Главная – Журналы – Криосфера Земли 2024 номер 5

Представлены результаты исследований ледового комплекса, озерных и озерно-аллювиальных отложений, выполненных на территории геологического памятника природы Мамонтова Гора в 2022-2023 гг. Оптически стимулированное люминесцентное датирование позволило установить, что формирование озерно-аллювиальных песков эльгинской свиты завершилось 250-242 тысяч лет назад (в конце оледенения МИС 8, перед межледниковьем МИС 7), а залегающих выше озерных алевритов - 138-126 тысяч лет назад (в конце оледенения МИС 6 и начале межледниковья МИС 5е). Средний изотопный состав сингенетических повторно-жильных льдов ледового комплекса (МИС 3) следующий: -(31 ± 2) ‰ по δ¹⁸О; -(239 ± 15) ‰ по δD; (8 ± 2) ‰ по d_exc. Впервые получены данные по изотопному составу текстурных льдов ледового комплекса, средние значения которого составили -(26 ± 2) ‰ по δ¹⁸О; -(201 ± 17) ‰ по δD; (10 ± 4) ‰ по d_exc.

Представлена классификация приледниковых озер, которые формировались на территории Шпицбергена после Малого ледникового периода в связи с сокращением оледенения архипелага. В основе классификации использованы три морфологических признака, связанных с границами ледника и конечной морены: положение озера относительно границ, контакт с ледником и условие подпруживания. Комбинации признаков позволяют выделить пять типов озер. На основе картографического сервиса Норвежского полярного института по состоянию на 2008-2012 гг. было рассмотрено 705 приледниковых озер архипелага. Среди них ледниково-подпрудные озера составляют 24 %, моренно-подпрудные озера - 22 %, озера, контактирующие с фронтом ледника, составляют 17 %, термокарстовые озера на морене - 27 % и озера, контактирующие с конечной мореной, расположенные за ее пределами - 10 %. Около 90 % суммарной площади приледниковых озер составляют подпрудные озера и озера, контактирующие с ледником. Они активно формируются в настоящее время в связи с разрушением ледяных берегов и моренных валов. Несмотря на различия в рельефе, типе оледенения, климате и темпах сокращения оледенения в различных частях архипелага, соотношения типов озер оказались подобными. Это указывает на общий генезис их образования и схожие черты ландшафта морен. Заметные различия проявляются в соотношении моренно-подпрудных озер и озер, контактирующих с ледниками, для горного и покровного оледенения. Вероятно, по мере дегляциации Шпицбергена распределение типов приледниковых озер будет сохраняться, что позволяет делать оценки озерных ресурсов и выявлять потенциально опасные объекты и объекты климатического мониторинга.

Дан подробный обзор применяемых методов активной температурной стабилизации мерзлых грунтов с акцентом на системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем. Приведен накопленный опыт отечественных и зарубежных авторов в области одиночных сезонно-охлаждающих устройств. Показан механизм действия как одиночных сезонно-охлаждающих устройств, так и систем температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем. В работе также представлена новая экспериментальная установка термостабилизации мерзлых грунтов с горизонтальным испарителем, на которой был проведен ряд экспериментов по исследованию потоков хладагента в контуре циркуляции предлагаемой системы при различных тепловых режимах, действующих на испарительную часть. Приведены описание полномасштабного стенда и принцип подачи положительной температуры на испарительную часть системы с целью моделирования отведения тепла от грунта с последующим рассеиванием его в атмосферу через развитую поверхность конденсатора. В настоящее время в системах данного вида в качестве хладагента используется аммиак, а в работе в качестве теплоносителя выступает диоксид углерода. Доказано, что мощность установки, работающей на диоксиде углерода, может быть значительно больше, чем мощность установки на аммиаке. Проведенные исследования и полученные результаты позволяют оптимизировать выбор конфигурации системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем под тот или иной объект строительства. Применение разработанной системы температурной стабилизации грунтов с горизонтальным испарителем, ввиду ее лучшей эффективности по сравнению с аналогами, позволит значительно сократить риски растепления мерзлых грунтов на объектах эксплуатации.

Изучение и прогнозирование состояния подводной мерзлоты весьма важно в связи с вопросами глобальных изменений климата, газогидратообразования, оценки природных опасностей в результате оттаивания мерзлых толщ. В статье представлен прогноз распространения реликтовой субмаринной мерзлоты на евразийском шельфе Северного Ледовитого океана на основе решения одномерной нестационарной задачи Стефана методом конечных разностей c использованием современных программных средств и библиотек. Описан математический аппарат модели. Особое внимание уделено процессу выбора граничных условий задачи, их синтеза. Расчеты выполнены на основе климатической кластеризации протяженного евразийского шельфа с учетом зональной изменчивости как приземной температуры воздуха, так и температуры и солености придонных вод. Впервые представлены модельные оценки положения кровли субаквальной мерзлоты, проведено сравнение с данными бурения. Анализ влияния граничных условий на результаты моделирования и сравнение модельных данных с результатами сейсмоакустических и буровых работ подтверждают хорошее качество модели. Эволюция многолетнемерзлых пород во времени представлена комплектом из трех карт для разных этапов позднего неоплейстоцена-голоцена. В результате исследования создана глобальная двухмерная карта мощности субмаринных многолетнемерзлых пород евразийского шельфа высокого разрешения. Проведены детальные моделирование и картирование распространения кровли многолетнемерзлых пород на хорошо изученных участках. По оценкам авторов, на всем протяжении евразийского шельфа прогнозируется широкое распространение субмаринных многолетнемерзлых пород. Наибольшая мощность реликтовых мерзлых отложений приурочена к литоральной зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, а также прибрежью Новосибирских островов. В Печорском и Чукотском морях в основном прогнозируется слаборазвитая, близкая к полной деградации, реликтовая подводная мерзлота.

Для определения современного состояния многолетнемерзлой толщи в условиях широтной зональности Ямало-Ненецкого автономного округа и оценки ее трансформации в связи с происходящими климатическими изменениями выполнены электромагнитные зондирования становлением поля в ближней зоне на десяти площадках по субмеридиональному профилю от Сибирско-Увальского поднятия на юге до Пур-Тазовского междуречья на севере с шагом около 50 км. Проведена интерпретация геоэлектрических моделей и сравнение с построениями структуры многолетнемерзлой толщи пород по данным бурения, предоставленным Научным центром изучения Арктики из своего архива. В результате интерпретации геоэлектрических разрезов выделены современная и реликтовая многолетнемерзлые толщи, межмерзлотный талик. Установлено, что современная подошва многолетнемерзлых пород залегает на глубинах от 50 до 130 м. Сопоставление результатов современной съемки с архивными опорными геокриологическими разрезами не показало существенных различий в положении геокриологических границ. Хотя надо отметить значительное расстояние на профиле между площадками исследования, а зачастую, сильную удаленность мест расположения скважин с опорными разрезами от этих площадок. Наибольшие различия современных и архивных данных наблюдались в северной части профиля, что, вероятно, связано с проявлением в данных зондирования становлением поля увеличения засоленности пород.