поднятий представляет единую орографическую систему батиального диапазона глубин, положительные формы рельефа которой непрерывны по простиранию от зон сопряжения с окраинами в северном направлении.

Глава 4

БАЗА БАТИМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ВНЕШНЕЙ ГРАНИЦЫ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА РОССИИ В АРКТИКЕ

В соответствии с требованиями Конвенции для методических разработок по определению базовых параметров ВГКШ кроме орографической и батиметрических карт необходима также база батиметрических данных, в основу которой положены результаты промера

В основу базы батиметрических данных положены глубины планшетов промера в проекциях- нормальная проекция Меркатора, поперечная проекция Меркатора и нормальная стереографическая проекция Положение отметок глубин получено в результате оцифровки в условных прямоугольных координатах Для каждого планшета прямоугольные

координаты составляют единое поле с единым началом отсчета. Оцифровка планшетов выполнена с точностью 1 мм.

Полный обьем базы батиметрических данных России представляет собой взаимоувязанную сеть измерений глубин, необходимую для разномасштабного картографирования и реализации требований Конвенции

Определение основных параметров ВГКШ по материалам промера показало, что для методических разработок и последующих операций с батиметрическими данными по определению зоны юрисдикции России, достаточно ограничиться минимальным объёмом глубин значимой батиметрической зоны континентальной окраины, необходимой для определения положения изобаты 2500 м и подножия континентального склона (рис. 1). Значимая батиметрическая зона, расположенная на континентальной окраине (от континентального склона до абиссальной равнины), представлена систематическим точечным и частично эхолотным промером с подводных лодок с различной для Евразийского и Амера-зийского суббассейнов плотностью измерений глубин от 5 до 27 км

Математическое ожидание ms расстояния s между соседними отметками глубин для всей значимой батиметрической зоны составило ms = 11 км, при среднем квадратическом отклонении - 4,34 км

СКП положения глубин за счет погрешностей координирования (ом), вычисленное по данным материалов полевых исследований в Северном Ледовитом океане, для значимой зоны составило ом = 0,91 км.

Погрешность получения географических координат глубин по результатам оцифровки планшетов промера не превышает 1 мм, что в масштабе планшета соответствует <ус = 0,5 км

Общая оценка погрешности местоположения глубин значимой батиметрической зоны определяется величиной-

В соответствии с требованиями Конвенции и рекомендациями Руководства Комиссии параметры внешней границы континентального шельфа определяются на двухмерных батиметрических профилях, ориентированных по нормали к изобатам Для этой цели разработана система профилей с использованием батиметрической и орографической карт, а также базы батиметрических данных Арктического бассейна [Орографическая карта.. , 1995, Рельеф дна , 1999, Фридман, 2007]

База батиметрических данных (в том числе и в значимой батиметрической зоне) представлена нерегулярной сетью глубин и для математического

Рис. 1. Гидро|-рафическая изученность Арктического бассейна в значимой батиметрической зоне для определения ПКС, изобаты 2500 м и ВГКШ России [Геоморфологические аспекты..., 2005; Фридман, 2007]

моделирования по определению базовых параметров границы на каждой линии профиля рассчитаны географические координаты последовательности точек, отстоящих на заданном постоянном расстоянии (.? = 2500 м) друг от друга.

Значимая батиметрическая зона расположена в высоких широтах и в районе географического полюса, где применение географических (геодезических) координат в алгоритмах интерполяции затруднено. По этой причине координатное поле значимой зоны представлено прямоугольными координатами картографической проекции для решения следующих задач- пересчет глубин значимой батиметрической зоны в прямоугольные координаты проекции, расчет прямоугольных координат точек батиметрических профилей с заданным шагом и их перерасчёт в географические, расчет глубин в точках профилей методом интерполяции.

Известные требования, предъявляемые к картографической проекции, в контексте решаемой проблемы, включают минимальность искажений длин, площадей и направлений (углов) в пределах изображаемой географической области и для реализации поставленной задачи принята нормальная равноугольная (стереографическая). Стереографическая проекция при достаточно малых искажениях длин обладает также свойством равноугольности (конформности) и по этой причине использована для батиметрических карт России.

Таким образом в качестве координатного поля расчетов при обработке глубин значимой батиметрической зоны и батиметрических профилей приняты прямоугольные координаты нормальной равноугольной азимутальной (стереографической) проекции, определяемой известными формулами математической картографии [Павлов, 1974]

По этим формулам географические координаты глубин значимой батиметрической зоны преобразованы в прямоугольные координаты проекции. Для расчета прямоугольных координат точек батиметрических профилей с заданным шагом (2,5 км) географические координаты начальной и конечной точек профиля (фо, <р„, к„) преобразованы в прямоугольные координаты принятой проекции (хо, уо, х„, у„)

Расчеты прямоугольных координат для необходимого числа г точек профиля выполнены по известным формулам геометрии на плоскости*

х,-и =х, +2500яш. Г; у1+1 -у, +2500соз г = ак^

У«~Уо

По результатам вычислений получена сеть батиметрических профилей с регулярным положением точек на линиях профилей дня последующего вычисления глубин в этих точках методами интерполяции

Глава 5

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЗОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕЙ ГРАНИЦЫ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА РОССИИ В АРКТИКЕ

Конвенцией установлены базовые батиметрические и геоморфологические параметры внешней границы континентального шельфа, которые определяются на континентальной окраине по результатам математического анализа глубин двухмерных батиметрических профилей Значимая батиметрическая зона представлена нерегулярной сетью глубин систематического точечного и эхолотного (с подводных лодок) промера, в которой расстояния между измеренными глубинами в зависимости от форм и их батиметрического уровня составляют от 2 до 14 км в Евразийском и до 27 км в Амеразийском суббассейнах Анализ батиметрических данных показал, что границы склона, подножия и абиссальной равнины определяются изменением угловых характеристик по простиранию профиля окраины от 10'—15' на внешней границе подножия (при средних углах наклона дна его фоновой поверхности 25'—30') до 40'—50' и более на границе подножия с континентальным склоном Эти морфометриче-ские характеристики континентальных окраин Арктического бассейна приняты за основу определения подножия континентального склона

5.1. Методика составления цифровых батиметрических профилей

Для определения положения параметров ВГКШ на континентальной окраине по простиранию каждого профиля рассчитаны географические координаты последовательности точек, отстоящих друг от друга на 2500 м При расчете координат точек за линию профиля принималась дуга большого круга шара с радиусом Я = 6395956 м При таком радиусе относительные искажения длин на шаре по отношению к эллипсоиду в широтах 70°—90° не превышают ±0,0006 м

Значения глубин каждой точки профиля рассчитаны интерполяцией по ближайшим окружающим глубинам значимой батиметрической зоны [Геоморфологические аспекты , 2005; Фридман, 2007] Нами предлагается принять за основу простейший метод линейной интерполяции по 4 ближайшим точкам Этот метод близок к технологии ручной

интерполяции, применяемой при составлении морских карт Метод позволяет для каждой интерполированной глубины установить однозначное соответствие с четырьмя измеренными глубинами промера

5.2. Методика определения положения подножия континентального склона

Для определения положения подножия континентального склона батиметрический профиль представлен графиком функции г =/(х), где 2 — глубина, х — расстояние от начальной точки вдоль линии профиля В каждой точке профиля вычисляются последовательности значений изменения Ли уклона дна и и строятся соответствующие графики Вычисление значений с?м в угловых минутах выполняется по формуле*

du, =

arctg—

--arctg—

Ax

Ax

где г, — глубина в точке г профиля, выраженная в метрах (отрицательная величина), Ах — постоянный интервал между точками профиля в метрах, р' = 3437,75 — значение радиана в минутах

Изменение уклона дна выражается в угловых единицах Для анализа результатов вычислений и определения ПКС строится график значений с1и Профиль дна, построенный по точкам глубин, представляет кривую, состоящую из отрезков прямых (2,5 км), с переменным наклоном в каждой 1-й точке профиля Это объясняется наличием незначительных аккумулятивных форм и случайными погрешностями исходных глубин, по которым выполнялась интерполяция в точки профиля На графике значений изменения уклона дна ¿и усиливается эффект расчленённости рельефа и график имеет сложный вид с многочисленными локальными максимумами на значительном протяжении профиля, что затрудняет его анализ с целью выбора точки подножия континентального склона (рис 2). Среднее квадратическое значение

Orfa =

К

величин du, полученных в точках профиля, может быть принято в качестве количественной оценки степени расчлененности профиля, представленного линией z-f(x)

Для устранения такой неопределённости при обработке и анализе батиметрических данных применяется сглаживание профилей методом "скользящего среднего", с интервалом осреднения равным нечетному числу последовательно расположенных точек. В данном случае для уменьшения погрешности определения искомой границы принят минимальный интервал фильтрации /= 3 (7,5 км). При последовательном смещении интервала на одну точку, значение глубины в центральной точке интервала заменяется средним арифметическим из всех глубин интервала, что дает в результате сглаженную последовательность глубин профиля. Эта процедура повторяется неоднократно (/ = 0, ..., Л,г), увеличивая с каждым разом степень сглаживания профиля.

