Везде

RAS PresidiumИсследование Земли из космоса Earth Research from Space

  • ISSN (Print) 0205-9614
  • ISSN (Online) 3034-5405

Monitoring of mud-volcanic fluid manifestations in the Caspian Sea according to multispectral satellite data

You can
PII
S30345405S0205961425020032-1
DOI
10.7868/S3034540525020032
Publication type
Article
Status
Published
Authors
V. G. Bondur
  • Affiliation: AEROCOSMOS Research Institute for Aerospace Monitoring
Volume/ Edition
Volume / Issue number 2
Pages
34-47
Abstract
In this paper, 180 cases of mud-volcanic fluid (MVF) manifestations on the marine surface and in the near-surface layer of the Caspian Sea in the area of Cheleken-Livanovsk Rise in 2019-2021 were detected and studied based on the results of satellite monitoring using multispectral satellite data. For the areas of MVF manifestations, the reflectance was analyzed in 7 spectral bands of the Landsat-8 and Sentinel-2A/B equipment in the wavelength range of 0.44–2.2 µm. Significant positive contrasts in Violet (~0.44 µm), Blue (~0.48 µm), and Green (~0.56 µm) spectral bands due to the presence of suspended matter and gas bubbles in the near-surface layer of the water column were detected in the areas of MVF manifestations. Mathematic expectations of Weber contrasts in those spectral bands varied in a range between С~0.47 and С~0.77. Complex analysis of spatiogeometric MVF manifestation characteristics and region bathymetry map allowed us to find coordinates of emission sources that corresponded to the peak of the mud-volcanic shoal.
Keywords
дистанционное зондирование космический мониторинг грязевулканические флюиды многоспектральные спутниковые изображения спектральная отражательная способность
Date of publication
01.04.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
54

