№1 от 24.01.2019

Последнее изменение: 19/03/2019 12:34:36
                                 МИНОБРНАУКИ РОССИИ
                    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ
                            ИНСТИТУТ ВУЛКАНОЛОГИИ И СЕЙСМОЛОГИИ
                    ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
                                  (ИВиС ДВО РАН)
                                      ПРОТОКОЛ
                             заседания Ученого совета

г. Петропавловск-Камчатский № 1 от 24 января 2019 г.

                              ЗАСЕДАНИЕ УЧЕНОГО СОВЕТА
                   Утвержденный состав Ученого совета  -  23 человека
                  Присутствовали на заседании                -  17 человек
           И.о. председателя Ученого совета           -   к.г.-м.н. Е.Г. Калачева
           Секретарь Ученого совета                        -   к.б.н. Т.Ю. Самкова

ПРИСУТСТВОВАЛИ члены Ученого совета: к.г.-м.н. Е.Г. Калачева, к.г.-м.н. А.Б. Белоусов, к.г.-м.н. А.О. Волынец, к.г.-м.н. О.А. Гирина, к.г.-м.н. Н.В. Горбач, к.г.н. О.В. Дирксен, к.ф.-м.н. А.А. Долгая, д.г.-м.н. Г.А. Карпов, д.г.-м.н. А.В. Кирюхин, д.г.-м.н. А.И. Кожурин, к.т.н. М.А. Магуськин, д.г.-м.н. Ю.Ф. Мороз, к.г.-м.н. В.М. Округин, д.г.-м.н. Т.К. Пинегина, д.г-м.н. С.Н. Рычагов, к.г.-м.н. Д.П. Савельев, к.б.н. Т.Ю. Самкова. Присутствовали также сотрудники ИВиС ДВО РАН и КФ ФИЦ ЕГС РАН, всего более 50 человек.

Повестка дня:

  1. Обсуждение диссертационной работы научного сотрудника ИВиС ДВО РАН Рычковой Татьяны Васильевны по теме «Гидрогеологический анализ условий формирования и функционирования гейзеров (на примере гидротермальных систем Камчатки)», представляемой на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по специальности 25.00.07 – Гидрогеология.
  2. Разное.

По первому вопросу:

СЛУШАЛИ: научный доклад Рычковой Т.В.– представление диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по специальности 25.00.07 – Гидрогеология. Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Кирюхин Алексей Владимирович, главный научный сотрудник ИВиС ДВО РАН.

В докладе были озвучены цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость, приведен обзор предшествующих работ. Особое внимание было уделено обоснованию модели формирования проницаемого самоизолирующегося канала в артезианско-вулканогенном бассейне, сложенным риолитовыми туфами.

После доклада Т.В. Рычкова ответила на вопросы.

Гирина О.А.: Артезианские бассейны нужно показать на карте. Карта должна быть. Чем сложены водоупоры в артезианских бассейнах?

Рычкова Т.В.: Водоупоры в артезианских бассейнах сложены теми же породами, которыми сложен артезианский бассейн. Водоупорами служат породы, измененные гидротермальной системой. Если АВБ сложен туфами, то водоупорами будут гидротермально измененные туфы.

Белоусов А.Б.: Для моделирования важно, какие параметры вы задаете. У вас глубина канала в модели формирования гейзеров задана 50 м. Почему не 500 и почему не 5 м? Рычкова Т.В.: Рассмотрена условная литологическая колонка. Т.е. разрез скважины, который, в принципе мог иметь место на Паужетском месторождении (где в недавнем прошлом были гейзеры), где нижнюю часть разреза составляют туфы, а верхнюю часть составляет аллювий, мощность которого варьирует в разных участках месторождения от 1 до 42 м по данным 68 литологических колонок скважин.

Белоусов А.Б.: В модели истечения газожидкостной смеси из канала гейзера вы задаете глубину канала 5,5 м и говорите, что параметры построенной вами модели соответствуют усредненным характеристикам гейзера Великана. А у меня есть измеренная глубина канала гейзера Великана 10 м. И это опубликовано.

Рычкова Т.В.: Я не читала Вашу статью о глубине канала 10 м., извините. Но я располагаю информацией, что глубина канала 5,5 м. Поэтому такую глубину задала в модели. Мороз Ю.Ф.: Вы не сказали о программном продукте, который использовали в решении задач. Это разработка лаборатории?

