Геосистемы берегов Карского моря в условиях изменяющегося климата
Геохимические исследования подземных льдов на берегах Карского моря. Характеристика типов морфологических разрушений береговой зоны. Построение модели изменений в геосистемах прибрежно-шельфовой зоны в условиях современного потепления климата в Арктике.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.05.2021 |
Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
1Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. академика И. С. Грамберга
2Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Геосистемы берегов Карского моря в условиях изменяющегося климата
1Б.Г. Ванштейн, 2И.Д. Стрелецкая, 1А.А. Письменюк
Санкт Петербург, Москва, Российская Федерация
Аннотация
Приведены результаты геохимических исследований подземных льдов и вмещающих отложений на участках деградирующих берегов Карского моря. Выявлены два морфологических типа разрушения береговой зоны: линейное и объемное отступание. Оценены скорости и объемы поступления терригенного материала, а также отдельных химических элементов и их соединений в акватории, высвобождаемых при термоденудации и термоабразии берегов. Результаты исследований позволили создать геохимическую модель изменений в геосистемах прибрежно-шельфовой зоны в условиях современного потепления климата в Арктике.
Ключевые слова: побережье Карского моря, мерзлые породы, береговые процессы, метан, органический углерод, геохимия подземных льдов и отложений.
Информация об авторах:
Ванштейн Борис Георгиевич, кандидат геолого-минералогических наук, заместитель генерального директора, заведующий отделом литологии и геохимии, ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (190121, Россия, Санкт- Петербург, Английский просп., д. 1)
Стрелецкая Ирина Дмитриевна, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, доцент, географический факультет, МГУ им. М. В. Ломоносова (119991, Россия, Москва, ГСП-1 Ленинские горы)
Письменюк Анфиса Александровна, инженер I категории отдела литологии и геохимии, ФГБУ «ВНИИОкеангеология» (190121, Санкт-Петербург, Английский просп., д. 1)
Введение
В контексте современных климатических изменений криолитозона является наиболее уязвимым компонентом окружающей среды. Особенно быстрые и ощутимые изменения происходят в береговой зоне арктических морей. Основные деструктивные процессы в береговой зоне -- термоабразия и термоденудация. Они наиболее активно проявлены на участках берегов, сложенных сильнольдистыми дисперсными многолетнемерзлыми породами (ММП), в которых присутствуют полигональножильные (ПЖЛ) и пластовые (ПЛ) льды. В процессе термоденудации и термоабразии идет дополнительная аккумуляция материала в устьях рек, на лайдах, осушках, пляжах, мелководье, где происходит накопление минеральных частиц, органики, солей, их сезонное и многолетнее промерзание. В настоящее время накоплен значительный объем информации, который позволил оценить среднюю скорость раз-
рушения морских берегов арктического побережья (0,5 м/год), а также объемы выноса терригенного материала [1]. Однако скорость отступания берегов очень сильно варьирует в зависимости от локальных условий [2--4]. Геохимические аспекты термоденудации и термоабразии арктических берегов изучены недостаточно, в основном базируются на анализе вариаций отдельных химических и минеральных компонентов в подземных льдах и, как правило, используются для палеореконструкций и установления условий промерзания отложений. В то же время исследования неконсервативных химических элементов позволяют выделить типоморфные ассоциации, которые характеризуют тот или иной тип природных вод. Сравнение выделенных типоморфных ассоциаций природных вод и подземных льдов позволяет решать вопросы генезиса последних.
Наиболее полно освещены вопросы, касающиеся выноса и трансформации органического углерода (Сорг) на акваториях северных морей [5--8]. В связи с потеплением климата, увеличением среднегодовых температур и деградации ММП большое внимание стало уделяться проблеме эмиссии газов, в основном метана, который при разрушении берегов и оттаивании отложений поступает в атмосферу [9--11]. Влияние эмиссии метана при деградации мерзлых пород неоднозначно. Существует мнение [12], что дополнительное поступление метана в атмосферу способно существенно повлиять на арктический климат. Другая точка зрения [13] опровергает серьезные изменения в атмосфере за счет деградации ММП. Объем выноса в атмосферу при таянии подземного льда малых примесных составляющих газов галоген-углеводородных соединений, в частности природных фреонов, обладающих разрушающим действием на озоновый слой, практически не изучен. Однако последствия климатических изменений, такие как повышение уровня моря, увеличение безледного периода в Арктике, ведут к увеличению скоростей отступания берегов и росту объемов поступления отложений в акватории. Вместе с этим материалом увеличивается поступление рассеянного органического вещества, окклюдированных во льдах и породе газов и низковалентных ионов металлов (преимущественно двухвалентного железа). В связи с этим очевидна необходимость определения объемов поступления вышеперечисленных компонентов при криогенных процессах, приводящих к деградации береговых геосистем, а также мониторинга в прибрежно-шельфовой зоне.
Криогенные процессы в береговой зоне арктических морей
Побережья арктических морей России от западной границы Баренцева моря до восточной границы Чукотского моря простираются на 22 600 км, а вместе с островами береговая линия достигает 36 136 км [14]. При этом больше половины всей протяженности берегов сложено льдистыми дисперсными породами, в которых широко распространены подземные льды. В связи с этим на берега постоянно оказывается термомеханическое воздействие, особенно с учетом современных климатических изменений. Наиболее распространенными криогенными процессами в береговой зоне являются термоабразия и термоденудация. Термоабразией принято называть процесс разрушения берега и подводного берегового склона, сложенного ММП или льдом, под тепловым и механическим воздействием водных масс. Надводная часть береговой зоны разрушается под действием воздуха, солнечной радиации и денудационных процессов. Этот процесс принято называть термоденудацией. В береговой зоне термоденудация включает протаивание многолетнемерзлых пород и связанные с этим склоновые процессы -- обвально-осыпные, солифлюкцию и т. д. [15]. На побережье криолитозоны процессы термоденудации и термоабразии встречаются повсеместно. На скорость отступания берегов сильно влияют особенности криогенного строения, в частности состав и льдистость отложений, наличие подземных льдов: текстурных, ПЖЛ, ПЛ. Обычно термоабразия происходит линейно, а измерения ее скорости проводятся по профилям, перпендикулярным наблюдаемой береговой линии (однонаправленное отступание). На участках распространения ПЛ и ПЖЛ не наблюдается отступание клифа параллельно самому себе, а под действием термоденудационных процессов образуется термоцирк, который в морфологическом плане развивается, как полузамкнутый залив, по мере того как исчерпывается ледяная залежь. Образование термоцирков предполагает двунаправленное отступание, т. е. для оценки его скорости измеряется площадь отступания бровки склона или, в случае образования сложной формы в виде котлована, трехнаправленного отступания, что позволяет рассчитать объем. Этот объем выносимого материала складывается из талых отложений, воды и газа, что, естественно, скажется на балансе наносов органического углерода и других компонентов арктического бассейна. При этом исследования термоабразии на западном побережье Ямала показали, что величина поступления твердого материала в Карское море сопоставима с твердым стоком рек этого бассейна или даже превышает его [16].
Методы исследования
Исследования проводились в два этапа. Комплекс полевых исследований включал детальное описание разрезов четвертичных отложений и их криогенного строения на исследуемых участках, а также отбор проб подземных льдов и вмещающих отложений.
