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 |   ...   | 5 | 6 ||

Криоморфогенез и литодинамика прибрежно-шельфовой зоны морей восточной сибири

-- [ Страница 7 ] --
Расстояние от уреза моря, м (L) Средняя скорость отступания берега, м/год (VО) Время вступления данного участка в контакт с морскими водами, годы (Т) = L/ VО Абсолютная высота кровли СММП, м (Н) Средняя скорость деградации СММП сверху, м/год (VД) = Н/Т Средняя скорость деградации СММП сверху, между соседними скважинами, м/год

Профиль 1: Подводный береговой склон, прилегающий к северному мысу о-ва Муостах
65 13 5,0 -1,0 0,2 0,3 max
100 13 7,7 -1,8 0,23 max 0,14
200 13 15,4 -2,9 0,19 0,18
300 13 23,1 -4,3 0,186 0,09
400 13 30,1 -4,9 0,16 -0,58 (инверсия)
420 13 32,3 -4,0 0,12 0,62 (инверсия)
500 13 38,5 -7,9 0,21 -0.27 (инверсия)
600 13 46,15 -5,8 0,13 0,15
850 13 65,4 -8,6 0,13 0,074
2500 13 192,3 -18,0 0,09

Средняя скорость понижения кровли СММП: 0,165 0,15 (исключая инверсии)

Профиль 2: Подводный береговой склон, прилегающий к северо-восточному побережью Быковского п-ова (урочище Мамонтовый-Хаята)
150 3 50 -3,5 0,07 0,05
300 3 100 -6,0 0,06 0,055
420 3 140 -8,8 0,06 0,03
850 3 283 -12,8 0,045 0,045
3000 3 1000 -45 0,015

Средняя скорость понижения кровли СММП: 0,05 0,045

Профиль 3: Подводный береговой склон, прилегающий к берегу в районе мыса Мамонтов Клык, профиль 2003 г.
400 5,8 69,0 -3,6 0,05 0,065
600 5,8 103,4 -5,85 0,06 0,07
1000 5,8 172,4 -10,5 0,06 0,13
1300 5.8 224,1 -17,2 0,08

Средняя скорость понижения кровли СММП: 0,06 0,09

Профиль 4: Подводный береговой склон, прилегающий к берегу в районе мыса Мамонтов Клык, профиль 2005 г.
500 4,5 111,1 -2,8 0,025 0,09
1000 4,5 222,2 -3,9 0,018 0,018
3000 4,5 666,7 -12,0 0,018 0,012 min
11500 4,5 2 555,6 -35,5 0,014 min

Средняя скорость понижения кровли СММП: 0,019 0,04

Средняя скорость понижения кровли СММП по 4-м профилям: 0,074 0,08

В пределах подводного берегового склона, прилегающего к льдистым берегам, средний темп понижения кровли СММП (за весь период растепления) составляет от 1 до 30 см в год, при значительном падении скорости деградации подводной мерзлоты на его нижней границе.

Выявлены достаточно четкие корреляционные связи, определяющие зависимость морфологии или уклона кровли СММП от типа побережья и его динамической активности (рис. 14).

 Положение кровли СММП по ключевым буровым профилям в прибрежно-шельфовой зоне-15

Рис. 14. Положение кровли СММП по ключевым буровым профилям в прибрежно-шельфовой зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Указан номер профиля и ссылка на литературный источник: 1-2 – Григорьев, 1993; 3 – Grigoriev, 2004; 4, 5 – Фартышев, 1993; 6 – Иванов, 1969; 7 – Пономарев, 1950; 8, 9 – Н. Григорьев, 1966; 10 – Телепнев, 1981; 11-12 - Фартышев, 1993; 13 – Григорьев, 2006; 14 – Н. Григорьев, 1966; 15 – Григорьев, Разумов, 2005.

