ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Регионы с вечной мерзлотой в России занимает районы 2/3 территории страны, они наиболее бо-гаты ресурсами. Велика роль (с позиций рекреации, потенциального наличия богатых природных ресурсов) горных регионов. Без эффективного и природоохранного освоения криолитозоны и вы-сокогорий невозможно устойчивое развитие страны. Климатические изменения и антропогенные воздействия активно воздействуют на криосферу; в пределах покровных ледников наблюдается дегляциация; в криолитозоне отмечается активизация опасных криогенных процессов, повышение температуры мерзлоты, увеличение глубин сезонного оттаивания, снижение несущей способности вечномерзлых грунтов и вмороженных фундаментов, что приводит к развитию массовых дефор-маций, азачастую в некоторых северных регионах - к лавинообразному нарастанию затрат на под-держание существующей инфраструктуры, к невозможности устойчивого развития. Всё большая вариативность характерна для ледниковых систем в горах, заметно возрастают риски и ущербы, связанные с лавинной деятельностью, с развитием опасных стихийно-разрушительных процессов в горных странах. Фундаментальные и прикладные исследования глобальных и региональных из-менений криосферы Земли с анализом их влияния на природу и общество (цель настоящей работы) является важнейшей научной и практически значимой задачей, находятся в числе приоритетных направлений современной мировой науки. Динамику криосферных объектов, корректные прогнозы их поведения невозможно оценить без палеокриолитологических и палеогляциологиче-ских исследований. Особо важная роль отводится изучению сложных взаимодействий в системе «техногенез - изменяющиеся природные условия – криосфера», что имеет чрезвычайную актуаль-ность в связи с активизацией российского присутствия в Арктике, а также с нарастанием темпов освоения природных ресурсов в труднодоступных регионах Заполярья и высокогорья. Всё это требует получения реальных и корректных данных о различных объектах криосферы, о динамике их развития при различных трендах глобальных и региональных климатических изменениях с уче-том нарастания техногенных воздействий.
Выявлены пространственно-временные закономерности «ледового комплекса», занимающего до 40% территории современной многолетней мерзлоты. Показано, что основной причиной циклического строения ледового комплекса (3 типа) явились колебания климата различной периодичности на протяжении каргинско-сартанского времени. Работы по изучению влияния процессов криогенеза на преобразование рыхлых отложений проведены на на примере известных разрезов Колымской низменности.. В отложениях ледового комплекса выявлено стадиальное образование аутигенных карбонатов и метастабильных форм (гидратов, коллоидов). Биогенная карбонатизация отмечена в отложениях ледового комплекса сартанского возраста – самого холодного периода позднего плейстоцена. На основании новой информации произведен расчет запасов углерода в мерзлых отложениях Приморских низменностей Якутии. Доказано, что запасы углерода в отложениях Арктики переоцененивались ранее примерно в 2 раза. На Западном Ямале собрана коллекция образцов атмосферных осадков, выпадающих в районе метеостанции Марре-Сале, за календарный год: сентябрь 2012-сентябрь 2013, образцов льда и включений газа в подземных льдах и вмещающих лед отложений на различные виды анализов. Установлено, что формирование пластовых и полигонально-жильных льдов на Западном Ямале началось при смене морского осадконакопления на континентальное в конце каргинского времени. Промерзание осадков началось в субаквальных условиях на мелководье и сопровождалось формированием пластовых льдов. В голоценовый климатический «оптимум» начинается их деградация и частичная консервация. Изотопный состав полигонально-жильных льдовов отражает зимние палеотемпературы воздуха: в Западной Сибири среднезимние температуры в конце неоплейстоцена были ниже современных на 5-7 градусов. Выявилась большая, чем считается, роль тектоники в развитии Арктики и Субарктики. Предложена новая методика выведения геокриологических зон в Большеземельской тундре на основе индикационных признаков лесных, болотных урочищ, торфяников, тундр. Разработана концепция управления мерзлотной обстановкой на урбанизированных территориях с учетом формирования здесь специфических природно-техногенных геокриологических комплексов, отличающихся разнонаправленностью тенденций развития мерзлоты, разномасштабностью и несинхронностью изменений; выделены ряды от «бедлендов» (шламо-, шлако- и золоотвалов, отстойников и т.