Исследования второго этапа осуществлялись в химико-спектральной лаборатории ФГБУ «ВНИИ- Океангеологии». Определялись формы нахождения Fe (III) в воде, включая мономерные, димерные и полимерные комплексы, которые были исследованы методом спектрофотометрии [17--19] на спектрофотометре СФ-46 по специально разработанной методике. Для каждого образца давались спектры поглощения, соотношения простейших и полимерных форм гидролиза Fe (III), которые в дальнейшем сравнивались со спектрами различных типов природных вод (морской, речной, озерной, снегом). Путем мокрого химического сжигания по методу Кнопа определено содержание Сорг в отложениях. Состав газовой компоненты в отложениях и льдах, окклюдированной преимущественно в пузырчатых льдах, определялся на газовом хроматографе SHIMADZU GC 2014.
Объекты исследования
Изучение содержания органического углерода, химического состава железа, в частности трехвалентного и двухвалентного, а также газовой составляющей в подземных льдах и мерзлых отложениях проводилось с участием авторов на трех участках побережья Карского моря: в районе урочища Шпиндлера, полярной станции Марре-Сале и полярной станции Сопочная Карга (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения участков исследования
Fig. 1. The layout of the study sites
Все участки находятся в зоне распространения многопесчано-гравийным отложениям с постепенно снижающейся с глубиной льдистостью. Верхний ярус пластовых льдов перекрыт морскими глинистыми осадками. Нижний пласт льда -- видимой мощности до 3 м. Вмещающие отложения характеризуются постепенным переходом от гравийно-песчаных малольдистых к сильнольдистым отложениям, ледогрунту, льду с включениями гравия и наконец к чистому стекловидному льду. Лед перекрыт толщей переслаивающихся песков и суглинков мощностью до 15 м. ПЛ местами сильно деформированы [21]. Содержание Сорг в глинах составляет в среднем 0,7% [8]. карский море берег геохимический арктика
В 2000 г. были проведены полевые работы, позволившие провести топографическую съемку береговой зоны. Сопоставление полученных результатов с аэрофотоснимками 1947 г. (масштаба 1:50 000) позволили определить основные параметры отступания береговой зоны в районе урочища Шпиндлера. Результаты площадных и объемных измерений приведены в табл. 1, из которой видно, что объемы ежегодной потери прибрежной зоны вследствие термоабразионных процессов довольно внушительны и должны учитываться в общем балетнемерзлых пород и в настоящее время активно разрушаются.
Урочище Шпиндлера. В западной части Карского моря на побережье Югорского полуострова был исследован термоцирк высотой до 45 м над уровнем моря, в стенке которого вскрываются мощные залежи пластового льда. Геологические и геокриологические особенности обнажения были опубликованы ранее (рис. 2) [20--22]. Берег сложен морскими и ледниково-морскими глинистыми отложениями с прослоями песков [8].
В стенке термоцирка вскрываются два яруса ПЛ разной мощности. Маломощные ледяные жилы (до 2 м) встречаются в верхней части обнажения, представленного песчаными отложениями с прослоями оторфованного суглинка. Мощность верхнего яруса ПЛ достигает 12--15 м при протяженности 300-- 500 м, нижнего -- 3--5 м при протяженности более 1 км. ПЛ верхнего яруса мощностью до 15 м представлен сводчатой структурой с переслаиванием пузырчатого, прозрачного и полосчатого льда. Нижний контакт представляет собой постепенный переход от льда с включениями гравия к сильнольдистым лансе поступления терригенного материала на арктический шельф.
Рис. 2. Схематический разрез четвертичных отложений в районе урочища Шпиндлера (по [21] с дополнениями авторов). Условные обозначения: 1 - гравий, галька; 2 - песок; 3 - супесь; 4 - суглинок; 5 - глины; 6 - пластовые льды; 7 - ракушки; 8 - растительные остатки; 9 - осыпь. Абс. отм. - абсолютные отметки высоты поверхности побережья
Fig. 2. Schematic section of the Quaternary deposits in the Spindler area (according to [21], with the additions of the authors). Legend: 1 - gravel, pebbles; 2 - sand; 3 - sandy loam; 4 - loam; 5 - clay; 6 - tabular massive ground ice; 7 - mussels; 8 - plant remains; 9 - talus. Абс. отм. - absolute elevations of the coast surface
При анализе электронных спектров расплавов ПЛ урочища Шпиндлера было выявлено, что Fe (III) в подземных льдах находится преимущественно в составе полиядерных комплексов. Простейшие продукты гидролиза Fe (III), присутствующие в расплавах подземного льда, образовались вследствие окисления растворенного в воде Fe (II). Содержание Fe (II) и Fe (III) неодинаковы для разных ярусов ПЛ. Так, наибольшее значение Fe (II) характерно для льда с включениями гравия и полосчатого льда (116,1 и 84,5 мг/л соответственно). Лед с включениями гравия и полосчатый по сравнению с пузырчатым и стекловидным ПЛ отличаются наиболее высокими содержаниями полиядерных комплексов Fe (III).
Присутствие значительных примесей Fe3+ и Fe2+, низкий окислительный потенциал, идентичность структур корреляционных связей между примесными элементами в расплаве льда с включениями гравия, полосчатого льда и вмещающих терригенных отложениях [23] свидетельствуют о сегрегационном механизме образования пластового льда вслед- ствие промерзания влажных грунтов, где подземная вода находилась в равновесии с терригенными отложениями.
В процессе метаморфизма ранних генераций ПЛ, приводящего к формированию более поздних его типов (стекловидного, пузырчатого) при более высоком окислительном потенциале, происходит вынос содержащегося в нем железа. Осаждение последнего в составе гидроксидов Fe (III) и сидерита происходит преимущественно в терригенных отложениях над пластами подземного льда.
Таблица 1. Параметры отступания термоцирков в прибрежной зоне в районе урочища Шпиндлера (1947--2000 гг.)
Анализируемые термоцирки |
Длина отступания (минимальная--максимальная/средняя), м |
Площадь отступания, м2 |
Объемы отступания, м3 |
|
Западный |
0--50/19 |
13 975 |
175 000 |
|
Центральный |
0--110/41 |
15 375 |
210 000 |
|
Восточный |
20--180/88 |
33 900 |
255 000 |
|
Эмбриональный |
40--195/78,5 |
27 700 |
138 500 |
|
Сумма |
90 950 |
778 500 |
||
Нормализация на 1 м берега |
96 |
819 |
Результаты хроматографического анализа газовых включений верхнего пластового льда показали, что содержание метана в воздушных пузырьках низкое и варьирует в очень небольших пределах, достигая значения 0,1 ppm.
Проведенные исследования позволяют утверждать, что газовая составляющая подземных льдов не связана с глубинными эманациями и имеет местное происхождение вследствие разложения органического вещества во вмещающих отложениях с образованием СИ4 и CO, а также обусловлена поступлением атмосферных осадков, что фиксируется присутствием CH3Cl.
Полярная станция Марре-Сале находится на западном побережье полуострова Ямал. Разрез четвертичных отложений в этом районе является опорным для геокриологических исследований и достаточно хорошо изученным [24--27]. Абсолютные отметки поверхности побережья в районе полярной станции изменяются от 10 до 29 м. Наблюдения за динамикой термоабразии ведутся здесь с 1978 г. Средние скорости отступания бровки берегового обрыва составляют 1,3--1,8 м/ год при экстремальных значениях 0 и 3,5 м/год [28].