-500" "

гБ8 -Ю00--

-1500-"

-^ооо-

^2500"

йи\ -зооо-

-3500"

-4000-

-4500-

-50001-

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Рис. 2. Изменение уклона дна по профилю, без сглаживания

По результатам сглаживания профиля определяются:

1) последовательность разностей -z¡ сглаженных и исходных глубин профиля;

2) параметры сглаживания — среднее квадратическое ст_Дг и среднее т Аг отклонения сглаженного профиля от исходного по формулам:

о Аг =

2>:

и-1

2>;

т Аг = —-

где п — число точек профиля [Геоморфологические аспекты 2005; Фридман, 2007].

Сглаживание профиля вне зависимости от используемых математических методов приводит к следующим результатам— параметр сглаживания о _ Аг должен заметно отличаться от нуля, показывая, что получена новая линия гсгл (*)> отличная от исходной;

— параметр сглаживания т_Аг должен быть близок к нулю, свидетельствуя о том, что полученная сглаженная линия занимает некоторое среднее положение между точками исходного профиля, т. е является генерализованным отображением профиля;

— показатель "расчлененности" ааи должен уменьшиться, т е полученная линия должна быть действительно более гладкой по отношению к исходной

Для определения необходимого количества итераций во избежание потери морфологической информации следует использовать естественный критерий, обусловленный уровнем "помех" на фоне полезных сигналов. Если параметр сглаживания не превышает величины погрешности глубин в точках профиля огр> это означает, что сглаженный профиль "очищен" от помех и представляет формы рельефа с достоверностью, определяемой частотой исходных батиметрических данных. С учетом погрешностей интерполяции средняя квадратическая погрешность агр глубин на профиле составляет около 0,5 % глубины, что для области вероятного расположения подножия континентального склона дает около 20 м. Оценка этой погрешности достаточно подробно рассмотрена работами А И. Сорокина и расчёты показали, что в Арктическом бассейне она порядка 20 м [Сорокин, 1972].

Однако по результатам сглаживания профиля локальные максимумы различной амплитуды установлены в широком диапазоне зоны сопряжения склона с подножием, на протяжении более 100 км, что объясняется наличием аккумулятивных форм Даже при стандартных параметрах сглаживания (/=3 и N-5) и соблюдении соотношения а_Аг<<згр однозначный выбор локального максимума, соответствующего положению подножия континентального, склона, невозможен. Для точного определения искомого параметра необходима локализация основания континентального склона [Фридман, 2007].

Поверхность склона, подножия и прилегающей абиссальной равнины осложнена аккумулятивными формами, нивелирующими границу склона и подножия Однако несмотря на наличие этих форм, фоновые поверхности склона н подножия определяются генеральными простираниями этих элементов на профиле. Для этой цели по данным цифрового профи-

ля разработан алгоритм, в основу которого положена аппроксимация частей профиля, представляющих континентальный склон и континентальное подножие, прямыми линиями Графики, аппроксимирующие континентальный склон и континентальное подножие, позволили локализовать зону основания континентального склона до 25 км, в пределах которой положение доминирующего максимума, соответствующего подножию континентального склона, определяется однозначно Изменение уклона дна (от 10'—15' на подножии до 1°—4° на склоне) показывает смену угловых характеристик в искомой точке параметра. Результаты такого анализа глубин значимой батиметрической зоны представлены на рис. 3

5.3. Подножие континентального склона в Арктическом бассейне

Результаты геоморфологического анализа рельефа и математического анализа глубин базы батиметрических данных установили существенные различия континентальных окраин Арктического бассейна Эти выводы подтверждаются также и трехмерными моделями рельефа, основанными на известных методических разработках А М. Берлянта и Б Б Серапи-наса, представляющими оптимальное сочетание наглядности, метрично-сти и точности изображения разнопорядковых форм рельефа [Берлянт, 1978,2006, Прохорова, Серапинас, 2006 и др.].

В Евразийском суббассейне анализ глубин Баренцево-Карской континентальной окраины выполнен на 18 цифровых батиметрических профилях Континентальный склон имеет вогнутый профиль переменной крутизны и расчленен каньонами, образующими в основании конусы выноса и аккумулятивные формы более мелкого порядка. Результаты анализа профилей показали, что изменение глубины подножия континентального склона по простиранию континентальной окраины происходит в диапазоне глубин от 2800 до 3500 м Континентальное подножие расположено на полого-наклонной равнине с углами наклона дна от 9' до 22'. Угол наклона дна подножия континентального склона изменяется по простиранию окраины от 55' до 4°30' Локализация основания континентального склона позволила однозначно определить положение доминирующих локальных максимумов, соответствующих точке подножия континентального склона

Лаптевоморская континентальная окраина характеризуется вогнутым гладким нерасчлененным профилем, на котором по морфологическим признакам определить границу склона и подножия невозможно Эта задача решена при математическом анализе глубин значимой батиметрической

Батиметрический профиль А07 Интервал между точками профиля 2,5 км СКП глубин профиля, м агр = 20

Параметры сглаживания профиля, м Л^ = 5, тах_Аг =61,9,т_Аг = 0,239, а_Аг= 12,98

Графики профиля и величин du изменения уклона дна

Заданные номера точек БП для линейной аппроксимации континентального склона (КС) и континентального подножия (КП)

5=10, Л =140

Рассчитанный номер точки профиля, локализующей положение основания континентального склона (ОКС)

Лгтлокс = 53

Номер точки профиля принимаемой за точку расположения ПКС

Nttkc = 62

Среднее значение уклона дна на КС икс = 73' Среднее значение уклона дна на КП икп =16' Информация по принятой точке ПКС

№тПКС du' X ф Z, м Дкм FCS = (62 7 3 65 701 83 374 2945 155)

Рис 3 Определение подножия континентального склона Баренцево-Карской континентальной окраины в районе ЗФИ (профиль А-07)

зоны, который также однозначно определил границу склона и подножия, с углами наклона дна последнего 10'—13' и склона—от 40' до 55'.

Морфологические границы склона и подножия хребта Ломоносова в котловине Амундсена определяются однозначно, на глубинах от 4000 до 4300 м. На значительном протяжении хребта подножие не установлено и склон сопряжен с абиссальной равниной при изменении угла наклона дна от 1° и более. В рельефе здесь подножие выражено лишь в зонах сопряжения хребта с противолежащими континентами и представлено полого-наклонной равниной с углами наклона дна от 3' до 14'.

Морфометрический анализ батиметрических данных провинции хребтов и поднятий подтвердил выводы предыдущих исследований о существовании единой орографической системы провинции, элементы рельефа которой морфологически связаны между собой и противолежащими континентами в батиальном диапазоне глубин [Геоморфологические аспекты , 2005]. Результаты многоцелевого анализа базы батиметрических данных показали, что в соответствии с общепринятыми геоморфологическими представлениями и положениями Конвенции, определение границы континентальной окраины для провинции в целом лишено смысла. Эти выводы подтверждены результатами исследования батиметрических профилей и трехмерными моделями рельефа

5.4. Оценка точности положения подножия континентального

склона по батиметрическим данным систематического промера

Требования Конвенции не содержат каких-либо ограничений к точности промера и измерений глубин для определения внешней границы континентального шельфа. Однако, положение подножия континентального склона зависит от плотности промера Анализ параметров гидрографической изученности показал, что плотность промера в диапазоне глубин подножия континентального склона для всей значимой батиметрической зоны колеблется от 4,8 до 27 км. Для всех профилей математическое ожидание т$ расстояния 5 между соседними отметками глубин составило км со средним квадратическим отклонением ол = 4,34 км. В процессе моделирования глубин значимой батиметрической зоны установлено, что средняя квадратическая погрешность <за положения подножия континентального склона, найденного по сети точек зондирования

со средним расстоянием 5, составит 05 Для = 11 км получим

01 =3,18 км. Такова средняя квадратическая погрешность положения подножия континентального склона за счет средней величины расстояния между отметками глубин значимой батиметрической зоны.