Рычкова Т.В.: Нет, это не разработка лаборатории. Это апробированная лицензионная программа TOUGH2, разработанная в Лоуренсовской лаборатории Министерства энергетики США. Эта программа призвана решать задачи по геотермии. Мы используем также приложения к этой программе TOUGHREACT и PetraSim. Кроме того, некоторые задачи решаем с помощью программных продуктов Golden Soft Ware.

Хубуная С.А.: Скажите, насколько ваша модель универсальна? Можно ли ее использовать для объяснения формирования проницаемости самоизолирующейся системы в районе Карымского озера?

Рычкова Т.В.: Я не могу назвать ее универсальной, но во время моделирования влияния 1-го Подпрудного озера на режим гейзеров и горячих источников, сама модель показала появление новых горячих и кипящих источников на правом берегу р. Шумной, на Верхне-Гейзерном участке и в точке отрыва оползня 2007 г. вследствие повышения давления в гидротермальном резервуаре, что соответствует фактически наблюдаемым процессам.

Хубуная С.А.: Практическая значимость Вашей работы?

Рычкова Т.В.: Моя работа имеет скорее научную значимость, поскольку гейзеры являются очень редким явлением, они достойны более глубокого изучения. Но работа также имеет и практическую значимость, т. к. инжекцию из озера в гидротермальный резервуар мы можем рассматривать как аналог эксплуатации геотермальных месторождений, где имеет место инжекция в скважины с целью поддержания давления в резервуаре. Если давление в резервуаре падает, то это может повлечь приток метеорной воды и далее изменение термических и химических параметров системы.

Гирина О.А.: Инжекция – это закачка воды в скважину. Вы говорите, что при появлении Большого Подпрудного озера происходила инжекция воды в гейзерную систему. С чем это связано?

Рычкова Т.В.: В случае моделирования влияния первого озера я употребляю термин «инжекция». Поскольку под давлением 3-4 бара (глубина озера 25-30 м+1 бар давление атмосферы) происходил залив воды в каналы гейзеров. В случае моделирования влияния Второго озера я использую термин «фильтрация». Поскольку прямого залива в каналы не было. Там, где появилось второе озеро, больших гейзерных каналов нет.

Копылова Г.Н.: Вы приводите данные по концентрации Cl в воде гейзеров Большого и Великана. Это разовые определения или осредненные данные? Сколько проб вы отобрали, какая средняя величина и какой разброс значений? Сколько проб используется для построения 1 точки этого графика?

Рычкова Т.В.: Это усредненная величина за год. Не секрет, что в Долину гейзеров попасть не так уж просто. И если мы бываем там 4 раза в год, то каждый раз отбираем пробы воды.

Копылова Г.Н.: Сколько определений состава свободного газа было выполнено из гейзера Великан?

Рычкова Т.В.: Как минимум 4 пробы.

Копылова Г.Н.: Объясните, пожалуйста, что за параметр «коэффициент продуктивности» и какова его размерность?

Рычкова Т.В.: Не могу Вам сейчас ответить.

Максимов А.П.: Вы говорили о падении СО2. Это результат подсоса атмосферных газов?

Рычкова Т.В.: Это может быть как результат смешения газов в канале гейзера, так и приток метеорной воды в канал.

Максимов А.П.: А почему раньше этого не было?

Рычкова Т. В.: Потому, что раньше не было притока метеорной воды.

Рычагов С.Н.: Вы пишете, что моделирование формирования канала выполнялось для двух вариантов минеральных зон: нижняя часть канала заложена в риолитовых туфах, но туфы представлены вулканическим стеклом на 100 %; верхняя часть канала заложена в аллювии, представленном 80 % кварцевого песка и 20 % вулканического стекла. Почему туф представлен как 100 % вулканическое стекло?

Рычкова Т.В.: да, я знаю, что туф состоит не на 100 % из вулканического стекла. Я знаю, что туф состоит и из других минералов. Часто каналы гейзеров образуются в туфогенных породах, где содержание вулканического стекла доходит только до 50 %. Но это было выбрано условно.

Рычагов С.Н.: Но вы этот параметр задаете в модели. А затем результат моделирования используете для характеристики условий формирования. Насколько это возможно вообще, чтобы получить какой-то приемлемый, сравнимый с возможным природным процессом результат? Разве можно задавать такие параметры для очень известного объекта? Вы пишете, о том, что стекло растворяется, и за счет этого образуется система пор и поровое пространство. Но это прямо противоречит тому, что на самом деле происходит.

