Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)НИР

The Earth cryosphere change under the influence of natural factors and technogenesis (GM)

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. этап 1 Изменение криосферы под влиянием природных факторов и техногенеза
Результаты этапа: Аргументирована концепция о субмаринном генезисе большей части пластовых льдов как показателя морского трангрессивно-регрессивного развития западного сектора Арктики (в противовес существующей ледниковой позиции). Выявлена и подтверждена фактическими данными существенная роль криогенеза в преобразовании лессовых отложений на примере двух разрезов лессовой толщи Восточно-Европейской равнины (Приазовья) и одного разреза Китайского лессового плато. Разработана классификация инженерно-геокриологических ситуаций, возникающих при эксплуатации авто- и железных дорог в разных регионах криолитозоны. Дана оценка развития опасных инженерных криогенных процессов на линейные объекты в криолитозоне. Разработана концепция криосистемного анализа. Выполнено стратиграфическое расчленение разрезов Северного Ямала, дана характеристика выделенных стратонов. Разработана классификация газоносных структур Ямала по данным стратиграфического расчленения разрезов. Разработана технология атласного мерзлотно-ландшафтного картографирования. Создана карта сезонного промерзания и протаивания на территорию РФ. Разработаны принципы эко-диагностики - опасных геоэкологических ситуаций при хозяйственном освоении криолитозоны: критерии выявления, примеры ситуаций, продолжительность их существования в нефтегазоносных районах Западной Сибири, матричная модель оценки и картографирования. Получены количественные оценки изменения площади ледников Кавказа и Тянь-Шаня. Получены новые данные, продолжающие многолетний ряд наблюдений для оценки изменчивости масс-баланса репрезентативного ледника Джанкуат. Выполнено обобщение материалов многолетних стационарных исследований снеголавинного режима в Приэльбрусье и выявлено влияние изменений климата на сокращение ледников разных морфологических типов и сход особо крупных снежных лавин. Собраны данные по текстурным особенностям и распределению солености в морском льду Охотского моря - для припая и дрейфующих полей.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа: На примере разрезов лессовой толщи Русской равнины и Лессового плато Китая показано, что и в условиях сезонного промерзания в плейстоцене происходили процессы криогенного преобразования отложений, которые участвовали в формировании состава и свойств лёссов достаточно большой мощности. Получены новые результаты по опорным разрезам лёссов - Средняя Ахтуба, Ленинск и Райгород. Установлено, что в результате морозобойного растрескивания 15.5 тыс. лет назад в районе Санкт-Петербурга, начали формироваться изначально грунтовые, первично-песчаные и ледяные жилы. Следы этих процессов наблюдаются в разрезах района. Представлены основные геокриологические параметры в разрезах газоносных структур, расположенных в пределах криолитологических провинций Ямала. Показаны особенности развития субаквального криолитогенеза в последовательном изменении фациальных обстановок седиментации и промерзания донных осадков шельфа в плейстоцене. Разработана цифровая база данных по литературным источникам о распространении и составе пластовых и полигонально-жильных льдов Западной Арктики. Определены статистически достоверные характеристики содержания метана в основных геологических толщах позднего неоплейстоцена-голоцена, включая подземные льды. Получены новые данные по пластовым льдам Центрального Ямала. Проанализированы сходные и отличные черты двух воронок газового выброса на полуостровах Ямал и Гыдан – в части выявления условий расположения и изменений в микрорельефе, связанных с их образованием. Точные морфометрические характеристики объектов получены в результате сопоставления разновременных цифровых моделей рельефа, построенных по стереопарам космических снимков. Выпущено обновленное учебное пособие «Геоэкология криолитозоны: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры», раскрывающее ряд концептуальных положений оценки, прогноза и картографирования мерзлотно-экологической обстановки при хозяйственном освоении области вечной мерзлоты с точки зрения устойчивости ландшафтов к проявлению опасных криогенных процессов. Обоснована концепция формирования тепловых полей в основаниях сооружений в криолитозоне. Выявлены тенденции к деградации мерзлоты оснований объектов в пределах крупнейшего индустриального центра криолитозоны – Норильска. Выполнено численное