Państwowa służba geologiczna prowadzi rozpoznanie budowy geologicznej polskich obszarów morskich.
Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy (PIG-PIB) prowadzi badania geologiczne na tym obszarze od końca lat 60-tych XX wieku. Dotychczasowe badania zaowocowały m.in. rozpoznaniem struktury geologicznej dna z rozdzielczością 1:200 000 oraz opracowaniem wielotematycznych map i atlasów.
Wykonywane zadania ukierunkowane są na wielotematyczną i wysokorozdzielczą morską kartografię geologiczną, zgodnie z założeniami Polityki morskiej RP i Zielonej Księgi KE „Wiedza o morzu 2020 od mapowania dna morskiego do prognozowania oceanicznego” COM (2012) 473.
Zadania państwowej służby geologicznej przewidują intensyfikację działań w zakresie:
- rozpoznania budowy geologicznej dna morskiego oraz strefy brzegowej morza, w tym identyfikację i predykcję geozagrożeń,
- rozpoznania, dokumentowania i udostępnienia zasobów kruszywa morskiego oraz piasku do zasilania brzegu morskiego,
- dostarczania wiedzy niezbędnej do planowania przestrzennego i zarządzania obszarami morskimi i strefą brzegową,
- wsparcia procesu podejmowania decyzji o zagospodarowaniu dna morskiego,
- opiniowania projektów infrastruktury morskiej oraz racjonalizacji sposobów ochrony brzegu morskiego.
W badaniach lądowej części strefy brzegowej ma zastosowanie m.in. system naziemnego skaningu laserowego. Do realizacji zadania w przybrzeżnej części akwenu morskiego zespół dysponuje łodzią motorową wyposażoną w sprzęt do prowadzenia pomiarów batymetrycznych, sonarowych i sejsmoakustycznych.
Gromadzone dane są źródłem dla tworzenia nowych produktów z dziedziny morskiej kartografii geologicznej np. mapy wg. normy obronnej NATO dla Marynarki Wojennej lub warstwy abiotyczna dla mapowania siedlisk morskich.
Wybrane informacje zostały zintegrowane z europejską siecią SeaDataNet w ramach realizacji projektu GeoSeas oraz ujednolicone dla obszaru mórz europejskich w ramach projektu EMODnet.
Kierunki działania
Kartografia 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku
Obszary nadmorskie pełnią szczególną rolę ze względów politycznych, gospodarczych i społecznych, a w związku z udokumentowanym wzrostem poziomu morza, coraz dłuższe odcinki brzegu wymagają ochrony.
Dlatego też, istotne jest obserwowanie, dokumentowanie oraz prognozowanie zmian i zagrożeń wybrzeża. Aby sprostać rosnącym oczekiwaniom, wdrożono działania mające na celu przedstawienie możliwie najwierniejszego obrazu zależności pomiędzy budową geologiczną oraz procesami erozji tak aby możliwe było opracowanie modelu zmian linii brzegowej południowego Bałtyku z uwzględnieniem warunków i procesów geologicznych i zmian klimatycznych wraz z analizą skutków dla tych obszarów.
Budowa geologiczna strefy brzegowej (części morskiej i lądowej) ma wpływ na cechy morfologiczne oraz tendencje zmian linii brzegowej natomiast modelowanie zmian linii brzegowej Bałtyku ma zasadnicze znacznie dla zarządzania strefą brzegową, planowaniem przestrzennym, lokalizacją dużych inwestycji infrastrukturalnych, ochroną brzegu morskiego.
W latach 2012-2014 realizowane było, na podstawie umowy nr 630/2010/Wn 07/FG-GO/DN/D, przedsięwzięcie pn. „Pilotażowy program kartografii 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku”, jako etap wstępny wieloletniego zadania. Jego celem było wypracowanie metodyki badań zmierzających do stworzenia modeli przestrzennych i modelu prognostycznego zmian wybrzeża, która docelowo ma służyć realizacji poszczególnych etapów całego przedsięwzięcia.
