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 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

Криоморфогенез и литодинамика прибрежно-шельфовой зоны морей восточной сибири

-- [ Страница 4 ] --

Несмотря на региональное повышение летней температуры приземного воздуха в изучаемом районе, отчетливого положительного тренда отступания термоабразионно-термоденудационных берегов, в течение последних десятилетий, отмечается далеко не всех наблюдаемых участках. В районе м. Крестовского (Восточно-Сибирское море) средние скорости термоабразии в 1990-1993 гг. возросли почти в 1,5-2 раза по сравнению с 1952-1972 гг. (Григорьев и др., 2006). Начиная с 2004 года, и особенно в 2007 г., выявлено заметное усиление береговых процессов в море Лаптевых. Это выразилось в массовой активизации склоновых процессов, прежде всего солифлюкции (криосолифлюкции), на прежде стабильных, задернованных берегах и в резком усилении темпов разрушения термоабразионных и термоабразионно-термоденудационных берегов. Скорость их отступания превысила на нескольких ключевых мониторинговых участках среднемноголетние нормы в 1,5-2,5 раза (рис. 6, 7).

Существенное увеличение активности береговых процессов связывается с повышением температуры воздуха, как в Восточно-Сибирском приморском регионе, так и в Арктике в целом. Как следствие, на береговых склонах идет интенсификация солифлюкционных процессов, а также отмечается усиление штормовой активности, в связи с сокращением площади сплоченных льдов в 2005-2007 гг.

 Темп термоабразионно-термоденудационного разрушения приморских участков-7

Рис. 6. Темп термоабразионно-термоденудационного разрушения приморских участков ледового комплекса: северо-восточный берег (А) и северный мыс (Б) о-ва Муостах; северо-восточный берег (В) п-ова Быковский (урочище Мамонтовый-Хаята).

В связи с предполагаемым дальнейшим повышением температуры воздуха в Арктике прогнозируется ускорение темпов разрушения берегов. Льдистые берега занимают более трети протяженности побережья морей Лаптевых и Восточно-Сибирского и отступают на ряде участков от 1 до 10 м/год. Возрастающие скорости их разрушения представляют существенную проблему для местных жителей, промышленных организаций и транспортных структур. На берегах, сложенных дисперсными породами с высоким содержанием подземного льда, расположены населенные пункты, коммуникации, средства навигационного обеспечения морского транспорта и другие объекты. Все эти объекты подвержены опасности разрушения. В последнее десятилетие быстрое отступание береговых уступов, активизация поверхностных криогенных явлений часто приводили к обрушению домов, кладбищ, геодезических знаков, навигационных и других прибрежных объектов.

Рис. 7. Аэрофотоснимок о-ва Муостах (1951 г.) с контуром бровки термоабразионного клифа в 2007 г.

Наступление моря на льдистые берега провоцирует активизацию негативных криогенных процессов и на значительном удалении от берега: катастрофическое развитие термоэрозионных оврагов, термокарстовых и термосуффозионных провалов, криосолифлюкционного разрушения склонов. В силу большого площадного охвата и высокой скорости развития эти процессы могут представлять для техногенных объектов даже большую опасность, чем непосредственное отступание льдистых береговых клифов.

До недавнего времени, из-за недостатка информации, прогнозирование скорости разрушения береговых уступов в этих районах было затруднено. В настоящий период по многим береговых сегментам исследуемых морей уже накоплен достаточный массив данных о многолетних трендах динамики берегов. Это позволяет предсказать, когда береговые сооружения должны быть перемещены вглубь суши или предложить своевременные меры их защиты. Приведенные выше данные убедительно свидетельствуют о необходимости получения надежной и полной информации о современных характеристиках береговых процессов и их прогнозе.

В заключении главы кратко характеризуются общие черты развития криоморфогенеза береговой зоны морей Восточной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене, обусловленные в основном глобальными климатическими изменениями и связанными с ними гляциоэвстатическими колебаниями уровня Арктического бассейна.