Разрез четвертичных отложений представлен позднеплейстоценовыми и голоценовыми морскими и континентальными толщами (рис. 3а).
Нижняя часть разреза представлена засоленными морскими глинами и суглинками с прослоями заиленных супесей и песков поздненеоплейстоценового возраста (III1), формировавшихся во время морской изотопной стадии (МИС 5). Содержание Сорг в морской толще составляет 0,84%. Отложения промерзали эпигенетически, после регрессии морского бассейна. Верхняя часть разреза сложена комплексом континентальных песчаных и песчано-глинистых отложений позднене- оплейстоценового возраста (III3-4), накапливающихся во время МИС 3 и МИС 2 [27].
Рис. 3. Геолого-криолитологическая схема строения береговых разрезов районов исследования: а - Марре-Сале; б - Сопочная Карга [29]. Условные обозначения: 1 - суглинок, глина; 2 - супесь; 3 - песок; 4 - торф; 5 - полигонально-жильные льды; 6 - пластовые льды; 7 - геолого-генетический индекс отложений; 8 - литологическая граница; 9 - места расчисток и отбора проб. Размеры жил даны вне масштаба
Fig. 3. Geological and cryolithological structure of coastal sections at two study sites: а - Marre-Sale; б - Sopochnaya Karga [29]. Legend: 1 - loam, clay; 2 - loamy sand; 3 - sand; 4 - peat; 5 - ice wedges; 6 - tabular massive ground ice; 7 - geological and genetic index of deposits; 8 - lithological boundary; 9 - places of clearing and sampling. The sizes of ice wedges are given out of scale
В континентальных отложениях содержание Сорг меньше, чем в подстилающих глинах, среднее значение составляет 0,34%. Завершает разрез голоценовый комплекс маломощных аллювиальных и эоловых песков и торфа. В толщу континентальных отложений включены два яруса ПЖЛ: голоценового (МИС 1) и доголоценового (МИС 3, МИС 2) возраста [27].
В толщу морских отложений включены ПЛ двух типов. Первый тип (рис. 4) приурочен к контакту морских глин и песчано-глинистых континентальных отложений и представляет собой линзу мощностью 3--10 м и протяженностью около 300 м.
Рис. 4. Контакт полигонально-жильных льдов и ледогрунта, Марре-Сале (фото И. Д. Стрелецкой) Fig. 4. Contact of polygonal ice wedges and ice ground, Marre Sale (photo by I. D. Streletskaya)
Прослои чистого льда чередуются с ледогрунтовыми прослоями, в разной степени обогащенными минеральным и органическим материалом. Лед содержит воздушные пузырьки диаметром 1--2 мм округлой и вытянутой формы, газ в которых находится под давлением. Второй тип представлен ледяной линзой в морских глинистых отложениях видимой мощностью 6--8 м и протяженностью около 150--200 м, уходящей под уровень моря (рис. 5). Лед содержит многочисленные круглые пузырьки газа диаметром до 4 мм, которые неравномерно распределены в массиве льда. Газ в пузырьках также находится под давлением [27].
Рис. 5. Выходы «черного» пластового льда на участке Марре Сале. Цвет из-за включений марказита (фото И. Д. Стрелецкой) Fig. 5. Outcrops of “black” tabular massive ground ice in the Marre Sale section. Color due to marcasite inclusions (photo by I. D. Streletskaya)
Исследование показало резкое преобладание двухвалентных форм железа над трехвалентными во вмещающих подземные льды отложениях. Отношение Fe2O3/FeO в дислоцированной сильнольдистой толще составляет 0,6--0,9, а в отдельных образцах железо представлено только FeO.
Такая же закономерность отмечается и для континентальной пачки, включающей сингенетические ПЖЛ, где отношение Fe2O3/FeO снижается до 0,1--0,4, а в отдельных образцах железо представлено только FeO.
Исключение составляют отложения на контакте между морской и континентальными толщами, который маркируется ожелезненными гальками с присутствием большого количества органического углерода (Сорг = 0,8%), где отношение Fe2O3/FeO равно 1,1, а содержание трехвалентного железа составляет 1,74% [29].
Из углеводородных газов в воздушных пузырьках в подземных льдах и в межпоровом пространстве вмещающих отложений преобладает метан.
Средние концентрации метана в воздушных пузырьках полигональножильных льдов составляют 209 ppm для голоценовых ПЖЛ и 113 ppm для верхнеплейстоценовых.
В пластовых льдах обоих типов в Марре-Сале концентрация метана в воздушных пузырьках на порядок выше, чем в ПЖЛ. Среднее значение концентрации метана в пузырьках в ПЛ первого типа составляет 5854 ppm, в ПЛ второго -- 2459 ppm, а в отдельных образцах достигает 23 352 ppm.
Высокое содержание метана в ПЛ -- результат его миграции из вмещающих пород при промерзании и концентрирования при образовании ледяного тела.
Наибольшие концентрации метана характерны для засоленных морских глин и суглинков казанцевского времени (МИС 5) -- 2246 ppm. Минимальные средние содержания метана от 112 до 185 ppm характерны для пресных песков и супесей, включая суглинки континентального генезиса [11].
Сопочная Карга. Третий участок исследования находится в районе мыса Сопочная Карга в устье Енисея. Еще в 1980 г. в результате термоденудационных процессов на берегу Енисейского залива образовался термоцирк, который активно расширяется. Скорость роста термоцирка достигает 8 м/год [30].
На протяженном участке побережья с абсолютными отметками от 10 до 35 м обнажаются четвертичные отложения и подземные льды различных возраста и генезиса.
Разрез четвертичных отложений в районе мыса Сопочная Карга (см. рис. 3б), как и в районе станции Марре-Сале, формировался в условиях смены континентального и морского осадконакопления, что характерно для севера Западной Сибири. Особенности геологического и геокриологического строения были опубликованы ранее [31]. Отложения формировались в позднем неоплейстоцене-голоцене (МИС 5 -- МИС 1). Нижнюю часть разреза слагают засоленные морские глины и суглинки казанцевского времени (МИС 5). Среднее содержание 0орг в глинах составляет около 1%. Глины перекрывает толща континентальных песков и супесей (МИС 3 -- МИС 2). Среднее содержание 0орг в них менее 0,7%. Завершает разрез голоценовый торфяник мощностью 1--2 м. Геологическое и криогенное строение в северной и южной части обнажения отличается. Так, в северной части в разрезе присутствует один ярус сингенетических ПЖЛ, образовавшийся во время накопления и промерзания аллювия в МИС 3-2. Аллювий подстилается мерзлыми засоленными морскими глинами с линзами ПЛ. Здесь, как и в районе полярной станции Марре-Сале, ПЛ залегает на контакте морских и континентальных толщ (рис. 6).
Рис. 6. Пластовые льды в районе Сопочной Карги (фото И. Д. Стрелецкой)
Fig. 6. Tabular massive ground ice in the area of Sopochnaya Karga (photo by I. D. Streletskaya)
Ледяная линза состоит из чередующихся прослоев чистого и обогащенного минеральными частицами льда. ПЛ похож на ПЛ первого типа на участке Марре-Сале. В южной части разреза (см. рис. 3б) присутствуют два яруса жильных льдов. Вмещающие нижний ярус сингенетических ПЖЛ пылеватые пески и супеси с органикой имеют возраст III4 (МИС 2). Содержание Сорг в этом горизонте достигает 1,5%.
