ИСТИНА

Цель проекта - определить происхождение пластовых льдов на двух ключевых участках побережий Российской Арктики, различающихся историей формирования и промерзания отложений в неоплейстоцене, установить закономерности развития современных деструктивных процессов, развивающихся на участках распространения пластовых льдов, и определить их влияние на объекты инфраструктуры.

The project is dedicated to determining the most probable mechanism of formation of certain massive ice beds and reconstruction of freezing conditions of permafrost strata with massive ice beds at two key areas of the coasts of Western Siberia and Eastern Chukotka. The current dynamics of thermocircuses developing on massive ice beds will be investigated and their further development for the upcoming decades will be predicted. Massive ice beds are unique natural object in the Earth's cryosphere. At present, no large-scale formation of modern massive ice beds has been revealed, except for the cases of burial of glacial ice and snowpacks, and the formation of ice on the seabed in places of gas emission [Melnikov, Spesivtsev, 1995; Badu, 2017, 2018, etc.]. Most part of the massive ice beds have been formed in the Late Pleistocene. The term "massive ice bed" itself is morphological ("ground ice layer with horizontal dimensions significantly exceeding the vertical ones" [Vturin, 1975]) and does not carry any genetic interpretation. However, the heterogeneous spatial distribution of massive ice beds in the Arctic suggests that specific freezing conditions of the host sediments were necessary for their formation. For example, massive ice beds are not typical for the plains of Eastern Siberia, but are numerous in the coastal lowlands of Western Siberia and on the coasts of Eastern Chukotka. Researchers are reconstructing the paleo-geographical conditions in which such ice appeared in different ways. They could have been formed during epigenetic freezing of sediments after a relative decrease in sea level as a result of ocean level decline or neotectonic rise of the region [e.g., Vasilchuk, 2014; Streletskaya 2018, etc.]. According to another widely held view, the conditions for formation of massive ice beds could appear during the deglaciation of the territory [Kaplyanskaya, Tarnogradsky, 1976; Solomatin, 1986, 2013; Astakhov, Nazarov, 2010], by analogy with the massive ice beds of the Mackenzie River delta in Canada [Mackay, 1971; Murton et al., 2005; Fritz et al., 2011, and others]. With the wide formation of massive ice beds, most likely, certain mechanisms of their formation prevailed, modified depending on local conditions. Identification of the mechanisms and conditions of massive ice beds forming will allow us to clarify the paleographic history of two key regions of the Russian Arctic with different geological and geocryological conditions, but with similar morphology of the massive ice beds: Western Siberia and Eastern Chukotka. The main region of massibe ice beds distribution - the north of Western Siberia - is currently an object of active economic development. The presence of massive ice beds lying close to the surface at the area of the gas fields or along the pipeline routes increases the risk of the development of dangerous cryogenic processes - thermal karst, thermal erosion, landslides, retrogressive thaw slumps, and on the coast contributes to the strengthening of thermal abrasion and thermodenudation. Therefore, determination of the size, stratigraphic position and regularities of spatial distribution of massive ice beds, determination of the rate of development of retrogressive thaw slumps upon massive ice beds is necessary to ensure geo-ecological safety during the development of Arctic regions. At the same time, the massive ice beds of Eastern Chukotka are much less studied; since the studies of Soviet permafrost scientists [Gasanov, 1964, 1969, 1981] only a few studies have been carried out [Vasilchuk et al., 2018; Maslakov et al., 2019] using modern methods. Analysis of morphology, properties, and genesis of previously undescribed deposits will allow filling in "white spots" in the current understanding of the causes, mechanisms, and peculiarities of massive ice beds formation. The study of the current relief dynamics in areas with numerous massive ice beds outcrops will allow us to determine whether climatic changes affect the rate of retrogressive thaw slump development, or whether the morphology and host sedimetns of ice bodies are the main factors determining the rate of destruction of sediments with massive ice beds.