Анализ рассмотренных выше материалов показывает, что процессы криоморфогенеза формируют на побережье арктических морей весьма специфичные и необычайно динамичные береговые ландшафты. Их основой служат льдистые породы, в том числе ледовый комплекс, имеющий самое широкое развитие именно в рассматриваемом регионе Арктики. Результаты исследований свидетельствуют о доминирующем влиянии криогенных процессов на формирование рельефа береговой зоны морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. На основе проведенных наблюдений и анализа материалов по динамике береговых процессов впервые получены точные данные о средней скорости отступания берегов исследуемых морей. Вышесказанное, с учетом приведенных в главе качественных и количественных данных об особенностях криоморфогенеза исследованного района, позволяет сформулировать следующее защищаемое положение: В силу высокой льдистости многолетнемерзлых пород береговой зоны морей Восточной Сибири, где доля ледового комплекса от длины побережья составляет 37%, процессы криоморфогенеза играют ведущую роль в разрушении их берегов, формируя самые динамичные в Арктике геоморфологические и ландшафтные зоны. Скорость разрушения береговых секторов, содержащих ледовый комплекс, в 5-7 раз выше, чем секторов с малольдистыми толщами. При этом, темп теряемой площади суши этих морей составляет 10,7 км2 в год.

В пятой главе «Литодинамика прибрежно-шельфовой зоны» рассматриваются процессы перемещения и источники наносов в системах континент-шельф и берег-шельф для морей Лаптевых и Восточно-Сибирского.

К основным направлениям литодинамических исследований в изучаемом регионе относятся: 1) изучение динамики наносов на прибрежном и приглубом шельфе и 2) оценка потоков терригенных наносов в прибрежно-шельфовую зону и арктический бассейн. Источниками терригенных наносов являются: а) твердый речной сток (взвешенные наносы); б) вынос влекомого речного обломочного материала; в) вынос материала грунтовыми водами; г) вынос берегового обломочного материала; д) перенос осадков морским льдом; е) вынос материала эоловыми процессами.

Следует подчеркнуть, что, применительно ко всей Арктике, наиболее полно исследован речной твердый сток. Что касается берегового выноса наносов, то в настоящее время имеются обобщенные данные для всего арктическому бассейну, но наиболее детально он изучен в морях Карском (Васильев, 2006), Лаптевых и Восточно-Сибирском (Григорьев, Куницкий, 1997; Grigoriev, Rachold, 2003; Grigoriev et al., 2004; Григорьев, 2004; Григорьев и др., 2006).

Достоверно установлено, что доминирующими источниками терригенного выноса в арктические моря являются речной твердый сток и вынос береговых наносов. В ряде морей преобладает первый источник, в других второй.

Вынос в Северный Ледовитый океан морскими льдами терригенного органического углерода почти на два порядка меньше речного или берегового – 0,134, а в моря Лаптевых и Восточно-Сибирское, соответственно, - 0,087 и 0,019 млн. т/год (Eicken, 2004). Его значение в бюджете терригенных осадков в Арктике находится в пределах погрешностей оценок берегового и речного потоков. Масса выноса органического углерода в виде речного влекомого материала для Арктики в целом оценивается в 0,13, а грунтовыми водами – 2,3 млн. тонн/год (Stein, Macdonald, 2003). Количество эолового материала, поступающего в моря российского сектора Арктики, составляет 1343 -минерального, и 378 тыс. т/год органического вещества (Романкевич, Ветров, 2001). Масса терригенного эолового привноса минерального материала и органического углерода в арктический бассейн, включая антропогенный источник - органическую сажу, оценивается соответственно в 5,7 и 1,72 млн. т/год (в море Лаптевых 0,298 и 0,09, в Восточно-Сибирское море – 0,589 и 0,178) (Shevchenko, Lisitzin, 2004). Масса подземного стока растворенного органического углерода в арктические моря России примерно оценивается в 1,65 млн. тонн в год (Романкевич, Ветров, 2001).