Помимо нижнего яруса сингенетических льдов в разрезе присутствуют голоценовые ПЖЛ верхнего яруса, формирование которых началось после голоценового «оптимума». В районе мыса Сопочная Карга были измерены концентрации метана в ПЛ и ПЖЛ. Наименьшее среднее содержание метана характерно для позд- ненеоплейстоценовых ПЖЛ -- 68 ppm. Среднее содержание метана в ПЛ -- 474 ppm, что на порядок ниже, чем в похожем ПЛ в районе Марре-Сале [11].
Результаты исследования
Общее количество вещества, ежегодно поступающего в Карское море за счет разрушения берегов, было оценено в 35 млн т, при этом выделяется0,4 млн т органического углерода [8]. Аэробная минерализация поступившего органического вещества из побережья криолитозоны приводит к эмиссии CO2 и к потреблению большого количества кислорода (табл. 2).
Таблица 2. Объемы выделения CO2 и потребления кислорода при аэробной минерализации ОВ (органического вещества) в прибрежной зоне урочища Шпиндлера (1947--2000 гг.), т
Анализируемый термоцирк |
Объем выделения CO2 |
Объем потребления 02 |
|||
Песок |
Глина |
Песок |
Глина |
||
Западный |
77,84 |
3 867,20 |
73,60 |
3 656,45 |
|
Центральный |
130,78 |
2 784,38 |
123,651 |
2 632,64 |
|
Восточный |
181,50 |
2 254,02 |
171,601 |
2 131,19 |
|
Эмбриональный |
61,61 |
3 060,61 |
58,2538 |
2 893,82 |
|
Сумма |
451,74 |
11 966,23 |
4 227,12 |
11 314,12 |
Геохимические исследования подземных льдов в районе полярной станции Марре-Сале и урочища Шпиндлера показали высокое содержания железа, в особенности двухвалентного. Окисленные высвобождаемые из ММП низковалентные металлы (преимущественно железо) требуют расходования большого количества кислорода из атмосферы, что внесет изменения в общий баланс кислорода как в атмосфере, так и в гидросфере, и как следствие будет способствовать усилению аноксидных процессов в Арктическом воздушном бассейне. На примере урочища Шпиндлера были определены объемы потребления кислорода на окисление
Fe (II) в расплаве льда и терригенном компоненте рыхлых отложений для разных термоцирков (табл. 3).
Таблица 3. Объемы потребления кислорода на окисление Fe (II) в расплаве льда и терригенном компоненте рыхлых отложений в прибрежной зоне урочища Шпиндлера (1947-- 2000 гг.), т
Анализируемый термоцирк |
Расплав льда |
Терригенный компонент |
||
Песок |
Глина |
|||
Западный |
0,0076 |
827,3 |
1099,0 |
|
Центральный |
0,0091 |
1389,8 |
791,3 |
|
Восточный |
0,0111 |
1928,7 |
640,6 |
|
Эмбриональный |
0,0060 |
654,7 |
869,8 |
|
Сумма |
0,0338 |
4800,5 |
3400,7 |
Быстрое окисление двухвалентного железа способствует образованию нестабильного окисла железа -- ферригидрида, который при гидролизе Fe (III) выпадает в осадок.
Также для урочища Шпинлера были рассчитаны объемы выпадения в осадок тонкодисперсного ферригидрида при гидролизе Fe (III) в расплаве льда и терригенной компоненте рыхлых отложений (табл. 4).
Таблица 4. Объемы выпадения в осадок тонкодисперсного ферригидрида при гидролизе Fe (III) в расплаве льда и терригенном компоненте рыхлых отложений в прибрежной зоне урочища Шпиндлера (1947--2000 гг.), т
Анализируемый термоцирк |
Расплав льда |
Терригенный компонент |
||
Песок |
Глина |
|||
Западный |
0,3888 |
829,6 |
2 996,6 |
|
Центральный |
0,4665 |
1 393,8 |
2 157,6 |
|
Восточный |
0,5666 |
1 934,3 |
1 746,6 |
|
Эмбриональный |
0,3077 |
656,6 |
2 371,6 |
|
Сумма |
1,7296 |
4 814,3 |
9 2 72,4 |
Оценено содержание метана во льдах и четвертичных отложениях в береговых обнажениях участков Карского моря [11].
Полученные данные по объемам выноса терригенного материала и среднему по разрезу содержанию метана в отложениях и льдах позволяет в первом приближении оценить объем эмиссии метана за счет термоабразии морских берегов Карского моря. Величина эмиссии метана оценивается в 10--30 млн м3, или 0,8--2,0 т в год.
С учетом криогенного строения побережья Карского моря и рассчитанных концентраций метана во льдах и отложениях эмиссия метана за счет разрушения морских берегов Карского моря оценивается в незначительную величину по сравнению с общим содержанием метана в атмосфере, а термоабразия не является значимым источником поступления метана в атмосферу [10].
Были рассчитаны объемы выделения газов для урочища Шпиндлера (табл. 5), а также на основании обобщения литературных данных сделан расчет для всего арктического побережья России (табл. 6).
Таблица 5. Ежегодная эмиссия газов в атмосферу при термоденудации и термоабразии, рассчитанная для термоцирка урочища Шпиндлер
Газ |
min, т |
max, т |
|
СО |
0,08 |
5,71 |
|
CH4 |
0,22 |
6,59 |
|
CH3Cl |
0,00 |
1,85 |
Таблица 6. Ежегодная эмиссия газов в атмосферу при термоденудации и термоабразии арктического побережья России
Газ |
min, т |
max, т |
|
СО |
7,2 |
516 |
|
CH4 |
2,0 |
595 |
|
CH3Cl |
0,0 |
167 |
Учет возможных потоков миграции химических элементов и их соединений, выделяющихся при разрушении берегов, сложенных многолетнемерзлыми породами, позволили построить геохимическую модель деструктивных криогенных процессов в прибрежно-шельфовой зоне западной Арктики (рис. 7).
Схема условно отражает строение деградирующих берегов криолитозоны, сложенных ММП и содержащих подземные льды разного генезиса (ПЛ и ПЖЛ).
Согласно данной модели можно выделить следующие геохимические процессы, приводящие к изменениям параметров геосистем:
• процессы, связанные с потреблением кислорода вследствие окисления восстановленных форм элементов в разрушающихся мерзлых породах; к ним прежде всего относятся окисления двухвалентного железа (связанного с терригенной компонентой и талой водой), органического углерода, метана и угарного газа;
• процессы, приводящие к аноксидной обстановке в прибрежной зоне вследствие образования береговых баров и формирования восстановительных условий, связанных с окислением двухвалентного железа и разложением органического вещества;
• процессы поступления масс тонкодисперсных частиц в прибрежные воды при разрушении мерзлых пород, снижающих интенсивность процессов фотосинтеза в морской воде;
• процессы выделения газов при разрушении мерзлых пород.
