Главная – Журналы – Поиск по журналам

Детально исследованы два керна болотных отложений торфяника Дулиха мощностью 4.0 и 5.2 м. Выявлен восстановительный тип диагенеза. Установлено, что распад органического вещества болотных отложений начинается уже в верхних интервалах разреза на самых ранних стадиях диагенеза. Микробиологические исследования выявили в торфянике высокую численность органотрофных, аммонифицирующих, нитрифицирующих, фосфатмобилизирующих микроорганизмов, присутствие Fe-Ox, Mn-Ox микроорганизмов и почти полное отсутствие сульфатредуцирующих бактерий (за исключением нижних интервалов торфяного разреза). Процессы круговорота азота, фосфора, а также углерода проходят более активно, чем серы. Установлено изменение химического состава болотных вод в процессе диагенеза. Выявлен рост концентраций HCO₃^-, NH₄⁺, PO₄^3-, NO₃^- и С_орг по разрезу торфяника, что является следствием деструкции органического вещества, в результате которой в болотные воды переходят наиболее подвижные и лабильные компоненты. Результаты физико-химического моделирования показывают, что высокое содержание органического вещества приводит к существенному изменению химического состава болотных вод. Обогащение болотных вод Cu, Zn, Sr, Ba, As, Si, Al и Pb указывает на диагенетическое преобразование материала болотных отложений. Смена окислительных условий на восстановительные в толще торфяной залежи приводит к восстановлению окисленных формы Fe (III), Mn (IV) до подвижных форм Fe (II), Mn (II) и их дальнейшей миграции в болотную воду из твердой фазы отложений. С глубиной в торфе начинают доминировать восстановленные формы S (II), что указывает на усиление восстановительных условий среды. Выявлено падение концентраций SO₄^2- в минеральных отложениях, подстилающих торф, что маркирует начало процесса сульфатредукции. Однако в болотных отложениях данный процесс идет очень вяло вследствие кислых условий среды и меньшей степени преобразованности органического вещества.

На территории Забайкалья изучено более сотни озер, а также подземных вод, рек, атмосферных осадков их водосборов. Проанализирован химический состав природных вод и минеральный состав горных пород и донных осадков озер. Определен изотопный состав вод и изотопные соотношения растворенных и осажденных в донные осадки озер карбонатов и бактериальных матов, а также тяжелого кислорода алюмосиликатной фракции донных отложений и горных пород водосборных территорий. Показано, что все вторичные минералы по кислороду наследуют изотопный состав воды, но их кислород существенно тяжелее кислорода воды, так как при взаимодействии ее с породой происходит фракционирование кислорода с переходом тяжелого изотопа во вторичные карбонатные и алюмосиликатные образования. Изотопно тяжелее по кислороду и бактериальные маты, использующие для своей жизнедеятельности кислород углекислотных ионов. Установлено, что вода содовых озер при меньшей ее солености в большей степени обогащена тяжелым изотопом кислорода. Проведены термодинамические расчеты, подтверждающие возможность формирования хемогенных карбонатов и вторичных алюмосиликатов в озерах, определенных минеральным анализом донных осадков и образований из седиментационных ловушек. Показано, что озерная вода находится в равновесии не только с карбонатами, глинами и гидрослюдой, но также с цеолитами, а наиболее щелочные и минерализованные с альбитом. Установлено, что в общей массе минералов донные осадки содовых озер имеют большую долю глин и карбонатов, чем пресные, соленые хлоридные и сульфатные. Представлено, что обогащение вод соленых озер тяжелыми изотопами обязано не только процессу испарения, но и взаимодействию воды с горной породой. Участие реакций гидролиза алюмосиликатов во фракционировании кислорода подтверждается прямой зависимостью величины «кислородного сдвига» от рН, значение которого определяется степенью такого взаимодействия. Установлено, что природа разнообразия химического и изотопного состава озерных вод связана с многофакторным процессом их формирования, обусловленного неодинаковой степенью испарения воды в озерах, минерализацией органического вещества и разной продолжительностью взаимодействия озерных и подземных вод с горными породами.