По объемам перемещения наносов в зоне арктических пляжей и подводного берегового склона данных довольно мало. Абразия прибрежного дна Белого, Баренцева и Карского морей оценена О.В. Суздальским (1974) соответственно в 11; 7,7 и 23,6 млн. тонн в год. Обобщенных суммарных оценок абразии подводного берегового склона морей Восточной Сибири пока нет. По некоторым данным масса абрадируемого материала на подводном береговом склоне может быть сопоставима с массой берегового выноса наносов (Каплин, 1971; Каплин и др., 1991; Шуйский, Огородников, 1981; Арчиков и др., 1982; Шуйский, 1983; Арэ, 1985; Are, 1999), но единого мнения по этому вопросу не существует. О.В. Суздальский (1974, 1976), по Белому и Баренцеву морям, оценивает массу абрадируемого донного материала в 10-20% от берегового абразионного выноса.

Динамика профиля подводного берегового склона (ПБС) морей Лаптевых и Восточно-Сибирского исследована пока недостаточно. Наибольший вклад в ее изучение внесли Ф.Э. Арэ (Арэ, 1980, 1985, 1998; Are et al., 2000, 2001, 2002а, 2002б, 2003, 2008) и Э. Реймнитц (Reimnitz et al., 1994; Reimnitz, Are, 2000). В соотношении темпов преобразования ПБС и динамики берегов изучаемого региона имеется существенная проблема, заключающаяся в парадоксальном, неизменно активном разрушении термоабразионных берегов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского при ничтожно малых (0,003-0,005) уклонах ПБС. Такое развитие берегов и ПБС в одной прибрежно-шельфовой системе не соответствует классическим представлениям В.П. Зенковича (1962) о существовании предельно малого уклона дна, прекращающего эрозию берегов.

В настоящее время имеются современные обобщающие оценки твердого стока рек морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, включая сток органического углерода. Суммарный твердый сток рек моря Лаптевых составляет 28, 6 и 6,8 млн. т/год взвешенных наносов и органического углерода, а Восточно-Сибирского, соответственно, 25,15 и 1,86 млн. т/год (Holmes et al., 2002; Gordeev, Rachold, 2002; Rachold, Hubberten, 1999).

Береговой поток наносов. Динамика наносов на берегах и их перемещение в пределах литорали и на подводном береговом склоне имеют тесные закономерные связи. Движение материала в этой системе, состоящей из наземной и подводной частей, протекает весьма активно. Оно характеризуется в основном двумя разнонаправленными векторами: продольным (вдольбереговым) и поперечным перемещением осадков. В их продольном перемещении доминирует гравитационная составляющая, увлекающая обломочный материал вглубь моря. Мерзлотно-геологическое строение прибрежно-шельфовой зоны и активное протекание на побережье морей Лаптевых и Восточно-Сибирского криогенных геоморфологических процессов, вносят особую специфику в характер динамики берегов и формирования потоков наносов.

Первые обобщающие исследования, связанные с детальной оценкой выноса в море Лаптевых береговых масс, провел Ф.Э. Арэ (Are, 1999). Изучение процессов термоабразии льдистых и малольдистых берегов в пределах Анабар-Оленекского междуречья, показало, что суммарный поток в море береговых наносов, при их среднем удельном весе равном 1,5 т/м2, на отрезке берега в 85 км составил 3,4 млн. т/год. При этом один километр льдистых берегов продуцирует в среднем 45 тыс. тонн наносов в год, а малольдистых – 16,5 тыс. тонн /год, то есть почти в три раза меньше. В последние годы появились новые данные о динамике берегов и объемах поступления береговых наносов в моря Восточной Сибири, подкрепленные большим объемом фактического материала (Are et al., 2000; Rachold et al., 2000, 2002; Grigoriev, Rachold, 2003; Grigoriev et al., 2004; Григорьев и др. 2006 и др.).

Методика расчета береговых литодинамических потоков базируется на определении и соотношении параметров, характеризующих динамику, литологию, мерзлотно-геологическое строение и морфологию берегов в пределах каждого из выделенных, относительно однотипных береговых секторов исследуемых морей. Определение таких параметров как скорость отступания берегов, длина берегового сегмента и высота берегового клифа, достаточно для выполнения расчета объема материала поступающего в море. Имея информацию о макро- и микрольдистости пород, плотности их скелета и весовом содержании в них органического материала, можно рассчитать массу потоков как всего обломочного материала, продуцируемого береговой эрозией, так и вынос органического углерода.