моделирование тепловых полей, формирующихся в грунтовых основаниях объектов пяти районов криолитозоны (Воркута, Норильск, Чита, Якутск, Верхоянск) с различными климатическими (включая тренды изменений) и мерзлотно-литологическими условиями. Составлена Карта «Активизация инженерно-криогенных процессов на урбанизированных территориях». Выполнена классификация инженерно-криогенных процессов, развивающихся на застроенных территориях в городах и поселениях области с вечной мерзлотой в России. Продолжены мониторинговые наблюдения за динамикой сезонного оттаивания грунтов и их осадкой по программе CALM в районе Талнаха, на юге Ямала и на Восточной Чукотке. Продолжены режимные натурные исследования сезонного промерзания в Центральной России, получены новые данные о влиянии микроландшафтных условий и локального дренирования на глубину промерзания. В июле 2017 г. организованы и проведены Международные Арктические полевые курсы по мерзлотоведению и североведению в низовьях Оби и в Воркутинском промрайоне. По итогам полевых работ получены данные по расчёту баланса массы опорного ледника Джанкуат на Кавказе и трёх тянь-шанских ледников (Карабаткак, Сары-тор и Борду) в Кыргызстане. Проведены наземные радиолокационные исследования самого большого ледника Кавказа Безенги, получены принципиально новые результаты о толщине льда. На леднике Колка проведена повторная наземная стереосъемка, построена цифровая модель рельефа поверхности ледника. Проанализированы причины формирования катастрофического гляциального селя в бассейне р.Ала-Арча 31 июля 2012г. Установлено, основную роль в росте уровня воды сыграла блокировка внутриледниковых каналов стока, а сам прорыв произошел под воздействием высоких температур воздуха. Уточнена пространственно-временная картина распространения ледников долины р.Чаган-Узун (Алтай) в позднем плейстоцене. На Алтае при помощи датирования по космогенным изотопам выявлены границы максимального продвижения ледника в долине Чаган-Узун в период MIS-2. Проведены полевые исследования современных изменений оледенения Приполярного и Полярного Урала. Продолжены снеголавинные исследования на стационаре Эльбрусской УНБ. Установлено преобладание в последние годы (2012-2016 гг.) малоснежных теплых зим с пиком снегонакопления и лавинной активности в зимне-весенний период, сходом преимущественно влажных снежных лавин, которые останавливаются у подножий склонов. Зимний сезон 2016/2017 г. отличается как холодный и малоснежный с отельными пиками осадков в начале и в конце зимы. Установлено, что в зимы лавинного максимума поведение лавин во многих лавиносборах Приэльбрусья отличается от обычной картины лавинообразования. Обилие выпавшего снега приводит к возникновению синергетического эффекта во взаимодействии снежного покрова со склоном, в результате чего траектория движения лавин и зона лавинных отложений оказываются трудно предсказуемы и выходят за рамки расчетных схем в поведении лавин.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа: В результате выполнения этапа НИР достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - на основании многолетних исследований подтверждена роль криогенеза в формировании лёссовых толщ Евразии. С применением микротомографического анализа установлена существенная трансформация микроструктуры и порового пространства почв средней полосы России в результате многократного промерзания-оттаивания; - в рамках по реконструкции развития природы Российской Арктики в плейстоцене-голоцене выявлено ограниченное распространение покровных оледенений на Российском севере и малая роль гляциации–дегляциации в изменении уровня Арктического океана. Анализ температурных данных и циклически колебательный характер развития климата во все геологические эпохи показал, что современное потепление не связано с антропогенной деятельностью; - выявлены особенности состояния криогенной толщи Харасавэйской, Бованенковской, Южнотамбейской газоносных структур под влиянием техногенеза (бурения и эксплуатации газовых скважин), развитие субаквального криолитогенеза в толще пород газоносных структур. Разработана и сформулирована концепция субаквального криолитогенеза морских отложений газоносных структур Ямала. Выявлены и описаны связи развития криолитогенеза с формированием пластового льда; - проанализированы новые данные по многочисленным клиновидным структурам в опорных разрезах нижнего Поволжья, представляющие собой следы распространения палеомерзлоты; - в ходе полевых работ и последующей лабораторной обработки отобранных проб определено содержание метана в пределах СТС в доминантных