Для оценки влияния погрешности планового положения глубин на определение подножия континентального склона систематизированы результаты точности определения местоположения глубин на районы определения этого параметра границы. По результатам вычислений установлено среднее значение средней квадратической погрешности места глубин (<5м) для всей линии подножия континентального склона стм = 0,91 км

При составлении базы батиметрических данных средняя квадратиче-ская погрешность глубин, снятых с планшетов промера масштаба 1-500 000, не превышает 1 мм, что определяется погрешностью сгг = 0,5 км Таким образом, влияние этих погрешностей на положение подножия континентального склона оценивается величиной

<*2=>/<,М+с£ =л/0,912 + 0,52 =1,04 км

Положение подножия континентального склона на батиметрических профилях определялось по равноотстоящим (на 2500 м) точкам, что предопределяют дополнительную погрешность с3, природа которой аналогична погрешности Ст] и, следовательно, её величина составит

0з = ~ 0,72 км [Вентцель, 1964] Величина этой погрешности в

четыре раза меньше величины аь что подтверждает правильность соотношения выбранного для точек профилей шага 2,5 км с частотой отметок глубин.

Для оценки влияния принятого метода математического анализа батиметрических профилей на точность определения подножия континентального склона, в дополнение к стандартным параметрам сглаживания, все батиметрические профили были обработаны с заведомо худшими параметрами /= 5 и = 3 Расхождения в положении локальных максимумов, принятых в дальнейшем за искомые точки, только в 3 случаях составили 2 интервала (5 км), а во всех остальных случаях 0 или 1 интервал. Таким образом, если принять в качестве средней квадратической погрешности определения подножия континентального склона за счет метода обработки профилей величину о4 = 2,5 км, то это не будет завышением точности определения положения этого параметра

Оценка общей погрешности точек подножия континентального склона под влиянием рассмотренных выше факторов определяется величиной немногим более 4 км

°жс=7°?+02+0з+°4 =л/3,182 +1,042 +0,722 + 2,52 =4,24км

С учётом изменения угла наклона дна в точке сопряжения континентального склона с континентальным подножием от 40' до 2° и более, погрешность точек ПКС может достигать 5 км

При этом необходимо заметить, что априорная (по результатам точечного промера) и апостериорная (по результатам непрерывного эхоло-тирования) оценки точности глубин значимой батиметрической зоны, необходимые для математического анализа цифровых батиметрических профилей, достаточно близки (порядка 20 м).

5.5. Определение положения изобаты 2500 м

На батиметрической карте "Центральный Арктический бассейн", при постоянном сечении рельефа 200 м на глубоководную часть бассейна, для визуального отображения одного из ограничителей ВГКШ проведена дополнительная изобата 2500 м. При составлении батиметрической карты положение этой изобаты на континентальной окраине в пределах российского сектора Арктики откорректировано по цифровым батиметрическим профилям с плотностью промера значимой батиметрической зоны 7—10 км и каталогу координат изобаты 2500 м на континентальной окраине с относительным отстоянием смежных профилей не более 60 морских миль. Параметры гидрографической изученности, представленные выше, одинаковы для определения подножия континентального склона и изобаты 2500 м. В этом случае СКП положения изобаты 2500 м практически повторяет оценку точности ПКС, за исключением СКП метода обработки профилей

Тогда, СКП положения глубин за счет погрешностей координирования (ом), вычисленная по данным материалов полевых исследований для значимой зоны, составила 0м = 0,91 км.

Средняя квадратическая погрешность измерения глубин (аг) составляет 0,5 % от глубины, т е около 12,5 м в диапазоне глубин, необходимых для определения положения изобаты 2500 м Средние углы наклона дна и на континентальном склоне в районе изобаты 2500 м порядка 2°. По этим данным вычислена СКП положения глубин за счет погрешностей их измерения

амг = аг ■ ctg и ~ 0,66 км

Погрешность базы батиметрических данных за счет оцифровки планшетов промера не превышает 1 мм, что в масштабе планшета соответствует ос = 0,5 км.

Таким образом, оценка погрешности положения изобаты 2500 м в значимой батиметрической зоне определяется величиной:

о = ^а2и + а2м + о* = -*/о,912 + 0,662 + 0,5а = 1,23 км.

ВЫВОДЫ

Основные результаты проведенного исследования — разработка научных основ целевого (в контексте требований Конвенции) картографирования для теоретического обоснования и практического решения важной проблемы определения положения континентальной окраины и научно-методических разработок по определению ключевых параметров внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике на основе систематизации материалов отечественных гидрографических исследований, картографирования, а также базы батиметрических данных для районов континентальной окраины в пределах традиционного российского сектора Арктики в батиметрическом диапазоне основных параметров Конвенции ООН по морскому праву от 1982 г.

В ходе выполнения исследования получены следующие новые научные результаты научно-практического значения:

1 Составлена, отредактирована и издана батиметрическая карта "Центральный Арктический бассейн" (адмиралтейский № 91115), масштаба 1 2 500 ООО на 4 листах, с сечением изобат через 200 м, а также разработана электронная версия карты, которая является основой для документального обоснования внешней границы континентального шельфа России в Арктике в Комиссии ООН по морскому праву.

Для развития фундаментальных исследований наиболее важны результаты картографирования пролива Фрам и прилегающих районов Шпицбергенско-Гренландской системы разломов — одного из самых сложных районов Арктического бассейна, для которого впервые подробно отображена специфика рельефа дна пролива и закартографирован подводный отрог Ермак, сопряженный с системой трогов долины Лены

2. На основе сравнительного анализа батиметрических карт Арктического бассейна России и международной батиметрической карты 1ВСАО устранены противоречия в изображении рельефа морского дна в районе пролива Фрам, хребтов Гаккеля, Ломоносова, Баренцево-Карской континентальной окраины, троговых долин и поднятий Амеразийского суббассейна, отрога Север и других форм. Важным результатом сравнительного анализа карт является отсутствие противоречий в изображении

рельефа континентальной окраины и зон сопряжения хребтов и поднятий с Евразией, в пределах российского сектора Арктики Результаты сравнительного анализа карт и согласование рельефа необходимы для определения положения континентальной окраины Арктического бассейна и внешней границы континентального шельфа приарктических государств.

3. По результатам анализа систематического и маршрутного промера России разработана методика и создана база батиметрических данных Арктического бассейна с определением структуры цифровых данных и формата, соответствующего сохранению конфиденциальности материалов гидрографических исследований России

4. Для математического моделирования глубин по определению основных параметров внешней границы континентального шельфа — подножия континентального склона и изобаты 2500 м с учетом специфики рельефа разработана система цифровых батиметрических профилей в пределах объёма глубин значимой батиметрической зоны, расположенной на континентальной окраине, от континентального склона до абиссальной равнины.

5 Анализ результатов гидрографических исследований России по параметрам изученности (объёму, подробности промера и точности измерения глубин) позволяет утверждать, что они полностью соответствуют требованиям практического решения проблемы достоверного определения внешней границы континентального шельфа России в Арктике Для определения базовых параметров внешней границы континентального шельфа России использован полный объем батиметрических данных отечественной гидрографии, который составляет около 40 тысяч измерений глубин со льда и более 92 тысяч линейных километров промера с подводных лодок СКП положения глубин за счет погрешностей координирования (ом), по данным материалов полевых исследований в Арктическом бассейне составила см = 0,91 км, при общей оценке погрешности местоположения глубин в районе определения базовых параметров внешней границы континентального шельфа России 1,04 км Подробность промера в районах подножия континентального склона и изобаты 2500 м изменяется от 4,8 до 27 км, что сопоставимо с размерами аккумулятивных форм в зоне сопряжения склона с подножием. Измерения глубин сопровождались многосуточными гидрологическими станциями, в результате чего погрешность глубин для всего массива данных не превысила 0,5 % глубины

6. По результатам математического моделирования глубин значимой батиметрической зоны разработана методика математического анализа цифровых батиметрических профилей, методики фильтрации и сглаживания для определения изменения уклона дна по простиранию профилей,

а для однозначного определения точки максимального изменения уклона дна, соответствующей подножию континентального склона, разработана методика локализации основания континентального склона до 25 км.

