Главная – Журналы – Криосфера Земли 2021 номер 2

Представлены новые данные о криолитологическом строении типичной для севера Западной Сибири гряды пучения, расположенной в нижнем течении р. Надым. Данные получены в результате бурения двух скважин, на вершине гряды и в межгрядовом понижении, и последующего анализа керна. Определены гранулометрический состав, форма и характер поверхности песчаных кварцевых зерен, ботанический состав и радиоуглеродный возраст органогенных отложений. Установлено трехслойное торфяно-песчано-суглинистое строение гряды. Пучению подвержен нижний суглинистый горизонт с объемной льдистостью около 60 %, ниже которого залегают слои чистого льда. Гряда пучения имеет преимущественно миграционный генезис при дополняющем влиянии инъекций льда и относится к торфяно-минеральному типу. В формировании гряды пучения выделены этапы накопления суглинистых и песчаных отложений в конце позднего плейстоцена, заболачивание произошло в начале голоцена (10.6-9.8 тыс. лет назад), активное пучение - в суббореальную стадию (5.5-5.0 тыс. лет назад). В настоящее время наблюдается уменьшение верхнего органического горизонта и развитие процессов эрозии. Предложено рассматривать торфяно-минеральные и минеральные формы пучения (бугры и гряды) как отдельный тип криогенного рельефа.

Приведены новые данные о геохимии воды термального источника Сытыган-Сылба, расположенного в зоне вечной мерзлоты на северо-востоке Якутии. Впервые получены сведения о содержании в этих водах редких и рассеянных элементов, элементов редкоземельной группы, изотопов кислорода и водорода. Подземные воды источника относятся к слабоминерализованным кремнистым термам глубинного происхождения, имеющим сезонное питание за счет поступления более минерализованных надмерзлотных вод. Круглогодичное функционирование термального источника в зоне сплошной многолетней мерзлоты мощностью 300-500 м связано с высоким тепловым потоком в области подъема аномальной мантии. Геохимические характеристики термальных вод источника (повышенная концентрация сульфатов, аномальное содержание Ge, Mo, W, As и других элементов) могут быть признаками ореольных вод, близкого присутствия рудных скоплений.

Выполнен анализ эффективности поверхностных способов охлаждения мерзлых грунтов на основе общетеоретических представлений о формировании температурной сдвижки при сезонных процессах в верхних слоях мерзлого грунта. По результатам анализа предложен способ охлаждения основания сооружения с проветриваемым подпольем, включающий слой теплоизоляции на поверхности грунта и естественно-конвективную охлаждающую систему с горизонтальным испарителем, трубы которого укладываются под теплоизоляционный слой. Конденсатор охлаждающей системы вынесен за пределы контура сооружения и в зимнее время обеспечивает температуру испарителя, близкую к температуре воздуха, независимо от условий внутри подполья. Методами математического моделирования показано, что предлагаемый способ обеспечивает значительное и быстрое понижение температуры в основании по сравнению с известными способами - на 1.0-2.5 °С за время не более 1.5 года вместо 3-5 лет. К испарителю системы кратковременно, в течение одного летнего сезона, может быть подключен агрегат принудительного охлаждения, что позволяет получить дополнительное понижение температуры на 1.5 °С. Результаты расчетов позволяют предложить наилучшую последовательность подключения охлаждающих элементов системы на начальном этапе ее работы.

Выполнен корреляционный анализ многолетней динамики площади морских льдов в Северном полушарии с характеристиками инсоляции, рассчитанными с высоким пространственным разрешением. Для периода 1901-2018 гг. найдены тесные отрицательные связи многолетних изменений площади морских льдов в ячейках размером 1° x 1° с зимней инсоляцией и инсоляционной контрастностью. Построены карты распределения тесноты связи многолетних изменений площади морских льдов с характеристиками инсоляции для средних годовых, полугодовых и месячных (март, сентябрь) значений площади морских льдов. Показано, что связь многолетних изменений распространения морских льдов в Северном полушарии с инсоляционной контрастностью является причинно-следственной и инсоляционная контрастность может быть предиктором в статистических моделях динамики морских льдов. Определено, что на всем протяжении Северный морской путь характеризуется тесными связями распространения морских льдов с инсоляционной контрастностью. Это создает перспективу долгосрочного прогнозирования площади распространения морских льдов для Северного морского пути на основе выполненных для будущих десятилетий расчетов инсоляционной контрастности Северного полушария.

Рассмотрены особенности строения и состава поздненеоплейстоценовых повторно-жильных льдов в обнажении едомы у пос. Зеленый Мыс, расположенном на правом берегу Колымы. Исследован изотопно-кислородный состав ледяных жил, их радиоуглеродный возраст, гидрохимические особенности. Стабильные изотопы кислорода ледяных жил обеспечивают основу для реконструкции среднеянварской палеотемпературы воздуха. Выполнены количественные оценки изменения палеогеокриологических и палеоклиматических характеристик региона в позднем неоплейстоцене 48-15 тысяч калиброванных лет назад.

Показано, что разработанные и широко применяемые Ю.К. Васильчуком методические приемы и формулы для реконструкции средних температур января (t_J = 1.5xδ¹⁸O), суммы зимних отрицательных температур (∑t_w = 250xδ¹⁸O), а также средней зимней температуры (t_w = δ¹⁸O) на основе кислородно-изотопного состава полигонально-жильных льдов являются некорректными, а получаемые по ним палеоклиматические реконструкции - недостоверными.

Отражены основные вехи истории Института криосферы Земли СО РАН в свете его тридцатилетнего юбилея, отмечаемого в 2021 г.