Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:
ВасильчукЮ.К., Гинзбург АП., Агапкин И.А, Буцанцева НА, Васильчук Д.Ю., Донецков АА, Сурков HB. Торфяные и торфяно-минеральные бугры пучения в долине р. Тамбей, северо-восток полуострова Ямал // Арктика и Антарктика. - 2021. - № 4. DOI: 10.7256/2453-8922.2021.4.37277 URL: https//nbpubMTCOiiÄ)rary_read_article.plp?id=37277
Торфяные и торфяно-минеральные бугры пучения в долине р. Тамбей, северо-восток полуострова Ямал
Васильчук Юрий Кириллович
доктор геолого-минералогических наук профессор, Московский государственный университет им. MB. Ломоносова (МГУ) 119991, Россия, г. Москва, уп. Ленинские Горы, 1, оф 2009
И vasilch_geo@mail.ru Гинзбург Александр Павлович
инженер, Московский государственный университет имени МВЛомоносова, географический факультет,
кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
119991, Россия, Мзсква область, г. Мзсква, ул. Leninskie Gory, 1, оф 2007 И alexandrginzburgl 3154@yandex.ru
Агапкин l/Ъан Аркадьевич
младимй научный сотрудник, Институт геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского,
лаборатория геохимии луны и планет
119334, Россия, г. Мзсква, ул. Ул. Косыгина, 19 И 15331533@maii.ru
Буданцева Надежда Аркадьевна
ORCID: 0000-0003^292-5709 кандидат географических наук
старшей научный сотрудник, Московский государственный университет имени МВЛомоносова, географический факультет, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
119991, Россия, Leninskie Gory 1 область, г. Leninskie Gory 1, ул. Leninskie Gory, 1, оф 2007
И nadin.budanceva@maii.ru Васильчук Джессика Юрьевна
ORCID: 0000-0002^855-8316
младимй научный сотрудник, Московский государственный университет имени МВЛомоносова, географический факультет, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв
119991, Россия, Мзсква область, г. Мзсква, ул. Leninskie Gory, 1, оф 2007
И vasiich_geo@maii.ru
Донецков Александр Андреевич
инженер, Московский государственный университет имени МВЛомоносова, географический факультет,
лаборатория снежныхлавин и селей 119991, Россия, Leninskie Gory 1 область, г. Мзсква, ул. Leninskie Gory, 1
El adon07@yandex.ru
Сурков Николай Витальевич
ведущей специалист, инженер-эколог, АО Институт Экологического Проектирования и Изысканий (ИЭПИ)
119234, Россия, г. Мзсква, ул. Ленинские Горы, 75-г
И nick_surkov@list.ru
Статья из рубрики "Многолетнемерзлые породы и подземные льды Арктики. Антарктики и горных регионов" 001:
10.7256/2453-8922.2021.4.37277
Дата направления статьи в редакцию:
10-01-2022
Аннотация: Исследование торфяных и торфяно-минеральных бугров пучения было проведено в сентябре-октябре 2021 на северо-востоке п-ова Ямал, в 50 км к северу от пос. Тамбей. Получены морфометрические данные десяти бугров пучения. В 4 из 10 изученных буграх с помощью электрического бура были пробурены скважины глубинами до 1 м, вскрывшие верхние горизонты многолетнемёрзлых пород (ММП), и произведены описания сезонно-талого слоя и пробуренных многолетнемёрзлых пород. Диаметр бугров, располагавшихся в различных ландшафтных условиях, варьировал в пределах 4,5 - 9,8 м, их высоты - от 0,5 до 1,5 м. Мощность СТС на изученных буграх варьировала весьма широко - от 28 до 131 см, при этом практически всегда максимальная глубина сезонного оттаивания достигалась на склоне бугра за теми редкими исключениями, когда она наблюдалась на вершине бугра, либо в 1 метре от него. Крутизна склонов бугров редко достигала 10°, в среднем составляя 3-5°. Сезонно-талый слой в основном представлял собой слои бурого торфа разной степени разложенности, редко сменяясь светло-серым суглинком (в том числе оторфованным). Многолетнемёрзлые породы также были представлены торфом с высоким содержанием льда.
Ключевые слова: многолетнемерзлые попроды, торфяно-минеральные бугры пучения, тундра, слой сезонного оттаивания, торф, суглинок, поздний голоцен, река Тамбей, полуостров Ямал, север Западной Сибири
Работа выполнена в рамках проекта: Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов (ГЗ) (госбюджет, номер I .4., номер ЦИТ ИС 121051400083-1, а
также в рамках работы междисциплинарной научно-образовательной школы Московского университета «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды»
Введение
В последние 20 лет интерес к изучению физико-географических особенностей территории северо-восточного Ямала существенно возрос в связи с началом активного освоения нефтегазовых месторождений, которое сильно затрудняется из-за процессов криогенного пучения. В ходе различных экспедиций на территории Тамбейской группы нефтегазоконденсатных месторождений были обнаружены и описаны различные формы рельефа, возникшие в результате пучения: одиночные сезонные бугры пучения и
многолетние миграционные бугры пучения^10,21!. Также конструирование инфраструктуры для нефтегазовой добычи затрудняют сложные геокриологические условия территории, на которой широко распространены многоярусные пластовые льдьД1, 21 и голоценовые повторно-жильные льды-^-.
Целью статьи является исследование малоизученного для севера Ямала явления -многолетних торфяно-минеральных бугров пучения, их морфологии и криогенного строения верхней части разреза.
Район исследования
Район работ расположен на левом берегу северной части Обской губы (рис. 1) и представляет из себя территорию, ограниченную с запада и с юга рекой Сабольяхой, опоясывающей участок.
Рис. 1. Расположение района исследований в пределах Ямальского района ЯНАО. Ключевой участок отмечен звёздочкой
В плане рельефа территория подразделяется на три основных геоморфологических уровня (рис. 2): возвышенная ровная хорошо дренированная поверхность морской террасы (рис. 3), ровная плохо дренированная заболоченная поверхность приморской низменности и широкие корытообразные в профиле долины крупных рек. Помимо Сабольяхи, на ключевом участке также протекают небольшие реки Надояха (рис. 4), Хурехаяха, Меретаяха и Ярседаяха. Широко распространены (особенно в юго-восточной части участка) крупные термокарстовые озёра, среди которых особенно выделяются своими размерами Нгарка-Лабтато, Саболто и Таркаханато.
Изученные бугры с описанной морфометрией
Изученные бугры с описанной морфометрией и пробуренной скважиной | Возвышенная морская терраса
_ Низменная приморская равнина
] Речные долины Озёра -^ЧУ Реки
Рис. 2. Схема геоморфологического строения территории и расположение изученных бугров
Рис. 3. Ровная горизонтальная поверхность возвышенной морской террасы, прорезанная неглубокой заболоченной долиной ручья (фото А. Гинзбурга)
Рис. 4. Русло и долина реки Надояхи (фото И. Агапкина)
Климатические характеристики
Наиболее холодным месяцем года, согласно данным метеорологической станции Тамбей (N 71,48°; Е 71,82°; h = 8 м н.у.м.), является февраль, температуры которого в отдельных случаях опускаются до -37,2°С, а в среднем составляют -25,4°С (табл. 1, рис. 5а). Самый тёплый месяц в районе Тамбея - август, во время которого воздух прогревается до 11,0°С, а в среднем августовская температура воздуха составляет б,7°С (табл. 1, рис. 56). За последние 70 лет, которые ведутся метеорологические наблюдения на станции Тамбей (с 1951 г.), среднегодовые температуры воздуха ежегодно возрастают, начиная с 1991: средняя температура воздуха в 1991 году равна -10,0°С, а в 2020 повышается до -4,5°С (табл. 1, рис. 5в). В целом, общее ежегодное повышение температуры воздуха характерно как для зимних, так и для летних месяцев (рис. 5а, б, в). Самое большое количество осадков выпадает в тамбейской тундре в январе - 37,1 мм/мес, в остальные месяцы осадков значительно меньше: январь выбивается из общей картины распределения среднемесячных количеств осадков за период наблюдений, в которой самым влажным воздух становится в августе (в среднем 27,0 мм/мес), а наиболее сухое время в течение года - в марте (в среднем 12,7 мм/мес) (рис. 5r)J-^-.