7 Погрешность положения точек подножия континентального склона на профилях определена с учетом СКП положения подножия континентального склона, найденного по сети точек зондирования со средним расстоянием 5 = И км в значимой батиметрической зоне (oj =3,18 км), общей погрешности местоположения глубин в районе определения базовых параметров границы (ст2 = 1,04 км), погрешности определения равноотстоящих точек цифровых батиметрических профилей через 2,5 км (оз = 0,72 км) и средней квадратической погрешности определения подножия континентального склона за счет метода обработки профилей о4 = 2,5 км. Общая погрешность подножия континентального склона в значимой батиметрической зоне (еще) составила 1,04 км, однако с учётом поправки за наклон дна в зоне сопряжения склона с подножием, погрешность ПКС может достигать 5 км.

Погрешность положения изобаты 2500 м на континентальной окраине составляет 1,23 км.

8. Результаты исследования базы батиметрических данных позволяют утверждать, что в соответствии с геоморфологическими представлениями о батиметрическом положении границ пассивных континентальных окраин, в пределах российского сектора Арктики положение континентальной окраины установлено лишь в Евразийском суббассейне Провинция хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна по батиметрическому уровню, морфометрическим характеристикам и геоморфологическим представлениям является естественным продолжением континентов в океан, аналогично противолежащему Канадско-Датскому сопряжению провинции.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии

1. Результаты гидрографических исследований и картографирование рельефа дна Арктического бассейна для определения внешней границы континентального шельфа России в Арктике. СПб. Наука, 2007.208 с.

2 Объяснительная записка к картам Арктического бассейна: Орографическая карта Арктического бассейна, Рельеф дна Северного Ледовитого океана СПб, 1999. 39 с (соавторы- И. С. Грамберг, И. Ф Глумов, В. Д. Каминский, В Д. Крюков, А П Макорта, Р. Р. Мурзин, Г. Д. На-

рышкин, А Б Опарин, Ю Е Погребицкий, В. А Поселов, В А. Соло-дов, М Ю Сорокин, В Д. Фомченко, И Е Фролов)

3 Геоморфологические аспекты внешней границы континентального шельфа России в Арктике СПб ГУНиО МО РФ. 2005 60 с (соавторы Г Д Нарышкин, А А Комарицын, А В Каврайский, Н А Нестеров, А Б Опарин).

Статьи, рекомендованные в журналах ВАК

4 В интересах науки и флота//Морской сборник 2002 №12 С. 111—118

5 Результаты российских гидрографических исследований в международной базе батиметрических данных Северного Ледовитого океана // Геодезия и картография 2006 №11 С 10—16.

6 Континентальная окраина Арктического бассейна в контексте базовых параметров внешней границы континентального шельфа России // Геодезия и картография 2006. № 12 С 10—21

7 Гидрографические исследования России в Арктическом бассейне // Известия РАН, Сер Географ 2007. № 2. С. 1—6

8 Карта рельефа дна Северного Ледовитого океана как основа многоцелевых фундаментальных научных исследований и решения проблемы делимитации Арктического бассейна//Морской сборник 2007 С 38—42.

9 База батиметрических данных для определения ВГКШ России в Арктике // Геоинформатика. 2007. № 1 С 15—22

10 Методика определения подножия континентального склона в Арктическом бассейне для реализации требований Конвенции ООН по морскому праву // Геодезия и картография 2007 № 3 С 39—48

Карты и атласы

11 Национальный атлас России МТРФ Федеральное агентство Геодезии и картографии М, 2004. (Член ред. совета)

12 Рельеф дна Северного Ледовитого океана Масштаб 1 5 000 000 Проекция стереографическая ГУНиО МО, ВНИИОкеангеология, РАН, СПб , 1998 (Коллективная монография)

13 Центральный Арктический бассейн Масштаб 1 2 500 000, по параллели 75° Проекция стереографическая СПб • ГУНиО МО РФ №91115,2002 (Главный редактор)

Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1'1 000 000. (Главный редактор батиметрических основ геологической карты)

14 Листы геологической карты. Т-49, 50, 51,52. 1999.

15 Листы геологической карты: Т-53, 54, 55,56 1999

16. Листы геологической карты: Т-57,58, 59,60 2000.

17 Листы геологической карты: Т-41,42,43,44. 2003.

Статьи в сборниках, тезисы докладов и другие публикации

18 Bathymetry map of the Arctic Ocean, 1 5 000 000 III international conference on arctic merging, Celle, 1998 (соавторы: И С. Грамберг, Г Д Нарышкин, В Д. Фомченко).

19 Гидрографические исследования России для определения внешней границы континентального шельфа России в Арктике. Тезисы 3-й Международной научно-практической конференции "Геопространственные технологии и сферы их применения". М, 2007. С 19—20

20. Вопросы определения базовых параметров внешней границы континентального шельфа России в Арктике Труды VI Российской научно-технической конференции "Современное состояние и проблемы навигации и океанографии" СПБ.: ГНИНГИ, 2007 С. 13—16

21. Автоматизированная обработка гидрографической информации // Записки по гидрографии. 1984 № 211. С 13—17 (соавторы: Ю. Л Васильев, В В. Якушев).

22 Интегрированная автоматизированная картографическая система // Геодезия и картография. 1986 № 6. С. 50—53 (соавторы: Э. Н. Свердлов, С. А. Шавров)

23. Электронные навигационные карты России как компонент системы обеспечения безопасности мореплавания К География Мирового океана и картографирование Труды XI съезда РГО СПб.: РГО, 2000. С 108—111.

24 Коллекция морских электронных карт России - новое направление обеспечения безопасности мореплавания // Наука и техника- вопросы истории и теории ХХШ годичная конференция Санкт-Петербургского отделения Российского национального комитета по истории и философии науки и техники Выпуск XVIII. СПб, 2002. С 131— 132 (соавтор А А Хребтов).

25 Электронная картография гидросферы планеты Земля в XXI веке // Труды XII съезда РГО. Т 6. СПб, 2005. С. 13—17

26 Предисловие к книге А. О. Бринкена, учёного секретаря РГО, доктора географических наук- "Освоение ресурсов нефти и газа норвежского континентального шельфа". СПб: ОАО, изд "ГеоГраф", 2004. С 3—7

Подписано в печать 30 01 2008 Объем 2,0 уел п л Тираж 100 экз Заказ №231 Отпечатано в ООО «СЕРЕНАДА» 195267, СПб, Гражданский пр,д 114

Содержание диссертации, доктора географических наук, Фридман, Борис Семенович

Введение.

Глава 1. Гидрографические исследования и картографирование рельефа дна Арктического бассейна. l.l.i Гидрографические исследования бассейна во второй половине XX столетия.

1.2. Гидрографические исследования России в Арктике.

Глава 2. Результаты гидрографических исследований России для .создания международной батиметрической карты

Северного Ледовитого океана (IBCAO).

Глава 3. Гидрографические исследования Арктического бассейна в контексте требований Конвенции ООН по морскому праву.

3.1. Базовые положения Конвенции ООН по определению внешней границы континентального шельфа.

3.2. Основные особенности рельефа дна Арктического бассейна по результатам гидрографических исследований России.

3.3. Континентальные окраины Арктического бассейна в контексте требований Конвенции ООН по морскому праву.

Глава 4. База батиметрических данных для обоснования внешней границы континентального шельфа России в

Арктике.

Глава 5. Методика определения базовых параметров внешней границы континентального шельфа России в Арктике 157 5.1. Методика составления цифровых батиметрических профилей.

5.2. Методика определения положения подножия континентального склона.

5.3. Подножие континентального склона в Арктическом бассейне.