Рис. 7. Геохимическая модель деструктивных криогенных процессов в прибрежно-шельфовой зоне западной Арктики. Условные обозначения: 1 - многолетнемерзлые породы, 2 - пластовый лед, 3 - полигонально-жильные льды, 4 - склоновые процессы, 5 - тонкодисперсный материал
Fig. 7. Geochemical model of destructive cryogenic processes in the coastal-shelf zone of the Western Arctic. Legend: 1 - permafrost, 2 - tabular massive ground ice, 3 - ice wedges, 4 - slope processes, 5 - fine-grained sediment
Выводы
Для верхнеплейстоценовых отложений побережья севера Западной Сибири характерно чередование морских и континентальных условий осадконакопления. Последние сопровождалась эпигенетическим промерзанием пород, образованием пластовых льдов и ростом сингенетических полигонально-жильных льдов.
Вследствие современных климатических изменений берега, сложенные ММП, интенсивно разрушаются. При этом существенное влияние на скорости термоденудации и термоабразии оказывает присутствие в разрезе подземных льдов. В пределах побережий западного сектора Арктики развиты два морфологических типа термоабразии береговой зоны: линейное, однонаправленное отступание перпендикулярно наблюдаемой береговой линии и объемное -- трехнаправленное отступание с образованием термоцирков. Скорость отступания на отдельных участках может достигать 3 м/год и выше.
На основании построенной геохимической модели термоабразии и термоденудации в прибрежношельфовой зоне западной Арктики выделены процессы, приводящие к изменениям береговых геосистем, в частности появление застойных участков с образованием баров за счет сноса тонкодисперсных частиц в прибрежные воды, в пределах которых нарушается кислородный режим вследствие окисления веществ, поступающих из разрушающихся береговых отложений. Выделение газов при разрушении ММП и подземных льдов в большей степени влияет на общий баланс газов в атмосфере.
Оценка баланса поступления отдельных химических элементов и их соединений, высвобождаемых при термоденудации и термоабразии берегов, показывает, что:
• объем потребляемого кислорода при совокупности процессов термоденудации и термоабразии в береговой зоне арктических морей сопоставим по порядку величин с его объемом, получаемым в процессе фотодиссоциации воды H2O^H2 + O2 в верхних слоях атмосферы, являющимися основным абиогенным источником поступления кислорода в атмосферу;
• количество кислорода, требуемого для окисления Fe (II) при таянии многолетнемерзлых пород в течение года, содержится примерно в 1 км3 воды; при отсутствии или ограничении быстрого обмена водных масс внутри бассейна (в частности образовании и промерзании баров) кислород, содержащийся в морской воде береговой зоны, будет полностью исчерпан для окисления железа, что приведет к полной стагнации биоты прибрежных зон, а также к развитию анаэробных процессов, сопровождающихся сероводородным заражением;
* значительные вариации концентраций CH4 в отложениях и льдах указывают на возможные скопления этих газов в «ловушках» внутри мерзлых пород; такие скопления газа могут вызвать опасные ситуации, связанные с их разрушением.
Исследования выполнены при поддержке гранта РФФИ № 18-05-60080 «Опасные нивально- гляциальные и криогенные процессы и их влияние на инфраструктуру в Арктике» и частичной поддержке в рамках государственного задания по теме «Изменение криосферы Земли под влиянием природных факторов и техногенеза» НИР АААА-А16-116032810095-6, ПП 55 Арктика.
Литература
1. Lantuit H., Overduin P. P, Couture N. et al. The Arctic Coastal Dynamics database: a new classification scheme and statistics on Arctic permafrost coastlines // Estuaries and Coasts. -- 2012. -- Vol. 35. -- P. 383--400. -- DOI: 10.1007/s12237-0109362-6.
2. Васильев А. А., Стрелецкая И. Д., Черкашев Г. А., Ванштейн Б. Г. Динамика берегов Карского моря // Криосфера Земли. -- 2006. -- Т. 10, № 2. -- С. 56--67.
3. Кизяков А. И., Лейбман М. О., Передня Д. Д. Деструктивные рельефообразующие процессы побережий арктических равнин с пластовыми подземными льдами // Криосфера Земли. -- 2006. -- Т. 10, № 2. -- С. 79--89.
4. Крицук Л. Н., Дубровин В. А., Ястреба Н. В. Результаты комплексного изучения динамики береговой зоны Карского моря в районе метеостанции Марре- Сале с использованием ГИС-технологий // Криосфера Земли. -- 2014. -- Т. 18, № 4. -- С. 59--69.
5. Кошелева В. А., Яшин Д. С. Донные осадки арктических морей России / Под ред. И. С. Грамберга. -- СПб.: ВНИИОкеангеология, 1999. -- 286 с.
6. Rachold V., Grigoriev M. N., Are F. E. et al. Coastal erosion vs riverine sediment discharge in the Arctic shelf seas // Intern. J. Earth Sci. -- 2000. -- № 89. -- P. 450--460. -- DOI: 10.1007/s005310000113.
7. Stein R., Macdonald R. W. Organic carbon budget: Arctic Ocean vs. Global Ocean // The organic carbon cycle in the Arctic Ocean / R. Stein, R. W. Macdonald (eds.). -- Berlin: Springer Verl., 2003. -- P. 169-- 177. -- DOI: 10.1007/978-3-642-18912-8_8.
8. Стрелецкая И. Д., Васильев А. А., Каневский М. З. и др. Органический углерод в четвертичных отложениях побережья Карского моря // Криосфера Земли. -- 2006. -- Т. 10, № 4. -- С. 35--43.
9. Ривкина Е. М., Краев Г. Н., Кривушин К. В. и др. Метан в вечномерзлых отложениях северо-восточного сектора Арктики // Криосфера Земли. -- 2006. -- Т. 10, № 3. -- С. 23--41.
10. Васильев А. А., Стрелецкая И. Д., Облогов Г. Е. Эмиссия метана при разрушении берегов Карского моря // Научное сетевое издание «Актуальные проблемы нефти и газа» / ИПНГ РАН. -- 2018. -- Vol. 4. -- P. 1--3. -- DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-23. art52.
11. Стрелецкая И. Д., Васильев А. А., Облогов Г. Е. и др. Метан в подземных льдах и мерзлых отложениях на побережье и шельфе Карского моря // Лед и Снег. -- 2018. -- 58 (1). -- С. 65--77. -- DOI: 10.15356/2076-6734-2018-1-65-77.
12. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A. et al. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic shelf // Science. -- 2010. -- № 327. -- P. 1246--1250. -- DOI: 10.1126/ science.1182221.
13. Streletskiy D. A., Anisimov O. A., Vasiliev A. A. Permafrost degradation // Snow and Ice-Related Hazards, Risks and Disasters. -- Chap. 10. -- [S. l.]: Elsevier, 2014. -- P. 303--344. -- DOI: 10.1016/ B978-0-12-394849-6.00010-X.
14. Советская Арктика. Моря и острова Северного Ледовитого океана / Ред. Я. Я. Гаккель, Л. С. Говоруха. -- М.: Наука, 1970. -- 526 с.
15. Арэ Ф. Э. Термоабразия морских берегов. -- М.: Наука, 1980. -- 159 с.
16. Васильев А. А., Покровский С. И., Шур Ю. Л. Динамика термоабразионных берегов Западного Ямала // Криосфера Земли. -- 2001. -- Т. 5, № 1. -- С. 44--52.
17. Барабанов В. Ф Современные физические методы в геохимии. -- Л.: Изд. ЛГУ, 1990. -- 389 с.
18. Драго Р. Физические методы в химии. -- М.: Мир, 1981. -- 424 с.
19. Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений: в 2 ч. -- Ч. 2.-- М.: Мир, 1987. -- 445 с.