Рычкова Т.В.: Когда было обсуждение вопроса о формировании гейзерных каналов в районах кислого вулканизма, не было претензий к тому, что каналы гейзеров формируются в кислых вулканогенных породах. Естественно, идея формирования каналов в кислых вулканитах осталась, только я ее выразила по-другому: через модель формирования каналов в кислых туфах.

Карпов Г.А.: Как из вашего моделирования получается, чем обусловлен объем выбрасываемой воды из гейзера и высота выброса: глубиной канала, морфологией этого канала, или воронкой депрессии, вырабатываемой при извержении?

Рычкова Т.В.: Я думаю, что количество воды, выброшенной из канала, определяется воронкой депрессии, а мощность и высота извержения зависят от количества газа, который поступает в канал.

Делемень И.Ф.: Формулировку начальных и граничных условий Вы привели. Но ведь есть еще 3-я составляющая – это характеристика среды. И вот Вы, как мне кажется, этот аспект как-то не прописали. Вы сможете в разумные сроки, для того, чтобы вынести диссертацию на защиту, внести те дополнения, которые необходимы для 1-го защищаемого положения, чтобы эти вопросы не возникали и на защите?

Рычкова Т.В.: Ну, безусловно, я учту все вопросы и все замечания.

Калачева Е.Г.: У меня вопрос по газам. Если Вы говорите о притоке метеорных вод, то о каком газе идет речь: о свободном или о растворенном?

Рычкова Т.В.: Речь идет о растворенном газе.

Калачева Е.Г.: Диссертация называется «…на примере гидротермальных систем Камчатки». По сути дела вся диссертация основана на данных по Долине гейзеров. И я предлагаю не анализировать данные по тем вопросам, которые не учитываются в защищаемых положениях, они только загружают информацию и отнимают лишнее время.

Рычкова Т.В.: Почему по гидротермальным системам Камчатки? Потому, что в своих моделях я использовала фильтрационно-емкостные свойства пород, хорошо изученных на Мутновском и Паужетском месторождениях. В Долине гейзеров бурение не проводилось, поэтому для модели мы можем брать параметры по аналогии с изученными месторождениями. Калачева Е.Г.: В любом случае, вы их апробируете по данным Долины гейзеров, а не используя данные по источникам на той же Мутновке. Тогда, может быть, стоило бы остановиться на Долине гейзеров? Тех данных, которые есть по Долине, было бы достаточно для построения самой модели, характерной для этого района.

Рычкова Т.В.: Да, я согласна остановиться на Долине гейзеров. Далее были заслушаны отзывы рецензентов.

Дрознин В. А. (рецензент): В гидродинамике – науке о подземном течении воды - много сложного. Потому, что подземные условия течения воды отличаются от того, что мы видим на поверхности. В диссертационной работе мы имеем дело не просто с гидротермальной системой, но имеем дело с 2-х фазной смесью, минеральной, с изменяющейся температурой и массовым потоком. Диссертант - это человек, получивший курс знаний об этой теории – теории сложных течений. Да, естественно, эти модели достаточно простые. Но это те модели, которые на сегодняшний день можно создать (модель как понимание того, что мы видим). Рычкова показала, что она может получить граничные условия для нетрадиционного источника (для многослойного, многоструктурного процесса). А мы по одному параметру хотим объединить остальные. Это просто какой-то такой непонятный подход. Поэтому я считаю, что работа сделана на 5 баллов.

Копылова Г.Н. (рецензент): Я согласна, что не нужно замахиваться на все гидротермальные системы Камчатки. Вот есть мой положительный отзыв на эту работу. Но у меня есть следующие замечания.

По первому защищаемому положению: убрать «установлены условия формирования гейзеров», достаточно написать «обоснована модель формирования проницаемого канала, сложенного риолитовыми туфами, и выявлен диапазон концентрации СО2, необходимый для обеспечения кипения по всему каналу». Слово «условий» - совершенно лишнее. Т. е. это защищаемое положение нормальное.

По второму защищаемому положению. Необходимо редактировать и вообще убрать утверждение об отсутствии связи IBE с атмосферным давлением и значительное снижение концентрации Cl в воде. Потому, что по Cl имеются только разовые определения за многолетний период, а связь IBE гейзеров с атмосферным давлением просто не доказана.

