CC BY
21УСТОЙЧИВОСТЬ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В КРИОЛИТОЗОНЕ
28-30 сентября 2020 г. в г Якутске состоялась Всероссийская научная конференция с международным участием «Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне», посвящённая 60-летию со дня образования Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН (ИМЗ СО РАН) [1]. Работа конференции была направлена на обсуждение наиболее актуальных проблем и обобщение опыта изучения состояния криолитозоны, динамики её изменения и строительства в условиях меняющегося климата (рис. 1). Научные направления включали не только традиционные, но и новые, развивающиеся сегодня в геокриологической науке:
- оценка реакции теплового состояния верхних горизонтов криолитозоны на изменение климата и техногенные воздействия;
- эволюция криолитозоны основных геоструктур Северной Азии;
- динамика субаквальной криолитозоны арктических морей;
- опасные геологические процессы в холодных регионах;
- подземные воды криолитозоны и их реакция на изменение климата и техногенные воздействия;
- изыскания и технологии строительства при инженерном освоении криолитозоны;
О. И. Алексеева,
к.т.н., учёный секретарь Института мерзлотоведения СО РАН DOI: 10.24412/1728-516Х-2020-2-46-49
- тепловое и механическое взаимодействие при-родно-технических систем в криолитозоне;
- криоэкологические и мерзлотно-ландшафтные исследования;
- криолитозона урбанизированных территорий;
- геофизические методы при исследовании грунтовых оснований инженерных сооружений в криолитозоне.
Известно, что в 1960 г в структуре Сибирского отделения АН СССР был создан институт с целью развития региональных исследований вечномёрзлых горных пород. Для России, где 65 % территории находится в зоне вечной мерзлоты (криолитозоне), геокриологические исследования являются национально значимым научным направлением. Конференции и симпозиумы по геокриологической тематике проводятся регулярно как в России, так и за рубежом. Эта конференция знаменательна тем, что проходила в г. Якутске, который основоположник мерзлотоведения М. И. Сумгин называл «колыбелью мерзлотоведения».
Заявки на участие в конференции поступили от 142 учёных, молодых специалистов и аспирантов из Якутска, Хабаровска, Перми, Иркутска, Москвы, Тюмени, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Читы, Владивостока, Санкт-Петербурга, а также из Казахстана, Германии, Китая и Швеции. В работе конференции принял участие 71 участник, в том числе - представители Института земной коры СО РАН (г. Иркутск), Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (г. Москва), АО «ТомскНИПИнефть» (г. Томск), Института криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН (г. Тюмень), ФГБОУ ВО Забайкальского государственного университета (г. Чита), Российского университета дружбы народов (г. Москва), Института им. А. Вегенера (Германия), Северо-Западного института экологии и природных ресурсов АН КНР и Хэйлунцзянского университета (КНР), Института метеорологии и гидрологии (Швеция).
Работа конференции проходила в форме двух пленарных заседаний, трёх научных секций и молодёжного круглого стола «Актуальные проблемы и ближайшие перспективы геокриологии». Формат конференции был очным, но, учитывая эпидемиологическую обстановку, желающие имели возможность сделать доклады по видеосвязи. Всего было заслушано 54 доклада.
Рис. 1. Открытие конференции «Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне», посвящённой 60-летию образования ИМЗ СО РАН
(28-30 сентября 2020 г., г. Якутск)
На первом пленарном заседании (председатель -директор ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н. М. Н. Железняк) было заслушано 8 докладов, в частности, директора ИМЗ СО РАН М. Н. Железняка и бывшего директора Института им. Альфреда Вегенера (Германия) Х.-В. Хубберте-на о многолетнем плодотворном сотрудничестве этих институтов и о достигнутых успехах в области мерзлотоведения. М. Н. Железняк привёл основные результаты международного и всероссийского научного сотрудничества ИМЗ СО РАН (рис. 2).
боте ИМЗ СО РАН, д.г.н. М. Н. Григорьев. Он отметил, что подводная многолетняя мерзлота в арктических морях изучена крайне слабо. До сих пор достоверно неизвестны ни её мощность, ни контуры распространения на относительно глубоком арктическом шельфе.
Профессор Северо-Западного Института экологии и природных ресурсов АН КНР Цзинь Хуэйцзюнь рассказал о влиянии деградации криолитозоны на гидрологию района истока р. Хуанхэ в северо-восточной части Цинхай-Тибетского плато на Северо-Западе Китая.
