Внешняя геодинамика (экзогенные процессы). Геотектоника. Эрозия, выветривание почвы, почвообразование. Гляциология. Геология моря

Приведены сведения об основных параметрах и характеристиках льда, о механике разрушения льда и особенностях его воздействия на гидротехнические сооружения. Рассмотрены основные положения определения ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения, факторы, влияющие на ледовую нагрузку, основные расчетные случаи. Отдельная глава посвящена методам защиты портовых и шельфовых сооружений от ледовых воздействий. Расчет ледовой нагрузки рассмотрен на примерах.

Deciphering the satellite images of medium and high spatial resolution of the northern territories of Western Siberia has been carried out using geoinformation system ArcGIS 10.3. Images of medium resolution Landsat-8 and high resolution Kanopus-V were used. Kanopus-V images alluded to determine the number and areas of small lakes, which are considered as intensive sources of methane emission into the atmosphere from thermokarst lakes. Data on the spatial characteristics of thermokarst lakes were obtained. Based on the integration of images of medium and high spatial resolution, a synthesized histogram of the distribution of lakes in a wide range of sizes was constructed, taking into account small lakes. The obtained histogram was approximated by a lognormal distribution law by the Pearson criterion with a probability of 0.99. Based on the geo-simulation approach, a new model of the spatial structure of the fields of thermokarst lakes is presented, taking into account the lognormal law of the lake size-distribution. Algorithms for modeling the spatial structure of the fields of thermokarst lakes are described. An example of modeling the field of thermokarst lakes with a lognormal law of their size-distribution is given. The practical applicability of the previously developed model with an exponential distribution of lakes in size, based on data from Landsat images, has been experimentally confirmed. The results can be used to obtain predictions of the dynamics of methane emissions from the thermokarst lakes of the Arctic zone of Northern Eurasia for the coming decades in the context of climate changes.

Deciphering the satellite images of medium and high spatial resolution of the northern territories of Western Siberia has been carried out using geoinformation system ArcGIS 10.3. Images of medium resolution Landsat-8 and high resolution Kanopus-V were used. Kanopus-V images alluded to determine the number and areas of small lakes, which are considered as intensive sources of methane emission into the atmosphere from thermokarst lakes. Data on the spatial characteristics of thermokarst lakes were obtained. Based on the integration of images of medium and high spatial resolution, a synthesized histogram of the distribution of lakes in a wide range of sizes was constructed, taking into account small lakes. The obtained histogram was approximated by a lognormal distribution law by the Pearson criterion with a probability of 0.99. Based on the geo-simulation approach, a new model of the spatial structure of the fields of thermokarst lakes is presented, taking into account the lognormal law of the lake size-distribution. Algorithms for modeling the spatial structure of the fields of thermokarst lakes are described. An example of modeling the field of thermokarst lakes with a lognormal law of their size-distribution is given. The practical applicability of the previously developed model with an exponential distribution of lakes in size, based on data from Landsat images, has been experimentally confirmed. The results can be used to obtain predictions of the dynamics of methane emissions from the thermokarst lakes of the Arctic zone of Northern Eurasia for the coming decades in the context of climate changes. Citation: Polishchuk VYu, Muratov IN, Polishchuk YuM (2019) Modeling spatial structure of thermokarst lake fields in permafrost of Western Siberia based on satellite images. Arctic Environmental Research 19(1): 1–10. https://doi.org/10.3897/issn2541-8416.2019.19.1.1

Представлены результаты многолетних мониторинговых исследований динамики сезонного протаивания пород в различных районах палеорегиона Берингия: Колымская и Анадырская низменности, берег залива Лаврентия, полуостров Сьюард и мыс Барроу. Основу фактического материала составили данные полевых измерений, проведенных в рамках программы циркумполярного мониторинга сезонноталого слоя (Circumpolar Active Layer Monitoring – CALM), материалы исследований на геокриологическом стационаре «Дионисия» (г. Анадырь, Чукотка), а также массив метеорологической информации с действующих метеостанций северо-востока России. Площадки мониторинга расположены в природных условиях, наиболее типичных для окружающих территорий, представляя зональные ландшафты от арктических тундр в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород до северной тайги и южных тундр в области прерывистого распространения мерзлых отложений. Интразональные ландшафты, представленные речной поймой, также включены в исследование. Анализ межгодового хода глубины сезонного протаивания пород и летней температуры воздуха (июнь–сентябрь) выявил общие закономерности и тренды: на большинстве рассматриваемых мониторинговых площадок с 1980–1990-х годов вслед за ростом температур воздуха в теплый период наблюдается увеличение толщины сезонноталого слоя, завершившееся фазой стабилизации в 2000–2010-х годах. Продолжение роста глубины сезонного протаивания почв характерно лишь для некоторых точек Колымской низменности и района Восточной Чукотки (залив Лаврентия), что демонстрирует неоднозначность реакции сезонноталого слоя на изменения внешних воздействий на разных участках. Представленные в работе результаты могут быть использованы для анализа динамики природных условий региона в контексте региональных изменений климата.

