Том 1, № 1 (Январь-Март 1997)

СОДЕРЖАНИЕ

ПPОБЛЕМЫ КPИОЛОГИИ ЗЕМЛИ

• • От главного редактора (с.  3-4).
  • Мельников В.П. Криосфера Земли как объект криологии (c. 5-13).АННОТАЦИЯ
    Криосфера — единственная из внешних сфер Земли (ВСЗ), выделенная не по объекту исследования, а по возможному состоянию воды (важнейшего в развитии косной и органической материи на поверхности Земли вещества), которая частично перекрывается со всеми другими ВСЗ. Поэтому ее опредяют три ключевых понятия: криогенные условия, процессы и образования. Показанное в статье многообразие проявления (в зависимости от субстанции отдельных частей криосферы) предметов исследования наук о Земле , стоящих за этими понятиями, свидетельствует, что ни одна даже супернаука не в состоянии обеспечить изучение криосферы с необходимой детальностью. В то же время знание эволюции криосферы и ее роли в развитии Природы на глобальном, региональном и локальном уровнях — одна из первостепенных задач, стоящих перед отечественной наукой. Решение ее видится в консолидации знаний о криосфере в едином информационном пространстве в рамках комплекса научных дисциплин — криологии. ним из первых шагов в этом направлении является учреждение журнала «Криосфера Земли».
  • Конщев В.Н. Криосфера в истории Земли (c. 14-20). АННОТАЦИЯ
    Предложена и обоснована концепция расширяющейся криосферы Земли, что выразилось в направленном увеличении объемов оледенений и степени их воздействия на-природу от одной ледниковой эпохи к другой на протяжении от протерозоя до кайнозоя. На основе расчетов объемов и площадей распространения осадочных формаций различных типов показано, что относительная роль ледниковых и перигляциальных крупнообломочных формаций последовательно увеличивалась (верхнепротерозойская эпоха оледенений — 0,2%; ордовик — силурийская — 0,37%; пермо-карбоновая — 13%; кайнозойская — 37% ) . Каждая последующая эпоха оледенений отличалась более-сложной структурой криосферы; по мере ее развития все большую роль играло подземное оледенение (криолитозона), а среди последнего особенно увеличивались площади альпийской, горной мерзлоты. Площадь зоны гидратообразования также направленно увеличивалась. Максимальной сложности строения криосфера достигла в кайнозое.
  • Шер А.В. Природная перестройка в восточно-сибирской Арктике на рубеже плейстоцена и голоцена и ее роль в вымирании млекопитающих и становлении современных экосистем (Сообщение 1) (c. 21-29).АННОТАЦИЯ
    Выдвигается концепция ключевой роли Восточно-Сибирской Арктики в истории тундростепной биоты. Кратко рассмотрена природная обстановка этого региона в эпоху последнего похолодания и основные особенности тундростепных сообществ и проблемы их интерпретации. Показано, что в эпохи глобальных потеплений климата (межледниковий) природные условия в Восточно-Сибирской Арктике отличались от современных (голоценовых), и ландшафты были более сходны с тундростепными, чем с современной тундрой или тайгой. Предполагается, что именно эти регионы обеспечивали выживание тундростепных сообществ и мамонтовой фауны во время межледниковий. Необратимое разрушение этих сообществ и вымирание мамонтов и их спутников произошло лишь тогда, когда этот регион подвергся радикальной природной перестройке на рубеже плейстоцена и голоцена. Хронология природных событий в Восточно-Сибирской Арктике на этом рубеже выявляет два критических этапа. Первый (12,5-11 тыс. лет назад) интерпретируется как начало „нормального межледниковья», имевшего аналоги в плейстоцене. Второй (11-8 тыс. лет назад) — как период необратимого распада тундростепной биоты.
  • Гарагуля Л.С., Гордеева Г.И., Хрусталев Л.Н. Районирование территории криолитозоны по степени влияния техногенных геокриологических процессов на экологические условия (c. 30-38).АННОТАЦИЯ
    На основе обобщения и анализа опыта освоения различных регионов, оценки динамики природной среды определены доминантные техногенные геокриологические процессы, оказывающие негативные влияния на устойчивость сооружений, составляющих жилой, промышленный, горнодобывающий комплекс и транспортные магистрали. Надежность сооружений рассматривается как экологический фактор, а геокриологические процессы — как фактор надежности. Это позволило на основе типизации (классификации) геотехнических систем по видам освоения и инженерно-геокриологическим условиям работы сооружений, составить обзорные карты районирования территории криолитозоны по возможности возникновения опасных экологических ситуаций. Сравнительный анализ показывает, что вероятность таких ситуаций убывает в ряду: транспортные магистрали, горнодобывающий комплекс, промышленный комплекс, жилой комплекс. Дается объяснение этой закономерности.
  • Кренке А.Н., Китаев Л.М., Турков Д.В., Кадомцева Т.Г., Айзина Е.М. Изменения снежного покрова и их климатическая роль (Сообщение 1) (c. 39-46).АННОТАЦИЯ
    На основе данных 25-летнего ряда наблюдений метеостанциями проведен анализ межгодовых и многолетних изменений параметров полей снежного покрова практически материкового уровня ввиду важности изучения их роли в глобальных климатических процессах. Установлены основные закономерности пространственного распределения максимумов и аномалий снежного покрова и их взаимосвязь с климатическими и орографическими особенностями.

ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ И МОНИТОРИНГ

• • Павлов А.В. Мерзлотно-климатический мониторинг России: методология, результаты наблюдений, прогноз (с. 47-58).АННОТАЦИЯ
    Современные изменения климата и криолитозоны изучались на основе данных северных метеорологических станций и геокриологических стационаров, расположенных в различных регионах России. Начиная с середины 60-х гг. XX в., на территории России повсеместно отмечается потепление климата и верхних горизонтов криолитозоны. Тренд повышения температуры воздуха за последние 30 лет составляет 0,02—0,03 °С/год для Европейского севера, 0,03-0,07 °С/год — для севера Западной Сибири и 0,01-0,08 °С/год — для Якутии. К 2050 г. прогнозируется умеренное потепление климата в высоких широтах, с повышением температуры воздуха до 2 °С. Данные мониторинга криолитозоны свидетельствуют о повышении температуры мерзлых грунтов за  последние 15-20 лет до 2-2,5 °С на глубине 3 м и до ГС на глубине 10 м. Это вызвано повсеместным потеплением климата, а в ряде районов и возрастанием снегоотложений. Возможное повышение температуры верхних горизонтов сплошной криолитозоны в условиях Западной Сибири составит к 2020 г. около 1 °С, а к 2050 г. — 1,5-2 °С. Максимальные вариации глубины сезонного протаивания в многолетнем периоде отмечаются для фунтов органического происхождения. Экспериментально выявлена слабая тенденция к возрастанию мощности сезонноталого слоя во времени.
  • Гречищев С.Е. Прогноз оттаивания и распределения вечной мерзлоты и изменения криогенного растрескивания грунтов на территории России при потеплении климата (с. 59-65).АННОТАЦИЯ
    Предложен геосистемный подход к прогнозу фоновых геокриологических процессов и соответствующие упрощенные расчетные методы, результаты которых могут быть отражены на прогнозных мелкомасштабных картосхемах. Выполнены расчеты и составлены прогнозные (до 2025 г.) мелкомасштабные картосхемы распределения и оттаивания вечной мерзлоты и изменения криогенного растрескивания грунтов на территории России в условиях глобального потепления климата. Прогноз выполнен для типов урочищ, сложенных с поверхности торфяными, глинистыми и песчаными грунтами. Выделены области предполагаемой деградации и предполагаемой устойчивости вечной мерзлоты для урочищ разных типов, а также области предполагаемого затухания криогенного растрескивания.
  • Скорбилин Н.А. О тенденции в эволюции сезонной криолитозоны Западной Сибири на ближайшие десятилетия (с. 66-68).АННОТАЦИЯ
    Статья содержит результаты исследований возможной эволюции сезонной криолитозоны Западной Сибири на ближайшие десятилетия на основе изучения многолетних колебаний мощности сезонномерзлого слоя почвогрунтов (CMC) по наблюдениям за мерзлотомерами на 10 метеостанциях Западной Сибири. По осредненным данным для указанных метеостанций с начала 1950-х гг. в регионе происходило в основном увеличение мощности CMC, сменившееся затем в начале 1970-х гг. ее значительным уменьшением, продолжающимся в целом до последнего времени. Отмечается, что дата начала периода уменьшения мощности CMC в Западной Сибири, обозначившая четкий перелом тенденции мерзлотного процесса, совпала с датой начала периода потепления во многих регионах Северного полушария, приходящейся по многочисленным данным также на начало 1970-х гг. Из возможных причин этого явления в данной работе рассматриваются определенные изменения в циркуляционных процессах атмосферы, происходившие в этот период в Северном полушарии. На основании анализа автокорреляционных функций установлено, что наиболее представительными короткопериодными циклами для проанализированных временных рядов мощности CMC в Западной Сибири являются 2-3-, 4-5-, 11-летние. В результате проведенных исследований дается оценка предполагаемых изменений мощности CMC в Западной Сибири в первые десятилетия следующего столетия.

