Том XXIX, № 2 (Март – Апрель 2025)
СОДЕРЖАНИЕ
КРИОГЕННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МОРЯХ И ОКЕАНАХ
- Харитонов В.В. Особенности распределения пористости различных типов торосов
АННОТАЦИЯОсновное внимание в статье уделено распределению пористости неконсолидированной части различных типов торосов как сыпучей среды. Оценка пористости получена в результате обработки записей скорости термобурения торосов. Рассмотрена изменчивость пористости торосов, обусловленная в процессе торосообразования действием силы тяжести и силы Архимеда. Выявлено, что распределение пористости в парусах однолетних дрейфующих торосов и торосов в припае примерно одинаковое, а в киле распределение у торосов в припае смещено в сторону меньших значений. Пористость паруса торосов, блоки в которых более продолговатые и тонкие, выше, чем у сложенных из более толстого льда. Тенденция к уменьшению осредненной пористости паруса и киля торосов с расстоянием от поверхности льда в глубь тороса сохраняется при увеличении возраста тороса, но становится менее выраженной.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАдвухлетний и однолетний торосы, многолетний торос, киль, парус, припай, распределение пористости
EDN: IEUAIS
DOI: 10.15372/KZ20250201
ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ В КРИОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
- Буханов Б.А., Чувилин Е.М., Мухаметдинова А.З., Кривохат Е.О. Исследование фазовых превращений в мерзлых гидратосодержащих породах при взаимодействии с солевыми растворами на основе технологии ядерного магнитного резонанса
АННОТАЦИЯС использованием технологии низкочастотной ядерной магнитно-резонансной (ЯМР) релаксометрии проведены экспериментальные исследования фазовых превращений в мерзлых гидратосодержащих образцах мелкозернистого песка при их взаимодействии с замороженными солевыми растворами. Полученные результаты подтверждают, что количество жидкой воды в исследуемых образцах в результате солепереноса и диссоциации порового гидрата закономерно увеличивается во времени. Помимо диссоциации порового гидрата и увеличения количества переохлажденной воды, наблюдается обратный процесс, связанный с вымерзанием порового раствора в результате понижения концентрации ионов соли. Было выявлено закономерное продвижение фронта повышенного содержания жидкой фазы воды в грунтовых системах в направлении миграции солей. При этом скорость данного фронта в рассмотренных образцах определялась не только концентрацией контактирующего раствора, но и начальным содержанием жидкой фазы и условиями существования порового гидрата. Таким образом, движение фронта жидкой воды в мерзлых песках, содержащих метастабильные гидраты, происходило примерно на 30–40 % быстрее, чем в аналогичных грунтах, содержащих стабильные гидраты. Разработанная методика ЯМР-анализа мерзлых пород открывает большой потенциал как для мерзлотных и газогидратных исследований в целом, так и для оценки вклада неравновесной и равновесной жидкой воды в механизм миграции ионов солей в мерзлых и гидратосодержащих породах в частности.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАмноголетнемерзлые породы, газовые гидраты, ЯМР-релаксометрия, миграция солей, диссоциация гидрата, самоконсервация, переохлажденная вода, поровый лед
EDN: BTSGON
DOI: 10.15372/KZ20250202
МИКРОБИОЛОГИЯ КРИОСФЕРЫ
- Власов Д.Ю., Ганюшкин Д.А., Копица Г.П., Горшкова Ю.Е., Платонова Н.В., Тихомирова И.Ю., Панкратова Л.А., Лесовая С.Н. Особенности формирования микробиоты в зоне дегляциации (ледник Восточный Мугур, юго-восточный Алтай)
АННОТАЦИЯРассматриваются закономерности новообразования мерзлых грунтов вблизи южной границы распространения многолетнемерзлых пород в условиях положительного климатического тренда и их деградации. Новообразование многолетнемерзлых грунтов на фоне многолетнего оттаивания пород рассматривается как парагенетический процесс. Пространственная неоднородность морозного пучения и оттаивания грунтов приводит к образованию локальных неровностей на изначально плоских гидроморфных участках, где условия становятся благоприятными для новообразования мерзлых грунтов. Даже незначительная высотная дифференциация исходной поверхности (0.05–0.2 м) может привести к радикальному изменению геокриологических условий и формированию достаточно низкотемпературных мерзлых пород. Следовательно, на фоне общего потепления климата может происходить новообразование мерзлых пород.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАмноголетнемерзлые породы, заглубленная кровля многолетнемерзлых пород, осадка мерзлых пород при оттаивании, аградация, многолетнее промерзание, пучение
EDN: RKGPCK
DOI: 10.15372/KZ20250103
ИНЖЕНЕРНАЯ КРИОЛОГИЯ
- Горелик Я.Б., Земеров И.В. Расчет протаивания и обратного промерзания мерзлых грунтов
вокруг эксплуатационных скважин