Быстрое отступание берегов приводит к образованию пологого уклона кровли СММП. Наиболее пологие профили кровли СММП фиксируются в областях интенсивной аккумуляции материала, обычно вблизи мелководных дельтовых побережий и в пределах мелководных аккумулятивных заливов, где формируются новообразованные СММП, развивающиеся за счет постоянного накопления наносов и их промерзания через морской лед. Анализ показывает, что в первой стадии контакта с морскими водами, темп деградации кровли СММП в прибрежной зоне варьирует от 1 до 10-25 см в год, в зависимости от скорости отступания берега, гидрологических, климатических и других параметров, при уклоне этой кровли в сторону моря равной 0.002-0.035. Весьма крутые уклоны кровли СММП (0,035) фиксируются у стабильных берегов, сложенных плейстоценовыми и голоценовыми отложениями (Ванькина губа и др.). Уклоны кровли подводной мерзлоты вблизи льдистых берегов в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском отличаются наибольшей пологостью. Особенности развития прибрежных СММП также зависят от конфигурации береговой линии и степени открытости к морскому влиянию. Как правило, прибрежные участки, расположенные в условиях большей морской открытости, характеризуются более крутыми уклонами кровли СММП.

Реликтовые озерные талики, оказавшиеся погруженными под море, зачастую нарушают относительно выдержанное простирание кровли СММП, создавая в подводном мерзлом массиве крупные замкнутые в плане «талые» депрессии. Необходимо подчеркнуть, что просадки льдонасыщенных грунтов при оттаивании не имеют существенного значения в развитии подводного рельефа. Казалось бы, оттаивание 10-20-метрового слоя таких пород в нескольких километрах от берега должно вызвать не менее чем 5-10-метровое понижение уровня дна. Однако поверхность дна формируется главным образом абразионно-аккумулятивными процессами, которые способствуют сохранению мелководности подводного склона.

Температура и соленость придонного слоя воды имеет существенное значение в темпах деградации верхних горизонтов СММП. Измерения температуры в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском проводились нами в 1999-2005 гг. на 25 шельфовых участках (Are et. al., 2000; Grigoriev et al., 2001; Grigoriev et al., 2002; Razumov, Grigoriev, 2003). В арктических морях и, особенно, на их мелководном шельфе температура дна зависит от глубины моря. После освобождения поверхности моря ото льда температура воды быстро повышается и в июле - августе достигает максимума, а затем также быстро понижается до минимальных значений. От уреза до глубин 2-3 м температура придонного слоя воды характеризуется относительно высокими значениями. Это связано главным образом с интенсивным прогревом на мелководье и ветровым перемешиванием водного слоя, которое, при сильных ветрах, обусловливает распространение положительной температуры воды в южных частях морей Лаптевых и Восточно-Сибирского на глубину до 20 м и более (Суховей, 1986).На мелководье с ростом глубины температура придонной воды быстро понижается с 9.5-10 до 2-3.5°C. С изобат 5-6 м отмечается более медленное понижение температуры, которая на глубинах 15-18 м часто переходит через 0°С. Положительная среднегодовая температура придонного слоя воды, в интервале глубин 2-6 м, обусловливает интенсивное протаивание мерзлых пород. По расчетам Н.Ф. Григорьева (1987), скорость многолетнего протаивания мерзлых пород при глубине моря 3-4 м и летних температурах дна 4-6°С, составляет около 10 см в год.

Имеющиеся к настоящему времени фактические данные показывают, что отрицательная температура в придонном слое воды - очень частое явление в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском даже в той части, которая прилегает к побережью, причем как в зимний, так и летний периоды. Этот факт важен для представления о развитии возможных сценариев деградации СММП на прибрежном шельфе.