Средняя Т воздуха (фев.), °С
Средняя Т воздуха (год), "С
9951 1961 1971 1931 1391 2001 2011 Средняя Т воздуха (aar.), 4С
2021
1951 190^ 1971 19Э1 19Э1 2001 2011 2021
Г среднее коли ч естео осад кое, м м/м ее
40 ч
1961 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021
янв фее мпр агтр май и юн и юл лиг сем скт hg и лек
Рис. 5. Средние температуры воздуха в феврале (а), августе (б) и за год (в) в °С, а также среднемесячное количество осадков в течение года (г) в мм/мес на метеостанции Тамбей (по данным интернет-сайта Родос1а-икИта1
(http://www.pogodaiklimat.ru/history/20864.htm)
Около 40 - 50% осадков на Ямале выпадают в твёрдом виде, в северной части полуострова впервые за год снег выпадает во второй декаде сентября, а стабильный снежный покров устанавливается в первой декаде октября. Число дней со стабильным снежным покровом на севере Ямала достигает 261 (Тамбей). Выпадающий снежный покров в районе Тамбея не достигает большой высоты, поскольку сильные ветры (скорость до 8,5 м) со стороны моря развеивают его. В среднем высота снежного
покрова не превышает 0,5 м в течение года-^1.
Таблица 1. Среднемесячные и среднегодовые температуры воздуха в °С на метеостанции Тамбей (Интернет-сайт Pogoda-i-klimat
(Ь^р ://www.pogodaikl \ mat.ru/history/20864.
Янв Фев Map Апр Май Июн Июл Авг Сен О кт Ноя Дек Год
1951 25,9 28,0 26,7 10,0 -6,6 -0,8 5,2 5,4 3,0 -1,6 15,4 17,7 -9,9
1952 26,2 19,1 27,1 17,4 -8,3 0,6 6,3 5,4 4,2 -7,9 17,2 25,9 11,1
1953 27,8 22,9 24,2 -9,6 -5,8 2,3 8,6 8,1 1,8 -5,6 15,6 10,2 -8,4
1954 22,1 25,8 22,7 13,7 -6,8 1,9 9,2 7,2 2,8 -4,0 -8,6 12,8 -8,0
1955 13,5 31,5 28,8 10,0 -9,2 1,9 7,2 6,9 3,9 -3,7 22,0 28,8 10,6
1956 23,4 22,7 16,5 20,1 -5,9 2,1 3,7 6,5 1,3 -9,8 15,5 17,3 -9,8
1957 25,2 24,9 31,4 16,0 -5,2 1,4 5,5 9,3 2,1 -7,5 23,7 27,7 11,9
1 QRR -П с; 4 Я я я -П 4 -Я fi
21,4 29,5 30,9 21,1 10,3 . f ~ v г • 16,8 32,2 13,7
1959 24,4 24,6 18,2 22,3 -6,7 1,8 6,0 8,5 4,9 -6,0 10,0 17,2 -9,0
1960 28,7 37,2 28,0 16,6 -8,3 1,7 4,8 3,9 2,1 -8,8 19,4 16,5 12,6
1961 25,3 25,4 13,4 13,7 -8,8 0,6 5,6 7,2 2,1 -4,8 16,0 23,2 -9,6
1962 26,6 22,7 21,8 12,2 -6,6 -0,2 7,2 6,5 4,7 -7,3 12,2 28,0 -9,9
1963 24,4 31,7 30,4 18,2 -7,2 1,6 7,1 6,9 0,7 -2,7 16,8 29,6 12,1
1964 30,1 20,6 26,5 22,9 10,2 -0,2 6,5 5,2 3,9 -5,8 25,3 19,1 12,1
1965 24,6 27,8 22,1 18,4 11,4 -0,2 5,9 7,1 2,1 -8,2 22,4 23,6 12,0
1966 25,5 35,9 30,0 20,0 -9,2 -0,7 5,0 4,9 1,7 12,5 16,7 12,9 12,7
1967 31,3 25,9 17,4 12,7 -9,0 1,0 6,1 6,7 1,7 -2,8 -8,0 16,9 -9,0
1968 26,0 22,3 19,6 17,7 -7,2 -1,8 2,2 4,1 0,3 -8,0 26,8 30,0 12,7
1969 28,7 30,1 27,2 20,4 10,4 -0,7 4,8 4,6 1,3 -5,1 -8,8 13,8 11,2
1970 28,8 26,5 19,2 19,1 10,6 0,0 3,5 3,1 2,1 10,2 16,5 22,3 12,0
1971 29,7 29,0 22,0 22,0 -6,0 -0,4 4,2 6,1 3,0 -8,4 15,4 20,6 11,7
1972 23,9 22,7 23,0 15,4 10,6 1,2 4,9 5,2 1,5 -5,8 23,8 22,4 11,2
1973 30,4 19,7 21,5 14,6 -7,0 1,2 3,3 7,0 1,6 -9,2 15,6 26,0 10,9
1974 27,9 29,9 20,4 17,3 -8,8 -0,6 5,5 4,0 1,6 10,6 24,3 15,6 12,0
1975 22,4 28,3 25,7 16,2 -7,6 0,8 4,9 6,8 4,3 -7,3 18,6 16,1 10,5
1976 26,7 24,4 20,2 11,8 -7,3 1,4 6,1 7,7 2,8 10,0 14,1 22,4 -9,9
1977 25,8 36,2 29,1 12,9 -4,3 2,3 6,9 6,5 2,5 12,8 -9,4 21,2 11,1
1978 29,2 30,3 23,9 21,9 -7,4 -0,6 3,9 3,9 1,2 -4,9 14,9 29,3 12,8
1979 32,6 37,2 32,2 21,1 -8,8 0,5 4,2 6,6 4,4 -7,6 15,0 21,1 13,3
1980 26,2 20,7 24,0 14,3 -6,5 0,6 3,5 4,8 1,6 -2,2 21,5 21,3 10,5
1981 16,3 24,3 29,8 17,2 10,3 0,6 4,7 9,7 3,8 -4,9 -8,0 18,7 -9,2
1982 28,2 26,1 25,3 12,8 -6,7 0,3 5,7 5,6 1,7 11,5 18,3 19,3 11,2
1983 20,5 25,5 23,1 18,9 -9,2 0,6 5,8 7,1 4,1 -3,2 14,7 21,6 -9,9
1984 16,1 15,6 19,0 23,9 -8,7 0,2 6,8 7,6 4,3 -8,3 23,1 17,1 -9,4
1985 31,1 28,8 19,8 19,1 -8,5 3,1 4,8 7,2 4,7 -3,6 13,2 22,7 10,6
1986 24,4 27,9 18,0 17,8 -7,0 0,3 4,8 4,7 0,9 -3,9 -8,0 29,2 10,5
1987 31,4 29,6 22,1 19,8 -6,0 -2,0 5,7 4,4 1,9 -3,1 16,2 22,2 11,7
1988 21,4 26,8 18,2 23,4 -4,9 1,8 6,0 7,4 2,7 -7,6 18,7 19,9 10,3
1989 30,7 24,7 17,8 18,6 -4,1 2,1 7,1 7,1 2,9 -5,0 17,0 23,2 10,2
1990 30,0 25,9 20,9 -9,5 -6,6 2,0 8,4 7,1 2,7 -8,3 24,1 25,7 11,0
1991 25,5 28,0 24,0 12,9 -5,0 2,1 5,2 6,0 5,8 -6,1 15,1 22,9 10,0
1992 26,1 23,1 21,0 22,5 -4,5 -1,0 5,3 5,5 1,4 13,2 20,0 22,4 11,8
1993 20,2 23,1 18,5 16,3 -7,4 1,8 6,6 7,2 3,7 -7,6 -9,0 20,2 -8,6
1994 27,7 34,5 17,8 16,2 -9,5 0,5 7,2 5,5 3,5 -4,5 17,4 22,2 11,1
1995 19,5 20,7 18,8 -6,2 -6,7 1,1 6,9 8,9 3,0 -4,1 19,0 23,8 -8,2
1996 22,3 19,6 15,3 18,2 -8,6 0,0 6,7 5,1 2,6 -4,2 -9,0 25,7 -9,0
1997 28,7 30,4 16,9 11,5 -5,2 -0,1 4,2 6,5 6,0 -2,4 16,3 29,2 10,3
1998 23,9 33,9 20,6 19,0 -7,7 0,8 4,4 6,7 -0,3 13,1 25,5 18,0 12,5
1999 28,3 20,4 24,3 18,4 -7,1 1,3 5,6 5,5 2,4 -4,7 13,7 14,3 -9,7
2000 28,0 21,8 17,1 14,0 -3,9 1,5 6,5 9,2 2,1 -5,3 17,0 27,7 -9,6
2001 30,4 28,2 27,1 19,1 -5,3 2,0 6,3 8,7 4,3 -4,8 12,4 15,4 10,1
2002 28,7 25,9 21,2 13,6 -7,9 0,8 6,6 7,5 0,7 -4,2 15,6 25,1 10,6
2003 27,1 26,7 23,7 12,8 -3,9 2,4 5,8 10,1 3,7 -4,6 17,6 19,0 -9,5
2004 23,0 25,8 22,8 19,4 -7,9 1,4 8,4 5,9 2,4 -7,7 14,9 24,3 10,6
2005 20,3 19,0 24,7 17,9 -4,8 2,3 7,2 7,9 4,9 -3,3 10,6 18,3 -8,1
2006 26,9 20,0 23,4 20,5 -5,5 2,9 8,5 6,6 1,3 13,9 16,4 18,2 10,5
2007 - - - - -8,1 0,2 6,2 6,5 4,3 -0,3 - - -7,7
1 ñ Л ~> Р с: 1 ñ ? 1 1 Л 1 ~> Г) 1 ñ ñ
2008 14,0 20,4 22,5 11,5 -6,0 0,6 6,0 9,0 4,5 -3,0 12,3 12,6 -6,9
2009 21,1 27,5 22,3 15,2 -7,8 0,6 6,4 8,1 5,3 -3,8 16,4 27,2 10,1
2010 21,8 32,6 21,0 14,1 -5,4 0,3 4,2 5,8 1,7 -2,4 14,9 22,8 10,3