В качестве основного аргумента автор использует результаты моделирования, но мы защищаем не методы моделирования, а вопросы процессов, протекающих в среде, что, к сожалению, в этой работе проработано слабо.

Делемень И.Ф. (рецензент): Работа диссертабельна, интересна. Она поднимает принципиальные вопросы, касающиеся не только гейзеров, но и самого гидротермального процесса. Но что мне не понравилось? 1) Хотелось бы прочитать в диссертации четкое определение основных терминов, которые могут вызвать вопросы, например, что такое инжекция. 2) Нужно выбросить все, что не относится к защищаемым положениям. 3) Указать границы применимости моделей и учесть параметры среды, которая моделируется. В обсуждении выступили:

Карпов Г.А.: Я ожидал, что будет проведен анализ. А что такое анализ? Это значит рассмотрение того материала, который дальше будет объясняться с позиций модели. Будет привлечен материал по гидрогеологии, геологии, гидротермии, геохимии, наложена на него вся информация и задачи, которые стоят и, соответственно, будет все это выражено в каком-то графическом материале. Но вот первое, что я хотел бы сказать: нужно было анализ этих условий положить в главу дальнейших исследований, и этот анализ, на мой взгляд, выражался бы графически.

Мы знаем много моделей извержения гейзеров, и хотелось бы знать, какую модель Вы рассматриваете сейчас. Какую модель Вы рассматриваете сейчас? И, в принципе, те четкие, хорошие наблюдения, которые сделаны, они опять же не объяснены с позиций существующих моделей и новой модели. Хотелось бы увидеть в виде графики, как меняется химизм и высота выброса и объемы материала в зависимости от водного питания, температуры, поступления СО2. Конечно, Подпрудное озеро играет роль. И это ваше. Это новое. Это важно было сделать. Но на фоне этого нужно было показать и другие гидрохимические и гидродинамические характеристики.

Белоусов А.Б.: Что в данной диссертации главное? Это 1) моделирование с использованием лицензионного программного обеспечения; 2) наблюдения режима гейзеров за последние 10 лет. Мы не знаем, насколько это программное обеспечение применимо в решении тех задач, которые ставил перед собой диссертант. Ваши данные по режиму гейзеров отличаются от моих данных. Я не соглашусь, что была инжекция холодной воды в гидротермальную систему.

Рычкова Т.В.: Я с Вами не соглашусь, Александр Борисович. У меня совершенно другие выводы. Я говорю о том, что вода не прошла в гидротермальный резервуар, а осталась в каналах гейзеров.

Белоусов А.Б.: Но слово «инжекция» есть? Есть. И затекание тоже есть. Далее. У нас есть очень интересные данные по режиму гейзеров. Но они абсолютно никак не учтены. А они опубликованы. Опять же, к сожалению, почему-то Татьяна Васильевна не прочитала нашей статьи про геометрию канала. Вообще не так много литературы по Долине гейзеров. А уж по гейзерам и их режиму работы – это вообще единичные статьи.

Рычкова Т.В.: Я читала Вашу статью о формировании каналов в четвертичных оползневых отложениях.

Белоусов А.В.: Своим выступлением я хочу сказать, что мой вывод не очень радостный. К сожалению, результаты получились такие, что на них нельзя строить дальнейшую работу. Я предлагаю внести эти изменения в диссертацию. Успехов.

Рычагов С.Н.: В автореферате мне совершенно не понравилось первое защищаемое положение. Здесь есть часть, которая не проработана. Прежде всего, это петрографическое изменение туфов, влияние гидротерм на исходные породы. А исходные параметры в модель заложены совершенно недопустимые. То есть эту часть либо нужно проработать, и тогда уже представить повторно эту работу, либо эту часть убрать. Оставить влияние подпрудных озер на гейзерный режим; процессов, которые сформировали эти озера. Чтобы проработать эту часть – нужно окунуться в породы, в петрографию, в изменения, окунуться в то, что опубликовано. Либо это как-то переформатировать со шлифовкой. И мое предложение на сегодняшний день – это через некоторое время представить новый вариант работы.