Монография посвящена изучению опасных экзогенных процессов для оценки социально-экономических угроз и рисков при освоении Азово- Черноморского побережья, содержит новейшие сведения о состоянии и освоенности побережья Азовского моря. Выполнено районирование территории по уровню антропогенного воздействия. Выявлены факторы, лимитирующие хозяйственное освоение уникальных береговых ландшафтов. Изучены опасные экзогенные процессы приазовского региона. Показаны современные технологии для оценки социально-экономических угроз и рисков при освоении побережья Дона, Кубани, Крыма.

Представлены результаты исследования диатомовых комплексов современных донных отложений малого озера Щучье (Хибинский горный массив, Кольский п-ов). В исследованном интервале донных отложений оз. Щучье обнаружено 218 видов и разновидностей диатомовых водорослей, относящихся к 44 родам. Преобладающими таксонами являются Aulacoseira valida (Grun.) Kramm (до 25 %), A. subarctica (O. Müll.) Haworth (до 24 %), Staurosira venter (Ehrenberg) H. Kobayasi (до 17 %), S. construens Ehrenberg (до 16 %), Pseudostaurosira brevistriata (Grunow) D.M. Williams & Round (до 15 %), A. alpigena (Grunow) Krammer (до 13 %), Brachysira brebissonii R. Ross (до 10 %). Эколого-географический анализ диатомовых комплексов выявил в исследуемом озере среди таксонов с известным географическим распределением преобладание космополитов, по типу местообитания – бентосных форм. По отношению к рН доминируют обитатели слабощелочных вод (алкалифилы и алкалибионты), по отношению к солености воды – виды- индифференты. Обнаружены изменения в структуре диатомовых комплексов, отражающие процессы, происходящие на водосборной площади. Так, по отношению к местообитанию с горизонта 3-4 см отмечено значительное увеличение доли планктонных форм; в современном слое их доля достигает 51,2 %, что указывает на повышение уровня воды в озере. Выявлено упрощение структуры диатомовых комплексов, сопровождающееся резким снижением индекса Шеннона–Уивера. Доминирующий комплекс представлен алкалибионтными (Aulacoseira subarctica и A. valida) и алькалифильным (Staurosira construens) таксонами. Полностью исчез ацидофильный бентосный вид Brachisira brebissonii, представители рода Eunotia встречаются единично. Нелинейная динамика рН является, с одной стороны, косвенным свидетельством климатических изменений в сторону потепления и тренда на увеличение трофического статуса озера, с другой – свидетельством антропогенного влияния.

Несмотря на увеличение качества и количества исследований, разброс оценок эмиссии метана заболоченными землями Арктики остается и изменяется в пределах 30·1012 г. Это связано с высокой пространственно-временной изменчивостью условий, благоприятных для биологической продукции и окисления метана, а также с факторами, определяющими диффузионный обмен между почвой и атмосферой. Так, зимний поток метана, формирующийся при промерзании почв, до недавнего времени считали пренебрежимо малым. Данные единичных измерений позволяют оценивать его вклад в годовой обмен метана между почвой и атмосферой величиной до 25 %. В настоящем исследовании показано, что часть метана задерживается в промерзшей почве. Установлены количество и продолжительность сохранения метана в промерзающих и мерзлых почвах северо-востока Сибири. Содержание метана в нижней части сезонноталого слоя составляло в среднем 1,4 см3/кг. Концентрация метана в переходном слое многолетней мерзлоты, протаивающем в отдельные теплые годы, достигала 15 см3/кг. Чтобы определить источники повышенного содержания метана в почвах, проанализирован вклад биологических и физических процессов: потенциальной продукции метана в промерзающей и мерзлой почве и криогенного отжима метана во время промерзания к кровле мерзлых пород. В формировании горизонтов с повышенным содержанием метана принимают участие как биологические, так и криогенные процессы. Метан накапливается при промерзании почвы, формируя разобщенные локализованные максимумы концентраций на участках, где условия благоприятствуют его продукции и захоронению на подошве деятельного слоя, а не распределяется равномерно. Метан может сохраняться в почве до ее оттаивания. Поток метана, образованного в сезонноталых и периодически оттаивающих горизонтах мерзлоты в условиях наблюдаемых участков, может достигать 3 г/м2 в год.