2011 21,9 24,2 13,4 -9,2 -3,1 4,2 4,7 6,1 5,7 -1,5 11,1 -9,5 -6,1
2012 14,7 11,3 19,7 14,4 -5,8 5,7 9,5 7,3 5,1 -3,4 12,9 16,0 -5,9
2013 25,3 19,7 30,8 13,7 -5,2 1,9 8,1 8,1 2,7 -7,8 13,6 23,7 -9,9
2014 28,2 28,4 14,5 12,1 -5,2 1,4 4,2 5,1 1,6 -8,5 16,2 17,2 -9,8
2015 28,2 24,4 15,5 10,1 -1,6 5,0 8,6 7,2 3,5 -6,2 12,7 15,9 -7,5
2016 19,1 13,4 17,2 -8,7 -4,9 5,3 12,2 10,2 8,4 -0,6 17,5 29,4 -6,2
2017 19,8 22,5 10,0 15,6 -8,2 1,8 9,3 6,0 2,8 -2,3 12,9 13,0 -7,0
2018 18,6 19,2 27,1 15,3 -7,8 1,9 8,4 7,9 4,7 -2,0 13,5 15,3 -8,0
2019 23,7 24,1 14,7 13,2 -5,0 0,5 5,0 8,4 4,2 -2,9 15,3 17,1 -8,2
2020 19,8 13,2 15,7 -8,0 -1,8 4,2 10,7 11,0 7,3 -3,7 -6,9 18,5 -4,5
2021 24,2 — — — — — — 9,7 4,7 -3,0 16,6 21,7 —
Геокриологические условия
Вся территория полуострова Ямал расположена в северной мерзлотной зоне Западно-Сибирской низменности, подзоне полигенетически промёрзших отложений. Полигенетическое происхождение многолетней мерзлоты на территории Ямала объясняется одновременным участием в её формировании многих факторов, обеспечивающих промерзание и создание особого режима теплообмена между поверхностью земли и атмосферой-!-^-. Северо-восток п-ова Ямал расположен в зоне сплошного распространения многолетнемёрзлых пород (ММП) сливающегося типа. Местами сплошность ММП нарушается подрусловыми и подозёрными таликами (с
поверхности), а также линзами криопэгов и охлаждёнными грунтами (по разрезу)!17,24!. Одной из существенных особенностей геокриологического строения территории в районе Тамбея является широкое распространение пластовых льдов в голоценовых отложениях первой лагунно-морской террасы и современной лагунно-морской лайды Обской губы, изученных в устье р. Сабеттаяха. Также пластовые льды встречены и в толще второй
террасы^1,2!. Район пос. Сабетта характеризуется сплошным развитием низкотемпературных многолетнемёрзлых пород с высокой льдистостью. Среднегодовая температура ММП варьирует от-1,7 до -6,5° Щ Мощность ММП вблизи берега Ямала меньше, чем в глубине суши, и не превышает 180 м, тогда как мощность многолетней мерзлоты в континентальных условиях более 200 м. Глубина сезонного протаивания
достигает 30 см (в торфяных массивах и при мощности мохового покрова более 10 см) и 140 см на песчаных раздувах. Растительность оказывает существенное влияние на мощность сезонно-талого слоя: в 2008, по сравнению с 1978, наблюдалось увеличение количества видов растений (до 10 новых видов) и возрастание глубины сезонно-талого
слоя на 12-20 см При переходе от континентального типа криолитозоны к
субаквальному, в переходной области температура ММП резким скачком меняется от -4,0, -5,0 до -1,0, -1,5°С. Прогноз изменения состояния многолетней мерзлоты в переходной криолитозоне от суши к морю на Ямале предусматривает 2 сценария: для крутых термоабразионных берегов характерно повышение температуры ММП и их деградация вплоть до полного исчезновения (температуры составляют -0,9 —2,2°С, что на 2-3°С выше, по сравнению с типичными континентальными условиями), а на лайде аккумулятивного берега, наоборот, происходит новообразование многолетней мерзлоты со среднегодовой температурой около -4°С. Современное потепление климата способствует активизации деградации ММП в переходной зоне 1 типа (вблизи абразионных берегов) и замедлению новообразования ММП в переходной зоне 2 типа
(лайды)Г8, 71. Часто здесь проявляется полигональный рельеф, характерный для всех без исключения геоморфологических уровней. Чаще всего полигоны имеют от 4 до 7 углов и возвышение центральной части над трещинами между полигонами около 40 см, площадь самих полигонов достигает 25 м2 (рис. 5).
Рис. 6. Ярко выраженная полигональность на возвышенной морской террасе в тамбейской тундре (фото А. Гинзбурга)
Растительный покров территории
На территории Ямала растительные сообщества претерпевают значительную дифференциацию в широтном направлении. Причиной тому являются резкие широтные градиенты различных климатических показателей. С географической широтой местности на полуострове Ямал коррелируют такие синэкологические параметры окружающей среды, как первичная продуктивность, флористическое разнообразие, временная и пространственная динамика сообщества J^Ql Большую часть познекайнозойского времени территория суши современного Ямала находилась на глубине около 200 м ниже уровня моря, что затрудняет изучение эволюционных изменений палеоэкологических
условии на полуострове, имеются лишь ряды данных палинологического анализа,
позволяющие судить о существовавших в прошлом растительных сообществах Г9'161. Спорово-пыльцевые спектры отложений нижнего плиоцена свидетельствуют о развитии на Ямале (по крайней мере, южнее мыса Каменного) лесной подтаёжной растительности, сходной с той, что в настоящее время занимает юг Западной Сибири. Спектры же более молодых среднеплиоценовых отложений указывают на распространение ерниковой
тундры, а верхнеплиоценовых - лесотундры Г16,3°1. Голоценовое время (последние 11 700 лет) является ключевым периодом в формировании современного биогеографического облика Ямала. Период с 9 000 до 5 000 лет назад Ю.К. Васильчук и др.J-141 считают наиболее благоприятным для проникновения в состав биоты древесных видов растений - голоценовым климатическим оптимумом, время наступления которого сильно смещено относительно аналогичных климатических оптимумов в других районах Евразии Г4'31!.