п.), в пределах которых полностью разрушена вечная мерзлота, до относительно слабо затронутых техногенезом тундровых территорий, где , в целом, прослеживаются неявно выраженные тенденции к изменению мерзлоты и активизации криогенных процессов. Для Норильского региона выделено 17 типов комплексов, для Ямбурга – 11, для линейных сооружений севера Западной Сибири – 32 и т.п. Установлено, что в подавляющем большинстве в пределах арктических поселений наблюдаются отчетливые тенденции к деградации мерзлоты Проведен анализ изменений, произошедших в зоне гляциальной катастрофы 20 сентября 2002 г. в республике Северная Осетия-Алания (Россия). Установлено, что в 2004-2009 гг. на фоне неблагоприятных для кавказского оледенения погодных условий в цирке ледника Колка накопилось 16 млн.куб.м льда. Бывшие притоки Колки стали самостоятельными ледниками, один из них продвинулся по днищу цирка на 500 м. Это стало единственным для Кавказа случаем значительного наступания ледников в XXI веке. В ближайшие 10-15 лет повторение событий, схожих с гляциальной катастрофой 2002 г., маловероятно. В 2012-13 гг. были продолжены зимние и летние полевые наблюдения за снежностью, лавинной и селевой активностью в Приэльбрусье (Центральный Кавказ). Исследовано строение снежной толщи и распределение снега на склонах хребта Аибга, в районе Красной Поляны в период тестовых соревнований по горным лыжам на олимпийских трассах. Выявлено, что зима 2011/12 г. характеризуется как среднеснежная, а 2012/13 гг. – как малоснежная. Зима 2012/13 гг. характеризовалась еще меньшей снежностью на фоне положительных аномалий температуры воздуха. По итогам комплекса режимных наблюдений определены значения баланса массы и его компонентов для ледника Джанкуат (Центральный Кавказ) в 2011/12 и 2012/13 гг. 2011/12 балансовый год расценивается как один из наиболее неблагоприятных для состояния ледника за весь 45-летний период мониторинга за счёт отрицательной 23%-ной аномалии аккумуляции и положительной 26%-ой аномалии абляции. 2012/13 год характеризовался на редкость своеобразными режимными показателями, отвечающими экстремально низкому массообмену (малыми модулями компонентов баланса) за весь непрерывный 46-летний ряд инструментального мониторинга. Установлено, что современноне оледенение Полярного Урала включает 76 малых ледников карового и присклонового типов, открыты 5 новых ледников, 20 ледников с 1966 г. исчезли. Эволюция ледников Полярного Урала проявляется в их приспособлении к меняющимся условиям климата и рельефа. Установлено, что при деградации малых ледников в карах изменяется вектор геологической деятельности и происходит формирование конечно-боковых морен.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
4 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Глобальные и региональные изменения криосферы Земли и их влияние на природу и общество |
Результаты этапа: На основе новых фактических данных проанализированы прошлые и современные изменения криосферы и уточнена чувствительность ее элементов к естественным и техногенным изменениям окружающей среды. Продолжалось изучение крупных залежных льдов разного типа в пределах арктического шельфа и арктических и субарктических равнин. Привлечен новый фактический материал по арктическому шельфу, арктическим равнинам и арктическим островам. Для изучения льдов и вмещающих их отложений использован новый комплекс методов – палинологический, грануломинералогический и химический. Выявлены существенные различия между западным и восточным секторами Российской Арктики по преобладающему распространению генетических типов льдов. На этом основании реконструировано неодинаковое геологическое развитие в плейстоцене двух секторов Арктики. В западном секторе большую часть времени имел место трансгрессивный морской режим, морской тип осадконакопления, формирование морских равнин. В восточном секторе все время имел место континентальный режим, и формировались преимущественно озерно-аллювиальные равнины. Составлена Карта подземных льдов Криолитозоны России, где успешно увязан характер распространения генетических типов льдов с тектоническим развитием Российской Арктики (Вестник МГУ, 2014; Geography, Environment…, 2014). Многолетнемерзлые породы и подземные льды шельфа и морского побережья рассмотрены как архив данных для реконструкции палеогеографических условий на шельфе и побережье Арктических морей. Установлены радикальные отличия в изотопном составе и содержании метана в подземных льдах различного происхождения и вмещающих мерзлых породах (ДАН, 2014). Предложен новый подход к исследованию структуры континентальной и субаквальной криолитозоны, заключающийся в использовании информации по изотопному составу кислорода и метану