Выяснение истории окружающей среды с помощью 100 миллионов лазерных лучей

Ученые из Гейдельбергского университета впервые получили полную картину так называемых карстовых воронок на острове Крит, объединив высокодетальные данные о поверхности, полученные с помощью лазерного сканирования, с геоданными о недрах. Это включает трехмерное представление о подповерхностной структуре этих воронкообразных углублений. Новый метод 3D-визуализации был разработан под руководством младшего профессора доктора Бернхарда Хёфле из Института географии Гейдельбергского университета. Он идеально подходит для углубленного анализа на стыке геонаук и древней истории. Осадочные заполнения карстовых воронок представляют собой ценные наземные архивы для реконструкции природных условий прошлого.

Тысячи лет карстовые формы рельефа, особенно воронки, такие как долины, были важными местами человеческой деятельности. Есть свидетельства, начиная еще со II века до н.э., что такие впадины использовались для сельского хозяйства и животноводства, в том числе в горных районах Крита. Благодаря своей воронкообразной форме долины служат «ловушками материала», в которых могут накапливаться рыхлые отложения, археологические находки или вулканический пепел. «Эти заполнения могут предоставить важную информацию о прежних климатических условиях, структуре растительности, а также о влиянии человека через землепользование», — говорит доктор Кристоф Сиарт, коллега профессора Хёфле.

До сих пор, по словам гейдельбергских географов, карстовые воронки обычно изучались только в связи с бурением кернов отложений. Они дают представление о подповерхностной структуре, хотя и точечное, и использовались вместе с геоморфологическими находками на поверхности для объяснения генезиса и функции долин. С помощью нового метода 3D-моделирования данных, разработанного в Гейдельберге, ученым теперь удалось объединить двумерные данные о недрах с высокодетальными 3D-данными о поверхности. Для этого данные о топографии поверхности были получены с помощью наземного лазерного сканирования. Двумерные изображения различных поперечных сечений недр заполненных осадками долин были получены с помощью комбинации различных геофизических методов измерений.

Объединение этих данных теперь позволяет проводить хорошо обоснованные геоморфометрические анализы. «Например, мы можем определить объем или провести цифровые измерения впадин в виртуальной трехмерной модели», — говорит профессор Хёфле. «Это означает, что мы заложили основу для первых в истории выводов о генезисе, процессе осадочного заполнения и возрасте долин. Это имеет огромное значение для реконструкции истории окружающей среды, поскольку дает целостный взгляд на геоморфологические формы через комбинацию поверхностных и подповерхностных данных и, таким образом, помогает понять локальные процессы, которые в конечном итоге привели к формированию ландшафта, каким мы его знаем сегодня».

Сбор данных и методологическая разработка проводились в рамках проектов «Реконструкция голоценовых изменений окружающей среды на Крите» и «Геоинформатика и 3D-технологии геоинформации», реализуемых исследовательскими группами физической географии и геоинформатики Института географии Гейдельбергского университета.