АННОТАЦИЯРасчетом примеров при температуре мерзлых грунтов –3 и –6 °С как численным, так и аналитическим методами показано, что для аналитического описания процесса протаивания мерзлого грунта в период работы скважины может быть использована постановка задачи в форме Лейбензона с заданием точного решения по температуре в неограниченной части пространства. Решение для радиуса протаивания такой задачи записывается в виде, близком к автомодельному. Получено точное аналитическое решение уравнения, описывающего изменение размеров талика при его обратном промерзании. Показано, что время обратного промерзания талика зависит не только от его размера, но и от истории его формирования. Установлено, что существует значение пограничной температуры грунта, ниже которого время замерзания талика меньше, чем время его образования. При температуре грунта выше пограничного значения соотношение между этими временами имеет обратный характер. На заключительных этапах проектирования конструкций крепи скважин рекомендовано ориентироваться на результаты численных расчетов параметров процессов протаивания и обратного промерзания, выполненных с помощью качественных программных продуктов. Точность аналитического метода не вполне соответствует требованиям точности прогноза при проектировании, однако он позволяет достаточно надежно отследить тенденции в эволюции параметров процессов, сохраняет порядок расчетных величин и обеспечивает высокую скорость их оценки. Это позволяет рекомендовать использование аналитического метода для оперативных оценок процессов протаивания и обратного промерзания на подготовительных этапах изысканий под строительство и при проектировании конструкций крепи скважин, при мониторинговых исследованиях, а также на этапах отладки стандартных вычислительных программ под конкретную задачу.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАмноголетнемерзлые грунты, крепь скважины, протаивание, обратное промерзание, методы расчета
EDN: TKTRGC
DOI: 10.15372/KZ20250204
СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ И ЛЕДНИКИ
- Китаев Л.М., Титкова Т.Б., Алешина М.А. Современные тенденции изменчивости средних и экстремальных значений толщины снега Восточно-Европейской равнины
АННОТАЦИЯВыполнена оценка изменчивости средних и экстремальных сезонных значений толщины снега Восточно-Европейской равнины с учетом региональных особенностей метеорологического режима. Уточнено соответствующее общим закономерностям распределение средних значений и крайних – 5 и 95 % – персентилей (минимальных и максимальных экстремумов). Выявлено многолетнее уменьшение средних значений и экстремумов толщины снега при увеличении температуры воздуха и осадков. Соответственно результатам регрессионного анализа, зависимость многолетней динамики толщины снега от метеорологических характеристик в большей степени проявляется для максимальных экстремумов, наиболее значимый вклад в изменение снежного покрова выявлен для хода осадков. Разностные интегральные кривые фиксируют для всех характеристик наличие двух отрицательных фаз в 1985–1995 и 2005–2015 гг., что соответствует многолетним особенностям атмосферной циркуляции. По данным реперных метеорологических станций оценивается точность расчетов толщины снега реанализом ERA 5-Land: относительная ошибка достигает 45–50 %, коэффициенты линейных трендов различаются в 1.5–3 раза, что необходимо учитывать при использовании расчетных значений.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАтолщина снега, температура воздуха, осадки, персентили, минимальные и максимальные экстремумы, регрессионный анализ, сезонная и многолетняя изменчивость
EDN: OGVFJK
DOI: 10.15372/KZ20250205
- Факаева Н.Р., Демежко Д.Ю., Горностаева А.А., Хацкевич Б.Д. Теплофизические характеристики снежного покрова Екатеринбурга
АННОТАЦИЯВ регионах с умеренным и холодным климатом высота и тепловые свойства снежного покрова играют ключевую роль в формировании теплового режима земной поверхности и “городского острова тепла”. В статье приведены результаты лабораторных и полевых исследований характеристик снежного покрова в Екатеринбурге в сезон 2023/24 г. В лабораторных условиях методом игольчатого зонда изучена теплопроводность снега при различной плотности, в том числе снега, загрязненного типичными для Екатеринбурга поллютантами. Построена региональная зависимость теплопроводности снега от плотности. В естественных условиях, на площадке геотермического полигона Института геофизики УрО РАН, проводились измерения высоты и вертикального распределения плотности снежного покрова. По этим данным и с учетом полученной зависимости плотность–теплопроводность построены временные разрезы изменений плотности, теплопроводности, температуропроводности и тепловой активности снежного покрова в сезон 2023/24 г.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАснежный покров, плотность снега, теплопроводность, температуропроводность, тепловая активность, игольчатый зонд, Екатеринбург
EDN: YYFEKM
DOI: 10.15372/KZ20250206
ХРОНИКА
- Лупачев А.В., Занина О.Г., Федоров-Давыдов Д.Г. Станислав Викторович Губин (13.07.1945–07.03.2025)
АННОТАЦИЯ7 марта 2025 г., на 80-м году жизни, не дожив нескольких месяцев до юбилея, скоропостижно скончался Станислав Викторович Губин – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Станислав Викторович останется в памяти как замечательный ученый, мерзлотный почвовед и опытный полевик.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВАпочвоведение, криопедолит, микроморфология, мерзлотное почвообразование, криоконсервация
EDN: YCBQNW
DOI: 10.15372/KZ20250207