20. Гольдфарб Ю. И., Ежова А. Б. Ископаемые пластовые льды на п-ове Югорском // Вопросы развития и освоения мерзлых толщ. -- Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО АН СССР, 1990. -- С. 22--31.
21. Лейбман М. О., Васильев А. А., Рогов В. В. и др. Исследование пластового льда Югорского полуострова кристаллографическими методами // Криосфера Земли. -- 2000. -- Т. 4, № 2. -- С. 31--40.
22. Manley W F., Lokrants H., Gataullin V. N. et al. Late Quaternary stratigraphy, Radiocarbon chronology, and Glacial history at cape Shpindler, Southern Kara Sea, Arctic Russia // Global and Planetary Change. -- 2001. -- Vol. 31. -- P. 239--254. -- DOI: 10.1016/ S0921-8181(01)00122-9.
23. Ванштейн Б. Г., Лейбман М. О., Пивень П. И. и др. Изучение генезиса пластового льда на основании анализа распределения редкоземельных элементов // Криосфера Земли. -- 2002. -- Т. 4, № 4. -- С. 40--48.
24. Forman S. L., Ingolfsson O., Gataullin V et al. Late Quaternary stratigraphy, glacial limits and paleoenvironments of Maresale area, western Yamal Peninsula, Russia // Quaternary Research. -- 2002. -- Vol. 21. -- pp. 1--12. -- DOI: 10.1130/0091-7613(1999)027<0807:LQSOWY >2.3.CO;2.
25. Каневский М. З., Васильев А. А., Стрелецкая И. Д. Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Западного Ямала (на примере района Марре-Сале) // Криосфера Земли. -- 2005. -- Т. 9, № 3. -- С. 16--27.
26. Крицук Л. Н. Подземные льды Западной Сибири. -- М.: Науч. мир, 2010. -- 352 с.
27. Стрелецкая И. Д., Васильев А. А., Облогов Г. Е., Матюхин А. Г. Изотопный состав подземных льдов Западного Ямала (Марре-Сале) // Лед и Снег. -- 2013. -- № 2. -- С. 83--92.
28. Vasiliev A. A., Kanevskiy M. Z., Cherkashov G. A., Vanshtein B. G. Coastal dynamics at the Barents and Kara Sea key sites // Geo Marine Lett. -- 2005. -- № 25. -- P 110--120. -- DOI: 10.1007/ s00367-004-0192-z.
29. Стрелецкая И. Д., Ванштейн Б. Г., Васильев А. А. и др. Особенности накопления и промерзания отложений в переходной зоне суша-море (Западная Арктика) // Геология морей и океанов. Материалы XXIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Москва, 18--22 ноября 2019 г. -- М.: ИО РАН. -- 2019. -- Vol. 1. -- P. 213--217.
30. Гусев Е. А. Наблюдения за геоморфологическими процессами на севере Западной Сибири (на примере района Сопочной Карги) // Успехи соврем. естествознания. --2011. -- № 9. -- С. 19--22.
31. Стрелецкая И. Д., Гусев Е. А., Васильев А. А. и др. Геокриологическое строение четвертичных отложений берегов Западного Таймыра // Криосфера Земли. -- 2013. -- Т. 17, № 3. -- С. 17--26.
Abstract
Coastal geosystems of the Kara sea in a changing climate
Vanshtein B. G. FSBI “All-Russian Research Institute of Geology and Mineral Resources of the World Ocean named after academician Igor Gramberg” (St. Petersburg, Russian Federation)
Streletskaya I. D. Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography (Moscow, Russian Federation)
Pismeniuk A. A. FSBI “All-Russian Research Institute of Geology and Mineral Resources of the World Ocean named after academician Igor Gramberg” (St. Petersburg, Russian Federation)
Current climate changes cause an increase both in coastal retreat rates and in sediment intake of the water area. The presence of ground ice in coastal outcrops additionally accelerates these processes. The researchers identify two morphological types of coastal zone destruction for the Western part of the Arctic -- linear and volumetric. The retreat rate in some areas reaches 3 m/year and above. Together with terrigenous material, organic matter, gases, occluded in ice and sediments, and low-valent metal ions (mainly Fe (II)) enter the water, thus causing a change in physicochemical parameters of the coastal zone environment. The researches performed geochemical studies of ground ice and host sediments on three sections of the Kara Sea coast (Spindler area; Marre-Sale subsoil; Sopochnaya Karga subsoil). The results allowed developing a geochemical model of changes in the geosystems of the coastal-shelf zone under current climate warming conditions in the Arctic. The researchers have identified processes causing changes in coastal geosystems: a decrease in the concentration of oxygen in water due to the oxidation of substances coming from decaying coastal deposits, the drift of fine particles into coastal waters, and the release of gases during destruction of permafrost and ground ice. The volume of oxygen consumed during coastal destruction is comparable in order of magnitude with its volume obtained in the process of photodissociation of water in the upper atmosphere. The oxidation of Fe (II) during thawing of the permafrost requires the amount of oxygen contained in about 1 km3 of water. In the absence or limitation of the rapid exchange of water masses inside the basin, the oxygen contained in seawater will be completely exhausted for iron oxidation, which will lead to both complete stagnation of the coastal biota and development of anaerobic processes. Significant variations in the CH4 concentrations in sediments and ice indicate possible accumulations of these gases in “traps” inside frozen rocks. Their destruction can be dangerous for coastal geosystems.
Keywords: coast of the Kara Sea, permafrost, coastal processes, methane, organic carbon, geochemistry of ground ice and sediments.
Information about the authors
Vanshtein Boris Georgievich, PhD of Geology and Mineralogy, Deputy Director General, Head of the Department of Lithology and Geochemistry, FSBI “VNIIOkeangeologia” (1, Angliyskiy av., St. Petersburg, Russia, 1190121),
Streletskaya Irina Dmitrievna, PhD of Geology and Mineralogy, Senior Researcher, Associate Professor. Faculty of Geography, Lomonosov Moscow State University (1, Leninskiye gory, Moscow, Russia, 119991),
Pismeniuk Anfisa Aleksandrovna, First Category Engineer, FSBI “VNIIOkeangeologia” (1, Angliyskiy av., St. Petersburg, Russia, 1190121)
References
1. Lantuit H., Overduin P. P, Couture N. et al. The Arctic Coastal Dynamics database: a new classification scheme and statistics on Arctic permafrost coastlines. Estuaries and Coasts, 2012, vol. 35, pp. 383--400. DOI: 10.1007/s12237-0109362-6.
2. Vasil'ev A. A., Streletskaya I. D., Cherkashev G. A., Van- shtein B. G. Dinamika beregov Karskogo morya. [Coastal dynamics of the Kara Sea]. Kriosfera Zemli, 2006, vol. 10, no. 2, pp. 56--67. (In Russian).
3. Kizyakov A. I., Leibman M. O., Perednya D. D. Destruk- tivnye rel'efoobrazuyushchie protsessy poberezhii arkticheskikh ravnin s plastovymi podzemnymi l'dami. [Destructive reliefgforming processes at the coasts of the Arctic plains with tabular ground ice]. Kriosfera Zemli, 2006, vol. 10, no. 2, pp. 79--89. (In Russian).