Большой интерес вызвал доклад с.н.с. ИМЗ СО РАН, к.г.н. Ю. Б. Скачкова «Тенденции изменения климата Восточной Сибири». Он отметил, что наибольшее потепление климата в Восточной Сибири за последние десятилетия отмечается на Таймыре, Чукотке и в Якутии. Им были представлены тренды изменения средней годовой температуры воздуха в Якутии по 52 метеостанциям за 1966-2019 гг. Все они положительные и статистически значимые (рис. 4).
кпммшчЕские изменения |
Онлилснля ат средне* и 1-ве-1 I ВАР гг. гетс|ытуры пряаеимШ атнасЦирм.*С
Рис. 2. Пленарный доклад директора ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н., действительного члена АН РС(Я) М. Н. Железняка
Очень интересный доклад «От образных представлений - к системным знаниям о мире холода» представил академик В. П. Мельников из Тюменского ФИЦ СО РАН (рис. 3). Он говорил о криософии - новой науке на стыке философии и криологии. По его мнению, «крио-софия, как междисциплинарная веточка философской науки, являясь сотворцем криологии, одновременно перестраивает, перекодирует и усложняет образ холодного мира... Возникают новые образы природных явлений при переходе анализа в синтез. Создание новых слов, синтез новых терминов, понятий играют огромную роль в развитии научной дисциплины...» [1].
Рис. 3. Пленарный доклад в режиме ВКС академика РАН В. П. Мельникова
О трансформации многолетней мерзлоты на Арктическом шельфе Северо-Востока России говорил в своём докладе заместитель директора по научной ра-
Рис. 4. Тренды изменений средней годовой температуры воздуха в России и в мире за 1966-2019 гг. (из доклада Ю. Б. Скачкова)
На секцию № 1 «Проблемы общей геокриологии; устойчивость природных систем в условиях меняющегося климата и техногенных воздействий» (сопредседатели - заместители директора по научной работе ИМЗ СО РАН, д.г.н. М. Н. Григорьев и к.г.н. А. Н. Фёдоров) было заявлено 53 доклада. Заслушано 26 докладов (в том числе 5 - по ВКС), которые были посвящены методам исследований криолитозоны, её современному состоянию, сценарным изменениям климата и свидетельствам глобальных ландшафтно-климатических катастроф. Были приведены данные по возрасту и строению, а также криолитогенезу отложений в Западной Сибири, Арктике и в различных регионах Якутии (рис. 5).
Участники конференции с большим интересом заслушали доклады заведующего лабораторией ИЗК СО РАН (г. Иркутск), д.г.-м.н. С. В. Алексеева «Криолитозо-на Окинского плоскогорья (Восточные Саяны): пять лет исследований»; директора ИКЗ ТюмНЦ СО РАН (г. Тюмень), к.т.н. М. Р. Садуртдинова «Возможности и особенности сейсмических методов при геокриологических
Рис. 5. Работа секции № 1 конференции.
С докладом «Влияние климатических условий на лесные пожары в Центральной Якутии» выступает м.н.с. М. И. Петров
исследованиях»; г.н.с. ИМЗ СО РАН (г. Якутск), д.г.н. А. А. Галанина «Свидетельства глобальной ланд-шафтно-климатической катастрофы позднего дриаса (12,8 тыс.л.н.) в рельефе и рыхлых отложениях Центральной Якутии (Восточная Сибирь)»; в.н.с. ИКЗ ТюмНЦ СО РАН, (г. Тюмень), к.г.н. Г. В. Малковой «Воздействие современных климатических изменений на температурный режим мёрзлых толщ российской Арктики», а также профессоров Северо-Западного института экологии и природных ресурсов АН КНР Ню Фудзюня «О новых технологиях по решению проблем железнодорожного строительства в криолитозоне» и Ли Гоюя «Осадка грунтов при оттаивании на участках Российско-Китайского нефтепровода и меры по её уменьшению» и др.
На секции № 2 «Взаимодействие поверхностных и подземных вод; их роль в формировании и динамике криогенных ландшафтов; геохимическая оценка криогенных ландшафтов» (председатель - г.н.с. ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н., профессор В. В. Шепелёв) было заявлено 30 докладов. Заслушано 14 докладов (в том числе 5 -по ВКС). Следует отметить высокий уровень представ-
Рис. 6. Работа секции № 2. С докладом «О водообменной функции криолитозоны» выступает г.н.с. ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н., профессор В. В. Шепелёв
ленных докладов, основанных на новых материалах.