Кирюхин А.В. Мне кажется, нужно оставить это название и рассмотреть 2 паужетских гейзера, тем более это реальность, которая была. На вопрос «Почему риолитовые туфы были заданы в этой модели как чистое вулканическое стекло?» могу сказать, что в термодинамической базе TOUGHREACT это GLASS 3. Наша модель имела больше демонстрационный характер, чтобы объяснить, как формируются проницаемые каналы, как они самоизолируются, поэтому мы в этой модели взяли такие условия жесткие (100% вулканического стекла). Ну конечно, можно еще посмотреть и другие варианты. Но в любом случае, даже если мы возьмем 40 % вулканического стекла, то результаты, которые здесь воспроизводились, будут такими: пористость увеличится не на 50 %, а на 25 %. Это принципиально не изменит полученного результата о том, что в риолитовых туфах поток теплоносителя сам для себя создает проницаемый канал, и сам же себя изолирует за счет выпадения опала и формирования гейзеритовой оболочки.

На вопрос, чем представлены водоупоры в артезианско-вулканогенных бассейнах, отвечаю следующее: водоупор создается гидротермально измененными породами, т. е. гидротермальная система сама создает водоупоры. Это не исходный какой-то литологический состав, а результат гидротермальной деятельности. То же самое показано Рычковой в первом защищаемом положении, что, помимо проницаемого канала, гидротермальная система одновременно создает непроницаемую оболочку за счет выпадения аморфного кремнезема (SiO2). Это и есть водоупоры.

В результате мы видим: 1. гидрогеологическое обоснование о возможности формирования проницаемых изолированных каналов в условиях восходящей гидротермальной циркуляции в пределах АВБ, сложенного породами риолитового состава. Исследования выполнены с помощью TOUGHREACT моделирования. 2. Условия закипания по всей длине канала при поступлении в него СО2. 3. Термогидродинамическое влияние Подпрудных озер, сформированных в результате катастрофических обвало – оползней 2007 и 2014 гг. на режим гейзерного резервуара, подтвержденного фактическими данными по изменению IBE гейзеров.

Савельев Д.П.: Мне кажется, формальным недостатком является отсутствие ВАКовских статей, где соискатель является первым автором, и это недостаток руководителя. Сейчас руководитель в своем выступлении должен был не защищать модель, которая уже защитилась докладом, а сказать о личном вкладе соискателя.

Калачева Е.Г.: Я согласна со многими замечаниями, которые были высказаны, и действительно есть претензии и к самой презентации - и по затянутости и по графике. И резюмируя то, что было выше сказано, есть 2 предложения: или принять эту работу сейчас с доработками, или отложить и послушать Татьяну Васильевну еще раз, через некоторое время, с измененным докладом, а может быть, и дополненными данными. Я предлагаю членам Ученого совета сейчас проголосовать.

Состоялось голосование. Результаты голосования:

«Допустить к защите с рекомендацией доработки»: «за» – 3 голоса. «Заслушать повторно на заседании Ученого совета после доработки»: «за» - 14 голосов.

ПОСТАНОВИЛИ: Диссертационную работу Рычковой Т.В. «Гидрогеологический анализ условий формирования и функционирования гейзеров (на примере гидротермальных систем Камчатки)», выдвигаемую на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук, заслушать повторно на заседании Ученого совета после доработки.

В части «Разное»:

СЛУШАЛИ: зам. директора ИВиС ДВО РАН к.г.-м.н. Е.Г. Калачеву, которая сообщила, что Министерство науки и высшего образования Российской Федерации совместно с Советом по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации объявило конкурс 2019 года на право получения грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук и молодых российских ученых – докторов наук. Организатором конкурсов является Минобрнауки России. От ИВиС ДВО РАН предлагается представить на конкурс работу старшего научного сотрудника лаборатории геотермии к.г.-м.н. Житовой Е.С. на тему: "Низкотемпературная минерализация современных гидротермальных систем". Заявка представлена в области знаний «Науки о Земле, экологии и рациональном природопользовании».

Главный научный сотрудник д.г-м.н. С.Н. Рычагов выступил с характеристикой работы к.г.-м.н. Е.С. Житовой. После короткого обсуждения состоялось открытое голосование.

ПОСТАНОВИЛИ (единогласно): выдвинуть на конкурс на право получения грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук работу старшего научного сотрудника к.г.-м.н. Житовой Елены Сергеевны на тему: «Низкотемпературная минерализация современных гидротермальных систем».

Заместитель председателя Ученого совета и.о. директора ИВиС ДВО РАН к.г.-м.н. Е.Г. Калачева Секретарь Ученого совета к.б.н. Т.Ю. Самкова