DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36262

Аннотация: В работе представлена база данных локальных снегомерных наблюдений по трем речным бассейнам на юге Западной Сибири, рассматриваются методические особенности проведения измерений и производится сравнение полученных данных с наблюдениями на метеостанциях и доступными спутниковыми данными (CGLS SWE). Наблюдения проводились в несколько этапов в течение десяти лет (2011–2021) в небольших речных бассейнах рек Кучук, Касмала и Майма, отражающих переход от Западно-Сибирской равнины к низкогорьям Алтая. Суммарно за все годы было произведено более двадцати пяти тысяч измерений параметров снежного покрова (толщины снега и снегозапасов). База данных снегомерных наблюдений была размещена в открытом доступе. Сравнение со станционными и спутниковыми данными показало как значительные отклонения, так и довольно хорошую согласованность в некоторых водосборных бассейнах. Общая для всех бассейнов среднеквадратическая ошибка снегозапасов по спутниковым данным составила 42,9 мм, что несколько выше заявленной разработчиками продукта (37,4 мм). Ограниченные по временному охвату данные наблюдений на постоянных маршрутах метеостанций показали среднеквадратичную ошибку снегозапасов в среднем 43,5 мм. В течение зимнего периода среднеквадратическая ошибка спутниковых данных постепенно увеличивалась к периоду максимума аккумуляции снега во всех водосборных бассейнах. Кроме этого, ошибки спутниковых данных не зависели от снежности зимнего периода и скорее всего связаны с параметрами микроструктуры снежной толщи в отдельные сезоны.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36636

Аннотация: Предметом исследования является соотношение изотопных параметров дейтерия м тяжелого кислорода в повторно-жильных льдах. Авторами рассмотрен такой параметр как наклон линии соотношения содержания дейтерия м тяжелого кислорода во льду жил. Близкое к ГЛМВ (или ЛЛМВ) положение точек изотопного состава для жильного льда и наклон линии, близкий к 8, позволяет утверждать, что жила формировалась из атмосферных осадков (зимнего снега). Отдельно выделены примеры аномальных соотношений содержания дейтерия м тяжелого кислорода с очень низким наклоном линий соотношения, которые в сочетании с аномально низкими значениями dexc указывают на процессы изотопного фракционирования в снеге перед его таянием и/или в талой снеговой воде перед заполнением морозобойных трещин. Выделены три основных типа соотношений содержания дейтерия м тяжелого кислорода во льду жил: а) нормальное соотношение δ2H-δ18О (с наклоном линии соотношения близким к ГЛМВ или ЛЛМВ). б) Соотношение содержания дейтерия м тяжелого кислорода с отклонением от ГЛМВ или ЛЛМВ (с признаками изменения первичного изотопного сигнала атмосферных осадков), в) аномальное соотношение содержания дейтерия м тяжелого кислорода. Показано, что первые два типа соотношений характерны для большинства исследованных повторно-жильных льдов на большей части российской криолитозоны от европейского Севера до востока Чукотки, третий тип получен для нескольких жил голоценового возраста в Забайкалье и верховьях р.Енисея, что, возможно, объясняется существенной изотопной трансформацией снежного покрова в условиях резкоконтинентального климата.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36603

Аннотация: Предметом исследования является оценка изменения изотопного состава повторно-жильного льда в ледяных жилах в результате самодиффузии. Предложен сравнительно простой метод учета влияния процессов самодиффузии на перераспределение палеоизотопного состава, который позволяет быстро, просто и с приемлемой точностью оценить изменение значений δ18О и δ2H в ледяных жилах на различные временные интервалы четвертичного этапа (1000 лет, 10000 лет, 100000 лет и 1 000000 лет). Закономерности протекания процесса диффузии в физико-химических системах описываются двумя дифференциальными формами законов диффузии Фика, которые преобразованы в интеграл Гаусса, при расчете граничных значений которого использовались шестизначные таблицы Чемберса. При расчете граничных значений полученного интеграла Гаусса использованы экспериментально определенные реальные значения коэффициента самодиффузии во льду – D=(2–10)×10-15 м2/с. Рассчитаны значения интеграла Гаусса, для ряда временных отрезков, на разных расстояниях между образцами с различной концентрацией. Для периода в 1000 лет его значения во всех случаях больше 0,99. Для более же длительных временных интервалов они существенно меняются. Расчетные вероятностные значения изменения концентрации тяжелых изотопов кислорода, в повторно-жильных льдах под действием самодиффузии на различных расстояниях и при разных градиентах концентрации заметны только для периода времени более 100000 лет.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.35505