В учебнике изложены основные вопросы общей части дисциплины «География почв». Раскрыто содержание, методы, методология, задачи дисциплины, морфологические признаки почв, структурные уровни организации почв и почвенного покрова. Изложены основные положения теории генезиса, характеристики почвообразовательных процессов. Рассмотрены современные классификационные построения в работах российских и зарубежных почвенных школ, дана корреляция классификации почв России и мировой реферативной базы (WRB). Изложены основные законы географии почв, учение о факторах почвообразования, о почвенно-географическом районировании. Большое внимание уделено структуре почвенного покрова (СПП) и методам ее изучения.

Учебник «География почв. Почвы России» дает представление об основных типах почв и особенностях их географического расположения. Основой учебника является курс лекций «География почв», который читается автором в Тимирязевской академии более 25 лет. Материал излагается в соответствии со схемой почвенно-географического районирования РФ. Приводятся характеристика наиболее распространенных типов почв, условий почвообразования, их генетические, региональные особенности и возможности хозяйственного использования. В процессе изучения дисциплины студент получает знания о географическом распространении типов и подтипов почв, строении их почвенного профиля, представления о почвообразовательных процессах и особенностях их проявления в зависимости от факторов почвообразования, большое внимание уделяется морфологической и аналитической диагностике почв. Название почв приводятся на основе наиболее распространенных национальных классификационных построений («Классификация и диагностика почв СССР» (1977) и «Классификация и диагностика почв России» (2004)), а также Мировой коррелятивной базы почвенных ресурсов — WRB (World Reference Base for Soil Resources), которые широко используются в настоящее время.

Выявлено геологическое строение и построена генерализованная модель формирования четвертичных отложений археологического памятника Афонтова гора-II на участках с различными геологогеоморфологическими особенностями. Показано, что основанием для обоих участков служат аллювиальные отложения II надпойменной террасы (НПТ) р. Енисей. На них во время формирования аллювия I надпойменной террасы происходило накопление эолово-делювиальных отложений на площадке II террасы, а также формирование делювиального шлейфа на пологой поверхности III террасы. Именно на этих разновысотных уровнях вблизи р. Енисей локализованы археологические и палеоантропологические находки афонтовской культуры финального палеолита Сибири. На границе позднеледниковья и голоцена делювиальный шлейф, облекающий поверхность III НПТ, был вовлечен в оползни, которые надвинулись на поверхность II НПТ. В результате постседиментационным деформациям подверглись отложения субаэральных ярусов как III, так и II террас. Детальные текстурно-структурные исследования позволили разделить оползневые образования на интенсивно деформированные тела, потерявшие первичный текстурно-структурный облик и на блоки-чешуи, включающие малоамплитудные внутренние микродеформации, но сохранившие изначально седиментационные признаки, что позволило определить их стратогенетическую принадлежность. Это помогло доказать инситность антропологических, археологических и палеонтологических находок внутри оползневых блоков, а также объяснить археологическую стерильность и аномальную мощность субаэрального покрова, облекающего оползневые чешуи.

В статье проведена оценка влияния угловой скорости вращения Земли на формирование циркуляционного режима северного полушария с учетом летнего и зимнего сезонов над наземной и океанической поверхностью

Профессиональное академическое периодическое издание в области гляциологии и криологии Земли. Тематика журнала охватывает все отрасли гляциологии, включая изучение атмосферного льда, снежного покрова и снежных лавин, горных ледников и полярных ледниковых покровов, морских, речных, озёрных и подземных льдов, гляциальных селей и наледей, а также прошлых оледенений Земли и возможного похолодания в будущем. Эта тематика имеет и прикладную составляющую, охватывающую процессы обледенения, метели и снежные заносы, подвижки пульсирующих ледников и ледниковые паводки. Учредителями журнала являются Институт географии РАН и Русское географическое общество. Журнал является рецензируемым и включен в Перечень ВАК.

Предложена математическая модель формирования терригенного заполнения неокомского бассейна Западной Сибири, в которой рельеф фундамента и толщина накопленных осадков обусловливаются динамической изостазией. С помощью модельного расчета продемонстрировано накопление мощного клиноформного комплекса в морском бассейне глубиной 200-250 м, сопровождающееся миграцией области максимального прогибания в западном направлении.