Pilotażowe prace obejmowały obszar w rejonie Jastrzębiej Góry o powierzchni 16 km2 (odcinek brzegu o długości 4 km), a ich efektem było opracowanie wyników w formie trzech głównych dokumentów: „Dokumentacja geologiczna – Pilotażowy program kartografii 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku”; „Koncepcja Programu Badań – Kartografia 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku”; Instrukcja prowadzenia prac kartograficznych i analitycznych do programu badań „Kartografia 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku”.
Od stycznia 2015 roku prowadzone są prace w ramach zasadniczej części zadania (Etap I) „Kartografia 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku”. Prace te, zarówno kameralne, badawcze i analityczne wykonywane są według schematu spajającego stan wiedzy o części lądowej i morskiej obszaru badań, według wypracowanej w pilotażu metodyki.
Część ukierunkowana na scalenie istniejącego obrazu wiedzy o strefie brzegowej została nazwana „Bazą wiedzy o wybrzeżu”. Polega ona na określeniu zakresu informacji niezbędnych do dalszych prac, pozyskaniu i zgromadzeniu ich w obrębie jednego zasobu funkcjonującego w ramach Centralnej Bazy Danych Geologicznych PIG-PIB oraz przystosowaniu ich do celów analitycznych. Dane te obejmują 5 podstawowych grup: dane geofizyki morskiej, dane geodezyjne LIDAR, dane kartograficzne GIS, wyniki analiz laboratoryjnych oraz dane inne (archiwalia, mapy historyczne, dokumentacje fotograficzna wybrzeża, literatura i tym podobne).
Głównym źródłem wiedzy są badania własne, prowadzone w ramach realizacji zadania, w obrębie części lądowej i morskiej. Prace terenowe w części lądowej polegają głównie na pomiarach morfologii wybrzeża z wykorzystaniem metody naziemnego skaningu laserowego (LIDAR), pracach geofizycznych umożliwiających pośrednie rozpoznanie wgłębnej budowy geologicznej, pracach i robotach geologicznych opartych na standardowych metodach rozpoznawczych (kartografia powierzchniowa, wiercenia/sondowania badawcze, kartografia osuwiskowa części klifowej wybrzeża).
W strefie przybrzeżnej akwenu morskiego przeprowadzone zostaną prace hydrograficzne i geofizyczne. W tym celu pozyskano jednostkę pływającą umożliwiającą prowadzenie prac na płytkich wodach, tak aby uzyskać informacje geologiczną możliwie pełnego pokrycia dna morskiego badanej strefy.
Ponadto, w ramach prac zleconych, wykonany zostanie pobór serii krótkich (do 4m) rdzeni z wykorzystaniem vibrosondy oraz próbek powierzchniowych dna z wykorzystaniem czerpaka van veena.
Kolejny etap prac – prace kameralne zmierza do wytworzenia i interpretacji zespołu modeli: modelu warunków hydrodynamicznych wybranych obszarów wraz z modułem ruchu osadu w podbrzeżu; zespołu modeli strukturalnych głównych typów polskiego wybrzeża Bałtyku; analitycznego modelu warunków hydrostrukturalnych, cyfrowego modelu warunków hydrostrukturalnych i procesów hydrogeologicznych.
Tak przeprowadzone prace umożliwią osiągnięcie postawionego głównego celu – pozyskania najwierniejszego obrazu zależności pomiędzy budową geologiczną oraz procesami erozji.
Wiedza o budowie geologicznej brzegu, uwarunkowaniach i przebiegu geodynamicznych procesów brzegowych, wielkościach zmian wieloletnich i obecnych to baza dla racjonalnych prognoz zmian brzegu. Beneficjentami prac będą instytucje odpowiedzialne za ochronę brzegu i pasa technicznego (Urząd Morski), realizację miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego (samorządy lokalne), zarządzające gospodarką wodną (RZGW), a także użytkownicy wód podziemnych (zakłady komunalne, indywidualni właściciele ujęć) oraz instytucje odpowiedzialne za ochronę przyrody (RDOŚ, Lasy Państwowe, samorządy). Odbiorcy będą mogli podjąć odpowiednie działania adaptacyjne polegające na optymalizacji zagospodarowania i sposobów ochrony strefy brzegowej Bałtyku.
