Том 22, № 1 (Январь-Февраль, 2018)
выпуск целиком: просмотр (pdf viewer) скачать (.pdf)
СОДЕРЖАНИЕ
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ КРИОЛОГИИ ЗЕМЛИ
- Попов С.В., Киселев А.В. Отечественные аэрогеофизические исследования на землях Мак-Робертсона, Принцессы Елизаветы и Вильгельма II, Восточная Антарктида (с. 3-13).АННОТАЦИЯВ настоящей работе приводится обзор отечественных геофизических исследований на землях Мак-Робертсона и Принцессы Елизаветы (Восточная Антарктида). Начало планомерному изучению этого района положили комплексные геолого-геофизические исследования, выполненные в сезон 17-19 САЭ (1971-74 гг.). Они включали в себя глубинные сейсмические зондирования, авиадесантную гравиметрическую съёмку, сопровождаемую сейсмическими зондированиями МОВ по сети 30×30 км, и аэромагнитную съёмку масштаба 1: 2 000 000 с радиолокационными зондированиями. После значительного перерыва, начиная с полевого сезона 31-й САЭ (1985/86 г.), начался новый этап исследований этого региона, который продолжается и в настоящее время. Аэрогеофизические работы включают в себя аэромагнитную съёмку и аэрорадиолокационное профилирование, осуществляемое по сети маршрутов с межмаршрутным расстоянием 5 км. Съёмками этого масштаба покрыт сектор Восточной Антарктиды между 62° и 88° в.д. от побережья до высотных отметок дневной поверхности 2800 м на юге.
СВОЙСТВА ЛЬДА И МЕРЗЛЫХ ПОРОД
- Волохов С.С. О природе механокалорического эффекта в мерзлых грунтах при одноосном сжатии (с. 14-19).АННОТАЦИЯИзложены результаты экспериментальной проверки гипотезы, выдвинутой ранее автором, о ведущей роли трещинообразования в возникновении механокалорического эффекта в мерзлых грунтах. Получены данные, подтверждающие эту гипотезу.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВО ЛЬДУ И МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
- Голубев В.Н., Влахова А.В., Ржаницын Г.А., Семенова И.В. Закономерности кристаллизации золы при промерзании дисперсных грунтов (с. 20-26).АННОТАЦИЯПредложена теоретическая оценка изменения количества переохлажденной (незамерзшей) воды при промерзании дисперсных влагосодержащих грунтов на примере двух возможных вариантов зарождения льда: а) в объеме поровой воды и б) на поверхности минеральных частиц с учетом их состава, физических свойств и шероховатости поверхности.
- Федосеева В.И., Федосеев Н.Ф., Бурнашева М.П. Влияние сопутствующих компонентов на сорбцию молибдат-анионов из водных растворов поверхностью дисперсного льда (с. 27-31).АННОТАЦИЯПоверхность льда в естественных условиях Земли может влиять на природные процессы из-за активности квазижидкой пленки, присутствующей на поверхности его кристаллов. Однако, физико-химические свойства этой пленки в научной литературе пока мало охарактеризованы. В работе проведено исследование сорбции из растворов в воде молибдат-анионов (4·10-5 моль/л) квазижидкой пленкой дисперсного льда в присутствии фонового электролита KCl (11,75 г/100 г воды) при добавлении в систему хлорида магния с концентрацией до 10-2 или этанола до 10-1 моль/л при температуре -5,1 оС. Показано, что увеличение содержания хлорида магния способствует росту сорбции молибдат-анионов, а спирта, наоборот, понижает. Разные эффекты добавляемых веществ могут быть обусловлены разным влиянием ионов хлорида магния и недиссоциированного полярного органического вещества на структуру воды в квазижидкой пленке, на характер растворения в ней ионов других веществ, а также возможным взаимодействием полярных органических молекул с поверхностью частиц дисперсного льда.