В статье представлен краткий обзор исследований нижнедевонских отложений в естественных выходах Предуральского краевого прогиба, западного склона Урала и кряжа Пай-Хоя, островов Печорского моря. Изучение нижнего девона началось на разрезах Западной Европы в XIX веке. В статье рассмотрены основные этапы геологического исследования нижнего девона в Тимано-Североуральском регионе, которое началось с 20-х годов XX века. Изложена история составления стратиграфических схем по мере выяснения фациальных типов отложений и зон их развития. Были выделены местные стратиграфические подразделения, которые получили литологическую и палеонтологическую характеристики. Схемы детального биостратиграфического расчленения нашли применение при анализе осадочных отложений и палео-географических реконструкций. Овинпармские и сотчемкыртинские отложения соответствуют лохковскому ярусу. Стратотип лохковского яруса нижнего девона был изучен в бассейне р. Кожим. Филиппчукская свита сопоставлена с пражским ярусом, сывьюская свита – с эмсским ярусом. Установлено, что для раннедевонских отложений характерен широкий спектр фаций. Овинпармская свита представлена фациями открытого шельфа с богатым комплексом фауны, сотчемкыртинская свита – фациями шельфа и лагун с бедным комплексом фауны. Терригенные отложения установлены в сотчемкыртинской свите, пражском и эмсском ярусах. В 1988 году местные стратиграфические подразделения Тимано-Североуральского региона были введены в унифицированную стратиграфическую схему девона Русской платформы. Региональные и местные стратиграфические схемы основаны на использовании различных фаунистических групп: брахиоподы, остракоды, кораллы, позвоночные и др. Определено положение разнообразных органогенных структур в седиментационных циклах. Установлены основные признаки уральских рифов. В разрезах Западного Урала прослежено развитие лохковских-нижнеэмсских рифогенных известняков.

В книге рассматриваются два природных объекта, определяющие многие особенности природы России - климат и вечная мерзлота. Представлена сложная многоплановая связь вечной мерзлоты (ее температуры, распространения, криогенных процессов) с климатом, динамика мерзлоты под влиянием неоднократных изменений климата на протяжении последних этапов геологической истории Земли и в наше время. Изложены современные представления об изменениях климата и его причинах (естественного и антропогенного характера), периодичности колебаний. Исследуется реакция вечной мерзлоты на изменения климата - естественные (колебательные, с разными периодами колебаний) и антропогенные, включая техногенное воздействие (направленного характера).

В пособии изложены теоретические сведения о болотах, болотной растительности, составе и свойствах торфяных грунтов, методы их исследований, прогнозирования и классификации, применении характеристик состава и свойств при расчётах торфяных оснований при проектировании сооружений. Пособие создается в связи с актуализацией нормативных документов и применением в практике проведения изысканий новой техники и оборудования.

Пособие знакомит с современными представлениями о криолитозоне, причинах формирования, истории развития и динамике, с особенностями ее строения, свойствами мерзлых и промерзающих отложений и экзогенными геологическими процессами, протекающими при отрицательных температурах. В отдельном разделе рассматриваются условия взаимодействия подземных вод с мерзлыми породами.

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований дано обоснование параметров дискового режущего инструмента, применение которого в сменных рабочих органах спецмашин обеспечит минимизацию энергетических затрат при разрушении прочных снежно-ледяных и гололедных образований резанием. Предложена конструкция отвального рабочего органа, оснащенного дисковым режущим инструментом, обоснована возможность разрушения прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом с минимальной энергоемкостью процесса.

Описаны профили кор выветривания нижнего мела, верхнего мела – эоцена, олигоцена – миоцена, плиоцена – эоплейстоцена, депрессии покрытого карста меловой, палеогеновой, неогеновой и задернованного – четвертичной систем. Охарактеризованы стратоны, отмечены их особенности в трех фациальных зонах. Описаны месторождения и некоторые проявления гипергенного рудного сырья (россыпи золота, железо-марганцевые, ниобиевые и редкоземельные руды). Показан комплексный характер большинства месторождений. Среди нерудных осадочных и гипергенных полезных ископаемых охарактеризованы буроугольные, торфяные, фосфатные, кирпичных суглинков, тугоплавких и огнеупорных глин и песков. Показаны возможности создания промышленной базы красок минеральных. Кайнозойские отложения располагают минеральными ресурсами и запасами, способными обеспечить экономическое развитие Енисейского, Мотыгинского, Богучанского районов и Красноярского края в целом.