1) Будет выполнена систематизация и обобщение результатов отечественных и зарубежных исследований многолетнемерзлых отложений с пластовыми льдами, основываясь на конкретных характеристиках пластовых льдов и вмещающих их отложений. Результатом станет банк литературных данных, в котором будет собрана информация о пространственном распределении известных залежей, их морфологии, свойств, вмещающих отложениях, и др. 2) Будут установлены наиболее достоверные критерии того или иного происхождения пластовых льдов для конкретных регионов исследования с применением методов актуализма. 3) Два опорных разреза с пластовыми льдами на севере Западной Сибири и на побережье Восточной Чукотки будут детально охарактеризованы на основании собственных и литературных данных. Результатом станут геокриологические разрезы обнажений с пластовыми льдами, схемы и описания. 4) Будут определены условия промерзания отложений с пластовыми льдами на ключевых участках севера Западной Сибири и побережья Восточной Чукотки по данным собственных полевых исследований с использованием литературных данных. Будет отработана методика комплексного подхода для определения условий промерзания разрезов с пластовыми льдами. 5) Будет количественно охарактеризована динамика бровки термоцирков, развивающихся по пластовым льдам, и бровки берегового уступа (будут получены скорости отступания со второй половины ХХ века по сегодняшний день), на основе анализа разновременных аэрофото- и космоснимков для нескольких временных периодов. 6) Будут охарактеризованы климатические параметры (индекс таяния, индекс замерзания и др.) рассматриваемых временных периодов разрушения отложений с пластовыми льдами. Будут установлено наличие (или отсутствие) и характер зависимости темпов развития термоцирков от климатических параметров. 7) Для ключевых участков хозяйственного освоения будет выполнена оценка рисков, связанных с развитием деструктивных процессов по пластовым льдам, на основании данных о распространении пластовых льдов и динамике деструктивных рельефообразующих процессов, развивающихся по пластовым льдам, с 1970-80-х гг. до настоящего времени. Будет выполнен прогноз развития термоцирков по пластовым льдам с использованием прогноза изменения климатических характеристик на ближайшие десятилетия.

Руководитель проекта Белова Н.Г. начиная с 2005 года проводила детальные полевые исследования пластовых льдов и криолитологического строения береговых уступов на ключевых участках хозяйственного освоения побережья Карского моря (устье р. Оюяха, устье р. Яраяха, пос. Харасавэй на Западном Ямале) и Берингова моря в районе пос. Лаврентия на Восточной Чукотке. Происхождению пластовых льдов юго-западного побережья Карского моря посвящена кандидатская диссертация руководителя проекта, опубликованная в виде монографии по гранту Ученого совета географического ф-та МГУ. Н.Г. Белова имеет опыт руководства научными проектами. В результате выполнения проекта РФФИ 2016-2018 "Роль подземных льдов в динамике термоабразионных берегов Карского моря" была определена роль различных типов подземных льдов и льдистости отложений в развитии термоабразионных берегов Карского моря. Влияние криогенного строения берегов на темпы их отступания рассмотрено как в региональном, так и в локальном масштабе (на примере ключевых участков). Также в результате выполнения проекта получены детальные данные по пространственно-временной изменчивости динамики берегов на ключевых участках побережья Карского моря и о роли подземных льдов в динамике берегов ключевых участков; была выполнена сегментация берегов ключевых участков с позиций влияния строения берега на скорости его отступания, выделены параметры строения берега, приводящие к максимальным темпам отступания (подробнее см. п.2.10 и публикации руководителя.). Н.Г. Белова владеет современными технологиями как натурных, так и камеральных – расчетных и дистанционных – методов исследования динамики арктических берегов, имеет практический опыт научных исследований и производственных изысканий на объектах освоения нефтегазового комплекса на юго-западном побережье Карского моря. Настоящий проект будет являться как продолжением диссертационной работы, так и исследований роли подземных льдов в динамике современных рельефообразующих процессов.