Геоэкологическая безопасность Российской Арктики (ГЗ)НИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Геоэкологическая безопасность Российской Арктики (ГЗ)
Результаты этапа: Завершен цикл многолетних комплексных теоретических, экспериментальных и полевых исследований физики и структурно-генетического анализа подземного льдообразования и географии подземного оледенения. Разработана методология структурно-генетического анализа льда. Определены механизмы формирования генетических типов подземного льда. Разработаны законы пространственно-временной структуры подземного оледенения, принципиальные схемы классификации подземных льдов, их зональности и региональных мегаформаций подземного синкриогенного льдообразования. Результаты обобщены в изданной монографии (и первом учебнике по названной проблеме) и серии публикаций, представленных на соискание премии им. М. В. Ломоносова за 2014 год. Собран фактический материал и разработана рабочая гипотеза развития взрывных воронок на севере Западной Сибири. Сформулирована (впервые) проблема перигляциала арктического оледенения. Продолжены многолетние исследования взаимодействия особо опасных промышленных объектов – магистральных газопроводов – с окружающей природной средой в криолитозоне. Выполнено обследование газопроводов-шлейфов на территории Северо-Таркосалинского газового месторождения, подготовлены рекомендации по безопасной эксплуатации инженерных сооружений с учетом негативного влияние на их техническое состояние окружающей природной среды. На примере Самбургского месторождения Западной Сибири подтвержден факт неустойчивого состояния газопроводов построенных в 2014 году на участках линейно-грядового рельефа комплексных болот. Разработана новая концепция «Литостатический механизм образования форм криогенного пучения», которая проливает свет на ряд особенностей форм криогенного пучения, которые ранее не имели строгого физического объяснения. Показано, что формы криогенного пучения земной поверхности могут возникать под действием архимедовой силы вследствие разницы плотностей талого и мерзлого грунта. Такой механизм пучения, учитывая характер среды, в которой он проявляется, можно назвать литостатическим. Разработаны теоретические основы литостатического механизма. Справедливость литостатической концепции доказывается экспериментально и на основе фактических данных других исследователей. Проведено изучение закономерностей распределения миграционных бугров пучения в криолитозоне Восточной Сибири и Дальнего Востока. Изучены криогенные ландшафты и подземные льды Обского побережья Южно-Тамбейского ГКМ. Изучены палинокомплексы в ледяном ядре позднеголоценового булгуняха на месторождении Песцовое, в долине р.Евояха, юг Тазовского полуострова. Разработаны технические условия для повышения качества инженерных изысканий для строительства трубопроводов в пределах бугристых ландшафтов зоны спорадического распространения многолетнемерзлых пород. По результатам исследований опубликован цикл статей, в том числе в высокорейтинговом журнале Cryosphere. Исследовано влияние повторяемости экстремальных штормовых нагонов на динамику арктических берегов. Дешифрирован ледово-экзарационный рельеф бывшего дна Аральского моря. Дана оценка вклада климатического и техногенного факторов в процесс разрушения берегов, сложенных многолетнемерзлыми породами. Продолжен мониторинг берегов Карского моря. Защищена диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук на тему: «Рельефообразующая деятельность морских льдов» (С.А. Огородов). Продолжено исследование морфодинамики и термодинамики береговой зоны в районе Варандея (Печорское море, Ненецкий АО). Установлено, что темпы отступания берегов сильно варьируются в течение длительного периода времени. Максимальные значения наблюдаются в результате экстремальных штормов, за которыми наступают периоды относительной стабилизации берегов, к которым и относится период 2012-2014 гг. Проведены количественные исследования изменений климата в Карском регионе и на Варандейском участке в их связи с увеличением активности береговой динамики. Собран архив данных срочных наблюдений за период от 1914 до 2013 года. Проведено восстановление многолетних рядов температуры, скорости и направления ветра, дат начала и конца безлёдного периода. Произведена количественная оценка волнового воздействия на берега Байдарацкой и Обской губы, а также Варандейского участка Баренцева моря в различные годы. Продолжено исследование геоморфологии и строения рыхлых отложений побережий Карского моря. Составлены батиметрические, геоморфологические и литологические карты западной части Карского моря и Обской губы. Составлены стратиграфические схемы четвертичных отложений для ключевых участков, карты типов берегов и морфоструктурные карты. Исследовано состояние вечной мерзлоты и ее влияния на динамику берегов. Подготовлена кандидатская диссертация на тему «Роль новейших вертикальных тектонических движений на побережьях Российской Арктики» (А.