Выполнена реконструкция коровых напряжений Средней и Юго-Восточной Азии по данным о механизмах очагов землетрясений. Применялся метод катакластического анализа разрывных смещений Ю.Л. Ребецкого, позволяющий получить данные не только об ориентации осей главных напряжений, но и о соотношении максимального касательного напряжения и всестороннего давления. Установлено, что в коре горных поднятий в виде плато (Восточный и Южный Памир и Тибет) наблюдается режим горизонтального растяжения или сдвига. В коре горных поднятий в виде хребтов типичным является горизонтальное сжатие или горизонтальный сдвиг. Мы связываем повышенный уровень горизонтального сжатия этих зон не с давлением Индийской плиты, а с эрозией склонов хребтов и эксгумацией пород с больших глубин. Установлено, что в центральной части коры Тибета наблюдается наиболее интенсивный уровень девиаторных напряжений (вертикальное и максимальное касательное). Оценки амплитуд эрозии в Гималаях и на Восточном Тибете показывают, что объемы удаляемых за пределы региона пород вполне способны компенсировать СЮ сокращение Центрального Тибета и ЗВ расширение Восточного Тибета. Механизм горообразования Тибета и Восточного Памира на современном этапе связан с вертикальными силами плавучести, возникающими из-за формирования утолщенной легкой коры и отрыва утяжеленной части литосферы.

Методами оптически стимулированной и инфракрасно стимулированной люминесценции проведено датирование озерных и формирующихся по ним эоловых песков, а также флювиогляциальных песков из абляционных морен на участке долины р. Чуя, соединяющем Чуйскую и Курайскую впадины Горного Алтая. Полученные даты позволяют сделать вывод, что причиной формирования озера, распространившегося в Чуйскую впадину, стал Сукорский скальный оползень, запрудивший долину Чуи. Он сошел 16 тыс. л. н. в результате землетрясения с интенсивностью не менее 9-10 баллов, которое сгенерировал один из активных разломов Курайской зоны. Это наиболее древняя датировка для землетрясений, связанных с Курайской зоной разломов. Важно, что крупные сейсмогравитационные структуры в ландшафтно-климатических условиях, подобных району Чуйской и Курайской впадин, могут сохраняться в рельефе не менее 16 тыс. лет. Озеро просуществовало до рубежа около 10 тыс. л. н., после чего постепенно спустилось. Максимальная фаза развития Куюктанарского ледника пришлась на начало морской изотопной стадии 2, а его абляционные морены имеют возраст около 25 тыс. лет. Возраст и хорошая сохранность инверсионных моренных гряд Куюктанарского ледника, холмистого рельефа Сукорского скального оползня, озерных песков в районе плотины согласованно указывают на то, что во время последнего глобального гляциального максимума (порядка 20 тыс. л. н.) из Чуйской котловины не происходило катастрофических сбросов больших объемов воды, порождавших мегапаводки в долинах Чуи и Катуни. Уровень озерного водоема этого времени в Курайской впадине не мог превышать абсолютной отметки 1750 м. Более высокие озерные террасы, прослеживаемые до абсолютных высот 2100-2200 м, должны относиться к более древним озерным этапам. Археологические памятники, расположенные в районе перемычки между Чуйской и Курайской впадинами сформировались в постозерный период. Наиболее древние из них относятся к финалу позднего палеолита.

Впервые для Лено-Алданского междуречья получены данные о температуре горных пород до глубины 650 м по скважине с восстановившимся тепловым режимом. Геотермическими измерениями установлена аномальная для территории мощность многолетнемерзлой толщи (750-780 м). Изменение температуры пород с глубиной отражает нестационарный современный режим мерзлой толщи с отрицательным геотермическим градиентом до глубины 200-300 м. Оценена мощность многолетнемерзлой толщи и рассмотрены возможные причины ее отличия на относительно недалеко расположенных участках.

Показаны возможности температурного мониторинга многолетнемерзлых грунтов вблизи подземных нефтепроводов по определению глубины оттаивания под сооружениями, прогнозированию изменения температуры грунтов и времени наступления аварийной ситуации, если последняя будет иметь место в будущем. Наблюдения за температурой многолетнемерзлых грунтов проводятся в непосредственной близости от нефтепровода и на глубинах ниже подошвы слоя годовых колебаний температуры. Обработка результатов наблюдений осуществляется по предлагаемой методике.