В настоящее время растительный покров Ямала представляет собой травяно-кустарниковую и кустарниковую тундру, сформированную около 3 200 лет назад (Панова,
19 9 0)1^21 Северо-восточная часть полуострова к северу от устья р. Тамбей характеризуется невысоким растительным разнообразием ввиду того, что суровые климатические условия района не благоприятствуют развитию ни одного сплошного яруса растительности, за исключением травяного и кустарничкового. Кустарник ива монетолистная (Salix nummularia ) имеет единичных представителей среди арктической тундры Тамбея. Травяной ярус растительности в долине р. Тамбей представлен разнообразными осоковыми (Сурегасеае ) и злаковыми (Gram í neae ) или мятликовыми (Po á свае ) в сочетаниях со сфагновыми (Sphagnum ) и гипновыми (Hypnales ) мхами и лишайниками (Lichenaceae ). Редкими представителями кустарничкового яруса являются морошка обыкновенная (Rubus chamaemorus ) и брусника обыкновенная (Vaccinium vitis - idaea L.). Ботанические описания растительных сообществ были выполнены Н.В. Сурковым в процессе полевых работ.
В основном низменные и возвышенные заболоченные поверхности тундровых равнин представлены мохово-осоковыми растительными ассоциациями. Часто подобные равнины заболочены и следы близкого к поверхности залегания грунтовых вод выражаются в наличии мочажин. Такие биомы довольно широко распространены на исследованном участке. Посреди них на вершинах и склонах бугров пучения развит покров из гипновых мхов с лишайниками и морошкой. Склоны долин ручьёв и малых рек, сложенные хорошо сортированным мелким песком, характеризуются бруснично-лишайниковым покровом (иногда с ивой монетолистной), а в некоторых случаях и вовсе не имеют растительного покрова, поскольку он сдувается с открытой местности мощными ветровыми потоками, оставляя на месте растительной ассоциации микрокотловину выдувания. Поймы ручьёв и малых рек, сложенные слабо сортированными песчаными отложениями, заняты мятликово- и злаково-осоковой луговой растительностью, в состав которой иногда включается пушица влагалищная (Eriphorum vaginatum ) (рис. 7).
Ф ~ ® © i—Ch
Субгоризонтальные водораздельные поверхности Пологие верхние части склонов Склоны долин ручьёв и малых рек
Субгоризонтальные поверхности заболоченных низменностей | Пологонаклонные поверхности пойм ручьёв и малых рек Выпуклые поверхности бугров пучения
Рис. 7. Модель геоморфологического профиля арктической тундры Тамбея с указанием элементов рельефа и соответствующих им растительных ассоциаций: 1 - мохово-осоковая; 2 - осоково-моховая; 3 - пушицево-мятликово-осоковая; 4 - ивово-мохово-лишайниковая с осокой; 5 - микрокотловины выдувания в верхних частях склонов; б -морошково-мохово-лишайниковая.
Почвы и катенарная структура почвенного покрова территории
Территория северного Ямала весьма молода: радиоуглеродные датировки голоценового биогенного материала, образцы которого были взяты на первой морской террасе о. Белого (глубина 2,5 м) и из разрезов речных террас р. Пухучуяха (глубины 7 и 4,5
демонстрируют следующие результаты: торф с западного берега о. Белого - 8 500 ± 120 лет назад, погребённая древесина из разреза террасы р. Пухучуяхи - 8 250 ± 80 лет назад (глубина 7 м) и б 580 ± 60 лет назад (глубина 4,5 м). Относительно
недавяя морская трансгрессия
Г181
в совокупности с суровыми климатическими
условиями территории (низкие среднегодовые температуры, сильные ветры, заболоченность) препятствовали развитию контрастного почвенного покрова с разнообразием состава. Глубина почвообразования также лимитирована близким к поверхности залеганием многолетнемёрзлых пород.
На почвенной карте РСФСР под редакцией В.М. Фридланд^^Ш- главными типами почв, встречающимися на возвышенных участках территории северо-восточного Ямала,
являются подбуры тундровые в комплексах с каменными многоугольниками. Более низкие гипсометрические уровни рельефа заняты ареалами тундровых глеевых торфянистых и торфяных (глеезёмов торфянистых и торфяных тундровых). На поймах рек представлены пойменные заболоченные почвы, а на низменных приморских равнинах (лайдах) - торфянистые и торфяно-глеевые болотные (глеезёмы торфянистые и торфяные болотные). Также к северу от устья р. Тамбей на лайдах встречаются арктотундровые перегнойно-глеевые почвы (глеезёмы перегнойно-тундровые). Почвенно-геохимические катены северо-восточного Ямала, иллюстрирующие катенарную структуру почвенного покрова данной территории, представлены в двух основных вариантах: так называемые речные и морские (рис. 8).
1 морская терраса
высокая пойма
1 морская терраса
п!^ "
высокая пойма
гтт
лайда
г
Рис. 8. Типичные почвенно-геохимические катены северо-восточного Ямала: речная (а), морская (б); ПБу - подбуры тундровые, Гтт - тундровые глеевые торфянистые и
торфяные, Ат - пойменные заболоченные, Гт - торфянистые и торфяно-глеевые
болотные, Гтп - арктотундровые перегнойно-глеевые
Комплексный почвенный покров в основном встречается на наиболее низких гипсометрических уровнях рельефа. Так, низкие поверхности речных пойм характеризуются полигонально-трещинными (переходными к валиковым) комплексами тундровых почв - сочетаниями пойменных заболоченных почв с почвами мерзлотных трещин. Лайда представлена полигонально-валиковыми комплексами тундровых почв -сочетаниями торфянисто- и торфяно-глеевых болотных, тундровых глеевых торфянистых и торфяных с почвами мерзлотных трещин. Помимо трещин, такие формы микрорельефа, как бугры мерзлотного пучения, также осложняют рельеф поверхности данной территории, в особенности возвышенных участков (рис. 9).
г
о
е
к а
о
с &
та
50
100
паге(№льное простирание, м
Рис. 9. Расположение точек отбора на плоскополигональном бугре, Бованенковское НГКМ. Из Дж. Васильчук и др.1Ш
Подбуры тундровые имеют песчаный гранулометрический состав. Тундровые глеевые торфянистые и торфяные почвы представлены переслаивающимися торфяными и минеральными песчаными горизонтами-'-^'-.