References

  1. 1. Алиев А.Д. Грязевой вулканизм Южно-Каспийского нефтегазоносного бассейна // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2006 (a). № 3. С. 35–51.
  2. 2. Алиев А.И. Грязевые вулканы ‒ очаги периодической газогидродинамической разгрузки быстропогружающихся осадочных бассейнов и важные критерии прогноза газоносности больших глубин // Геология нефти и газа. 2006 (б). № 5. С. 26–32.
  3. 3. Аэрокосмический мониторинг объектов нефтегазового комплекса / под ред. В.Г. Бондура. Москва: Научный мир, 2012. 558 с.
  4. 4. Богоявленский В.И. Выбросы газа и нефти на суше и акваториях Арктики и Мирового океана // Бурение и нефть. 2015. № 6. С. 4–10.
  5. 5. Бондур В.Г., Кузнецова Т.В. Выявление газовых сипов в акваториях арктических морей с использованием данных дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2015. № 4. C. 30‒43. DOI: 10.7868/S020596141504003X.
  6. 6. Бондур В.Г. Аэрокосмические методы и технологии мониторинга нефтегазоносных территорий и объектов нефтегазового комплекса // Исследование Земли из космоса. 2010. № 6. С. 3‒17.
  7. 7. Бондур В.Г., Гребенюк Ю.В., Сабинин К.Д. Спектральные характеристики и кинематика короткопериодных внутренних волн на Гавайском шельфе // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т. 45. № 5. С. 641‒651. DOI: 10.31857/S0002-3515551114-127.
  8. 8. Бондур В.Г., Филатов Н.Н., Гребенюк Ю.В., Долотов Ю.С., Здоровеннов Р.Э., Петров М.П., Цидилина М.Н. Исследования гидрофизических процессов при мониторинге антропогенных воздействий на прибрежные акватории (на примере бухты Мамала, о. Оаху, Гавайи) // Океанология. 2007. Т. 47. № 6. С. 827‒846.
  9. 9. Бондур В.Г., Журбас В.М., Гребенюк Ю.В. Математическое моделирование турбулентных струй глубинных стоков в прибрежные акватории // Океанология. 2006 (а). Т. 46. № 6. С. 805‒820.
  10. 10. Бондур В.Г., Килер Р.Н., Старченков С.А., Рыбакова Н.И. Мониторинг загрязнений прибрежных акваторий с использованием многоспектральных спутниковых изображений высокого пространственного разрешения // Исследование Земли из космоса. 2006 (б). № 6. С. 42‒49.
  11. 11. Гидрометеорология и гидрохимия морей / под ред. Ф.С. Терзиев, А.Н. Косарев, А.А. Керимов. 1992. Том 6. Вып. 1. СПб: Гидрометеоиздат. 360 с.
  12. 12. Дмитриевский А.Н. и др. Механизм образования залежей углеводородов // Газовая промышленность. 1999. № 5. С. 74–77.
  13. 13. Ерлов Н.Г. Оптическая океанография. М.: Мир, 1970. 224 с.
  14. 14. Ершов В.В. Флюидодинамические процессы в зоне Центральносахалинского разлома (по результатам наблюдений на Южно-Сахалинском грязевом вулкане) // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 3. № 4. С. 345–360. DOI: 10.5800/GT-2012-3-4-0078.
  15. 15. Иванов А.Ю. Слики и пленочные образования на космических радиолокационных изображениях // Исслед. Земли из космоса. 2007. № 3. С. 73–96.
  16. 16. Лаврова О.Ю., Уваров И.А., Крашенинникова Ю.С. Спутниковые наблюдения извержения грязевого вулкана на о. Дашлы в Каспийском море 4 июля 2021 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 332–336. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-332-336.
  17. 17. Матросова Е.Р., Ходаева В.Н., Иванов А.Ю. Определение характеристик естественных нефтепроявлений и их подводных источников по данным дистанционного зондирования // Исслед. Земли из космоса. 2022. № 2. С. 3–27. DOI: 10.31857/S0205961422020063.
  18. 18. Метан и климатические изменения: научные проблемы и технологические аспекты / под ред. В.Г. Бондур, И.И. Мохов, А.А. Макоско. Москва: Российская академия наук, 2022. 388 с.
  19. 19. Соловьев В.Ф. Грязевой вулкан “банка Ливанова” в Каспийском море. ДАН СССР, сер. геол., № 2, 1952.
  20. 20. Холодов В.Н. О происхождении грязевых вулканов // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2019. Т. 15. № 4 (58). С. 57–80. DOI: 10.15407/gpimo2019.04.057.
  21. 21. Холодов В.Н. Грязевые вулканы: распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2012. № 4. С. 5–27.
  22. 22. Черкашин В.И. и др. Тектоническое строение и перспективы нефтегазоносности осадочного покрова дна Каспийского моря // Труды Института Геологии Дагестанского Научного Центра РАН. 2018. № 4 (75). С. 24–29.
  23. 23. Шнюков Е.Ф., Алиев Ад.А., Рахманов Р.Р. Грязевой вулканизм Средиземного, Черного и Каспийского Морей: Специфика развития и проявления // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2017. № 2 (48). С. 5–25.
  24. 24. Юсубов Н.П., Гулиев И.С. Грязевой вулканизм и углеводородные системы Южно-Каспийской впадины (По новейшим данным геофизических и геохимических исследований). Баку: Элм, 2022. 168 с.
  25. 25. Яицкая Н.А. Восстановление полей температуры и солености вод Каспийского моря с помощью гидродинамического моделирования // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2017. № 1 (85). С. 122–128.
  26. 26. Al-Lashi R.S., Gunn S.R., Czerski H. Automated processing of oceanic bubble images for measuring bubble size distributions underneath breaking waves // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2016. V. 33. № 8. P. 1701–1714. DOI: 10.1175/JTECH-D-15-0222.1.
  27. 27. Fallati L., Panieri G., Argentino C., Varzi A.G., Bünz S., and Savini A. Characterizing Håkon Mosby Mud Volcano (Barents Sea) cold seep systems by combining ROV-based acoustic data and underwater photogrammetry. Front. Mar. Sci. 2023. 10:1269197. DOI: 10.3389/fmars.2023.1269197.
  28. 28. Kopelevich O.V., Sheberstov S.V., Yunev O., Basturk O., Finenko Z.Z., Nikonov S., Vedernikov V.I. Surface chlorophyll in the Black Sea over 1978–1986 derived from satellite and in situ data, Journal of Marine Systems. V. 36. Iss. 3–4. 2002. P. 145–160. DOI: 10.1016/S0924-7963(02)00184-7.
  29. 29. Landsat 8 (L8) Data Users Handbook. Sioux Falls, SD, USA: USGS, 2019. Ed. 5. 114 p.
  30. 30. Peli E. Contrast in complex images // J. Opt. Soc. Am. A, JOSAA. 1990. V. 7. № 10. P. 2032–2040. DOI: 10.1364/JOSAA.7.002032.
  31. 31. Sentinel-2 User Handbook. European Space Agency (ESA) // ESA Standard Document. V.1. 2015. 64 p.
  32. 32. Stramski D. Gas microbubbles: an assessment of their significance to light scattering in quiescent seas// Proc. SPIE 2258, Ocean Optics XII, (26 October 1994). V. 2258. P. 704–710. DOI: 10.1117/12.190117.
  33. 33. Zhang X., Lewis M., Johnson B. Influence of bubbles on scattering of light in the ocean // Appl. Opt., AO. 1998. V. 37. № 27. P. 6525–6536. DOI: 10.1364/AO.37.006525.
  34. 34. Vincent P. Sentinel-1 Product Specification. MPC-S1: ESA, 2020. 197 p.
  35. 35. Wu T., Deng X., Yao H., Liu B., Ma J., Haider S.W., Yu Z., Wang L., Yu M., Lu J., Sohoo Engr.N., Kalhoro N.A., Kahkashan S., Wei J. Distribution and development of submarine mud volcanoes on the Makran Continental Margin, offshore Pakistan // Journal of Asian Earth Sciences. 2021. Vol. 207. P. 104653. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2020.104653
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library