СВОЙСТВА ЛЬДА И МЕРЗЛЫХ ПОРОД

• • Червинская О.П., Зыков Ю.Д., Фролов А.Д. Особенности засоленных мерзлых грунтов и их электрические и упругие свойства (c. 69-77).АННОТАЦИЯ
    В статье рассматриваются и обсуждаются результаты экспериментов по изучению электрических и упругих свойств песчано-глинистых мерзлых грунтов, насыщавшихся растворами различного состава и концентрации. Показаны и объяснены значительные отличия этих свойств в засоленных и пресных грунтах. Полученные данные позволили впервые оценить критическую концентрацию поровых растворов, разделяющую мерзлые грунты на засоленные и пресные для ряда песок-глина.
  • Шавлов А.В. Свойства льда при высокой концентрации структурных дефектов (c. 78-86).АННОТАЦИЯ
    Получены экспериментальные температурные зависимости скорости деформации, электропроводности, оптической плотности и импульсного радиолиза льда при высокой концентрации структурных дефектов (аморфного льда, стеклоподобного, поликристаллического). Установлено, что скорость деформации образцов проходит через многочисленные максимумы при нагревании. Максимумы наблюдаются при одних и тех же температурах для образцов различного типа. Амплитуда максимумов уменьшается в ряду аморфный лед — стеклоподобный — поликристаллический. Максимумы скорости деформации объяснены термоактивированным освобождением и последующей релаксацией неравновесных ориентационных дефектов, содержащихся в свежеприготовленном льду в связанном виде. Показано, что отжиг образцов приводит к уменьшению концентрации неравновесных дефектов и резкому снижению скорости деформации при температурах ниже температуры отжига. В моменты освобождения и релаксации структурных дефектов наблюдается возрастание электропроводности. Это подтверждает гипотезу о том, что освобождающимися дефектами являются ориентационные. Также обнаружено увеличение относительного изменения коэффициента оптического пропускания при импульсном радиолизе, интерпретированное как увеличение выхода сольватированных электронов. Эти данные важны для понимания механизмов ускорения химических реакций в замороженных водных растворах.

АТМОСФЕРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

• • Мельников В.П., Смульский И.И. Механизмы атмосферных вихрей (c. 87-96).АННОТАЦИЯ
    Анализ литературных источников и выполненных нами экспериментальных исследований указывает на решающую роль явления стока вращающейся среды в возникновении вихрей разных масштабов, в том числе и в атмосфере Земли. Важным в научном и практическом отношении являются механизмы формирования циркуляции: при стоке среды с подпиткой; при асимметричном стоке успокоенной среды; при относительном движении стока и при стоке атмосферного воздуха, взаимодействующего с вращающейся планетой. В последнем случае выявляются особенности развития энергии вихрей в аридных и гумидных условиях и их значительная роль в латеральном, в том числе и в трансконтинентальном перемещении разнотемпературных воздушных масс, что не может не отражаться на параметрах многолетней мерзлоты планеты. Очевидно также, что зимние антициклоны с их доминирующим влиянием выхолаживания поверхности благоприятствуют развитию многолетней мерзлоты. В то же время циклоны, продуцирующие обильные снегопады, способствуют предохранению земных недр от сильного переохлаждения.