В более крупном масштабе почвенный покров включает такие почвенные разности, как тундровые перегнойно-глеевые мерзлотные, тундровые перегнойно-глеевые мерзлотные иллювиально-гумусовые, тундровые торфянисто-глеевые мерзлотные, тундровые торфянисто-глеевые подзолистые, торфяно-болотные мерзлотные, торфяно-болотные деградированные, аллювиально-болотные иловато-торфяные, мерзлотные
аллювиальные!221. Согласно классификации почв России 2004 года 1221, почвенный покров состоит из ареалов таких типов почв, как подбуры, подбуры глеевые, криоземы, криоземы грубогумусные, торфяно-криоземы, глееземы, торфяно-глееземы, аллювиальные слоистые, аллювиальные перегнойно-глеевые, аллювиальные торфяно-глеевые, аллювиальные гумусовые (рис. 10д), торфяные олиготрофные, торфяные олиготрофные глеевые, торфяные эутрофные глеевые (рис. 10в), псаммоземы 1221
Рис. 10. Наиболее часто встречающиеся почвы на участке исследования: а) торфяно-глеезёмы, б) глеезёмы, в) торфяные, г) дерново-подбуры, д) аллювиальные гумусовые
Криозёмы формируются на хорошо дренируемых склонах и примыкающих к ним плакорах, глеезёмы и торфяно-глеезёмы (рис. 10а, б) приурочены к выровненным низменным плохо дренируемым участкам территории. В ложбинах и днищах эрозионных форм нередко встречаются стратозёмы. Альфегумусовые почвы (рис. Юг) формируются на выходах песчаных отложений в условиях субгоризонтальных пологих поверхностей с
хорошей водопроницаемостью-!-^-. Наиболее распространёнными из поверхностных горизонтов являются торфяные (Т), олиготрофно-торфяные (ОТ), перегнойно-торфяные (ТН), срединные горизонты представлены иллювиально-железистыми (BF) и криогенными (CR), реже появляются элювиальные горизонты Е. Почвообразующими породами являются пески или супеси (С), а также органогенные отложения (TT), нередко в мёрзлом состоянии (С-1-, TT-1-). Верхняя граница горизонта многолетнемёрзлых пород (ММП) практически всегда является водоупором, в связи с чем в надмерзлотных горизонтах проявляются признаки оглеения (признак д), а нередко и глеегенеза (горизонт G). Мощности сезонно-талых слоёв в торфяных почвах варьируют от 38 до 50 см, в почвах автономных ландшафтов возвышенных морских террас, сложенных песками, могут превышать 1 м.
На склона торфяных бугров пучения наблюдаются микропоследовательности почв, объединённых потоками латеральной миграции вещества - торфяные (эутрофные/олиготрофные) почвы на вершинах бугров и торфяно-глеезёмы (в том числе
криогенно-ожелезнённые) мерзлотные на окружающих бугры низменных территориях-!-^-. Мощность торфяного горизонта варьирует в рамках данной почвенной микрокатены от 10-25 см в низинах вокруг бугров до 60 и более см на вершинах. Глубина залегания подстилающих пород на вершинах бугров, хоть и приподнята в связи со вспучиванием, редко находится в талом состоянии, из-за чего не вскрывается в разрезах. В то же время в низинах вокруг бугров горизонты неорганогенных подстилающих пород вскрываются на глубине около 20 см и почти всегда пребывают в сезонно-талом состоянии.
Объекты и методы
На участке исследования торфяные и торфяно-минеральные бугры пучения были распространены практически повсеместно. Изучение их морфометрических параметров производилось при помощи мерной ленты, а промеры мощности сезонно-талого слоя выполнялись металлическим щупом длиной 1,7 м. Радиусы бугров измерялись в четырёх направлениях: на север, юг, запад и восток от центральной точки бугра (вершины). Затем по тем же направлениям производились промеры мощности сезонно-талого слоя, которые включали промеры на вершине бугра, на привершинной поверхности, в середине склона, у подножия и в 1 м в сторону от бугра. Всего была изучена морфометрия и глубина СТС 10 буров пучения (на 2 из них промеры мощности СТС были выполнены только в одном направлении от вершины - северном). В 4 буграх были пробурены скважины диаметром около 8 см на глубины до 131 см. Бурение выполнялось вручную с помощью электродрели (шуруповёрта) Bosch мощностью 36 V, соединённой со стальной коронкой на штанге общей длиной 1,5 м. Бурение производилось непосредственно с глубины подошвы СТС после снятия сезонно-талого слоя торфа лопатой. Плановое аэрофотографирование бугров производилось при помощи четырехмоторного беспилотного летательного аппарата (БПЛА) DJI Mavic Air 1 с высоты около 5 м.
Результаты
Высоты изученных бугров не превышали 1,5 м, чаще всего попадая в интервал от 0,5 до 0,7 м (рис. 11, 12).
а
Рис. 11. Полевые работы по описанию морфометрических характеристик бугров (фото И. Агапкина и А. Гинзбурга)
-—■ Поверхность бугра
> -г Верхняя граница многолетнемёрзлых пород
0.5
1 Мощность сезон но-тал о го слоя, м Глубины буровых скважин, м
г.75
Рис. 12. Профили четырёх наиболее подробно изученных бугров пучения тамбейской тундры: 1 (а), 2 (б), б (в) и 10 (г), их радиусы, высоты (в м) и крутизны склонов (в °), а также глубины СТС и пробуренных скважин в ММП (в см)
Диаметр бугров варьировал в широких пределах - от 5,4 до 9,8 м. Крутизны склонов изученных бугров в редких случаях достигали 10°, а в большей же части случаев не превышали 7° (см. рис. 12). Чаще всего у бугров наблюдалось асимметричное строение, при котором один из склонов был более крутым, чем другой, что особенно хорошо выражено в профиле с востока на запад у бугра 2 (рис. 126).
Средние мощности сезонно-талого слоя на поверхностях бугров также варьировали широко - от 39,9 (± 3,2) до 76,8 (± 14,9) см. При этом данные величины не находятся в прямой зависимости друг от друга: наибольшая средняя мощность СТС наблюдается на буграх пучения, которые имеют небольшие высоты (0,5-0,8 м) и различный диаметр (5,4-8,1 м). Мощность слоя сезонного оттаивания ледяных ядер бугров по сторонам света отличается мало. Средняя мощность СТС на северных склонах бугров составляет 48,2 см, на южных - 50,6 см, а на западных (51,8 см) и восточных склонах (51,9 см) различается вообще незначительно. На вершинах бугров, в 1 м от вершин и на их склонах СТС имеет весьма сходную мощность - 50,3 (±14,1), 49,8 (±12,4) и 49,6 (±17,3) см, соответственно. Подножья склонов и пространства в 1 м от них оттаивают сильнее: 47,9 (±11,5) и 54,9 (±17,3) см, соответственно (см. рис. 12, табл. 2).
Таблица 2. Морфометрические характеристики (м) и мощность сезонно-талого слоя (см) бугров пучения в долине р. Тамбей
Морфометрические характеристики Мощность СТС
Бугор № Высота вершины Диаметр средний Наибольшая Наименьшая Средняя ± стандартное отклонение
1 1,5 8,1 60 37 49,7 6,3
7 1 с; fi Q яя Л7 fifi fi я q
3 0,7 7,2 46 34 39,9 3,2
4 1,0 9,8 54 30 43,4 5,9
5 0,5 7,6 54 32 40,2 8,2
б 0,7 6,3 58 36 44,8 5,1
7 0,5 5,6 131 62 76,8 14,9
8 0,6 4,5 51 31 40,2 7,6
9 0,8 5,4 64 39 47,9 5,3
10 0,6 8,1 60 28 40,2 9,0
Одним из наиболее удачных способов определения границ бугров пучения, имеющих покатые склоны, является их аэрофотографирование с небольшой высоты. На подобных аэрофотоснимках, получаемых с помощью беспилотных летательных аппаратов (рис. 13), бугры чётко дифференцируются по характеру растительного сообщества, развивающегося непосредственно на них.
Рис. 13. Плановые фотографии изученных бугров с пробуренными скважинами: 1 (а), 2 (б), б (в) и 10 (г), сделанные при помощи фотокамеры на БПЛА DJI Mavic Air 1 (фото И. Агапкина)
Главные причины дифференциации растительного покрова на буграх и в стороне от них - улучшение дренированности вследствие возвышения поверхности при криогенном пучении, а также препятствие для роста глубоких корневых систем, в виде неглубоко залегающих горизонтов многолетнемёрзлых пород (см. рис. 12). Так, поверхности бугров пучения обыкновенно представлены мохово-лишайниково-кустарничковыми сообществами растений, тогда как вокруг бугров поверхности представляют собой мохово-осоковую или мохово-злаковую тундру.