В морях Лаптевых и Восточно-Сибирском, вследствие активного разрушения берегов, в особенности, ледового комплекса, и выноса больших масс тонкодисперсного материала, на значительной части прилегающего шельфа формируются обширные поля суспензионных масс, видимые из космоса (рис. 8).

 Суспензионный шлейф осадков из береговой зоны Восточно-Сибирского моря,-9

Рис. 8. Суспензионный шлейф осадков из береговой зоны Восточно-Сибирского моря, формирующийся в результате разрушения ледового комплекса, 24 августа 2000 г. (источник космического снимка: http// http://www.visibleearth.nasa.gov ).

В разных арктических морях существуют резкие отличия в речном и береговом твердых потоках с суши. В ряде морей доминирует речной вынос. Например, при сравнении морей Лаптевых и Бофорта обнаруживаются более, чем 20-ти кратное, различие в соотношении речного и берегового материала, выносимого на шельф (табл. 2).

Таблица 2

Соотношение масс твердого стока рек и потока наносов из берегов моря Лаптевых и Канадского сектора моря Бофорта (1Gordeev, Rachold, 2004; 2MacDonald et al. 1998; 3Hill et al. 1991; 4Grigoriev et al., 2004; Григорьев и др., 2006).

Источники наносов Море Лаптевых Канадский сектор моря Бофорта
Твердый сток рек, млн. тонн/год 28,61 64,452
Поток наносов из эрозионных берегов, млн. тонн/год 62,24 5,63
Масса наносов из эрозионных берегов, млн. тонн/год на 1 км берега 0,008 0,0053
Соотношение речного и берегового материала, выносимого на шельф 0,45 11,5

В отношении морей Лаптевых (табл. 3) и Восточно-Сибирского (табл. 4) автором количественно определены некоторые мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры для трех основных типов берегов. С учетом новых данных по арктическим морям, оценены соотношения их твердого берегового выноса с твердым стоком арктических рек (табл. 5). Суммарный вынос берегового материала в моря Лаптевых и Восточно-Сибирского составляет 152,4 млн. тонн/год - больше, чем береговой поток наносов всех других арктических морей. Масса органического углерода, привносимая в эти моря, составляет около 4 млн. тонн/год, в два с лишним раз больше, чем его суммарный береговой сток из остальной части Арктики. Восточно-Сибирское море является единственным из арктических морей, чья масса берегового выноса органического углерода превышает вынос его реками. Анализ данных по выносу береговому материала в моря Лаптевых и Восточно-Сибирское позволяет сформулировать следующее защищаемое положение: Разрушаемые берега морей Восточной Сибири продуцируют наибольшее количество берегового обломочного материала (152 млн. тонн/год) и органического углерода (4 млн. тонн/год), поступающих в арктический бассейн и превышающих суммарный береговой вынос всех остальных арктических морей (по обломочному материалу 55%, по органическому углероду 69%). Масса обломочного материала, поступающего из берегов морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, почти в три раза превосходит региональный твердый сток рек.

Таблица 3

Мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры для основных типов побережья моря Лаптевых (Grigoriev, Rachold, 2003).

Береговые мерзлотно-геоморфологические и литодинамические параметры Берега, сложенные ледовым комплексом (включая термокарстовый комплекс) Берега, сложенные малольдистыми плейстоцен-голоценовыми отложениями Берега, сложенные скальными и другими, условно не льдистыми, породами
Общая длина берегов (км) 1900 3300 2400
Средняя скорость отступания берега (м/год) 2,1 0,9 0,05
Средняя объемная льдистость пород (%) 44 14 2,2
Средняя абсолютная высота береговых уступов (м) 14 4,4 24
Среднее весовое содержание общего органического углерода (%) 3,8 1,5 0,35
Масса наносов, выносимых на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год) 44,7 11,3 6,1
Масса органического углерода, выносимого на шельф из разрушающихся берегов (106 т/год) 1,5 0,1 0,03


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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.