ландшафтах типичной тундры Западного Ямала; - составлены обобщающие таблицы по химическому и изотопному составу подземных льдов на Центральном Ямале. Значения изотопного состава метана, присутствующего в воздушных пузырьках в пластовых льдах, показали бактериальное происхождение этого газа, что исключает глетчерное происхождение пластовых льдов Западной Арктики; - на основе дешифрирования разновременных серий космических снимков получены новые данные по скорости разрушения арктических побережий на примере ключевых участков на островах Колгуев и Новая Сибирь; - оценена рельефообразующая роль воронок газового выброса и подтвержден импактный генезис отрицательных микроформ в окружении воронок, связанный с ударным воздействием крупных блоков мерзлых пород и льда, выброшенных из воронок; - выявлены тенденции изменения ряда мерзлотных характеристик при потеплении климата в ХХI веке с использованием ландшафтной и серии мерзлотных карт, выявлены общие и частные закономерности для прогнозных выводов по изменению среднегодовой температуры мерзлых пород и глубины протаивания при потеплении Российской Арктики. Прогнозируется, что в ближайшие 20-30 лет радикальных изменений в криолитозоне не произойдет. Повышение среднегодовой температуры мерзлых пород ожидается в пределах 0,1-0,2°С; - для разработки рекомендаций по борьбе с опасными криогенными процессами при освоении криолитозоны РФ использованы прогнозные оценки каждого процесса - площади пораженности ими, скорости развития и затухания, степень нарушения естественных ландшафтов, степень угрозы для функционирования инженерных сооружений. Результаты ранжирования этих показателей свесведены в пять таблиц и намечен ряд универсальных рекультивационных, мелиоративных, природохранных и инженерных мероприятий; - в сравнительном плане рассмотрена методология диагностики опасных геоэкологических ситуаций при антропогенном нарушении поверхности в криолитозоне в разных масштабах исследований. Проведена корректировка легенды ландшафтной карты РФ для составления серии карт мерзлотного содержания для Атласа МЧС; - определены факторы экологического состояния и снижения продуктивности пастбищепригодных земель тундры, северной и средней тайги в зоне интенсивного хозяйственного освоения; - по результатам фактических наблюдений и прогнозного моделирования построены температурные поля в основаниях линейных объектов в криолитозоне. По степени эффективности ранжированы инженерно-геокриологические способы управления мерзлотной обстановкой на хозяйственно освоенных территориях; - получены результаты измерений глубины сезонного по программе CALM на стационарах в Западной Сибири (юг Ямала и Таймыр) и на Восточной Чукотке. Получены новые данные полевых режимных исследований сезонного промерзания грунтов в Центральной России (на территории Звенигородской биологической станции); - оценена полнота и точность представления данных по снежному покрову на территории России, представленных в существующих базах данных. С использованием разработанной методики выявлена пространственная разнородность в продолжительности залегания снежного покрова и в сроках установления и схода снежного покрова для 13 квазиоднородных регионов; - получены результаты снеголавинного мониторинга на северном склоне Центрального Кавказа. Определена повторяемость особо крупных и катастрофических лавин в высокогорье Центрального Кавказа в XX-XXI вв. Выполнена оценка степени воздействия снежных лавин на инженерные противолавинные сооружения Приэльбрусье; - получены балансовые параметры опорного ледника Джанкуат (Кавказ) за 2017/18 и предыдущие годы, пополнена база данных по накоплению на леднике снеголавинных отложений. Рассчитаны величины баланса и его компонентов для ледников Карабаткак, Сары-Тор и Борду (Тянь-Шань) за 2017/18. Обследован ледник Де лос Трес в Патагонии (Аргентина); - разработана технология оценки альбедо поверхности ледников по космическим снимкам Sentinel 2 MSI с коррекцией по наземным данным. Технология апробирована на примере массива Ак-Шийрак (Внутренний Тянь-Шань). На основе детальных данные о прорыве озера Башкара проведено двумерное математическое моделирование в среде RAMMS: DEBRISFLOW для селевых потоков - получены зависимости между параметрами потока и его шириной в разных створах. - установлено быстрое восстановление ледника Колка, несмотря на неблагоприятную в целом для кавказского оледенения климатическую ситуацию. По результатам радиолокационной съемки Безенги (самого большого ледника Кавказа) выявлена максимальная для Кавказа толщина льда (до 425 м) и рассчитан объем ледника.