5.4. Оценка точности положения подножия континентального склона по батиметрическим данным систематического промера.

5.5. Определение положения изобаты 2500 м

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научные основы картографирования рельефа дна Арктического бассейна для определения границы Национальной юрисдикции России в Арктике"

В 1982 году на третьей Конференции ООН по морскому праву в Женеве принята Конвенция, положения которой регулируют все международные аспекты морского пространства, в том числе и делимитацию акваторий прибрежными государствами [Конвенция ООН., 1984].

Для государств, прилегающая акватория которых простирается более 200» морских миль от линий наибольшего берегового > отлива, называемых исходными линиями, положение границы регламентируется требованиями УГчасти Конвенции — "Континентальный шельф''. По определению Конвенции, юридический континентальный шельф включает акваторию прибрежного государства на всём протяжении I естественного1 продолжения его сухопутной территории^ до- внешней границы подводной окраины материка и граница национальной юрисдикции определяется на континентальной окраине1 в её геоморфологическом' понимании, которая состоит из шельфа, склона и подножия [Конвенция., 1984]. Для определения границы прибрежных государств Конвенцией установлен базовый параметр (исходная линия границы) — подножие континентального склона, относительно и мористее которого определяется внешняя граница юридического континентального шельфа.

Арктический бассейн относится к наиболее сложным районам Мирового океана для реализации требований Конвенции. Его рельеф характеризуется широким континентальным шельфом, за пределами которого установлено торцевое сопряжение хребтов и поднятий с противолежащими континентами, что приводит к неоднозначному определению положения континентальной окраины специалистами различных тектонических направлений.

Анализ требований конвенции показал, что для обоснования границ национальной юрисдикции прибрежных государств- в Арктике необходимы разработки научных основ целевого^ (в контексте требований Конвенции) картографирования и методических построений, базирующихся на результатах гидрографических исследований. Разномасштабные картографические основы необходимы для научного обоснования положения континентальной окраины бассейна, а база батиметрических данных для научно-методических разработок по определению базовых параметров юридической границы. 5

В 1997 году Россия ратифицировала Конвенцию ООН по морскому праву и для-определения границы, континентального шельфа результаты отечественных гидрографических исследований Арктического бассейна использованы в полном; объёме:

Актуальность, диссертации; определяется необходимостью решения проблемы внешней границы континентального шельфа России в Арктике на основе систематизации результатов- отечественных гидрографических исследований :и формирования*базы батиметрических данных, составления; батиметрической! карты; Арктического1 бассейна масштаба 1:2:500 ООО, важностью теоретического обоснования, метода определения- положения внешней: границы пассивной континентальной окраины, .основных батиметрических; ^геоморфологических параметров границы в соответствии с требованиями Конвенции? ООН по морскому праву. Результаты исследованиям рельефа; и» картографирования, основанные на достоверной базе батиметрических данных необходимы также и для развития комплексных исследований в областях гидрографии, океанологии, геологии, геофизике и экологии.

Тема диссертационной работы находится в полном соответствии с утверждённой Президентом Российской Федерации целевой программой "Мировой океан", Законом о? континентальном шельфе Российской Федерации от 30 ноября 1995 года и Постановлениями Правительства России от 16 июня: 1997 года № 717 в связи с необходимостью обоснования Внешней границы континентального шельфа в Арктике, международным проектом 1997 года по созданию базы батиметрических данных и международной батиметрической; карты Арктического бассейна.

Цель диссертационной: работьг — разработка научных основ целевого (в контексте требований Конвенции) картографирования; базирующихся на результатах гидрографических исследований России, научно-методических разработок по определению базовых параметровюридической границы и теоретическое обоснование положения внешней границы континентальных окраин Арктического бассейна с учётом специфики рельефа дна; границ морфологических провинций континентальных окраин и практическое решение проблемы определения положения базовых параметров внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике на основе систематизации результатов разномасштабных отечественных гидрографических исследований, а также формирования базы батиметрических данных и локализация этой базы на районы континентальной окраины в, пределах традиционного российского сектора; Арктики, в батиметрическом диапазоне основных параметров внешней границы юридического континентального шельфа в соответствии с требованиями Конвенции ООН: по морскому праву.

Реализация поставленной цели предусматривает решение следующих основных научных задач:

1. Систематизация результатов промера России в Арктике и анализ параметров гидрографической изученности для определения положения морфологических границ элементов континентальной окраины и базовых параметров границы национальной юрисдикции России; в соответствии с требованиями Конвенции ООН по морскому праву. Создание базы батиметрических данных Арктического бассейна и её локализация на районы континентальной окраины в диапазоне глубин значимой батиметрической зоны, необходимой для математического моделирования глубин цифровых батиметрических профилей по определению положения подножия континентального склона и изобаты 2500 м.

2. Составление, редактирование и подготовка к изданию батиметрической карты "Центральный. Арктический бассейн", масштаба 1:2 500 ООО; с сечением, изобат через 200 м. Разработка электронной версии карты для документального обоснования внешней границы юридического континентального шельфа. России в Арктике в Комиссии ООН по морскому праву. Сравнительный анализ батиметрических карт Арктического бассейна России и международной батиметрической карты 1ВСА0, устранение противоречий в рельефе по результатам отечественных и зарубежных гидрографических исследований.

3. Морфологический и морфометрический анализ батиметрических карт России с использованием планшетов систематического промера для обоснования положения и границ континентальной окраины Арктического бассейна.

4. Математическое моделирование глубин значимой батиметрической зоны и математический анализ цифровых батиметрических профилей для однозначного определения положения точки подножия континентального склона и изобаты 2500 м с оценкой их точности, географических координат, глубины точки ПКС и углов наклона дна склона и подножия.

В качестве фактологической основы исследования использован полный объём материалов систематического точечного промера со льда и с подводных лодок, а также маршрутного промера, выполненного отечественной гидрографией в период с 1961 по 1999 гг., на более 80 % площади Арктического глубоководного бассейна. Исследования бассейна сейсмическими методами выполнены на площади более 4 млн. км . По результатам гидрографических исследований России достоверным систематическим промером охвачены практически все геоморфологические провинции Арктического глубоководного бассейна.

В пределах Российского сектора Арктики зарубежные гидрографические исследования представлены редкими галсами маршрутного промера, а результаты систематического промера американских подводных лодок на хребте Ломоносова не доступны. По этой причине результаты зарубежных гидрографических исследований, реализованные в международной батиметрической карте 1ВСАО использованы лишь для сравнительного анализа рельефа этой карты с отечественными батиметрическими картами Северного Ледовитого океана.

Достоверность и точность результатов исследования определяется следующими факторами:

1. Объём измеренных глубин бассейна составил около 40 тысяч со льда и более 92 тысяч линейных км промера с подводных лодок.

2. Средняя квадратическая погрешность (СКП) положения глубин за счет погрешностей координирования (ам), по данным материалов полевых исследований в Арктическом бассейне составила ам = 0,91 км. Погрешность получения географических координат глубин по результатам оцифровки планшетов промера не превышает 1 мм, что в масштабе планшета соответствует ас = 0,5 км.

Общая оценка погрешности местоположения глубин в районе базовых параметров внешней границы континентального шельфа России выполняется по формуле: а = г2, + а] = д/0,912 + 0,52 = 1,04 км.

3. Подробность промера в районах определения положения подножия континентального склона и изобаты 2500 м изменяется от 4,8 до 27 км. Математическое ожидание ш5 расстояния э между соседними отметками глубин составило ш5 = 11 км со средним квадратическим отклонением сг3 = 4,34 км. Размеры аккумулятивных форм в зоне сопряжения склона с подножием, сопоставимы с подробностью промера и в соответствии с методикой исследования не оказывают существенного влияния на определение положения базовых параметров внешней границы континентального шельфа.

4. Подробность промера зон сопряжения хребтов и поднятий с противолежащими континентами составила 2—5 км, что достаточно для детального анализа рельефа при определении естественного продолжения континентальных окраин на хребты и поднятия.