для интерпретации и структурирования криолитозоны. Установлено, что при переходах от одного структурного элемента мерзлой толщи к другому происходит скачкообразное изменение содержания метана. Продуцирование и количество метана в структурных элементах мерзлой толщи могут служить маркерами условий эволюции криолитогенеза. Выявлены особенности формирования оползней в криогенных грунтах севера России (Landslide Science…, 2014). Впервые выполнены биогеохимические исследования содержания и изотопного состава метана в мерзлых породах и подземных льдах, на основании которых установлено неатмосферное происхождение метана в пластовых льдах Западного Ямала. Это уверенно диагностирует пластовые льды как внутри грунтовые образования, но не захороненные ледники. Проведены исследования «Ямальского кратера» в многолетнемерзлых породах, проанализированы возможные причины его образования (Environmental Research…, in press). Выполнены исследования криогенного преобразования минерального вещества в Антарктических оазисах и на Приморских низменностях Якутии в плейстоцен-голоценовое время. Выявлено влияние условий накопления и промерзания на криогенез отложений, установлена синхронность развития криогенеза в обоих полушариях в позднечетвертичное время (Криосфера Земли, 2015). Продолжены начатые в 2004 г. режимные исследования динамики сезонного протаивания грунтов (в рамках Международной программы CALM – Циркумполярный мониторинг деятельного слоя) на опытных стационарах близ Талнаха (юг Таймыра) и в пос. Лорино (Чукотка), получены данные о реакции мерзлоты в относительно холодное, но дождливое лето 2014 г.; под Талнахом средняя глубина оттаивания грунтов в этом году превысила на 20 % ту, которая была зафиксирована в рекордно жаркое (но и аномально сухое!) лето 2013 г. В пос. Лорино определено распределение глубины деятельного слоя, выявлено существование техногенных таликов в зоне застройки посёлка, оценена опасность развития негативных криогенных процессов (пучение, термоабразия и т. д.), а также спрогнозирована динамика мерзлотных условий к 2030 г. в зависимости от сценария изменения климата и характера эксплуатации инженерных сооружений. | ||
5 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Глобальные и региональные изменения криосферы Земли и их влияние на природу и общество |
Результаты этапа: Предложен и обоснован новый подход к анализу генетической природы минерального вещества лёссовых пород, распространение которых практически совпадает с ареалом плейстоценовых криолитозон. Составлена карта «Распространение лёссов, лёссовидных пород, современной и плейстоценовой криолитозон». Проведены комплексные исследования образцов лессов Китая, проанализирован их гранулометрический, минералогический и химический состав, изучено микростроение и сделан вывод о влиянии криогенеза на их происхождение. Выявлено, что современная тенденция потепления зим в высокогорной зоне Центрального Кавказа сопровождается нарастанием межсезонной изменчивости температуры воздуха. За последнее 10-летие амплитуда колебаний среднезимней температуры воздуха возросла почти вдвое, за счет новых климатических экстремумов, имевших место в 2009/10 и 2011/12 гг. В последнее десятилетие при общем дефиците зимних осадков пик лавинной активности приходится на конец сезона, когда сходит до 70% всех лавин. За 70-летнюю историю метеорологических наблюдений на Кавказе зима подобного типа как 2014/15 г. наблюдалась только в 1962/63 г. Результаты проведенной типизации свидетельствуют об общем потеплении зим в Кавказском регионе, которых не было за период инструментальных с 1936 г. Исследования температурного режима оснований зданий и сооружений, несущей способности вмороженных фундаментов и степени активизации опасных криогенных процессов на застроенных территориях показали, что преобладают деградационные тенденции. В городской среде преобладают деформации осадок, а на трассах надземных газо- и нефтепроводов – пучение опор. Анализ тепловых полей, формирующихся в основаниях зданий с холодными проветриваемыми подпольями, выполнен для 8 регионов криолитозоны России и показал, что в условиях резкоконтинентального малоснежного сурового климата роль этой охлаждающей системы неоднозначна: в отличии от общепринятых позиций подполья практически не обеспечивают охлаждающий или стабилизирующий эффект; в других регионах картина иная. Продолжены исследования динамики сезонного промерзания в Центральной России, выявлена тесная связь глубины промерзания с характером предзимней влажности грунтов и с началом активного снегонакопления после устойчивого перехода температуры воздуха в отрицательные значения. Выявлено, что 2015 год вошёл в число наиболее неблагоприятных для состояния ледника за весь 48-летний период инструментальных измерений. Баланс массы был вычислен равным -1010 мм вод.