авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Криоморфогенез и литодинамика прибрежно-шельфовой зоны морей восточной сибири

-- [ Страница 2 ] --

Фактический материал по всем ключевым участкам побережья исследуемых морей собран, обработан и проанализирован непосредственно автором. Автор принимал участие в береговых исследованиях и бурении на шельфе, в том числе, в их организации. Идея и методика создания базы данных берегов морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского и их воплощение принадлежат автору, включая детальные оценки динамики берегов и потоков береговых наносов. Существенная активизация научно-экспедиционных исследований в прибрежно-шельфовой зоне морей Восточной Сибири в течение последних 10 лет (1998-2007 гг.) стала возможной благодаря Российско-Германскому сотрудничеству в рамках межправительственного проекта «Система моря Лаптевых». В ходе проекта были проведены дорогостоящие работы с соответствующим транспортным, буровым, современным приборным и аналитическим обеспечением, получен большой массив новых данных, в частности по мерзлоте, геологии и геоморфологии этого региона. Автор был в числе руководителей и организаторов всех десяти совместных экспедиций.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на следующих конференциях и совещаниях: «Рациональное природопользование в криолитозоне», Якутск (1990 г.); «Эволюционная геокриология. Процессы в Арктических районах на территории криолитозоны», Пущино (1995 г.); Первая конференция геокриологов России. МГУ, 1996; «Фундаментальные исследования криосферы Земли в Арктике и Субарктике», Пущино (1996 г.); 3rd QUEEN Workshop (Quaternary Environmental of the Eurasian North), Oystese, Norway (1999 г.); «Мониторинг Криосферы», Пущино (1999 г.); «Человечество и береговая зона Мирового океана в 21 веке», Москва, ИО РАН (2000 г.); 4th Workshop QUEEN (Quaternary Environment of the Eurasion North); International Workshop on Land-Ocean interactions in the Russian Arctic (LOIRA), Moscow (2000 г.); «Консервация и трансформация вещества и энергии в криосфере Земли», Пущино, (2001 г.); ACIA Workshop «Russian climate research and monitoring in the Arctic», St Petersburg, Russia, (2001 г.); 2nd workshop «Siberian river run-off» (SIRRO), Bremerhaven, Germany (2001 г.); «Экстремальные криосферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты», Пущино (2002 г.); «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения», Пущино (2003 г.); 8th International Conference on Permafrost, Zurich, Switzerland (2003 г.); 5th Workshop «Arctic Coastal Dynamics», MacGill University, Montreal, Canada (2004 г.); «Криосфера нефтегазоносных провинций», Тюмень (2004 г.); «Приоритетные направления в изучении криосферы Земли», Пущино (2005 г.); 2nd European Conference on Permafrost, Potsdam, Germany (2005 г.); «Россия в Международном Полярном Году 2007/08», Сочи (2006); «Проблемы корреляции плейстоценовых событий на Российском Севере» (COPERN), ВСЕГЕИ, C.-Петербург (2006 г.); 8th Workshop «Laptev Sea System, Process Studies on Permafrost Dynamics in the Laptev Sea», St. Petersburg, AARI (2006 г.); «Россия в Международном Полярном Году: первые результаты», Сочи (2007 г.).

  1. Публикации. По теме диссертации опубликовано 69 статей, в том числе 14 статей в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК: «Криосфера Земли», «Океанология», «Наука и образование», «Вестник Московского университета» (серия География), «International Journal of Earth Sciences», «Permafrost and Periglacial Processes», «Quaternary International», «International Journal of Marine Geology. Geo-Marine Letters», «Transactions, American Geophysical Union», «Journal of Coastal Research», «Journal of Geophysical Research. Solid Earth», а также авторская и три коллективные монографии.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 6-ти глав, заключения и приложения. Общий объем работы составляет 290 страниц, включая 33 таблицы, 100 рисунков и список литературы из 326 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам Института мерзлотоведения СО РАН, совместно с которыми проводились арктические исследования, – С.О. Разумову, С.Ю. Королеву, Е.А. Слагоде, А.Н. Курчатовой, Ю.В. Шумилову, А.К. Потибенко, К.Л. Киренскому, Н.И. Новикову, В.А. Николаеву, а также ведущим ученым института – Р.В. Чжану, В.В. Шепелеву, М.Н. Железняку, Р.М. Каменскому, В.Т. Балобаеву, В.Б. Спектору за советы и замечания.