5. Общая погрешность точек подножия континентального склона определена с учётом средней квадратической погрешности ст3 положения подножия континентального склона, найденного по сети точек зондирования со средним расстоянием 8=11 км (Ст1 = 3,18 км); общей погрешности местоположения глубин в районе определения параметров границы (сг2 = 1,04км); погрешности определения равноотстоящих точек цифровых батиметрических профилей через 2,5 км (сг3 = 0,12км ) и средней квадратической! погрешности определения подножия континентального склона за счет метода обработки профилей <74 = 2,5 км. Таким образом, общая погрешность подножия континентального склона в,значимой батиметрической зоне составила: ттс = л/а-; + а] + а23+а24 = т]з,182 +1,042 + 0,722 + 2,52 = 4,24км.

С учётом изменения угла наклона дна в точке сопряжения континентального склона с континентальным подножием от 40' до 2° и более, погрешность точек ПКС может достигать 5 км.

Погрешность положения изобаты 2500 м на континентальной окраине определяется величиной 1,23 км.

6. Все измерения глубин со льда (при эхолотировании и сейсмических исследованиях) сопровождались многосуточными гидрологическими станциями для введения поправок за скорость звука в 1 воде, в результате чего, оценка погрешности измерения глубин для всего массива данных не превысила 0,5% глубины.

7. Априорная оценка точности измерения глубин со льда сопоставима с апостериорной оценкой измерений глубин непрерывного эхолотирования и не превышает 24 м.

8. Определение базовых параметров внешней границы юридического континентального шельфа России выполнено с применением однозначного математического аппарата, в комплексе с геоморфологическим анализом глубин континентальной окраины.

Личный вклад автора.

Автор лично участвовал в следующих работах: составлении и редактировании батиметрических карт "Центральный Арктический бассейн" масштаба 1:2 500 ООО, батиметрических карт масштаба 1:1 ООО ООО на зоны сопряжения хребта Ломоносова и поднятия Менделеева с континентальной окраиной Евразии, а также разработке электронной версии этих карт; сравнительном анализе рельефа отечественных батиметрических карт с международной батиметрической картой 1ВСАО; создании базы батиметрических данных Арктического бассейна и значимой батиметрической зоны континентальной окраины; разработке всех методик картографического анализа и математического моделирования глубин для определения параметров внешней границы континентального шельфа; определении положения подножия континентального склона и морфометрических характеристик континентальной окраины на 79 цифровых батиметрических профилях в пределах Российского сектора Арктики.

Основные защищаемые положения

1. Гидрографические исследования и батиметрическое картографирование рельефа дна Арктического бассейна составляют важную научно-практическую и международно-правовую основу для решения проблемы определения внешней границы юридического континентального шельфа (ВГКШ) приарктических государств в соответствии с требованиями Конвенции ООН 1982 года по морскому праву. Анализ результатов гидрографических исследований России по параметрам изученности (объёму, подробности и точности измерения глубин) позволяет утверждать, что они полностью соответствуют практической реализации проблемы достоверного определения ВГКШ России в Арктике.

2. Систематизация результатов гидрографических исследований России и создание базы батиметрических данных Арктического бассейна позволяют использовать методы математического анализа для определения границы национальной юрисдикции в Арктике.

3. Для однозначного определения положения одного из основных параметров внешней границы континентального шельфа — подножия континентального склона наиболее целесообразно сочетание методов картографического и геоморфологического анализа континентальной окраины в комплексе с математической обработкой цифровых батиметрических профилей, построенных по базе батиметрических данных Арктического бассейна.

4. Результаты математического моделирования базы батиметрических данных, в соответствии с геоморфологическими представлениями о батиметрическом положении границы пассивных континентальных окраин, позволяют утверждать, что в пределах Российского сектора Арктики положение континентальной окраины установлено лишь в Евразийском суббассейне. Провинция хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна по батиметрическому уровню, морфометрическим характеристикам и геоморфологическим представлениям является естественным продолжением континентов в океан; аналогично противолежащему Канадско-Датскому сопряжению провинции.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что в ней впервые выполнен картографо-геоморфологический анализ рельефа по базе батиметрических данных, основанной на систематизации результатов промера России, позволяющей использовать математический анализ глубин для* обоснования положения континентальной окраины Арктического бассейна и определения параметров внешней границы континентального шельфа — подножия континентального склона и изобаты 2500 м. Анализ базы батиметрических . данных позволил обоснованно рассматривать положение континентальной окраины на акватории всего бассейна, а трёхмерные модели провинции хребтов и поднятий наглядно подтвердили результаты, морфологических исследований прошлых лет о естественном продолжении- этой провинции, в океан, аналогично противолежащей континентальной окраине о. Элсмир.

Установлено, что зона- сопряжения склона с подножием представляет аккумулятивный осадочный шлейф, поверхность которого снивелирована аккумулятивными формами различной пространственной ориентировки и размеров и по этой причине определение границ континентальной окраины — основания континентального склона и подножия континентального склона неоднозначно. С использованием базы батиметрических данных впервые разработана методика, позволяющая математически достоверно локализовать основание континентального склона и определить границы этой зоны шириной не более 25 км.

Локализации основания континентального склона предшествует математический процесс сглаживания рельефа и определение фоновых поверхностей склона и подножия. В зоне сопряжения этих фоновых поверхностей на цифровых батиметрических профилях по результатам математического анализа однозначно определено положение подножия континентального склона. В' Евразийском суббассейне положение континентального подножия установлено в достаточно широкой полосе (до 400 км) в котловинах Нансена и Амундсена. Угол наклона дна подножия от 10 до 25 минут и в зоне его сопряжения с континентальным склоном угол наклона дна последнего может принимать значения от 45 минут до 2°. На значительном протяжении хребта Ломоносова в котловине Амундсена подножие в рельефе не установлено и склон при углах более 1° сопряжён с абиссальной равниной на глубинах порядка 4000—4300 м.

Анализ батиметрических профилей позволил впервые установить, что по морфометрическим характеристикам склоны положительных и нейтральных форм рельефа провинции хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна не являются континентальными, что подтверждает результаты морфологического анализа прошлых лет о естественном продолжении этой провинции в океан.

Показано, что создание международной базы батиметрических данных Арктического бассейна, основу которой составляют батиметрические карты России, позволяет надеяться на то, что многоцелевые исследования бассейна будут проводиться на согласованной батиметрической основе, что даёт возможность избежать разной интерпретации рельефа специалистами.

Практическое значение диссертационной работы определяется тем, что Россия получает возможность обоснованно определить положение внешней границы юридического континентального шельфа в Арктике.

Создание базы батиметрических данных Арктического бассейна по результатам высокоточных систематических гидрографических исследований России позволяет использовать методы математического моделирования для решения многоцелевых фундаментальных научных и практических исследований и реализации требований Конвенции ООН по морскому праву по определению внешней границы юридического континентального шельфа России в Арктике.

Реализация результатов диссертационной работы осуществлена, прежде всего, в изданной батиметрической карте "Центральный

Арктический бассейн", в масштабе 1:2 500 ООО, на 4-х листах, и согласовании рельефа с международной батиметрической картой 1ВСАО, в результате чего получена точная батиметрическая основа Арктического бассейна, необходимая для обеспечения отечественных и зарубежных научных программ.

Результаты исследования базы батиметрических данных России являются основой для документального обоснования внешней границы юридического континентального шельфа России в Комиссии ООН по морскому праву.

Апробация результатов исследования. Результаты исследования докладывались автором и обсуждались на различных отечественных и международных совещаниях:

Морской Коллегии России (Москва, 2000—2007); междуведомственных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа России в Арктике (Санкт-Петербург, 1994—2001 гг.); международных совещаниях по проблеме внешней границы континентального шельфа в Арктике (Санкт-Петербург, 1996, 2000 гг.); международной выставке ЭКСПО—98 (Лиссабон, 1998);

Ш-ей международной конференции по континентальным арктическим окраинам (Ганновер, 1998); международной конференции по техническим аспектам определения морских границ и разграничению (Монако, 1999);

3-ей международной научно-практической конференции "Геопространственные технологии и сферы их применения" (Москва, 2007); конференции, Государственного Научно-Исследовательского Института Навигации и Гидрографии (Санкт-Петербург, 2007).

Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в 26 работах, в том числе, трёх монографиях, шести картах, атласе и семи статьях, в рекомендованных журналах ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов общим объёмом 234 стр., включая 71 иллюстрацию, 8 таблиц и библ. 87 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Картография", Фридман, Борис Семенович

8. Результаты исследования базы батиметрических данных позволяют утверждать, что в соответствии с геоморфологическими представлениями о батиметрическом положении границ пассивных континентальных окраин, в пределах Российского сектора Арктики положение континентальной окраины установлено лишь в Евразийском суббассейне. Провинция хребтов и поднятий Амеразийского суббассейна по батиметрическому уровню, морфометрическим характеристикам и геоморфологическим представлениям является естественным продолжением континентов в океан, аналогично противолежащему Канадско-Датскому сопряжению провинции.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Фридман, Борис Семенович, Москва

1. Арктический шельф России — новые представления о рельефе днабассейна. Навигация и Гидрография, 2001. № 12. 9-13.

2. Васильев Ю. Л., Фридман Б. С, Якушев В. В. Автоматизированнаяобработка гидрографической информации.//Записки по гидрографии. 1984. №211. 13—17.

3. Вентцелъ Е. Теория вероятностей. М., "Наука". 1964.

4. Берлянт А. М. Картографический метод исследования. М., 1978.255 с.

5. Берлянт А. М. Наглядность и метричность геоизображений/Вестник

6. МГУ. Сер. Географическая. № 1. 2006. 6-10.

7. Гаккелъ Я. Я. Наука и освоение Арктики. Л.: Морской транспорт,1957, 133 с.

8. Гаккелъ Я. Я. Исследование и освоение полярных стран // Сов.география. М.: Географгиз, 1960. 420-437.

9. Геоморфологические аспекты внешней границы континентальногошельфа России в Арктике. Нарышкин Г. Д., Комарицын А. А.,

10. Каврайский А. В., Нестеров Н. А., Опарин А. Б., Фридман Б. СПб.1. ГУНиО МО РФ. 2005. 60 с.

11. Государственная геологическая карта Российской Федерациимасштаба 1:1 000 000. Главный редактор батиметрических основ для геологической карты: (коллективная монография).

12. Листы геологической карты: Т-49, 50, 51, 52. 1999.

13. Листы геологической карты: Т—53, 54, 55, 56. 1999.

14. Листы геологической карты: Т-57, 58, 59, 60. 2000.

15. Листы геологической карты: Т-41, 42, 43, 44. 2003.

16. ГрамбергИ. С, Нарышкин Г. Д. Особенности рельефа дна

17. Арктического глубоководного бассейна Северного Ледовитого океана //

18. Геологическое строение и геоморфология Северного Ледовитого океанав связи с проблемой внешней границы континентального шельфа

19. Российской Федерации в Арктическом бассейне. Спб., 1999. 53-72.

20. Дибнер В. Д., Гаккелъ Я. Я., Литвин В. М., Мартынов В. Т.,

21. Шургаева В.Т. Геоморфологическая карта Арктического океана,1. НИИГА,Л., 1965.

22. ЗаруцкаяИ. П., Скорнякова Л. А. Карты рельефа. В кн.: "Методысоздания комплексных региональных атласов СССР." М., 1972. 34-52.

23. Заруцкая И. П., Сваткова Т. Г. Проектирование и составление карт:

24. Общегеогр. карты Учеб. Для геогр. спец.ун-тов.. М.: Изд-во МГУ, 1989.294 с.

25. Заруцкая И. П., Красилъникова Н. В. Картографирование природныхусловий и ресурсов. - М.: Недра, 1988. 300 с.

26. Ильин А. В. Геоморфология дна Атлантического океана. М: Наука,1976. 232 с.

27. Канаве В. Ф. Рельеф дна Индийского океана. М., Наука, 1979. 267 с.

28. Кеннетт Дж. Морская геология: В 2-т. Пер. с англ.-М.: Мир, 1987.

29. Киселёв Ю. Г. Глубинная геология Арктического бассейна. М.,1. Недра, 1986. 256 с.

30. Конвенция ООН по Морскому Праву. Нью-Йорк, 1984.

31. Леонтьев О. К, Лукьянова А., Никифоров Л. Г., Соловьёва Г. Д.,

32. Калинина Л. М. Основные вопросы глобальной морскойгеоморфологии. — В кн.: Актуальные проблемы теоретической и прикладной геоморфологии. М., 1976.

33. Нарышкин Г. Д. Срединный хребет Евразийского бассейна

34. Северного Ледовитого океана. М. Наука, 1987, 72 с.

35. Нарышкин Г. Д., СолодовВ. А. Методы определениягеоморфологических границ, изобаты 2500 м и способы их отображения// Геологическое строение и геоморфология Северного

36. Ледовитого океана, в связи с проблемой внешней границыконтинентального шельфа Российской Федерации в Арктическом бассейне. СПб, 1999, с. 50-52.

37. Научно-техническое Руководство Комиссии по границамконтинентального шельфа. Пятая сессия. Нью-Йорк, 3—14 мая 1999 г. 90 с.

38. Национальный атлас России. МТРФ Федеральное агентство

39. Геодезии и Картографии. М.: 2004.

40. Объяснительная записка к картам Арктического бассейна:

41. Орографическая карта Арктического бассейн, Рельеф дна Северного

42. Ледовитого океана. СПб.: 1999. 39 с.

43. Орографическая карта Арктического бассейна. Масштаб 1:5 000 000

44. Отв. ред. Грамберг И. С , гл. ред. Нарышкин Г. Д., Хельсинки,1. Карттакескус, 1995.

45. Основы изображения подводного рельефа на морских картах. Изд.

47. Павлов А. А. Практическое пособие по математическойкартографии.:Изд. ЛГУ, Л. 1974. 171.

48. Прохорова Е. Е., Серапинас Б. Б. О математической основеслоциально-экономических карт. / Вестник МГУ, серия 5. География №2,2006. 18-22.

49. Рельеф дна Северного Ледовитого океана. Масштаб 1:5 000 000,проекция стереографическая. ГУНиО МО, ВНИИОкеангеология, РАН, 1. СПб., 1998.

50. Российские сейсмические исследования с дрейфующих льдов

51. Северного Ледовитого океана. Изд. ГУНиО МО РФ, СПб, 1997.

52. Сафьянов Г. А. Геоморфология морских берегов. — М.: Изд-во

53. Московского ун-та. 1996. 400 с.

54. Сафьянов Г. А., Меньшиков В. Л., Пешков В. М. Подводныеканьоны - их динамика и взаимодействие с береговой зоной океана.

55. М.: Изд-во ВНИРО, 2001.-197 с.

56. Симонов Ю. Г., Болысов И. Методы геоморфологическихисследований: Методология: Учкб. пособие.-М.: Аспект Пресс, 2002. 192 с.

57. Симонов Ю. Г. Геоморфология: Методология фундаментальныхисследований: Учеб пособие для вузов. - М. - СПб.: Питер, 2005- 427с.

58. Сорокин А. И. Теоретические основы гидрографическихисследований. ГУНиО МО, 1972. 72.

59. Серапинас Б. Б. Математическая картография: Учебник длявузов / Б. Б. Серапинас. — М.: Изд. Центр "Академия", 2005. 336 с.

60. Свердлов Э. Н., Фридман Б. С, Шавров А. Интегрированнаяавтоматизированная картографическая система. // Геодезия и картография. 1986. № 6. 50—53.

61. Стандартизация наименований форм подводного рельефа. Монако,

62. Международное гидрографическое бюро, 1988.

63. Толковый словарь английских геологических терминов. Пер. сангл., т. 1, 2, 3. М., Мир. 1977.

64. Удинцев Г. Б. Геоморфология и тектоника дна Тихого океана. М.:1. Наука, 1972. 392 с.

65. Уфимцев Г. Ф., Онухов Ф. С, Тимофеев Д. А. Терминологияструктурной геоморфологии и неотектоники. М.: Наука, 1979. 256 с.

66. Фридман Б. Морская картография и картографическоепроизводство в России//Наука и техника: вопросы истории и теории.

67. Тезисы XX конференции Санкт-Петербургского отделения Российскогонационального комитета по истории и философии науки и техники. Вып.

68. XY. СПб.: ФИИЕТРАН. 1999. 152-153.

69. Фридман Б. Электронные навигационные карты России каккомпонент системы обеспечения безопасности мореплавания//География

70. Мирового океана и картографирование. Труды XI съезда РГО. СПб.:1. РГО. 2000. 108-111.