4. Kritsuk L. N., Dubrovin V A., Yastreba N. V. Rezul'taty kompleksnogo izucheniya dinamiki beregovoi zony Karskogo morya v raione meteostantsii Marre-Sale s ispol'zovaniem GIS-tekhnologii. [Results of complex study of the Kara Sea shore dynamics in the area of the meteorological station Marre-Sale, using GIS- tecnologies]. Kriosfera Zemli, 2014, vol. 18, no. 4, pp. 59--69. (In Russian).
5. Kosheleva V. A., Yashin D. S. Donnye osadki ark- ticheskikh morey Rossii. [The bottom sediments of the Russia Arctic Seas]. Pod red. I. S. Gramberga. St. Petersburg, VNIIOkeangeologiya, 1999, 286 p. (In Russian).
6. Rachold V., Grigoriev M. N., Are F. E. et al. Coastal erosion vs riverine sediment discharge in the Arctic shelf seas. Intern. J. Earth Sci., 2000, no. 89, pp. 450--460. DOI: 10.1007/s005310000113.
7. Stein R., Macdonald R. W. Organic carbon budget: Arctic Ocean vs. Global Ocean // The organic carbon cycle in the Arctic Ocean. R. Stein, R. W. Macdonald (eds.). Berlin, Springer Verl., 2003, pp. 169--177. DOI: 10.1007/978-3-642-18912-8_8.
8. Streletskaya I. D., Vasil'ev A. A., Kanevskii M. Z. et al. Organicheskii uglerod v chetvertichnykh otlozheni- yakh poberezh'ya Karskogo morya. [Organic carbon in the coastal Quaternary sediments of the Kara Sea]. Kriosfera Zemli, 2006, vol. 10, no. 4, pp. 35--43. (In Russian).
9. Rivkina E. M., Kraev G. N., Krivushin K. V. et al. Metan v vechnomerzlykh otlozheniyakh severo-vostochnogo sektora Arktiki. [Methane in Permafrost of Northeastern Arctic]. Kriosfera Zemli, 2006, vol. 10, no. 3, pp. 23--41. (In Russian).
10. Vasil'ev A. A., Streletskaya I. D., Oblogov G. E. Emis- siya metana pri razrushenii beregov Karskogo morya. [Methane emission due to Kara Sea shores destruction]. Nauchnoe setevoe izdanie “Aktual'nye prob- lemy nefti i gaza”. IPNG RAN, 2018, vol. 4, pp. 1--3. DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-23.art52. (In Russian).
11. Streletskaya I. D., Vasil'ev A. A., Oblogov G. E. et al. Metan v podzemnykh l'dakh i merzlykh otlozheniyakh na poberezh'e i shel'fe Karskogo morya. [Methane in ground ice and frozen sediments in the coastal zone and on the shelf of Kara Sea]. Led i Sneg, 2018, 58 (1), pp. 65--77. DOI: 10.15356/2076-6734-2018-165-77. (In Russian).
12. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A. et al. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic shelf. Science, 2010, no. 327, pp. 1246--1250. DOI: 10.1126/science.1182221.
13. Streletskiy D. A., Anisimov O. A., Vasiliev A. A. Permafrost degradation. Snow and Ice-Related Hazards, Risks and Disasters. Chap. 10. [S. l.], Elsevier, 2014, pp. 303-- 344. DOI: 10.1016/B978-0-12-394849-6.00010-X.
14. Sovetskaya Arktika. Morya i ostrova Severnogo Ledovitogo okeana. [Soviet Arctic Seas and Islands of the Polar Basin]. Red. Ya. Ya. Gakkel', L. S. Govorukha. Moscow, Nauka, 1970, 526 p. (In Russian).
15. Are F. E. Termoabraziya morskikh beregov. [Thermal abrasion of sea coasts]. Moscow, Nauka, 1980, 159 p. (In Russian).
16. Vasil'ev A. A., Pokrovskii S. I., Shur Yu. L. Dinamika termoabrazionnykh beregov Zapadnogo Yamala. [Din- amics of the coastal thermoerosion of West Yamal]. Kriosfera Zemli, 2001, vol. 5, no. 1, pp. 44--52. (In Russian).
17. Barabanov V F. Sovremennye fizicheskie metody v geokhimii. [Modern physical methods in geochemistry]. Leningrad, Izd. LGU, 1990, 389 p. (In Rus.).
18. Drago R. Fizicheskie metody v khimii. Moscow, Mir, 1981,424 p. (In Russian).
19. Liver E. Elektronnaya spektroskopiya neor- ganicheskikh soedinenii: V 2 ch. [Electronic spectroscopy of inorganic compounds. In 2 parts. Chap. 2]. Moscow, Mir, 1987, 445 p. (In Russian).
20. Goldfarb Yu. I., Ezhova A. B. Iskopaemye plastovye l'dy na p-ove Yugorskom. [Fossil tabular ice on Yugor- sky Peninsula]. Voprosy razvitiya i osvoeniya merzlykh tolshch. Yakutsk, In-t merzlotovedeniya SO AN SSSR, 1990, pp. 22--31. (In Russian).
21. Leibman M. O., Vasil'ev A. A., Rogov V. V. et al. Issle- dovanie plastovogo l'da Yugorskogo poluostrova kristallograficheskimi metodami. [Massive ground ice studies on Yugorskiy pe- ninsula, using crystallographic methods]. Kriosfera Zemli, 2000, vol. 4, no. 2, pp. 31--40. (In Russian).
22. Manley W. F., Lokrants H., Gataullin V N. et al. Late Quaternary stratigraphy, Radiocarbon chronology, and Glacial history at cape Shpindler, Southern Kara Sea, Arctic Russia. Global and Planetary Change, 2001, vol. 31, pp. 239--254. DOI: 10.1016/ S0921-8181(01)00122-9.
23. Vanshtein B. G., Leibman M. O., Piven' P I. et al. Izuchenie genezisa plastovogo l'da na osnovanii anali- za raspredeleniya redkozemel'nykh elementov. [Tabular ground ice origin study based on rare earth element distribution.]. Kriosfera Zemli, 2002, vol. 4, no. 4, pp. 40--48. (In Russian).
24. Forman S. L., Ingolfsson O., Gataullin V. et al. Late Quaternary stratigraphy, glacial limits and paleoenvironments of Maresale area, western Yamal Peninsula, Russia. Quaternary Research, 2002, vol. 21, pp. 1 --12. DOI: 10.1130/0091-7613(1999)027<0807:LQSOWY> 2.3.CO;2.
25. Kanevskii M. Z., Vasil'ev A. A., Streletskaya I. D. Za- konomernosti formirovaniya kriogennogo stroeniya chetvertichnykh otlozhenii Zapadnogo Yamala (na primere raiona Marre-Sale). [Formation of cryogenic structure of Quaternary sediments in Western Yamal (by the example of Marre-Sale area)]. Kriosfera Zemli, 2005, vol. 9, no. 3, pp. 16--27. (In Russian).
26. Kritsuk L. N. Podzemnye l'dy Zapadnoi Sibiri. [Ground Ice of Western Siberia]. Moscow, Nauch. mir, 2010, 352 p. (In Russian).
27. Streletskaya I. D., Vasil'ev A. A., Oblogov G. E., Matyukhin A. G. Izotopnyi sostav podzemnykh l'dov Zapadnogo Yamala (Marre-Sale). [Isotopic composition on ground ice in Western Yamal (Marre-Sale)]. Led i Sneg, 2013, no. 2, pp. 83--92. (In Russian).