Искренняя признательность сотрудникам других организаций, спутникам и помощникам в полярных экспедициях – Ю.Л. Шуру, Д.Ю. Большиянову, А.Ю. Деревягину, Т.В. Кузнецовой, Е.Н. Абрамовой и зарубежным ученым - Ф. Рахольду, Х.-В. Хуббертену, Е.-М. Пфайффер, Л. Ширрмайстеру, В. Шнайдеру, Г. Швамборну, Г. Гроссе, Р. Юнкеру, М. Фукуде, М. Алларду, Спасибо за поддержку наших арктических исследований Л.А. Тимохову, С.М. Прямикову, Х.-М. Кассенс, Й. Холлеману, Т. Остеркампу, Дж. Брауну, Н. Котре, П. Овердуину. Большая благодарность за помощь в организации полевых работ Ю.А. Бражникову, Д.В. Мельниченко, Н.А. Манько, В.А. Добробабе, Д.Н. Горохову, А.Ю. Гукову, И.Ф. Воробьеву, Я.В. Биллеру и В.М. Макагонову.

Особую благодарность хотелось бы выразить ведущим специалистам по береговым процессам и субаквальной криолитозоне Арктики Ф.Э. Арэ и Н.Н. Романовскому за постоянную научную и моральную поддержку, а также многолетнему (с 1982 г.) полевому спутнику и мудрому советнику В.В. Куницкому.

Хочется поблагодарить университетских (МГУ) научных руководителей автора в студенческие и «послестуденческие» годы Г.И. Рычагова и Е.И. Игнатова, которые направили интерес автора к познанию береговых и шельфовых процессов в начале его научного пути.

Автор всегда будет благодарен своим родителям - отцу, мерзлотоведу и полярнику, Н.Ф. Григорьеву и матери, тоже мерзлотоведу, Т.П. Кузнецовой за то, что, начиная еще со школьных лет, они привили мне тягу к полевым работам на севере Сибири и любовь к Арктике.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 «Аналитический обзор. Основные терминологические понятия и изученность» подробно рассматриваются терминологические понятия, которые используются в работе. Сделан обзор терминов по разным типам отрицательно-температурных пород, береговой и прибрежно-шельфовой зонам, лито- и морфодинамике, мерзлотной геоморфологии, а также, отдельно, по криогенным геоморфологическим процессам. Определено, почему те или иные термины используются в диссертационной работе. Проведен анализ подходов к предмету мерзлотной геоморфологии в тех рамках, в которых в последующих главах рассматриваются процессы криоморфогенеза и литодинамики.

Изучение береговой зоны морей Восточной Сибири проводили многие исследователи (Толь, 1897; Ермолаев, 1932; Вильнер, 1955; Гаккель, 1957, 1958; Митт, 1954; Н. Григорьев, 1966; Клюев, 1970; Каплин и др., 1971; Holmes, Creager, 1974; Молочушкин, 1975; Аре, 1980, 1985, 1987; Новиков, 1981, 1984; Арчиков и др., 1982; Коротаев, 1984; Григорьев, 1993, 1996, Reimnitz, et al. 1994; Разумов, 1996; Павлидис и др., 1998; Are, 1998; Каплин, Селиванов, 1999; Лопатин, 1999; Medkova, 1999; Semiletov, 1999, 2000; Григорьев, Куницкий, 2000, 2007; Rachold et al., 2000, 2002, 2007; Are et al., 2000, 2005, 2008; Романовский и др., 1999, 2006; Романкевич, Ветров, 2001; Слагода, 2002; Разумов, 2001, 2003, 2007; Grigoriev et al., 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007; Григорьев, 2004; Григорьев и др., 2006; Overduin et al., 2007; Grigoriev, 2007 и другие). Тем не менее, существует множество пробелов как в понимании закономерностей развития береговых процессов, так и в информации о скоростях развития берегового морфогенеза. Значительное число крупных береговых секторов побережья морей Лаптевых и Восточно-Сибирского до сих пор не изучалось ни полевыми, ни дистанционными методами. На рисунке 1 показаны все ключевые участки, где проводилось изучение берегов морей Восточной Сибири. Со второй половины ХХ века стали применяться методы сравнительного анализа аэрофотоснимков разных лет и повторных инструментальных (топографических) съемок. В 70-х – 90-х годах прошлого века и в начале этого проводился регулярный многолетний мониторинг за отступанием берегов с помощью реперных сетей. В изучаемом регионе такие наблюдения осуществляются лишь на нескольких ключевых участках. В изучаемом регионе такие наблюдения осуществляются лишь на нескольких ключевых участках. К ним относятся о-в Муостах и Быковский п-ов в море Лаптевых. Ключевые участки по берегам Восточно-Сибирского моря находятся в районе мыса Крестовского.