Приведены результаты экспериментальных исследований касательных сил морозного пучения глинистых и песчаных грунтов в лабораторных условиях на трех установках, с различной скоростью одноплоскостного сдвига при постоянной нормальной нагрузке. Установки позволяли выполнять условно-мгновенный сдвиг, длительные испытания с приложением ступенчатой сдвигающей нагрузки и сдвиг с постоянной скоростью. В результате комплексных исследований установлены зависимости сопротивления сдвигу или эквивалентных ему касательных сил морозного пучения песка и суглинка от влажности (от 10 до 28 %) и температуры (от 0 до -10 °С) по металлической поверхности. Повышение влажности и понижение температуры грунта приводят к возрастанию сопротивления сдвигу грунта. Сопротивление сдвигу песка до 2 раз превышает аналогичные значения для суглинка при идентичных условиях сдвига, температуре и влажности. Возрастание влажности грунта приводит к увеличению площади контакта частиц грунта через прослойки льда с металлическим фундаментом и к увеличению числа связей между частицами в результате увеличения объема льда. Установлено, что сопротивление условно-мгновенному сдвигу до 3 раз превышает значения предельно длительного сопротивления сдвигу и сдвигу с постоянной скоростью при аналогичных термовлажностных условиях.

Аналитический обзор существующих подходов и конкретных моделей для решения задач промерзания, оттаивания и морозного пучения грунтов выполнен на основе анализа около 100 опубликованных работ российских и 100 работ иностранных авторов, включающих статьи, монографии, диссертации, патенты, труды конференций, научные отчеты. Особое внимание при анализе математических моделей уделено учету в них механизма тепло- и массопереноса, сегрегации льда, фазовых переходов поровой воды, формирования деформаций и сил морозного пучения промерзающих грунтов.

Проведен анализ различий в строении дрейфующих торосов и торосов в припае на основе информации, полученной во время исследовательских работ, проводимых Арктическим и антарктическим НИИ в 2007-2019 гг. на акваториях Карского моря и моря Лаптевых. Исследования проводились с помощью водяного бурения c записью скорости бурения на логгер. Основное внимание уделялось распределению пористости торосов и толщины консолидированного слоя. Рассмотрена неконсолидированная часть киля тороса и ее уплотнение в процессе торосообразования под действием силы Архимеда. Выявлено, что торосы в припае отличаются от дрейфующих торосов несколько меньшими геометрическими размерами, но более крутыми склонами паруса и киля, а также иным соотношением киль/парус (3.1 против 3.6). У торосов в припае пористость неконсолидированной части киля ниже, чем у дрейфующих торосов (в среднем на 6 %). Подтверждено, что постепенное уменьшение пористости неконсолидированной части киля торосов в припае связано с подледными течениями.

Одна из крупнейших селевых катастроф недавнего времени произошла в Таджикистане в 2015 г. в долине р. Барсемдара. Целью работы была оценка возможностей применения цепочки моделей для расчета характеристик селя 2015 г. Также данный подход был применен для оценки потенциальных зон затопления в случае последующих селей. Для расчета характеристик селя в очаге применялась транспортно-сдвиговая модель селеобразования, разработанная Ю.Б. Виноградовым. На ее основе получены гидрографы селевых волн, использовавшиеся в качестве входных данных для зонирования долины по глубинам и скоростям течения в модели FLO-2D. Так, для I сценария в качестве входного гидрографа использовались значения расхода передового вала (максимальный 1630 м³/с), для II сценария - расходы селя на выходе из очага (максимальный 650 м³/с). В качестве данных о рельефе применялась цифровая модель рельефа ALOS PALSAR (12.5 м). В связи с тем, что реологические данные для бассейна отсутствуют, моделирование проводилось по нескольким вариантам параметров. Смоделированные расходы селя в наиболее реалистичном варианте по I сценарию составили от 1494 до 2860 м³/с для отдельных волн. Дополнительно был проведен расчет с использованием цифровой модели рельефа, полученной авторами с беспилотного летательного аппарата во время обследования долины в 2019 г. Результаты показали, что рассматриваемый подход дает возможность оценивать границы как фактических, так и потенциальных зон затопления.