28. Vasiliev A. A., Kanevskiy M. Z., Cherkashov G. A., Vanshtein B. G. Coastal dynamics at the Barents and Kara Sea key sites. Geo Marine Lett., 2005, no. 25, pp. 110--120. DOI: 10.1007/s00367-004-0192-z.
29. Streletskaya I. D., Vanshtein B. G., Vasil'ev A. A. et al. Osobennosti nakopleniya i promerzaniya otlozhenii v perekhodnoi zone susha-more (Zapadnaya Arktika). [Peculiarities of accumulation and freezing of deposits in the transitional land-sea zone (Western Arctic)] Ge- ologiya morei i okeanov. Materialy XXIII Mezhdunarod- noi nauchnoi konferentsii (Shkoly) po morskoi geologii. Moskva, 18-22 noyabrya 2019 g. Moscow, IO RAN, 2019. Vol. 1, pp. 213--217. (In Rus.).
30. Gusev E. A. Nablyudeniya za geomorfologicheskimi protsessami na severe Zapadnoi Sibiri (na primere raiona Sopochnoi Kargi). [Observations of geomorphological processes in northern West Siberia (a case of the Sopochnaya Karga area)]. Uspekhi sovrem. est- estvoznaniya, 2011, no. 9, pp. 19--22. (In Russian).
31. Streletskaya I. D., Gusev E. A., Vasil'ev A. A. et al. Geokriologicheskoe stroenie chetvertichnykh otlozhe- nii beregov Zapadnogo Taimyra. [Cryolithology stratification of quaternary sediments from West Taymyr coasts]. Kriosfera Zemli, 2013, vol. 17, no 3, pp. 17-- 26. (In Russian).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Гидрологические исследования режима рек РБ. Изучение общей циркуляции атмосферы и климата, водного стока рек. Температура воздуха и осадки. Изменение гидрологического режима рек под воздействием климата в период потепления климата Беларуси 1988-2005 гг.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.11.2015Сущность абразионных и аккумуляционных процессов. Основные факторы формирования рельефа береговой зоны Черного моря. Складкообразование кавказского хребта. Описание процессов абразии, денудации и физического выветривания вдоль черноморского побережья.
реферат [22,7 K], добавлен 08.01.2013Изучение обстановки осадконакопления в позднем плейстоцене и голоцене в пределах эрозионно-аккумулятивной зоны шельфа, континентального склона и прилегающей глубоководной части на северо-западе Черного моря. Литологическая характеристика донных отложений.
автореферат [437,6 K], добавлен 09.11.2010Зоны дна Мирового океана. Понятие шельфа. Формирование шельфа. Осадки неритовой области моря. Полезные ископаемые шельфовой области. Наглядное представление о характере распределения высот суши и глубин океанского дна дает гипсометрическая кривая.
курсовая работа [720,9 K], добавлен 05.10.2008Изменение климата Земли: повышение средней температуры, процессы таяния островных и материковых ледников, последствия. Коралловые рифы - показатель уровня моря на протяжении истории. Влияние глобального потепления на частоту вращения Земли и экосистему.
реферат [19,2 K], добавлен 18.03.2012Изучение сценариев трансформации тундровых ландшафтов при увеличении мощности сезонно-талого слоя и в условиях климатических флуктуаций, на примере Анадырской низменности Чукотки. Поверхностно-элювиальные ландшафты пологих склонов и плоских водоразделов.
статья [214,0 K], добавлен 21.02.2011Общие сведения о замкнутых понижениях. Направления геологической деятельности моря: абразия и осадкообразование. Переработка берегов водохранилищ. Сезонная и многолетняя мерзлота. Главнейшие типы геоморфологических условий в районах орошения и осушения.
реферат [32,2 K], добавлен 13.10.2013История появления Черного моря. Формирование водоемов в его бассейне 10-13 млн. лет назад. Появление Понтического моря, его объединение с океаном. Катастрофическое соединение Средиземного и Черного морей, причины образования придонного сероводорода.
презентация [440,7 K], добавлен 24.10.2013Геолого-геофизическая, литолого-стратиграфическая и сейсмогеологическая характеристика шельфа моря и перспективы его нефтегазоносности. Методика проведения морских грави- и магнито- сейсморазведочных полевых работ. Описание применяемой аппаратуры.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 03.02.2015Средиземноморье - зона активного современного вулканизма. Общие сведения о территории Средиземноморья. Вулканы средиземного моря: Этна, Везувий, Стромболи, Вулькано. Продукты извержения вулканов: лава, вулканические газы, вулканические бомбы.
реферат [1015,6 K], добавлен 20.04.2006Геологические и гидрогеологические условия территории. Требования к запасам подземных вод, используемых для централизованного водоснабжения. Классификация промышленных категорий запасов. Качество подземных вод и пример расчета зоны санитарной охраны.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 02.12.2014Экзогенное и эндогенное происхождение подземных вод. Физико-географические явления, связанные с деятельностью подземных вод: оползень, суффозия, карст. Особенности водного баланса, режимы зоны аэрации. Температурный и гидрохимический режимы грунтовых вод.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 02.03.2010Происхождение океанов, представление об их возрасте. Срединно-океанические поднятия (хребты), их строение. Рифтовые зоны и магматизм. Океанские плиты, их структуры. Понятие о микроконтинентах. Глубоководный желоб, островные дуги, окраинные моря.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 01.03.2017Геохимические методы нефтегеологического изучения акваторий. Изучение акваториальных бассейнов Арктического региона с целью прогнозной оценки перспектив их нефтегазоносности. экологические аспекты добычи углей в Арктике на примере Российской Федерации.
реферат [291,7 K], добавлен 05.05.2015Описание главных особенностей внутреннего волнения в шельфовой зоне Белого моря. Общая характеристика и схема расположения районов работ выполняемых 20–24.07.2011 года. Расчет профиля частоты Вяйсяля-Брента, а также определение параметра Урселла.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 16.05.2014Абразия - стачивание и истирание пород и минералов под воздействием твердых частиц в составе потока (ветрового или водного). Проявление термической абразии. Формы рельефа, создаваемые абразией. Берег и береговые зоны, способы защиты от абразии.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.06.2011Разрушительная деятельность среди экзогенных геологических процессов. Описание процесса разрушения на примере выветривания. Типы реакций при химическом выветривании. Сравнение разрушительной деятельности моря, ветра. Транспортировка обломочного материала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.09.2012Сток в гидрологии, отекание в моря и понижение рельефа дождевых и талых вод, происходящие по земной поверхности (поверхностный) и в толще почв и горных пород (подземный сток). Влияние стока на формирование рельефа, геохимические процессы в земной коре.
реферат [17,7 K], добавлен 19.10.2009Взаимосвязь элементов подземного стока с параметрами климата. Формирование и типы подземных вод на территории Республики Казахстан, принципы выявления гидрогеологических районов. Гидрохимическая зональность по степени минерализации подземных вод.
контрольная работа [5,1 M], добавлен 12.11.2010Історія досліджень Чорного та Азовського морів. Руйнування берегів Чорного моря. Клімат, температура повітря, кількість опадів, об'єм води та вітри над морем. Види морських течій. Подвійна течія в Босфорській протоці. Господарська діяльність людини.
реферат [316,8 K], добавлен 22.03.2011