 Схема ключевых участков на побережье морей Восточной Сибири, изученных в-1

Рис. 1. Схема ключевых участков на побережье морей Восточной Сибири, изученных в отношении темпов береговых процессов (черный круг – участок полевых исследований автора).

Ключевых участков изучения подводной мерзлоты гораздо меньше, чем береговых (рис. 2). Впервые подводную мерзлоту, описанную в литературе, наблюдал в 1739 г. Х.П. Лаптев, в море же Лаптевых, вблизи восточного побережья п-ова Таймыр (Лаптев, 1851). Участники экспедиций: Э.В. Толль (1901), Ф.А. Маттисен (1903), М.И. Бруснев (1904), А.В. Колчак (1909) и Х.У. Свердруп (1930), исследуя моря Восточной Сибири, отмечали на отдельных участках мерзлое состояние донного грунта. Первые серьезные исследования подводной мерзлоты с получением буровых кернов, проведены в этом регионе В.М. Пономаревым (1940) в бухте Кожевникова, на дне которой установлены слоистые мерзлые породы. Во второй половине ХХ и в начале этого века буровые и геофизические работы проводились на шельфе изучаемых морей на 30-ти ключевых участках.

 Рис 2. Схема ключевых участков изучения СММП Восточной Сибири (серый круг – участок,-2

Рис 2. Схема ключевых участков изучения СММП Восточной Сибири (серый круг – участок, где имеются опубликованные материалы по буровым профилям, вскрывшим СММП).

К настоящему времени заметно увеличился объем информации об арктических толщах СМПП. Такая информация приводится в ряде изданных работ (Пономарев, 1950; Н. Григорьев, 1952, 1973, 1966, 1987; Иванов, 1969; Клюев 1970; Каплин и др., 1971; Катасонов, Пудов, 1972; Reimnitz et al., 1972, 1994; Mackay, 1972; Молочушкин, Гаврильев, 1970; Молочушкин, 1973; Schneider et al., 1975; Соломатин, Фишкин, 1975; Аре, 1976, 1980, 1987; Hum,, Schalk (1976); Macaulay et al., 1977; Rodgers, Morack, 1977; Данилов, Жигарев, 1977; Жигарев, Плахт, 1977; Фартышев, 1978, 1993; Chamberlain et al, 1978; Osterkamp, Garrisson, 1978; Данилов, 1978; Соловьев, 1981; Жигарев, 1981; Антипина и др., 1981; Куницкий, 1986; Taylor et al., 1989; Ним, 1989; Григорьев, 1993, 1996; Павлидис и др., 1998; Hinz et al., 1998; Bauch et al., 1999; Григорьев, Куницкий, 2000; Kassens., 2000, 2001; Gavrilov et al., 2001, Kholodov et al., 2001; Tipenko и al, 2001; Hubberten, Romanovskii, 2001, 2003; Romanovskii et al., 1998, 2000, 2003; Слагода, 2002; Куницкий, 2007; Разумов, 2007 и другие). Несмотря на довольно большой список приведенных публикаций, ряд важнейших параметров СММП практически не изучен. Это, прежде всего, связано с незначительным объемом фактического материала, полученного по результатам буровых работ, которые проведены лишь на некоторых прилегающих к берегам мелководьях и в весьма малых объемах.

В районах развития современных дельтовых образований, выдвигающихся в море, и в мелководных заливах часто происходит новообразование многолетнемерзлых толщ, мощность которых достигает 10-20 м. Зона их распространения обычно ограничена изобатой 2,5 м, а по горизонтали - до 20 км в море от края дельт. Изучением таких толщ в прибрежной зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского углубленно занимались Н.Ф. Григорьев, 1966; Е.Н. Молочушкин, 1975; М.С. Иванов, 1969; В.А. Соловьев, 1983; Л.А. Жигарев, 1981 и другие.