Криостратиграфическое строение кернов выбуренных на буграх ММП в большей части случаев характеризуется последовательной сменой слоёв торфа и торфяно-минеральных отложений. Так, например, скважина, пробуренная на бугре 1 (рис. 14а), демонстрирует всего лишь небольшой прослой торфяно-минерального материала на глубине около 60-67 см, отличающийся от залегающих сверху и снизу горизонтов торфа более светлосерым цветом и меньшей льдистостью.
Э: | . ,
Щй 11111111« -ТТ^-—-1
60 72 82,5 95 105,5 115
1 1 1 * 1 РО' ^ 1 5 п> >Г ■ 1 1 || V-
В
Контактная Поровая
50 56 66,5 75,5 Криотекстуры Базальная
У) ?!
\-suii*.
92,5
Переходная от контактной к поровой
Горизонтальная
Прочие обозначения
^^ Включения торфа Пузырьки воздуха
Рис. 14. Криостратиграфическое строение кернов многолетнемёрзлых пород, выбуренных из изученных бугров пучения: 1 (а), 2 (б), б (в) и 10 (г) с указанием глубины бурения (в см) от поверхности земли
Скважина на бугре 2 (рис. 146) вскрывает минеральные отложения с малым количеством включений торфа и невысокой льдистостью: суглинистый материал имеет светло-серый (иногда со светло-бурым отливом) цвет и сменяется прослоем с большим количеством включённого торфа рыже-бурого цвета на глубине около 95 см. В керне, выбуренном из скважины на бугре 3 (рис. 14в) слои минеральных отложений подстилают светло-бурые торфяные высокольдистые отложения на глубине 64 см. На этой глубине резко уменьшается льдистость отложений, а ниже она незначительно увеличивается лишь на глубинах 79-88 см, где проявляется в наличии слоистой криотекстуры. Исключением из наблюдаемой тенденции в криостратиграфии кернов является скважина на бугре 10 (рис. 14г), в керне которой, наоборот, низкольдистый бурый торф на глубине примерно
50 см сменяется сначала высокольдистым минеральным материалом (до глубины 56 см), а ниже - слоями льда, содержащими небольшое количество включений грунта или торфа. Лёд прозрачный, чистый, в районе глубины 70 см в нём наблюдаются мелкие (до 3 мм в диаметре) пузырьки воздуха, а начиная с глубины около 80 см, лёд имеет слоистую криотекстуру.
Дискуссия
Изученные бугры, скорее всего, являются молодыми формами, их возраст не превышает нескольких десятков лет, при этом они, вне сомнения, не относятся к сезонным буграм пучения, поскольку все без исключения имеют выпуклые ледяные ядра под сезонно-талым слоем в конце сезона протаивания - в сентябре-октябре. Вероятно, что в настоящий момент эти бугры находятся на стадии роста. Север Западной Сибири
является регионом с нестабильными мерзлотными условиями. A.A. Васильев с соавт.-^-сообщают, что с 1970-х годов до настоящего времени температура воздуха в среднем в Арктике повысилась на 2,8°С (примерно на 0,06°С в год), а температура ММП на их верхней границе (по данным наблюдений на мерзлотных стационарах Западной Сибири) с 1970-х до настоящего момента повышалась следующим образом: от -8,5, -5,5°С до -3, -4°С (стационар Марре-Сале, типичная тундра), от -2,5 - -1,5°С до практически -0,5-0°С (стационар Кумжа, южная тундра), от -1,5°С до 0°С (стационар Надым, северная тайга). Следовательно, для бугров пучения, повсеместно здесь распространённых, в последние 50 лет характерна сложная динамика развития-'-^'-. Рост бугров в долине р. Надым в 70-е годы XX века составлял 7-7,5 см в годр^- в период активного роста. В то же время данные Ю.К. Васильчука с соавт/12,13!, полученные на буграх пучения, значительно более крупных, чем тамбейские (до 8 м в высоту) говорят о том, что изученные авторами бугры достигли критических размеров для существующих ландшафтных условий и теперь находились на стадии стабилизации. Более же мелкие бугры (высотой 3 - 5 м) в том же районе находились на момент конца 1970-х годов в стадии роста, о чём свидетельствовали находящиеся по их периферии «ступеньки»,
высотой 0,5 - 1 м и шириной до 3 м-l-^l. В последние 20 лет активная антропогенная деятельность в северных районах Западной Сибири, а также общепланетарное повышение среднегодовых температур воздуха приводит к активному разрушению бугров
пучения, которое год от года может сменяться повторным пучением^25,28!. Замеры мощности сезонно-талого слоя на вершинах бугров пучения и в канавках по их перифериям в районе Надымского стационара (северная тайга) показали, что на ненарушенных буграх пучения мощность СТС наибольшая на вершинах, покрытых плотным растительным покровом из багульника с морошкой и осоками (до 180 см), а в
низменностях по краям бугров (канавках) мощность СТС достигала всего 50 см-^1.
На возвышенных равнинах морских террас северо-восточного Ямала в районе Тамбея и Сабетты бугры пучения в основном приурочены к хасыреям, молодые формы имеют круглую форму, высоту до 1 м и диаметр 5-10 м, более старые, сформировавшиеся в результате многолетних циклов просадок и пучения достигают высоты 2-5 м (реже 6-8
м), имеют овальную форму^1 (рис. 15).
Рис. 15. Бугор пучения в пойме р.Сабеттаяхи - А. Из М.В. Касымской
В поперечнике их размеры изменяются от 15 до 100 м. Бугры сложены сильнольдистыми торфом, суглинками, глинами, реже супесями. В разрезе бугров отмечается ледяное ядро, залегающее на глубине от 1,5 - 2,0 м до 5 м (рис. 15). Такие бугры встречаются на низких геоморфологических уровнях, первой лагунно-морской террасе и поймах
ре
к!211.
л
шш
масштаб 1:15000
Услрнныс обо'шаченмя к рячрсчу
Торф сил1.1«лраилижшичиЯийг нмоцкаминлмИ, 11Л1»=Г1|Н илч^срч Ч^Г]. ЙДОГОЗ«лстуро
| ■ Т ТТТ
скв2 7.6мч
■Супесь ТВЁРДОМ« Р"1Л-П И. слабччгаДнС-пк, ктюатсксгура слопстя
С!утлинак ТЗМ:рД13ЫГв|»Я1ГЫЙ, V.НПкНЛЛ Ь/1IIТ.Э 11, кртчагтежсггура слапсгпш
к. м^щим (1 11Ы;№|и'ПиП, "ИЧ'А|»МЧ» чын.
с па*»*! льдистый, кртютехстурп масстюнал
¡ГрВШМДП ЗОН ни ТПЛйГй СЛОЯ (АВГуСТ Э.О 1 1 Г. }
Ииыц» скоажшси и отметки устья
Рис. 16. Разрез бугра пучения в пойме р. Сабеттаяхи - А; положение бугра пучения на космоснимке - Б. Из М.В. Касымской
Бугры пучения (предположительно сегрегационные) в парагенезе с повторно-жильными льдами изучались В.Ф. Болиховским^- в верховьях бассейна р. Сабъяха на северовосточном склоне возвышенности Хой (Манорский участок).
По данным ближайшей метеостанции в Мысе Каменном, среднегодовая температура воздуха составляет -9,4°С, среднегодовая температура января -24,4°С, июля - +8,1°С. Обнаженный бугор пучения высотой 5 м располагается в термокарстовой котловине -хасырее, на перемычке между двумя остаточными озерами. Среднегодовая температура
отложений бугра пучения на глубине 8-9 м равна -5,2°С^1.
Грунты, слагающие бугор пучения, рассечены повторно-жильными льдами (рис. 17). Корни ледяных жил достигают уровня озерных вод или проникают несколько ниже его. Расстояние между жилами колеблется от 1,5 до 5 м. Различна также ширина жил. Наиболее широкие жилы (до 0,6 м) отмечены у поверхности центральной части бугра пучения и на его периферии, в промежутке между ними ширина повторно-жильных льдов в 2-3 раза меньше (см. рис. 17).
г
20 м
Рис. 17. Разрез предположительно сегрегационного бугра пучения в верховьях р.