Изучение субаквальных многолетнемерзлых пород арктических морей Восточной Сибири имеет фундаментальное научное значение, поскольку вопросы эволюции, геологической и географической истории в отношении этого образования до сих пор не имеют однозначных ответов. Знание особенностей распространения и динамики СММП необходимо и в практических целях. Так, контроль изменения глубин, важнейшего навигационного параметра, с учетом влияния процессов деградации СММП, имеет существенное значение для морского транспорта и гидрографических предприятий. Знание мерзлотно-геологических условий дна арктических морей важно в случае начала освоения углеводородных и других ресурсов шельфа. В частности, информация о распространении СММП, их свойствах и динамике преобразования необходимы в связи с разработкой проектов и расчетами инженерно-геологических характеристик грунтов, как оснований для любых видов сооружений и коммуникаций на шельфе. Изучение СММП важно так же для поиска месторождений газогидратов на шельфе. Подводная мерзлота может быть хранителем такого сырья.

Таким образом, результаты экспедиционных и аналитических исследований, приведенные в этой главе, позволяют сделать следующие основные выводы: 1) подводная реликтовая мерзлота существует на большей части подводного склона в прибрежно-шельфовой зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского; 2) новообразованные субаквальные мерзлые породы формируются в пределах мелководий авандельт и в мелководных заливах, где доминируют процессы аккумуляции осадков при глубинах воды менее 2,5 м; 3) средние уклоны кровли СММП (0,011) в прибрежно-шельфовой зоне моря Лаптевых варьируют в широких пределах (0,0002-0,1); 4) на мелководье темп деградации кровли СММП на разных типах подводного берегового склона составляет от первых сантиметров до 30 см, а на его нижней границе снижается до первых миллиметров в год; 5) одним из важнейших факторов, влияющих на уклон кровли СММП, является темп эрозионного (термоабразионного) разрушения берегов; 6) особенности эволюции верхних горизонтов СММП зависят от ряда осредненных постоянных факторов: температурного режима и солености придонного слоя воды, темпов отступания или выдвижения берегов, активности денудационных процессов криоморфогенеза в береговой зоне, объемов береговых потоков наносов, уклонов морского дна, морфологии береговой зоны и конфигурации береговой линии, степени открытости к морскому влиянию, литологического состава пород, слагающих берег и подводный береговой склон, льдистости отложений в береговой зоне и в пределах подводного берегового склона и гидро-литодинамических процессов в прибрежной зоне шельфа.

В морфологии мезорельефа кровли СММП криоморфогенез проявляется достаточно отчетливо. Этот процесс так же участвует в преобразовании морфологии реликтовых таликовых форм, оказавшихся, в ходе отступания суши, в субаквальных условиях и в развитии неровностей кровли в результате избирательного протаивания верхних горизонтов СММП. В мелководной прибрежной зоне деградация кровли ММП, недавно перешедших в субаквальное положение, идет активнее, в связи с близостью к поверхности дна и более интенсивной гидродинамической и тепловой переработкой. Анализ материалов позволяет утверждать, что темпы отступания берегов определяют уклон кровли СММП в сторону моря в большей степени, чем все другие природные факторы. Крутизна уклона поверхности подводной мерзлоты, это, прежде всего, функция времени нахождения ММП в подводном состоянии.

Результаты исследований, изложенные в данной главе, позволяет сформулировать следующие два защищаемые положения:

Скорость деградации реликтовых субаквальных многолетнемерзлых пород определяется их строением и мощностью залегающих на них осадков, а также температурой и соленостью придонного слоя воды и характером гидро-литодинамических процессов в прибрежной зоне шельфа. Эта скорость составляет первые десятки сантиметров в верхней части подводного берегового склона, а в нижней его части уменьшается до долей сантиметра в год. В связи с неравномерностью темпов протаивания СММП, их кровля, понижающаяся от берега в море, в большинстве случаев имеет вогнутый профиль.