экв., что возвело отчётный год на 6-ую по неблагоприятности позицию в 48-летнем ряду инструментальных наблюдений. Объём ледникового стока был заметно выше среднемноголетнего - 10.49 млн.куб.м. Был обновлён рекорд длительности непрерывной серии отрицательных значений баланса массы ледника. Экстремальные темпы таяния летом 2015 г. спровоцировали не только на редкость интенсивное отступание фронта ледника, но и уникальное геоморфологическое явление - полное обрушение участка 100-метровой по высоте правой береговой морены Джанкуата малого ледникового периода, что коренным образом преобразило гидрографическую сеть бассейна. Проведённый в 2015 г. мониторинг опорных ледников Карабаткак и Сары-тор на Тянь-Шане продемонстрировал крайне неблагоприятные для современной эволюции оледенения условия отчётного года. Начиная примерно с 50-60 т.л. назад и до настоящего времени, направление атмосферного переноса в Российской Арктике в зимнее время принципиально не изменялось. Выводы сделаны на основании созданной базы данных по значениям изотопного состава разновозрастных сингенетических ПЖЛ в Российской Арктике для разных морских изотопных стадий - от современных до МИС 4. Формирование ледниковых щитов в Карском море в позднем неоплейстоцене и их деградация не оказывали существенного влияния на направление зимней атмосферной циркуляции.Установлено, что последнее верхненеоплейстоценовое похолодание развивалось на фоне понижения зимней температуры от МИС 3 к МИС 2 всего на 1 ÷ 2 град. Ц. Разработан новый подход к структурированию мерзлых толщ по количеству и генезису метана в мерзлых породах и подземных льдах. Установлено, что при переходах от одного структурного элемента мерзлой толщи к другому происходит скачкообразное изменение содержания метана, установлено различное содержание метана в подземных льдах различного генезиса и вмещающих их отложений. Произведена сводка фактического материала по крупным залежным льдам в пределах арктических и субарктических равнин России и арктического шельфа. Использован многолетний полевой материал, полученный непосредственно автором, и материал из многочисленных опубликованных источников. Все залежные льды разделены на несколько генетических типов, и установлены пространственные закономерности в их распространении. Реконструировано неодинаковое геологическое развитие в плейстоцене-голоцене двух секторов Арктики. В качестве главной причины на первый план с очевидностью выступает роль тектонических процессов. Проведен анализ тектонического строения Северного Ледовитого океана и шельфа. Арктики. Составлена новая Карта подземных льдов Криолитозоны России М 1:20000000. Исследованы особенности геологического строения, мощности, температур и льдистости пород криогенной толщи над газоносными залежами Ямала. Разработана геокриологическая типизация зоносных структур севера Западной Сибири. Разработана стратиграфическая рабочая схема территории и прилегающей части шельфа для корреляции разрезов газоносных структур с различными условиями седиментации, охлаждения и промерзания плейстоценовых отложений. Показаны региональные проявления криолитогенеза в области древней и современной аккумуляции морских отложений над газоносными залежами. Матричная модель оценки и картографирования стадий формирования кризисных экологических ситуаций в субарктической природной зоне, основанная на сопоставлении степени устойчивости криогенных геосистем и категорий их механической нарушенности (вследствие воздействия инженерных сооружений наряду с дигрессией оленьих пастбищ при перевыпасе). Апробация системного подхода к оценке мерзлотно-экологического состояния ландшафтов, в основе которого лежит разработка и сопоставление факторов их устойчивости к проявлению опасных криогенных процессов наряду с их биоресурсной ценностью (продуктивностью оленьих пастбищ). Разработан графоаналитический способ совмещения разнородных оценочных литокриогенных и эколого-биотических факторов, влияющих на опасность хозяйственного освоения в зоне тундры. На примере ряда тестовых участков, расположенных в субарктической природной зоне, рассчитаны интегральные индексы по баллам и по «центам качества» для калибровки ландшафтов по уязвимости к освоению. Разработана программа и содержание серии карт мерзлотного содержания для целей геоэкологических оценок состояния криолитозоны России под влиянием природных и антропогенных факторов. Дана оценка закономерностей температурного режима и мощности мерзлых