Inwentaryzacja geologiczna dna polskich obszarów morskich
Podstawowym celem kierunku działań jest pozyskiwanie, zarządzanie i przetwarzanie danych i informacji w zakresie geologii morza w odniesieniu do polskich obszarów morskich. Działania są ukierunkowane na wielotematyczną morską kartografię geologiczną prowadzoną na rzecz zintegrowanej polityki morskiej RP. Wynika to z faktu, iż istniejące rozpoznanie geologiczne polskich obszarów morskich jest niewystarczające w stosunku do bieżących potrzeb wynikających z wykorzystania przestrzeni morskiej (w tym dna morskiego) oraz zakresem planów zagospodarowania przestrzennego morskich wód wewnętrznych, morza terytorialnego i wyłącznej strefy ekonomicznej.
Ponadto, przeglądowa skala dostępnych informacji na temat budowy geologicznej dna morskiego ogranicza skutecznie możliwości prognozowania w zakresie surowców okruchowych, a także rosnącego zapotrzebowania na piasek do zasilania brzegów morskich.
Obecna wiedza w tym zakresie pochodzi przede wszystkim z Mapy geologicznej dna Bałtyku w skali 1:200 000, sporządzonej w latach 70. i 80. minionego wieku (druk w latach1989-1995). Nieco później, w latach 2005-2008 Zatoka Gdańska objęta została dokładniejszym (skala 1:50 000 – część zachodnia, 1:100 000 – część wschodnia) rozpoznaniem geologicznym, a w latach 2009-2013 Zatoka Pomorska wraz z Ławicą Odrzaną (skala 1:100 000).
W latach 2013-2015 wykonano bardziej szczegółowe (skala 1:50 000) rozpoznanie czterech niewielkich obszarów perspektywicznych pod kątem możliwości rozszerzenia potencjalnej bazy zasobowej kruszywa morskiego (zadanie psg). Szczegółowy obraz budowy geologicznej znacznie odbiega od informacji zawartej na Mapie geologicznej dna Bałtyku w skali 1:200 000 z czego wynika m.in. potrzeba weryfikacji granic obszarów perspektywicznych.
Wszystkie uzyskiwane dane geologiczne i geochemiczne (wyniki badań laboratoryjnych próbek osadów) oraz wyniki profilowań sejsmoakustycznych są gromadzone w Centralnej Bazie Danych Geologicznych PIG-PIB (podsystemy Neptun i Geoecho).
W ramach trwającego aktualnie zadania psg (zakończenie lipiec 2016) ważniejsze produkty z zakresu morskiej kartografii geologicznej, wytworzone przez PIG-PIB na przestrzeni ostatnich około 20 lat, są przekształcane i stopniowo umieszczane w strukturze geobazy wielodostępnej CBDG. Działanie to umożliwi sprawne zarządzanie zgromadzoną informacją geologiczną, w tym standaryzację procesu udostępniania informacji za pośrednictwem usług w architekturze SOA.
Inwentaryzacja źródeł danych wraz z opracowaniem programu wysokorozdzielczego mapowania geologicznego dna polskich obszarów morskich
Podjęcie działań wynika z zapotrzebowania na dokładną mapę geologiczną dna wykorzystywaną do różnorodnych celów przez wielu użytkowników, w tym: administrację geologiczną i administrację morską (planowanie przestrzenne i zarządzanie obszarami morskimi), państwową służbę geologiczną (prognozy surowcowe oparte na nowych dokładniejszych danych, ochrona zasobów mineralnych, zarządzanie zasobami danych i informacją geologiczną), Marynarkę Wojenną i Biuro Hydrograficzne MW (na potrzeby tzw. dodatkowych warstw wojskowych), instytucje i urzędy zajmujące się ochroną środowiska morskiego i ochroną wód morskich, m.in. GIOŚ, KZGW (np. na potrzeby mapowania siedlisk, tworzenia planów ochrony obszarów chronionych i tworzenia programów ochrony wód morskich), instytuty naukowe i jednostki badawcze (cele edukacyjne i naukowe), podmioty gospodarcze (m.in. na potrzeby lokalizacji infrastruktury hydrotechnicznej, górnictwa morskiego).