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа: Поставленные задачи решены полностью. В результате выполнения этапа НИР 2019 года достигнуты следующие результаты и получены новые данные: - результатами криолитологического анализа подтверждена роль криогенных факторов в формировании лёссовых отложений в Нижнем Поволжье; - установлены реликты мерзлотного рельефа и псевдоморфозы вытаявшим по полигонально-жильным льдам на территории Нижнего Поволжья и Предуралья; - сформулированы основные отличия мерзлотных структур от сейсмических дислокаций для интерпретации разрезов чехла рыхлых отложений в областях распространения палеомерзлоты; - экспериментальными исследованиями показано, что связанная вода (в мерзлом состоянии незамерзшая) имеет отличные характеристики изотопного состава в отличие от свободной (объемной воды); - получены и проанализированы данные, подтверждающие естественную природу происходящих современных изменений климата; - проведено изучение криолитологического строения разрезов многолетнемерзлых пород с включениями подземных льдов на севере Западной Сибири и Якутии; - обобщены данные по криогенному строению четвертичных отложений, в том числе, подземным льдам, полуостровов Ямала и Гыдана; - установлено, что концентрация метана может использоваться как индикатор происходивших мерзлотных процессов, включающих оттаивание и переотложение пород. Количественно определена эмиссия метана в доминантных ландшафтах типичной тундры Западного Ямала; - предложена возможность использования данных по составу солей в полигонально-жильных льдах для палеогеографических реконструкций в Арктике с восстановлением положения береговой линии; - показана приуроченность бугров пучения к газоносным площадям на севере Западной Сибири; - выполнено морфодинамическое районирование берегов острова Колгуев на основе анализа данных дистанционного зондирования, полевых материалов и литературных источников. Определены темпы деструктивных процессов на ключевых участках; - проанализировано негативное влияние на инфраструктуру Севера для групп процессов, связанных с охлаждением, отеплением, гравитационной нестабильностью и спецификой сезонно-талого слоя; показано, что максимальному воздействию подвержено тепловое состояние оснований объектов; - для крупных населенных пунктов Ямало-Ненецкого АО оценена степень пораженности территории криогенными процессами и уровень опасности геокриологических процессов для зданий и сооружений; - опробована методика мониторинга деформаций линейных сооружений в криолитозоне с помощью лазерного сканирования; - предложен ряд концептуальных положений оценки и картографирования геоэкологических ситуаций при антропогенном нарушении поверхности в криолитозоне РФ с точки зрения устойчивости ландшафтов к активизации опасных криогенных процессов. Впервые показана пошаговая процедура диагностики мерзлотно-экологических ситуаций в обзорно-региональных масштабах с использованием методов ландшафтной индикации, дешифрирования, экспертных оценок и статистических расчетов; - проведена многофакторная экспертная оценка литокриогенной устойчивости геосистем к проявлению опасных экзогенных процессов с использованием весовых коэффициентов и интервальной центовой шкалы на примере ключевого участка «Медвежье» в тундровой зоне Западной Сибири; - выявлены проблемы тундрового крупностадного оленеводства на территориях интенсивного, среднего и слабого промышленного освоения в ЯНАО, НАО и Таймырском Долгано-Ненецком районе Красноярского края; - получены результаты измерений глубины сезонного оттаивания сезона 2019 года по программе CALM на стационарах в Западной Сибири и на Восточной Чукотке. Получены новые данные полевых режимных исследований сезонного промерзания грунтов в Центральной России (на территории Звенигородской биологической станции); - по итогам полевых работ численно рассчитаны показатели состояния репрезентативного горного ледника Джанкуат за 2018/19 балансовый год. Выявлен динамичный прирост чехла поверхностной морены в верхней части области абляции; - для киргизских ледников Внутреннего Тянь-Шаня (Карабаткак, Сары-тор и Борду) рассчитаны отрицательные значения их вещественного баланса. Получены данные об отступании ледника Де лос Трес в Патагонии; - продолжены полевые исследования на леднике Колка, получены данные о темпах увеличения объема этого ледника; - создан Каталог ледников массива Ак-Шийрак (Тянь-Шань) по состоянию на 2018 г. На фоне сокращения ледников установлено продолжающееся наступание техногенных каменных глетчеров. Установлено, что важную роль в ослаблении селевой деятельности играют каменные глетчеры: селевая активность обратно связана с отношением площадей каменных глетчеров, комплекса конечных морен и заморененных участков ледников к площади открытого льда; - проведены экспедиционные гляциологические исследования на ледниках Алтая. Возобновлены масс-балансовые работы на леднике левый Актру, который является одним из опорных объектов Всемирной службы мониторинга ледников; - проведены экспедиционные исследования на ледниках северного уступа Ламских гор плато Путорана, получены данные о современном состоянии малых ледников; - проведены полевые гляциологические, геофизические и геодезические работы на Полярном Урале (ледники Обручева и Чернова). Определена динамика ледников за полувековой период; - получены данные по изменчивости толщины, плотности и структуре снежного покрова на однородной площадке метеообсерватории МГУ; - продолжены снеголавинные исследования для выявления изменений снежности и лавинной активности на Эльбрусской УНБ. Установлено уменьшение степени лавинной активности в связи с преобладанием в последнем десятилетии малоснежных теплых зим с пиком снегонакопления и сходом лавин в весенний период; - Проведены исследования снежного покрова и снегомерные измерения в разных ландшафтных зонах Хибин для изучения различий в залегании снежной толщи. Актуализирована ГИС «Лавины Хибин».
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа:
6 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа:
7 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза (ГЗ)
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

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".