ПОВЕРХНОСТНЫЕ И ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КРИОЛИТОЗОНЫ
- Губарева Т.С., Гарцман Б.И., Василенко Н.Г. Источники формирования речного стока в зоне многолетней мерзлоты: оценка методами трассерной гидрологии по данным режимных гидрохимических наблюдений (с. 32-43).АННОТАЦИЯС использованием данных архивных режимных гидрохимических и гидрологических наблюдений в бассейне р. Нелки установлена возможность моделирования взаимодействия различных источников питания речного стока на основе модели смешения, включающей инструмент многомерного статистического анализа — метод главных компонент. Для пяти малых водосборов выполнена адаптация и тестирование модели смешения 3-х источников питания, характеризующейся высокой точностью воспроизведения химического состава речных вод. Результаты моделирования позволили оценить число преимущественных источников питания речного стока и уточнить их характер – дождевой, почвенно-грунтовый и тало-мерзлотный, отражающий специфику стокоформирования в криолитозоне и связанный с присутствием в бассейне многолетнемерзлых пород. Количественно определены доли каждого из них и проанализирована их взаимная внутрисезонная динамика. Применение статистических критериев оценки и возможность содержательной интерпретации результатов показывают высокое качество моделирования.
ГИДРАТООБРАЗОВАНИЕ
- Чувилин Е.М., Гребенкин С.И. Изменение газопроницаемости мерзлых гидратонасыщенных песчаных пород при диссоциации газовых гидратов (с. 44-50).АННОТАЦИЯДля оценки изменения газопроницаемости мерзлых песчаных образцов в условиях диссоциации порового гидрата при отрицательной температуре проведено специальное экспериментальное моделирование. Эксперименты выполнены на оригинальной установке, позволяющей получать мерзлые искусственно гидратонасыщенные образцы и оценивать их газопроницаемость при стабильной фазе гидрата метана в поровом пространстве и в условиях диссоциации порового гидрата. В ходе опытов были получены экспериментальные данные по газопроницаемости мерзлых гидратонасыщенных песков при различных термобарических условиях. Было выявлено, что в процессе диссоциации порового гидрата при отрицательных температурах ( -5..-3 °С) и давлении ниже равновесного (0,1 МПа) происходит повышение проницаемости мерзлых песчаных пород, которое зависит от их гидрато- и льдонасыщенности.
НАДЕЖНОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В КРИОЛИТОЗОНЕ
- Пустовойт Г.П., Гречищева Э.С., Голубин С.И., Аврамов А.В. Влияние способа получения исходных данных на прогнозные теплотехнические расчеты при проектировании в криолитозоне (с. 51-57).АННОТАЦИЯПроектирование объектов нефтегазовой отрасли в криолитозоне сопряжено с рядом геотехнических задач; одной из них является обеспечение эксплуатационной надёжности, которая в свою очередь обеспечивается проектно-техническими решениями на основе прогнозных теплотехнических расчётов. Поведение грунтов во времени моделируется на основе их физико-механических и теплофизических свойств. Зачастую проектировщиками и изыскателями параметры грунтов определяются не в лабораторных условиях, а рассчитываются по формулам или принимаются по табличным данным нормативных документов. В настоящей работе проведены сравнительные теплотехнические расчёты для нескольких вариантов исходных данных, получаемых в ходе инженерных изысканий, сделаны выводы о необходимости экспериментального определения ряда параметров грунтов при проектировании в криолитозоне.
СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ И ЛЕДНИКИ
- Петраков Д.А., Аристов К.А., Алейников А.А., Бойко Е.С., Дробышев В.Н., Коваленко Н.В., Тутубалина О.В., Черноморец С.С. Быстрое восстановление ледника Колка (Кавказ) после гляциальной катастрофы 2002 года (с. 58-71).АННОТАЦИЯПроведен анализ изменений, произошедших в цирке ледника Колка и Кармадонской котловине после гляциальной катастрофы 20 сентября 2002 г. в Республике Северная Осетия-Алания (Россия). По результатам полевых наблюдений 2002–2016 гг., топографических съемок 2002, 2003, 2004, 2009 и 2014 гг., анализа цифровых моделей рельефа, созданных по стереопарам космических снимков TerraASTER 2002 и 2004 гг., SPOT-6 2014 г. оценены темпы восстановления ледника Колка и темпы разрушения ледяного завала в Кармадонской котловине. Комплекс из четырех методов, примененных в 2014 г. для съемки поверхности Колки, позволяет уточнить темпы восстановления ледника в прошлом и дает надежный задел на будущее. Дистанционные и наземные методы показали хорошую сходимость. Установлено, что в 2002–2014 гг. в цирке Колки накопилось около 40±11 млн м3 льда, что составляет порядка 40% от объема ледника перед катастрофой 2002 г. Спрогнозированного ранее сокращения темпов набора массы ледника пока не происходит, в 2009-2014 гг. в цирке накопилось столько же льда, сколько и в 2004-2009 гг. Восстановление Колки происходит на фоне неблагоприятных для оледенения Кавказа погодных условий и резко контрастирует с поведением других кавказских ледников, испытывающих быстрое сокращение. Объем ледового завала в Кармадонской котловине в 2002–2014 гг. сократился на 75%. Прогрессирующее уменьшение скорости таяния, отмечавшееся авторами ранее, продолжилось и в 2009-2014 гг.: по сравнению с первым годом после катастрофы темпы таяния уменьшились почти в 50 раз. В ближайшие 10 лет повторение событий, схожих с катастрофой 2002 г., маловероятно, но к 2025 г. Колка может набрать 60-70% от предкатастрофического объема. Необходимо продолжать наблюдения за восстановлением ледника и каждые 5–10 лет проводить съемки для измерения объема накопившегося льда.
- Казаков Н.А., Генсиоровский Ю.В., Жируев С.П. Литолого-стратиграфические комплексы снежного покрова (с. 72-93).АННОТАЦИЯНа основе результатов исследования строения снежной толщи в 2530 шурфах (1979 – 2017 г.г.; о. Сахалин, Курильские о-ва, Забайкалье, Кольский п-в, Подмосковье, п-в Ямал, Западный и Северный Кавказ, Западная и Восточная Сибирь, Архангельская область) разработано понятие о литолого-стратиграфических комплексах снежного покрова. Снежная толща описывается как мономинеральная горная порода. В районах, сходных по ландшафтным, гидрометеорологическим и геофизическим условиям седиментации и диагенеза снежной толщи, но расположенных в разных регионах, формируются однотипные стратиграфические разрезы снежного покрова со сходными стратификацией, структурой, текстурой и физическими характеристиками. Разработана классификация литолого-стратиграфических комплексов снежного покрова (5 таксономических уровней). Количественно степень преобразования структуры и текстуры снежной толщи описывается коэффициентами её перекристаллизации, вторичного расслоения и текстуры. Скорость изменения формы и размера ледяного кристалла имеет устойчивые значения, что позволяет прогнозировать изменение параметров её структуры и текстуры. В большинстве регионов России через 20 – 60 суток после установления снежного покрова ледяные кристаллы достигают стадии скелетного класса форм.
ПРОБЛЕМЫ КРИОСОФИИ
- Соломатин В.И. Подземное оледенение Евразии: макроструктура и история развития (с. 94-100).АННОТАЦИЯВ работе дан анализ важнейших событий формирования и пространственно-временной эволюции подземного оледенения. Предложено понятие о криолитогенных формациях. Сформулирована новая концепция макроструктуры зоны синкриогенного льдообразования. Выполнен мерзлотно-фациальный анализ ледового комплекса. Выявлен механизм замещения и переотложения вмещающих пород растущими сингенетическими жилами льда. Сформулирован принцип подобия географического пространства и палеогеографического времени.