W wyniku realizacji podzadania powstaną metadane wraz z programem prac który będzie podstawą do wykonania wysokorozdzielczej inwentaryzacji geologicznej dna morskiego uwzględniającej potrzeby potencjalnych użytkowników. Inwentaryzacja geologiczna będzie stanowić w przyszłości kolejne etapy zadania państwowej służby geologicznej, którego efektem będzie wysokorozdzielcza mapa geologiczna polskich obszarów morskich.
Przygotowanie koncepcji i opracowanie mapy geośrodowiskowej polskich obszarów morskich (MgśPOM) w skali 1:250 000
W związku z rozpoczętym już procesem tworzenia planów zagospodarowania przestrzennego morza niezwykle istotne jest jak najszybsze sporządzenie mapy geośrodowiskowej, uwzględniającej specyfikę obszaru na podstawie istniejących danych, a w miarę pozyskiwania nowych informacji aktualizacja mapy. Mapa geośrodowiskowa, zgodnie z wymogami Ustawy Prawo geologiczne i górnicze, będzie wykorzystywana przez geologów wykonujących projekty robót geologicznych na morzu oraz przez administrację geologiczną i morską w planowaniu przestrzennym i zarządzaniu obszarami morskimi.
Opracowanie koncepcji i wdrożenie repozytorium danych geologicznych i geofizycznych z polskich obszarów morskich („ciężkie” dane masowe)
Istniejący zasób geologicznych i geofizycznych danych pomiarowych (pomiary batymetryczne, sonarowe, sejsmoakustyczne, skaning laserowy itp.) oraz przewidywany ich przyrost w związku z zakresem prac przewidzianym w zadaniach psg: „Kartografia 4D w strefie brzegowej południowego Bałtyku” oraz „Inwentaryzacja geologiczna dna polskich obszarów morskich” wymaga odpowiednio zorganizowanej i zarządzanej przestrzeni danych masowych. Repozytorium umożliwi państwowej służbie geologicznej gromadzenie pomiarowych danych masowych, zarządzanie nimi oraz powtórne ich wykorzystanie na potrzeby innych zadań realizowanych przez służby państwowe zgodnie z obowiązującymi przepisami.
Zarządzanie merytoryczne i koordynacja w ramach kierunku działań prowadzone będą z udziałem zespołów psg zajmujących się kartografią geologiczną i geośrodowiskową na lądowym obszarze kraju oraz ze specjalistami w dziedzinie geoinformacji. Równie istotna jest wymiana doświadczeń międzynarodowych, która realizowana będzie poprzez prezentację wyników na międzynarodowych konferencjach.
Uczestnictwo ekspertów PIG-PIB w krajowych i międzynarodowych organizacjach oraz projektach
Doświadczenie w dziedzinie geologii morza znajduje odzwierciedlenie w uczestnictwie ekspertów PIG-PIB w międzynarodowych organizacjach: Europejskim Konsorcjum ds. Badawczych Wierceń Oceanicznych (ECORD), Komisji Granic Szelfu Kontynentalnego ONZ, Grupie Roboczej ds. Oceny Wpływu Eksploatacji Osadów Morskich na Ekosystemy morskie (ICES-WGEXT) oraz EuroGeoSurvey Marine Geology Experts Group.
Istotna jest również współpraca interdyscyplinarna (np. hydrografia, biologia morza), którą PIG-PIB utrzymuje poprzez uczestnictwo w konsorcjum naukowym PolMar, zrzeszającym polskie instytuty zajmujące się badaniami Bałtyku.