71. Фридман Б. В интересах науки и флота/УМорской сборник. 2002.№12.0.111-118.

72. Фридман Б. Предисловие к книге А. О. Бринкена, Учёногосекретаря РГО, доктора географических наук: "Освоение ресурсов нефти и газа норвежского континентального шельфа." СПб.: ОАО, изд. "ГеоГраф.", 2004. 3-7.

73. Фридман Б. Электронная картография гидросферы планеты

74. Земля в XXI веке // Труды XII съезда РГО. Т. 6. СПб, 2005. 13-17.

75. Фридман Б. Результаты Российских гидрографическихисследований в международной базе батиметрических данных

76. Северного Ледовитого океана // Геодезия и картография. 2006. № 11.1. 10-16.

77. Фридман Б. Континентальная окраина Арктического бассейна вконтексте базовых параметров внешней границы континентального шельфа России.. //Геодезия и картография. 2006. № 12. 10-21.

78. Фридман Б. Результаты гидрографических исследований икартографирование рельефа дна Арктического бассейна для определения внешней границы континентального шельфа России в

79. Арктике. СПб., Наука, 2007. 208 с.

80. Фридман Б. Гидрографические исследования России в

81. Арктическом бассейне. // Известия РАН., Сер. Географ. 2007, № 2,с. 1-6.

82. Фридман Б. Гидрографические исследования России в

83. Арктическом бассейне. / Известия Русского Географического общества.2007. Т. 139. Вып. 2. 65-70.

84. Фридман Б. Карта Рельефа дна Северного Ледовитого океана какоснова многоцелевых фундаментальных научных исследований и решения проблемы делимитации Арктического бассейна. Морской сборник. 2007. 38-42.

85. Фридман Б. База батиметрических данных для определения

86. ВГКШ России в Арктике. Геоинформатика. 2007. № 1. 15-22.

87. Фридман Б. Методика определения подножия континентальногосклона в Арктическом бассейне для реализации требований Конвенции

88. ООН по морскому праву. / Геодезия и Картография.2007. № 3. 39-48.

89. Фридман Б. Гидрографические исследования России дляопределения внешней границы континентального шельфа России в

90. Арктике.М. Тезисы 3-й Международной научно-практическойконференции "Геопространственные технологии и сферы их применения".2007. 19-20.

91. Фридман Б. Вопросы определения базовых параметров внешнейграницы континентального шельфа России в Арктике. Труды

92. VI Российской научно-технической конференции "Современноесостояние и проблемы навигации и океанографии". СПБ. ГНИНГИ. 2007. 13-16.

94. Bathymetry map of the Arctic Ocean, 1:5 000 000. I.S.Gramberg,

95. G.D.Naryshkin, D.Fomchenko, B.S.Fridman. Ill international conference onarctic marging, Celle, 1998.

96. Canadian Hydrographic Service. General Bathymetry Chart of the

97. Oceans (GEBCO). Sheet 5.17, Scale 1:6,000,000. Canadian Hydrographic1. Service, Ottawa, 1979.

98. Chercashew G.A., Gramberg I.S., Makorta A.P., Kaminsky V.D.,

99. Naryshkin G.D., Poselov V.A., Sorokin M.Yr. Bathymetry and deep structureof the Arctic continental margin of Russia in the context of article 76 of the

100. U.N. Convention of the law of the sea. Abstracts, international conference ontechnical aspects of maritime boundary delimination and delimitation. 1. Monaco, 1999.

101. Diets, R. S., and G. Shumway, 1961. Arctic basin geomorphology. Bull.

102. Geol. Soc.Am., 72 (9), pp. 1319—1330. SKATE date, and Northwind1. Seahigh bathymetry.

103. Heezen, B. C, and M. Tharp (Bathymetric Compilers), 1971. Arctic

104. Ocean Floor. Map painted by H. C. Berann, National Geographic Magazine,140 (10), Special Map Supplement, Scale 1:9,757,000.

105. Heezen, В. С, M. Tharp, and M. Pinther, 1975. Map of the Arctic

106. Region, World 1:5,000,000 Sheet 14, Prepared by the Cartographic Divisionof the Am. Geograph. Soc, New York. 1 sheet, Polar Stereographic

108. Hedberg, Hollis D. The national-international boundary on the oceanfloor. Ocean management (Amsterdam), № 1 (1973), p. 83-118. http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/bathymetry/arctic/ibcaoreports.html

109. Jakobsson M., Grantz A., Kristoffersen Y., Macnab R. Physiographicprovinces of the Arctic Ocean seafloor. GSA Bulletin; December 2003; v. 115; no 11.

110. John O. Bennett. Mapping the foot of the continental slope with splinesmoothed date using the second derivative in the gradient direction. The 1.ternational Hydrographic Review, September 1998, Vol. LXXV, No. 2, pp. 51-70.

111. Johnson G. L. Morphology of the Eurasian Arctic basin // Polar Rec.1969. Vol. 14, N 92, p. 619-628.

112. Magmatic and amagmatic seafloor generation at the ultraslow-spreading

113. Gakkel ridge, Arctic Ocean. P.J. Michael, C.H. Langmuir, H.J.B. Dick, J.E.

114. Snow, and oth. Nature,26 June 2003, p .956-961.

115. Mapping the foot of the continental slope with spline-smoothed1 date:using the: second,derivative in the gradient direction. John O. Bennett.; The 1.ternational Hydrographic Review, September 1998, Vo. LXXY, № 2, pp. 5.1-70.

116. Ostenso, N. Ai,. 1962. Geophysical investigations of the Arctic Oceanbasin. Univ of Wisconsin Polar Res. Center Res. Rept. 62-4, Madison,. Wl, 124 p.

117. Perry, R; K., H: S: Fleming, J. Rl Weber, Y. Kristoffersen, J. K. Hall,

118. A., Grantz, and G. L. Johnson (Compilers), 1985. Bathymetry of the Arctic

119. Ocean. Polar. Stereographic Projection, Scale 1:4,704,075 at Latitude 78 N: Гsheet prepared by the Naval' Research Laboratory, Acoustics Division^

120. Acoustic Media GharacterisatipnBranch, in Geol: Soc. Am. D-NAG Volumeon the Arctic Ocean.

121. ShepardF.P. Submarine Geology. New York, Evanston, London, 1963.

123. Tectonophysics. 1977. Vol. 42. P. 14.

124. The ENCYCLOPEDIA of OCEANOGRAPHY. Editor by Rhodes W.

125. Fairbridge Reinhjld Publishing Corporations. New York, 1966.

126. The Law of the Sea. Definition of the Continental Shelf. An Examinitionof the Relevant Provisions of the United Nations Conventions on the Law of the Sea. New York, 1993. www.blg.mapquest.com .

127. Weber J R. 1980; Exploring the Arctic seafloor. GEOS, 9 (3), pp. 2-7.

128. Dep. Energy, Mines and Resources, Ottawa.

129. Weber J. R:, 1982/83. CESAR 83: Alpha Ridge probe will; increaseunderstanding of Arctic. Resource.. Development, Winter 1982/83, pp. 10-12.

130. Weber J: R. and H. R.Jackson, 1985. CESAR bathymetry. In.: H. R.

131. Jackson; P. J: Mudie and S. M. Blasco (eds.), Initial Geological Report on

132. CESAR. The Canadian Expedition to study the Alpha Ridge, Arctic Ocezn,

133. Geol. Survey Canada, Paper 84-22, pp. 15-17.

134. Weber J. R. Maps of Arctic basin Floor: a history of bathymetry and itsinterpretation // Arctic. 1983. Vol. 36, N 2. P. 121-142.

135. Weber J. R. and J. F. Sweeney. Reinterpretation of Morphology and

136. Crustal structure in the Central Arctic Ocean Basin. Journal of Geophysicalresearch. Vol. 90, No BL, 10, 1985, p. 663-677.

137. W. Jokat, E. Weigelt, Y. Kristoffersen, T. Rasmussen and T. Scone. Newgeophysical results from the south-western Eurasian Basin (Morris Jesup

138. Rise, Gakkel Ridge, Yermak Plateau) and the Fram Strait. Geophys. J. Int.(1995), pp. 601-610.