Сабъяха, Центральный Ямал (по В.Ф. Болиховском^-): 1 - суглинки и глины; 2 -оторфованный суглинок; 3 - линзы и прослои торфа; 4 - повторно-жильный лед; 5 - лед ядра бугра; б - граница многолетнемёрзлых пород; 7 - скважина
Сходство химического и изотопного составов льда бугра пучения и вод окружающего его озера указывают на то, что источниками воды для льда бугра и для жил являются атмосферные осадки и воды озера и болота.
Второй бугор пучения находится в заболоченной термокарстовой котловине. Его относительная высота 7-8 м, форма в плане эллипсовидная. Наблюдаются как плавные, так и весьма крутые сопряжения торфяного покрова бугра пучения и заторфованного днища хасырея.
Бурение показало, что тело бугра пучения состоит из ледяных и торфяных прослоев, которые чередуются следующим образом: 0,0 - 0,5 м - торф (сезонноталый слой): 0,5-3,4 м - лед; 3,4-3,8 м - торф; 3,8-4,8 м - лед; 4,8-5 м - торф; 5-7,5 м - лед; 7,5-8 м -торф. В интервале глубин 8-9 м - суглинок серый с небольшими прослоями песка и растительного детрита, находящийся в многолетнемерзлом состоянии. Торф среднеразложившийся, высокольдистый со слоисто-сетчатой (реже линзовидной и атакситовой) криотекстурами.
Лед в промежутке между торфяными прослоями прозрачный, содержит небольшое количество газовых пузырьков. Общая мощность торфяных прослоев в данном бугре пучения 1,6 м, а чисто ледяных - 6,4 м. Учитывая, что ниже сезонноталого слоя торфяные прослои находятся в многолетнемерзлом состоянии и распучены льдом,
суммарная мощность этого торфа в талом виде должна быть меньше 1,6 м-^.
Расслоенность торфом ледяной линзы второго бугра пучения и малая прочность полуметрового слоя торфа над первым сверху пластом льда не позволяют, по мнению В.Ф.Болиховского, предполагать инъекционный механизм льдообразования для объяснения происхождения данного бугра пучения, его скорее следует относить к миграционным торфяным буграм-^.
Если воспользоваться классификацией бугров пучения, предложенной A.C. Репины^Д^ то изученные в пределах Тамбейской площади бугры следует отнести к многолетним буграм, молодой и эмбриональной стадий развития, правильной овальной формы, сегрегационным (или возможно инъекционно-сегрегационным - это можно будет уточнить при более детальном и глубоком бурении ядра бугров).
Бугры мучения
1 ! 1
Стадия развития Форма Механизм образования Премя экзистенции Размер Отображение на карте
3
о
к
I С— i_
й ■_>
с. 3
1С -
и
С -
й
3 ш
менее Юм 1(>-40м более 40 м менее К) м Ц1-11Ц1 м более ПК) и
d
Рис. 18. Классификация бугров пучения. По A.C. Репину-^1
Заключение
В сентябре и первой половине октября авторами было выполнено морфометрическое исследование и неглубокое бурение многолетнемёрзлых отложений 10 торфяных и торфяно-минеральных бугров пучения, располагавшихся на территории левобережья долины р. Тамбей в 50 км от пос. Тамбей - ближайшего населённого пункта. Морфометрические измерения показали, что высоты бугров не превышают 1,5 м, а чаще всего вырастают до 3-5 м в высоту. Их диаметры достигают 9,8 м, но в большей части случаев редко превышают 7 м. Многие бугры имеют асимметричное строение склонов, при котором один из них круче другого. Наиболее ярко выражена, например, асимметрия склонов у бугра 2 по трансекту с запада на восток. Склоны изученных нами
бугров были весьма пологими, особенно ближе к подножью. Особенно удачным способом определения границ бугров стало их плановое аэрофотографирование при помощи БПЛА, которое также наглядно продемонстрировало нам, что бугры резко контрастируют с окружающим ландшафтом по ботаническому составу растительной ассоциации. В составе растительного сообщества бугров преобладали гипновые мхи, лишайники и морошка обыкновенная.
По результатам бурения на глубину до 131 см, выполненного на 4 из 10 буграх, было установлено, что мёрзлые ядра бугров сложены торфяными, торфяно-минеральными и минеральными отложениями, а также в редких случаях слоистыми льдами с небольшим количеством включений грунта или торфа. Для 3 из 4 наиболее подробно изученных бугров характерен переход от высокольдистых бурых торфяных отложений к светлосерым и серым низкольдистым торфяно-минеральным и минеральным отложениям на глубине около 60 см от поверхности земли. В то же время керн из скважины бугра 10 представлен сначала резким переходом от низкольдистого торфа к торфяно-минеральному грунту, а затем мощными прослоями чистого льда, практически не загрязнённого частицами грунта или торфа.
Проведенное исследование - одна из немногих работ по изучению бугров пучения, встреченных на севере Ямала. Тем не менее, учитывая опыт предшественников, можно утверждать, что торфяно-минеральные льдосодержащие бугры на севере Ямала встречаются не столь уж редко. Практическое значение выполненных исследований состоит в том, что при освоении территорий северного Ямала расширяются возможности принятия оптимальных предпроектных решений по размещению площадных объектов нефтегазового комплекса и коридоров линейных коммуникаций с учетом распространения в зоне их влияния сильнольдистых грунтов.
Библиография
1. Vasil'chuk Yu.K., Budantseva N.A., Vasil'chuk A.C., Podborny Ye.Ye., Sullina A.N., Chizhova Ju.N. Multistage Holocene massive ice near the Sabettayaha River mouth Yamal Peninsula // Earth's Cryosphere. 2015. Vol. 19. №4. P. 36-47.
2. Vasil'chuk Yu., Budantseva N., Vasil'chuk A., Chizhova Ju., Podborny Ye., Vasil'chuk J. Holocene multistage massive ice, Sabettayakha river mouth, Yamal Peninsula, northernwest Siberia // GeoResJ. 2016. Vol. 9. P. 54-66.
doi. org/10.1016/j.grj. 2016.09.002.
3. Абакумов E.B., Поляков В.И., Орлова К.С. Особенности почвообразования в русской Арктике (на примере дельты реки Лена и п-ова Ямал) // Научный Вестник Ямало-Ненецкого Автономного Округа, 2015. №1, С. 14-22.
4. Александровский А.Л., Анненков В.В., Глушко Е.В. и др. Источники и методы исторических реконструкций изменений окружающей среды. М.: ВИНИТИ, 1991. 163 с. (Итоги науки и техники. Сер. Палеогеография. Т.8).
5. Болиховский В.Ф. Парагенетические комплексы подземных льдов в буграх пучения Центрального Ямала // Криогенные физико-геологические процессы и методы изучения их развития. М. ВСЕГИНГЕО. 1987. С. 135-141.
6. Васильев A.A., Гравис А.Г., Губарьков A.A., Дроздов Д.С., Коростелёв Ю.В., Малкова Г.В., Облогов Г.Е., Пономарёва O.E., Садуртдинов М.Р., Стрелецкая И.Д., Стрелецкий Д.А., Устинова Е.В., Широков P.C. Деградация мерзлоты: результаты многолетнего геокриологического мониторинга в западном секторе Российской Арктики // Криосфера Земли, 2020. T. XXIV, №2. С. 15-30. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2020-2(15-30)
7- Васильев A.A., Облогов Г.Е., Стрелецкая И.Д., Федин В.А., Широков P.C.,
Задорожная H.A. Температурный режим верхнего горизонта многолетнемёрзлых пород в переходной области от суши к морю на примере западного Ямала // Криосфера Земли, 2017. Т. XXI, №4. С. 34-42. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-4(34-42)
8. Васильев A.A., Стрелецкая И.Д., Широков P.C., Облогов Г.Е. Эволюция криолитозоны прибрежно-морской области Западного Ямала при изменении климата // Криосфера Земли, 2011. Т. XV, №2. С. 56-64.