Аннотация: Предметом исследования являются мёрзлые породы, слагающие воронки газового выброса на севере Западной Сибири. Объектом исследования является криогенный фактор, обуславливающий формирование воронок газового выброса. Авторы указывают и обосновывают тезис, что воронки газового выброса являются криогенным феноменом и процессы подготавливающие взрыв не могут быть правильно осмыслены без учёта этих особенностей. Тепловые потоки, преобразования среды под действием давлений, фильтрация газа и другие процессы реализуются в мёрзлых породах, и проявляются в их структурных изменениях. Анализ материалов исследования воронок газового выброса, обнаруженных на севере Западной Сибири, позволил сделать обоснованный вывод, что поверхностные условия могут оказывать значительное влияние на формирование воронок газового выброса. Приводятся материалы, показывающие, что причиной возникновения высоких давлений в мёрзлой толще может являться разложение газогидратов. В статье особое внимание уделено рассмотрению гипотезы формирования воронок газового выброса за счёт локального прогрева и подачи газа с глубины. Показаны необходимые условия для этого. Приведены примеры использования геофизических методов для выделения газоподводящих каналов. В результате проведённого исследования делается вывод о том, что воронки газового выброса являются результатом саморазвития флюидодинамических геосистем, представляющих из себя локальные, ледогрунтовые газонасыщенные образовании, находящиеся в неравновесном термодинамическом состоянии по отношению к вмещающим многолетнемёрзлым породам. Развитие выделенных геосистем определяется парагенетическими связями между процессами фильтрации газа и деформаций газонасыщенного ледогрунтового материала (от вязкопластического движения до хрупкого разрушения). Особым вкладом авторов в исследование темы является рассмотрение поверхностных и глубинных механизмов возникновения неравновесных условий запускающих механизм подготовки взрыва. Новизна исследования заключается в разработке методики выявления процессов, обуславливающих выброс подземного газа, на основе анализа криогенных образований слагающих стенки воронок газового выброса.

DOI: 10.7256/2453-8922.2021.3.36671

Аннотация: Объектом исследования являются криогенные почвы территории, расположенной Центральной Якутии, в среднем течении реки Вилюй вблизи тукулана Махатта, ландшафты которой представлены среднетаёжными лиственничниками. В июле 2021 года на правом и левом берегах Вилюя были заложены 12 разрезов почв, относящихся к дерново-подзолам и дерново-подбурам иллювиально-железистым, серогумусовым и аллювиальным серогумусовым, псаммозёмам и стратозёмам, согласно классификации и диагностике почв России 2004 г. Также на склоне речной долины была заложена почвенная катена, включающая элементарные геохимические ландшафты поверхностей и склонов I и II надпойменных террас Вилюя, а также среднюю и высокую поймы Вилюя. Помимо этих, почвенные разрезы были заложены в заболоченном днище балки, хорошо дренированном днище оврага, на субгоризонтальной поверхности тукулана Махатта и в днищах, и на склонах термосуффозионных воронок. Всего в процессе исследования было отобрано 46 почвенных образцов, в которых были проведены измерения кислотности (pH), электропроводности (EC) и содержания легкорастворимых солей (TDS). Рассмотренные почвы характеризуются значениями pH от 2,81 до 7,78, при этом наиболее часто значения колебались около 5,5 – 5,6. Таким образом, почвы имеют реакцию профиля от сильнокислой до нейтральной. Значения TDS чаще всего находились в пределах 10 мг/л, редко превышая этот порог, однако, в единичных случаях встречались и значения выше 50 мг/л. Наиболее засолёнными являлись поверхностные и приповерхностные органогенные горизонты, тогда как глубинные горизонты почв были обеднены легкорастворимыми солями. Соответственно, наибольшие значения EC (выше 100 мкС/см) наблюдались именно в поверхностных и приповерхностных горизонтах с высоким содержанием органического вещества, тогда как преимущественно минеральным горизонтам были свойственны значения EC в пределах 20 мкС/см.