пород криолитозоны России, сезонного промерзания и протаивания в пределах всей территории РФ. Выделены ареалы трех групп сочетаний криогенных процессов (активизирующихся при техногенезе) по степени опасности строительного освоения в криолитозоне РФ. Участие в разработке легенды Геокриологической карты Большеземельской тундры. Анализ мерзлотно-ландшафтной структуры криолитозоны Большеземельской тундры. Определен временной интервал образования воронки газового выброса на Центральном Ямале - с 09.10.2013 по 01.11.2013 г. Образовавшаяся воронка пространственно совпадает с бугром, существовавшим на этом месте до 09.10.2013 г. Определено принципиальное строение воронки - верхняя часть воронки, представляющая собой раструб, расположена в пределах существовавшего ранее бугра. Граница между цилиндрической частью воронки и раструбом совпадает по высоте с уровнем поверхности, на которой был расположен бугор. Таким образом, раструб сформирован в пределах отложений, слагавших бугор. Определена динамика образовавшейся формы. С использованием построенных цифровых моделей рельефа, построенных на момент «до» и «после» образования воронки определен объем образовавшейся воронки и объем материала, отложившегося в виде бруствера. Объем вынесенного материала почти в 6 раз больше объема материала, отложившегося по периферии воронки. Большая часть выброшенного материала представляла собой лед, который по результатам полевых наблюдений вскрывается в стенках цилиндрической части воронки. По результатам съемок августа 2014 г. составлены топографические карты цирка ледника Колка (масштаб 1:10000) и его отдельных участков (масштаб 1:1000). Разработана геоинформационная система по леднику Колка и Кармадонской котловине. Установлено, что в 2004–2014 гг. на фоне неблагоприятных для кавказского оледенения климатических условий в цирке ледника Колка накопилось около 30 млн. м³ льда, а фронт новообразованного ледника продвинулся на 800 м. Это единственный на Кавказе случай значительного наступания ледников в XXI в. Проведена корректировка прогноза темпов восстановления ледника Колка. На основе анализа полевых данных подготовлена сводная таблица скоростей движения ледово-водно-каменного потока с ледника Девдорак в мае 2014 г. Разработаны рекомендации по мониторингу и созданию системы раннего оповещения для снижения риска на Военно-Грузинской дороге. Обработаны данные по результатам инновационных методов исследования ледника Колка. Разработка и создание 4-х карт мерзлотного содержания для нового издания Экологического атласа России: «Активизация мерзлотных процессов», «Сезонное промерзание и протаивание», «Вечная мерзлота», «Подземные льды криолитозоны». Разработаны принципы построения легенды, методика составления основного содержания и оформление этих карт. Выделен и дан пространственный анализ групп опасных техногенных процессов по карте «Активизация мерзлотных процессов». Этих групп три в соответствии с площадями, которые занимают те или иные сочетания процессов. ГИС-анализ областей сезонного промерзания и протаивания по карте «Сезонное промерзание и протаивание» дал возможность выявить преобладающие глубины сезонного промерзания и протаивания в каждой области: сплошной мерзлоты, несплошной и области талых пород. Выявлено, что всё чаще наблюдаются аномальные снегопады как один из откликов на изменения климата Арктики. Отлагаемые рекордные снежные заносы в зимнее время представляют опасность для населения и объектов инфраструктуры. В населенных пунктах отсутствует достаточное количество снегоуборочной техники и чёткая организация действий коммунальных служб, особенно в условиях их реформирования. Благодаря увеличению температуры воздуха, в последнее десятилетие увеличилось количество осадков, особенно в зимнее время. Участились случаи аномальных снегопадов в предзимье и в мае. Проведены работы по оценке влияния крупномасштабных климатических систем на динамику ледников в Центральной Азии в современную эпоху и во время развития криохронов плейстоцена. Продолжена работа по анализу датировок образцов, собранных на моренах ледников Тянь-Шаня, выявлено незначительное увеличение ледников в холодные эпохи плейстоцена. На ряд тестовых участков Тазовского полуострова составлена серия пофакторных шкал мерзлотных и эколого-биотических характеристик для их сопоставления на фоне центовой шкалы. Рассчитаны интегральные индексы (среднее геометрическое) для ранжирования доминирующих ландшафтов по опасности хозяйственного освоения. Проведена оценка стравленности пастбищ вследствие перевыпаса и возможные потери их продуктивности. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".