9. Васильчук А.К. Палиноспектры голоценовых полигонально-жильных структур острова Белый и долины реки Тамбей на полуострове Ямал // Арктика и Антарктика. 2017а. №2. С. 1-24.
10. Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Инженерно-геологические и геохимические условия полигональных ландшафтов в районе устья реки Тамбей (север полуострова Ямал) // Инженерная геология, 2015. № 4. С. 36-54.
11. Васильчук Дж. Ю., Буданцева H.A., Гаранкина Е.В., Шоркунов И.Г. Васильчук Ю.К. Изотопно-геохимические свойства торфяных почв территории месторождения Бованенково, Центральный Ямал // Арктика и Антарктика, 20176. №1. С. 110-125. DOI: 10.7256/2453-8922.2017.1.22331
12. Васильчук Ю.К. Некоторые особенности строения и условий образования выпуклобугристых торфяников севера Западной Сибири // Материалы VI научной конференции аспирантов и молодых учёных. Мерзлотоведение. Геологический ф-т МГУ, 1978. М. Деп.в. ВИНИТИ. №3901-79. 1979. С. 103-117.
13. Васильчук Ю.К. Об особенностях формирования бугров пучения бугров пучения на севере Западной Сибири в голоцене // Природные условия Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983а. С. 88 - 103.
14. Васильчук Ю.К., Петрова Е.А., Васильчук А.К. Некоторые черты палеогеографии голоцена Ямала // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода, 19836. №52. С. 73 - 89.
15. Вейсман /1.И. Исследования криогенных процессов методом ландшафтных индикаторов и вопросы их дешифрирования (на примере севера Западной Сибири) / Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук. Зелёный. 1977. 24 с.
16. Волкова B.C. Стратиграфия четвертичных отложений полуострова Ямал // Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология. VII Всесоюз. совещ. Таллин, 1990. Т.1, С. 126 - 128.
17. Геокриологические условия Западно-Сибирской низменности / Госстрой СССР. Производ. и науч,-исслед. ин-т по инж. изысканиям в строительстве; Баулин В.В., Белопухова Е.Б., Дубиков Г.И., Шмелев Л.М. - Москва: Наука, 1967. 214 с.
18. Гуськов С.А. Средне-позднеплейстоценовые морские трансгрессии на севере Западной Сибири // Бюллетень комисии по изучению четвертичного периода, 2009. №69. С. 40-47.
19. Интернет-сайт Pogoda-i-klimat (http://www.pogodaiklimat.ru/history/20864.htm)
20. Казанцева Л.А. Пространственная изменчивость ландшафтных и геокриологических условий естественных и нарушенных экосистем северной тайги Западной Сибири // Криосфера Земли, 2007. Т. XI, №2. С. 14-18.
21. Касымская М.В. Сезонные и многолетние бугры пучения северо-востока полуострова Ямал // Научно-исследовательские публикации. 2014. № 15 (19). С. 13-18.
22. Классификация и диагностика почв России / Составители: Шишов /1.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. // Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
23. Классификация и диагностика почв СССР / Составители: Егоров В.В., Фридланд В.М., Иванова Е.В., Розов H.H., Носин В.А., Фриев Т.А. // М.: Колос, 1977. 221 с.
24. Матюхин А.Г. Новые данные об инженерно-геокриологических условиях северовосточной части полуострова Ямал // Материалы пятой конференции геокриологов России (Москва, 14 - 17 июня 2016 г.), 2016. С. 122-125.
25. Москаленко H., Пономарёва О., Устинова Е. Мониторинг экзогенных геологических процессов на трассе газопровода Надым-Пунга // Инженерные изыскания, 2007. №1. С. 34-36.
26. Москаленко Н.Г., Джоргенсон Т., Каневский М.З., Носсов Д., Шур Ю.Л. Взаимосвязи растительности и сезонного протаивания многолетнемёрзлых пород в Арктических тундрах Ямала и Аляски // Изв. РГО, 2014. Т. 146, вып. 3. С. 64-79.
27. Панова H.K. Новые данные к палеоэкологии и истории растительности Южного Ямала в голоцене // Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология. VII Всесоюз. совещ. Таллин, 1990. Т.1, С. 45-46.
28. Пономарёва O.E. Мониторинг динамики поверхности бугров пучения вдоль трассы газопровода Надым-Пунга (северная тайга Западной Сибири) / Материалы третьей конференции геокриологов России. МГУ им. М.В. Ломоносова, 1-3 июня 2005 г. Т. 2. Ч. 3. Динамическая геокриология. Изд-во Моск. ун-та, 2005. С. 141-146.
29. Почвенная карта РСФСР (м-ба 1: 2 500 000) / Гл. ред. В.М. Фридланда / Госагропром РСФСР, Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина, Почвенный Институт имени В.В. Докучаева // ГУГК СССР, 1988. 16 л.
30. Природа Ямала / Колл. Авторов. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1995.
31. Хотинский H.A. Голоцен Северной Евразии. М.: Наука, 1977. 198 с.
32. Репин A.C. Разработка методики геодезического обеспечения геопространственного мониторинга бугров пучения многолетнемерзлых пород / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск. 130 с.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Рецензируемая статья посвящена изучению торфяных и торфяно-минеральных бугров пучения в долине реки Тамбей на северо-востоке полуострова Ямал: одиночных сезонных бугры пучения и многолетних миграционных бугров пучения. Актуальность рецензируемой работы обусловлена началом активного освоения нефтегазовых месторождений, которое сильно затрудняется из-за процессов криогенного пучения.
Методология исследования базируется на выполненных авторами статьи аэрофотографировании обследуемой территории при помощи беспилотного летательного аппарата, морфометрическом исследовании и неглубоком бурении многолетнемёрзлых отложений торфяных и торфяно-минеральных бугров пучения, а также проведенном обобщении публикаций по теме исследования и различных экспедиций на территории Тамбейской группы нефтегазоконденсатных.
К элементам научной новизны представленного исследования, по мнению рецензента, можно отнести выявление авторами резкого контраста с окружающим ландшафтом
ботанического состава на торфяных и торфяно-минеральных буграх и преобладание здесь гипновых мхов, лишайников и морошки обыкновенной, а также описание строения торфяно-минеральных льдосодержащих бугров.
Структура и содержание статьи, стиль изложения материалов в целом соответствуют сложившимся традициям оформления научных публикаций. В статье выделены следующие разделы: Введение, Район исследования, Климатические характеристики, Геокриологические условия, Растительный покров территории, Почвы и катенарная структура почвенного покрова территории, Объекты и методы, Результаты, Дискуссия, Заключение, Библиография.
Представляют интерес проведенная авторами обработка информации о среднемесячных и среднегодовых значениях температуры воздуха на метеостанции Тамбей; полученные морфометрические характеристики и мощность сезонно-талого слоя бугров пучения в долине р. Тамбей, детальные описания процесса и результатов бурения бугров пучения. В библиографическом списке статьи содержится писание 31 источника, на каждый из которых в тексте имеется адресная ссылка, свидетельствующая о наличии апелляции к оппонентам. Текст иллюстрирован двумя таблицами и 17 рисунками, которые не только наглядно демонстрируют результаты изысканий, представляющие интерес для узкопрофильных специалистов, но и дают общее представление об объекте исследования и природе арктического края широкому кругу читателей. Рецензируемая статья не лишена недочетов и недостатков. Во-первых, в представленных на рецензирование материалах не сформулированы цель исследования и решаемые задачи. Во-вторых, в статье не отражена практическая значимость, не высказаны соображения о направлениях возможного применения полученных результатов исследования.
Тема рецензируемого материала актуальна для освоения территории северо-восточного Ямала, соответствует тематике журнала «Арктика и Антарктика», статья отражает результаты проведенного авторами исследования торфяных и торфяно-минеральных бугров пучения, может вызвать интерес со стороны потенциальных читателей, интересующихся особенностями арктических территорий. После доработки в соответствии с высказанными замечаниями статья рекомендуется к опубликованию.