Наличие некоторого числа имеющихся в литературе карт и схем, приведенных в работе и показывающих особенности распространения и свойства арктической подводной криолитозоны, не говорит о достаточной изученности этого объекта. Такие материалы подготовлены на основе лишь косвенных (геофизическое зондирование, моделирование и т.д.), а не прямых фактических данных. Анализ изученности прибрежно-шельфовой зоны морей Лаптевых и Восточно-Сибирского показывает, что в целом этот регион в отношении береговых криогенных процессов до сегодняшнего дня исследован недостаточно. Территория шельфа Восточной Сибири в геокриологическом отношении крайне слабо изучена. Фактические (буровые) данные о развитии толщ СМПП в области относительно глубоководных частей этого шельфа отсутствуют. Лишь один буровой профиль, мерзлотные данные которого пока что не опубликованы, может характеризовать малую часть этой области, расположенную к северо-западу от о-ва Бельковский (фонды Российско-германской экспедиции, 2000 г.). Вместе с тем геокриологическая и геоморфологическая изученность морских берегов Восточной Сибири резко возросла в последние 10 лет, в результате работ ежегодных российско-германских экспедиций, в рамках межправительственного проекта «Система моря Лаптевых».

Следует подчеркнуть, что процессы развития береговой зоны, динамика криогенного рельефа и особенности СММП изучены в море Лаптевых существенно лучше, чем в Восточно-Сибирском.

В главе 2 «Общие физико-географические и мерзлотно-геологические сведения об изучаемом регионе» приводится анализ данных обобщающих публикаций, посвященных изучению геолого-географических условий берегов и шельфа, а также мерзлотно-геоморфологических исследований автора. Рассмотрены основные морфометрические параметры берегов и шельфа морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, особенности речного стока и основные гидрометеорологические условия этого региона. Отмечается большая роль ветрового режима и ледовых условий в динамике берегов. Кратко охарактеризован температурный и солевой режим придонных вод, имеющий значительные сезонные вариации и зависимость от батиметрических параметров. Подчеркивается значительное опреснение морских вод, особенно в центральном и восточном секторах моря Лаптевых и широкое распространение отрицательно-температурных вод в придонном слое.

Проанализированы мерзлотно-геологические и геоморфологические параметры побережья и прилегающего шельфа. Мощность ММП на побережье составляет от 400 до 700 м (Пономарев, 1937, Григорьев, 1960, 1966). Фактической информации о мощности криолитозоны на прилегающем шельфе на настоящий момент нет. Главной отличительной особенностью изучаемой области является самое широкое, по сравнению с другими арктическими регионами, распространение в ее пределах льдистых толщ (ледовый комплекс), объемное содержание льда в которых может превышать 80 %. Берега, содержащие ледовый комплекс, занимают 37 % протяженности побережья морей Лаптевых и Восточно-Сибирского и играют очень важную роль в формировании потоков терригенных наносов, уходящих на шельф. Имеется целый ряд концепций о происхождении ледового комплекса (Попов, 1953; Алексеев, 1970; Конищев, 1975; Лаврушин, 1963; Гравис, 1969, 1986; Томирдиаро, Черненький, 1987; Катасонов, 1963, 1973; Иванов, Катасонова, 1978; Куницкий, 1989). Автор придерживается мнения о полигенетическом генезисе ледового комплекса. Главная особенность отложений этого комплекса – наличие в них мощных повторно-жильных льдов, вертикальный размер которых достигает 50 м, а ширина – 7-8 м. Установлено, что льдистые толщи часто залегают ниже уровня моря.