В. Баранская). Продолжено исследование рельефа и геологического строения Карельского берега Белого моря: установлены существенные отличия строения и возраста озёрно-болотных отложений в соседних районах, обусловленные разной скоростью тектонического поднятия; проведено обследование района горных разработок середины ХХ века к северу от губы Чупы и выявлены главные типы их воздействия на рельеф и другие компоненты природной среды. На основе исследований связи приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации с географическим распределением важнейших особенностей общей циркуляции атмосферы (ОЦА) определены широтные соответствия в географическом распределении особенностей ОЦА (зон высокого и низкого давления и климатологических фронтов) и характере распределения приходящей солнечной радиации. Определены связи продолжительности зональной и меридиональной циркуляции в северном полушарии с вариациями приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации. Результаты исследования опубликованы в серии статей и монографии: V.M. Fedorov (В.М. Федоров) «Circulation processes in the atmosphere and glacier dynamics». Продолжены работы по изучению оледенения плато Путорана в плейстоцене и голоцене. Анализ материалов полевых исследований позволяет предполагать, что: 1) в четвертичное время плато Путорана неоднократно подвергалось ледниковым «трансгрессиям», которые в той или иной степени повлияли на формирование современного рельефа; 2) сплошного ледникового покрова не существовало, а были разрозненные ледниковые купола (Североземельский тип оледенения) и развивался сетчатый, горно-долинный и каровый тип оледенения, преимущественно в западном секторе плато; 3) на востоке и юге ледники располагались в самих верховьях речных долин на более высоких уровнях; 4) современные ледники не могут быть остатками Сартанского горно-долинного оледенения, а, по-видимому, возникли в ледниковых карах в эпоху малого ледникового периода; 5) в позднем голоцене современные ледники постепенно отступали, на что указывает череда серповидных гряд, разделенных между собой поперечными ложбинами, и находятся сейчас в своих минимальных размерах, продолжая отступать в современную фазу потепления климата. Продолжены исследования многолетнемерзлых пород, изотопного состава подземных и поверхностных льдов, природных вод северо-востока России. Сопряженное использование изотопных методов (δ18О и δD) подтвердило сделанные ранее выводы о том, что формирование изученных ПЖЛ происходит из воды атмосферного генезиса. Текстурообразующие льды с массивной криотекстурой, видимо, представляют собой продукт морозного иссушения грунта (изотопное фракционирование в «закрытой системе»). При формировании текстурообразующих льдов всех типов в холодные эпохи роль процессов массопереноса (вымораживания) резко возрастала по сравнению с таковыми в теплые периоды плейстоцена. Проведенный анализ изотопных данных позволил оценить диапазон вариаций средних значений январской температуры в позднем плейстоцене–голоцене на территории Нижней Колымы в пределах от минус 30 до минус 48 °С. Продолжена разработка проблемы происхождения пластовых льдов. На основе разрезов, детально исследованных широким спектром методов, выбраны наиболее информативные методы и подходы к описанию – структурно-геологический и изотопный, позволяющие с большой долей вероятности определить генезис конкретной залежи. Исследовано влиянии пластовых льдов динамику арктических берегов. Сдана в печать монография: Н.Г. Белова «Пластовые льды юго-западного побережья Карского моря». Подготовлены учебно-методические материалы для иллюстрации учебных программ географического факультета МГУ по проблеме геоэкологического мониторинга нефтедобывающих полярных регионов РФ в формате презентаций.
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Геоэкологическая безопасность Российской Арктики (ГЗ)
Результаты этапа: Продолжены многолетние исследования в различных районах Арктики, в том числе на побережье Карского моря, п-ове Таймыр, архипелаге Новая Земля и на других полигонах. Сформулированы представления о дифференциации зоны синкриогенеза на мегаформацию Ледового Комплекса, приуроченного к регионам северо-востока Евразии с резкоконтинентальным климатом, и мегаформации погребенных глетчерных льдов северо-западной части евразийской криолитозоны с умеренно континентальным климатом. Разработана концепция их сопряженного формирования в холодные эпохи плейстоцена, когда в вдоль береговой линии древнего шельфа нарастали малоактивные образования наземного оледенения, подпруживавшие мелководные бассейны на месте Приморских низменностей приарктической Якутии, в которых накапливались едомные отложения с колоссальными объемами жильного льдообразования. Рассмотрены закономерности структурных изменений льда в процессе деформации под влиянием внешней нагрузки. Продолжено исследование взаимодействия газопроводов с окружающей природной средой на территории распространения многолетнемерзлых пород. В рамках этих исследований созданы и опубликованы две методические рекомендации для ОАО «Газпром», предназначенные для обеспечения защиты магистральных газопроводов, эксплуатирующихся на севере Тюменской области и Европейской территории России, в районах распространения многолетнемерзлых пород (криолитозоне), где комплекс опасных для инженерных сооружений инженерно-геологических процессов гораздо шире по сравнению с остальными территориями. Рассмотрены факторы, определяющие инженерно-геологические и геоэкологические аспекты освоения территорий, примыкающих с севера к Южно-Тамбейскому ГКМ, и территории острова Белый (Карское море). Прослежены изменения температур грунтов за последние 40 лет. Проведено исследование субфоссильных палиноспектров, содержание спор и пыльцы в повторно-жильных льдах, а также химического состава как непосредственно ледяных жил, так и вмещающих их отложений. Установлено, что высокая минерализация изученных повторно-жильных льдов