Субаквальная мерзлота сохраняется на большей части подводного берегового склона морей Восточной Сибири и, являясь частью прибрежно-шельфовой криогенной системы, динамически связана с особенностями развития ее наземной части многолетнемерзлых пород береговой зоны. Величина уклонов кровли СММП в пределах подводного берегового склона является функцией времени их нахождения в субаквальных условиях и определяется динамическим режимом прилегающего берегового сектора. Уклоны кровли подводной мерзлоты в прибрежно-шельфовой зоне этих морей (в среднем 0,011) варьируют в широких пределах, от 0,0002 до 0,1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучены закономерности развития основных рельефообразующих процессов в прибрежно-шельфовой криолитозоне восточно-арктических морей России. Выявлена и уточнена роль криогенных процессов в развитии субаквальных многолетнемерзлых пород на прибрежном шельфе и в формировании береговой зоны морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Рассмотрены и проанализированы методы исследования береговой и подводной мерзлоты. В ходе исследований впервые создана электронная база данных берегов морей Восточной Сибири на основе их сегментирования с информацией об основных мерзлотно-геологических и геоморфологических параметрах береговой зоны.

Рассчитаны средние скорости отступания берегов как в целом для морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, так и для отдельных типов берегов. Установлена роль ледового комплекса и процессов его денудации в формировании берегового потока терригенных наносов, выносимых в арктический бассейн. Оценен вклад этого источника терригенного материала в бюджет аккумуляции осадков на шельфе. Доказана доминирующая роль криогенных процессов в формировании донных отложений прибрежного арктического шельфа в исследуемом регионе. Активное развитие криогенных процессов объясняется необычайно широким распространением льдистых пород на берегах исследуемых морей. Одно из важнейших следствий термоабразионно-термоденудационного разрушения арктических берегов – вынос на арктический шельф большого объема терригенного материала.

В работе проведен анализ данных, полученных по ключевым буровым профилям, вскрывшим подводную мерзлоту в прибрежно-шельфовой зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Установлены закономерности изменения уклонов кровли субаквальных мерзлых пород и скоростей их деградации сверху.

Основные выводы:

1. Установлено, что мерзлотно-геоморфологические процессы в береговой зоне морей Лаптевых и Восточно-Сибирского формируют самые динамичные в Арктике геоморфологические и ландшафтные зоны. По объемам разрушения берегов криогенные процессы многократно превосходит совокупность других деструктивных береговых геоморфологических процессов. Выявлены средние многолетние скорости отступания берегов морей Восточной Сибири. Скорость термоарбразинно-термоденудационного разрушения береговых секторов, содержащих ледовый комплекс, в среднем в 5-6 раз выше, чем малольдистых берегов.

2. Доказано, что в результате деструкции льдистых берегов исследуемых морей на шельф поступает около их суммарного берегового потока наносов (150 млн. тонн в год). Эта величина превышает твердый вынос из берегов всех остальных арктических морей и почти в 3 раза больше регионального твердого речного стока.

3. На примере устьевой области р. Лены доказана большая роль разрушения берегов внутри дельты в бюджете терригенных осадков, поступающих на шельф моря Лаптевых.

4. Установлен поток органического углерода, поступающего из разрушающихся береговых толщ в акваторию морей Лаптевых и Восточно-Сибирского (1,63 и 2,39 млн. тонн в год, соответственно). Это единственные береговые зоны, где вынос органического материала из берегов на шельф сопоставим с речным выносом. Единственный регион в Арктике, где береговой вынос органического углерода море превышает речной, относится к побережью Восточно-Сибирского моря.

5. В последние годы (2004-2007 гг.) выявлено заметное усиление береговых процессов. Скорость отступания берегов, в связи с максимумом потепления в Арктике в этот период, превысила на нескольких ключевых мониторинговых участках среднемноголетние нормы в 1,5-2,5 раза.

6. На основе ГИС-технологий создана электронная база мерзлотных, геоморфологических, литологических и динамических данных морских берегов Восточной Сибири.

7. Установлено, что субаквальные многолетнемерзлые породы (СММП) в прибрежно-шельфовой зоне морей Лаптевых и восточно-Сибирского существуют на большинстве участков подводного берегового склона. Оценены средние уклоны кровли СММП в пределах подводного берегового склона морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, варьирующие в широких пределах (0,0002-0,1). Темп понижения кровли СММП составляет от первых сантиметров до 30 см/год, а на его нижней границе подводного берегового склона падает до первых миллиметров в год.

8. Выявлено широкое

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 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.