Вдоль побережья арктического сектора Азии природная обстановка в плейстоцене и голоцене была крайне изменчива. В прибрежно-шельфовой зоне надежно устанавливаются следы нескольких регрессивно-трансгрессивных фаз. Они связываются с гляциоэвстатическими изменениями моря, уровень которого понижался 18-16 тыс. лет назад до изобат около 100 м, затем (11 тыс. лет назад) поднимался до изобаты 40 м и в середине голоцена достиг своего современного положения (Арэ, 1982). Уровень моря в послесартанскую трансгрессию поднимался со средней скоростью 9 м за 1 тыс. лет. Это вызвало отступание береговой линии в глубь суши со скоростью от 50 до 1200 м/год. После завершения подъема уровня моря за последние 5 тыс. лет полоса разрушенных термоабразией пород ледового комплекса могла достигать ширины 10-30, а местами 50 км (Арэ, 1980, 1983). Наиболее типичные скорости современного термоабразионного разрушения береговых уступов, сложенных льдистыми породами, по данным ряда авторов, составляют от 2 до 6 м/год (Хмызников, 1937; Н. Григорьев, 1966; Клюев, 1970; Сафьянов, 1978; Арэ, 1980).

Заключительная часть главы 2 содержит геологический очерк. Этот очерк базируется на изданных материалах (Никонов, 1977; Хаин, 1979; Геологическая..., 1978; Тектоническая..., 1979; Геологическая карта…, 1980; Геология.., 1981; Геология Якутской АССР, 1981; Геологическое строение, 1984; Структура..., 1985; Томирдиаро, Черненький, 1987; Гросвальд, Спектор, 1993; Имаев и др., 2000). Они излагаются автором с позиций проблем геоморфологического и геокриологического изучения территории прибрежно-шельфовой зоны Восточной Сибири.

В главе 3 «Методика исследований» рассматриваются методические подходы к изучению процессов криоморфогенеза, литодинамики и развития субаквальных многолетнемерзлых пород (СММП) в береговой зоне и на прибрежном шельфе исследуемых морей.

Динамика берегов и темпы протекания криогенных береговых процессов изучались путем экспедиционного мониторинга – оборудование реперами опытных площадок и береговых створов на ключевых участках для производства измерений и теодолитная съемка форм мерзлотного рельефа. Камеральный метод изучения динамики берегов основывался на анализе дистанционных материалов. Данные современных измерений по реперным сетям и теодолитных съемок накладывались на аэрофотоснимки (АФС) 1951-1986 гг. (масштаб от 1:25 000 до 1:70 000) для расчета многолетних линейных и площадных изменений исследуемых форм. Наибольшее внимание уделялось льдистым берегам как самому распространенному их типу на побережье и криогенным процессам, играющим главную роль в темпах трансформации береговой зоны. Оценка средних темпов отступания берегов осуществлялась на репрезентативных участках на основе экспедиционных наблюдений и измерений, а также привлечения дистанционных материалов. Определялись морфологические параметры берегов: абсолютные высоты береговых уступов и склонов, их крутизна, расчлененность и т.д. (рис. 3)

Изучение динамики низких аккумулятивных берегов оказалось сложной задачей из-за изменчивого режима сгонно-нагонных явлений и ежедневного перемещения береговых линий. В этом случае обычно использовались низкие (высотой 0,2-0,5 м) стабильные береговые уступы, которые фиксируются на АФС. При анализе дистанционных материалов, для оценки средней многолетней скорости изменения береговых форм, использовались современные ГИС-технологии и компьютерные программы (ENVI 3.1-3.4., ArcView-ArcInfo 8.1). Следует подчеркнуть, что метод дистанционного анализа изменения береговых линий иногда даже предпочтительней измерений на местности. При наличии необходимых картоматериалов, АФС и спутниковой информации, он позволяет оценить большие участки берегов, вплоть до всей береговой зоны моря. Однако есть и существенные минусы. Во-первых, необходимое количество дистанционных материалов хорошего качества для анализа динамики берегов трудно найти или слишком дорого приобрести. АФС до сих пор не покрывают всю береговую зону Российской Арктики. Их особенно недостаточно на район побережья Восточно-Сибирского моря. Во-вторых, разрешающая способность и качество карт и снимков часто не удовлетворяют требованию точной привязки к ним современных береговых линий и форм рельефа. В особенности это относится к берегам с малоактивной динамикой.

 Наложение данных современной теодолитной съемки на аэрофотоснимок 1969 г. Мыс-3

Рис. 3. Наложение данных современной теодолитной съемки на аэрофотоснимок 1969 г. Мыс Мамонтов Клык, море Лаптевых (слева); перенос контуров береговой линии и бровки термоабразионного и термоденудационного клифов с АФС 1981 г. на АФС 1951 г. Урочище Мамонтовый-Хаята, Быковский п-ов, залив Буор-Хая (справа).



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.