и их постоянный хлоридно-натриевый состав указывают на их субаквальное сингенетическое накопление при смене фациальных и климатических условий. Разработаны научные основы создания информационно-аналитической системы предупреждения аварий в нефтегазовом комплексе по данным аэрокосмического мониторинга на территорию криолитозоны. Осуществлены научные исследования и разработана электронная карта в формате ГИС по теме «Геоэкологическое состояние типового месторождения Обь-Иртышского междуречья» на примере Петелинского месторождения ОАО «Юганскнефтегаз». Проведен анализ данных спутниковых наблюдений (http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/; Wаlsh, Chapman, 2001) и реконструкции площади морских льдов в Северном полушарии в связи с рассчитанной приходящей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиацией. Найдены корреляционные связи, составлены уравнения регрессии и выполнен прогноз изменения минимальной, максимальной площади морских льдов в Арктике и сезонной амплитуды площади морских льдов на период до 2050 гг. Продолжено изучение современного состояния ледников и криолитозоны в высоких широтах Российского сектора Арктики и их реакции на современные изменения климата. Исследованы ледники архипелага Северная Земля, острова Новая Земля и криолитозона Таймырской низменности (полуостров Таймыр). На Новой земле установлены незначительные деградации Новоземельского купола, повсеместное сокращение гоных ледников и значительное отступление выводных ледников, в то время как североземельские ледники близки к квазистационарному состоянию. Выполнена оценка интенсивности развития экзарации дна в районах нефтегазового освоения на мелководье Карского и Каспийского морей на фоне климатических изменений. Установлено, что в условиях потепления климата имеет место существенное перераспределение зон наиболее интенсивного ледово-экзарационного воздействия с тенденцией смещения этой зоны в сторону суши, а в условиях похолодания – обратный процесс. В Карском море на общую картину также может влиять проникновение в мелководные районы обломков айсбергов (на фоне потепления и активизации разрушения ледников) и несяков (на фоне похолодания и расширения в арктическом бассейне области распространения многолетних паковых льдов). На Каспийском море на процесс смещения зон экзарации также влияет изменение уровня моря (амплитуда которого может достигать 3 м за 100 лет, приводящее к существенной перестройке глубин и макрорельефа мелководий. Проведены геолого-геоморфологические исследования на участках обустройства и расширения Киринского и Южно-Киринского ГКМ на о.Сахалин, мониторинг развития опасных геологических процессов на объектах МГ «Бованенково-Ухта» и берегах морей, выработаны методические подходы к геоэкологической типизации берегов арктических морей в соответствии с международным индексом экологической чувствительности побережий к разливам нефти и нефтепродуктов, проведена геоэкологическая типизация берегов и геоморфологическое районирование побережья Карского моря. Продолжен мониторинг динамики арктических берегов на стационарах, начатый сотрудниками лаборатории несколько десятилетий назад. По результатам съемки были выявлены величины вертикальных и плановых деформаций, которые показали, что за последние годы отступание берегов либо замедлилось, либо совсем приостановилось. На уральском побережье Байдарацкой губы (Карское море) заложен стационар по наблюдению за термодинамикой грунтов береговой зоны. Изучено строение криогенных толщ, вмещающих пластовые льды, на побережьях Карского моря и реконструированы условий их формирования. Исследовано влияние пластовых льдов на динамику мерзлых берегов в условиях изменяющегося климата. Создан ГИС-проект «Морфоструктурное картографирование ключевых участков побережий Российской Арктики», составлены разрезы и стратиграфические схемы четвертичных отложений северной части полуостровов Ямал и Гыдан, ГИС – база данных «Типы берегов полуострова Ямал», получены результаты анализа динамики берегов ключевых участков побережья Карского моря с помощью спутниковых изображений и ветроволновых расчетов. По результатам исследований А.В. Баранской защищена диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 25.00.25 "Геоморфология и эволюционная география" на тему "Роль новейших вертикальных тектонических движений в формировании рельефа побережий Российской Арктики". Обобщены результаты многолетних исследований строения рельефа и рыхлых отложений побережий Югорского полуострова и Западного Ямала. Проведено исследование диатомовых водорослей в голоценовых озерных отложениях Северных Хибин (Кольский п-ов) и получены новые данные о эволюции седиментационных обстановок послеледникового времени. Составлена серия геоморфологических карт и карт распространения современных геоморфологических процессов на ключевые участки арктических побережий (ЗФИ, острова Карского и Восточно-Сибирского морей, п-ов Ямал, Приморские низменности Якутии, Западная Чукотка) в масштабе 1:100 000 – 1: 200 000. Установлены основные особенности геологического строения и рельефа побережий Пенжинской губы, выявлены главные источники наносов в устьевой области Пенжины. Проведена инвентаризация и составлена электронная карта распространения исторических памятников Российской Арктики. Составлен авторский макет карты распространения металлического лома в Арктике (для «Экологического атласа Арктики»).

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".