Як виглядала територія України за часів льодовикового періоду, також відомого як плейстоцен? Чому саме українські лесово-ґрунтові серії слугують «клондайком» у вивченні давнього минулого Землі, коли її населяли мамонти й інші, вже вимерлі види фауни і флори? Навіщо заглиблюватися у минулі етапи розвитку природи й чому це важливо для сучасників?
Відповіді на ці запитання знають представники географічного факультету ЛНУ ім. Івана Франка. У польових умовах вони вивчають лесові покриви українських височин, аби реконструювати етапи похолодань і потеплінь на планеті за останні два мільйони років.
Цієї проблематики торкається і їхній проєкт «Геоморфологічна спадщина плейстоцену: перигляціальний рельєф лесових височин України як літопис глобальних кліматичних змін». Нещодавно група науковців факультету виграла грант на його реалізацію від Національного фонду досліджень України.
Під керівництвом професора кафедри геоморфології і палеогеографії Андрія Богуцького над ініціативою працюють: доцентка цієї ж кафедри, відповідальна виконавиця проєкту Олена Томенюк, наукові співробітники Андрій Бермес та Анастасія Шевцова, професор кафедри ґрунтознавства і географії ґрунтів Андрій Кирильчук та кандидат географічних наук Роман Семащук, доцент кафедри конструктивної географії і картографії Юрій Андрейчук й аспірант Назар Ваньо.
Науковий керівник дослідження професор Андрій Богуцький.
Леси як праоснова українських чорноземів
«Північну півкулю упродовж останнього періоду розвитку нашої планети – відомого як плейстоцен – спіткало покривне зледеніння. Товщина льоду на ділянках, де зараз розташований, наприклад, Ковель колись досягала 800 метрів. Це ціла льодова стіна, навколо якої виникла потужна прильодовикова зона, яку науково називаємо перигляціальною. Її ширина коливалася від 100 до 400 км, подекуди й більше. Вітри виносили з льодовика і прильодовикової зони величезну кількість дрібноуламкового матеріалу – своєрідного лесового пилу – який осідав на периферії, перед льодовиком. Територія України власне й була тією периферією, – розповів керівник проєкту Андрій Богуцький. – Коли льодовик рухався, на території, де ми зараз мешкаємо, почергово панували то холод, то тепло. Відклади і рельєф, що сформувалися у нашому регіоні впродовж цих етапів, служать архівами кліматичних змін, що відбувалися у масштабах всієї планети».
Тож завдяки вивченню форм рельєфу і лесових покривів на українських землях дослідники намагаються відтворити природні умови, властиві різним хронологічним зрізам геологічної історії. До речі, лесові товщі не лише зберігають сліди кліматичних змін, а ще і є материнською породою для родючих чорноземів, завдяки яким відома Україна.
Експедиційні роботи на лесовому розрізі.
Навіщо досліджують лесово-ґрунтові серії: від безпеки споруд до просторового планування
«Під час експедицій нас цікавлять насамперед давні мерзлотні феномени, зокрема сліди льодових клинів та жил, що закарбувалися у лесах мозаїкою. Саме вони дають змогу простежити умови формування покривів у періоди стрімких змін клімату», – зазначила відповідальна виконавиця проєкту, доцентка кафедри геоморфології і палеогеографії Олена Томенюк.
Як відзначив професор Андрій Богуцький, ці дані важливі для інженерів та будівельників, які мають упевнитися, чи можна зводити споруду, прокладати залізницю або трубопровід на певній ділянці, чи придатний та безпечний для цього ґрунт, а також, чи можливі під землею загрозливі процеси, здатні спричинити руйнування.
Виконавець гранту Андрій Бермес готує дрон до запуску.
«Чимало властивостей порід залежать від середовища, у якому вони формувалися. Для сільського господарства, інфраструктури, інженерної геології наші напрацювання корисні, аби розуміти, як ми будуємо та господарюємо», – зауважив Андрій Богуцький.
Об’єктом дослідження є лесові височини України, насамперед Волинська, Подільська, Передкарпатська та Придніпровська.
«Леси вкривають понад 70% території України. Вони є справжнім «клондайком» у відтворенні кліматичного минулого Землі. З огляду на безпекову ситуацію ми не можемо проводити експедиції у деяких регіонах нашої держави. Сподіваємося повернутися туди після закінчення війни», – додала Олена Томенюк.
Учасник гранту Роман Семащук демонструє РФА-спектрометр ElvaX Plus у Навчально-науковій лабораторії аналізу ґрунтів і природних вод.
Втім, дослідження науковців Львівського університету не обмежуються лише польовою роботою. Команда дедалі активніше поєднує класичні геоморфологічні та палеогеографічні спостереження із сучасними цифровими технологіями. Науковці використовують космічні знімки, а для локальних експедицій планують залучати безпілотник, здатний створювати детальні ортофотоплани.
«Інструментарій для досліджень у межах гранту також доповнюють геодезичні прилади та високочастотні GPS-трекери й GNSS-приймачі – вони дозволяють глибше «зазирнути» у будову покриву, побудувати дво- і тривимірні моделі рельєфу та провести їхню аналітику. Окрему роль відіграють геоінформаційні системи й елементи гео-ШІ. Вони дають змогу ідентифікувати об’єкти як на супутникових знімках, так і на цифрових моделях рельєфу», – підкреслив учасник проєкту, доцент кафедри конструктивної географії і картографії Юрій Андрейчук.
Науковий керівник проєкту професор Андрій Богуцький демонструє псевдоморфозу за полігонально-живильними льодами – свідчення розвитку багаторічної мерзлоти у минулому.
«Прагнемо створити відкриту базу даних і зробити наші знання доступнішими для людей»
Науковці ЛНУ ім. Івана Франка є лідерами у вивченні лесових районів серед українських дослідників. У рамках виконання гранту вони визначили для себе чимало перспектив. Зокрема планують створити базу даних із результатами проєкту, видати українськомовну та англомовну монографії, а також велику кількість публікацій у провідних наукових журналах, індексованих у Scopus та Web of Science. Частину з них виконають у співпраці з іноземними колегами з Польщі, Франції, Бельгії та Німеччини.
Учасники міжнародної експедиції на лесовому розрізі (зліва направо): професор Вроцлавського університету Здзіслав Яри, доцент Олена Томенюк, професор Андрій Богуцький.
Крім того, на стадії розробки перебуває і вебсайт, присвячений дослідженню. «Наша мета – не наука задля самої науки. Прагнемо створити відкриту базу даних і зробити наші знання доступнішими для людей. Адже важливо, аби громадськість побачила реальні результати та скористалася ними. Будемо й далі торувати власну дорогу на благо науки, української та світової», – підсумував професор Андрій Богуцький.
На завершення виконання гранту також запланований польовий науковий лесовий семінар, де дослідники Львівського університету презентують свої напрацювання українській та міжнародній спільноті.