При обсуждении итогов работы секции участники особо отметили доклады В. В. Шепелёва «О водооб-менной функции криолитозоны» (рис. 6), и г.н.с. ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н., профессора В. Н. Макарова «Экогео-химия урбанизированных территорий в криолитозоне».
На секции № 3 «Проблемы инженерной геокриологии; устойчивость технических систем в условиях меняющегося климата и техногенных воздействий» (председатель - учёный секретарь ИМЗ СО РАН, к.т.н. О. И. Алексеева) было заявлено 29 докладов, заслушано - 13 (рис. 7). Большинство докладов было посвящено вопросам мониторинга мёрзлых оснований зданий, гидротехнических и линейных транспортных сооружений и трубопроводов. Результаты этих исследований свидетельствуют об актуальности проведения геокриологического мониторинга на всех стадиях строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Гн.с. ИМЗ СО РАН, д.т.н. Г П. Кузьмин и м.н.с. ИМЗ СО РАН И. С. Вахрин посвятили свои доклады традиционному направлению инженерного мерзлотоведения - исследованию физических и деформационных свойств мёрзлых грунтов. Менеджер проектов П. В. Дульцев и инженер АО «ТомскНИПИнефть» Ю. И. Игнатова выступили с докладами «Концепция системы активной термозащиты приустьевого пространства скважин с использованием аккумулятора холода» и «Разработка и практическое применение программного модуля для расчёта нормативных глубин промерзания (оттаивания)». Это примеры исследовательских прикладных геокриологических работ.
Участники этой секции с особым интересом обсудили доклады г.н.с. ИМЗ СО РАН, д.т.н. Р. В. Чжана «Инженерное освоение низких пойм рек криолитозо-ны под промышленное и гражданское строительство: опыт, проблемы перспективы»; н.с. ИМЗ СО РАН к.т.н. Д. Д. Шестернёва «Факторы подтопления взлётно-посадочной полосы в аэропорту г. Чита»; с.н.с. ИМЗ СО РАН, к.т.н. А. Д. Набережного «Фундаменты на вечно-мёрзлых грунтах: проблемы и перспективы», а также доклады в.н.с. ИМЗ СО РАН, к.г.-м.н. С. И. Заболотника
Рис. 7. Работа секции № 3 конференции «Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне»
Рис. 8. Гоуппа участников конференции после завершения её работы (г. Якутск, 30 сентября 2020 г.)
и с.н.с. ИМЗ СО РАН, к.г.-м.н. П. С. Заболотника о вкладе мерзлотоведов в обеспечение длительной и безаварийной эксплуатации зданий Якутской теплоэлектроцентрали. При обсуждении итогов работы секции № 3 отмечено, что все доклады несут элементы новизны и имеют достаточно высокий научный уровень.
Заслушав и обсудив представленные доклады, на заключительном пленарном заседании участники конференции высказали следующие рекомендации (рис. 8).
1. Шире развивать комплексные геокриологические, гидрогеологические и гидрологические исследования, поскольку это глубоко взаимосвязанные процессы, отдельное изучение которых, даже очень углубленное, не может привести к новым прорывным и объективным научным выводам.
2. Необходимо выделить из заслушанных на конференции сообщений и предложений имеющие практическую значимость и ознакомить с ними региональные органы исполнительной власти РС(Я) и других северных регионов страны, а также профильные министерства и ведомства.
3. Считать актуальной организацию системы мониторинга взаимодействия инженерных сооружений с окружающей средой, разработку на его основе ранней диагностики опасных криогенных процессов, а также практических рекомендаций по обеспечению устойчивости сооружений.
4. При проведении геокриологического мониторинга следует совершенствовать существующие и разрабатывать новые, более прогрессивные, измерительные и вычислительные комплексы, постоянно совершенствуя методику проведения наблюдений.
5. Продолжить и расширять исследования физико-механических, прочностных и деформационных свойств грунтов различного состава, генезиса и создать базу данных; уделить особое внимание изучению крупнообломочных грунтов, по которым практически отсутствуют вышеупомянутые характеристики.
6. Исследовать напряжённо-деформированное состояние грунтов оснований в условиях климатического и техногенного прессинга.
7. Совершенствовать конструкции фундаментов, позволяющие максимально использовать несущую способность грунтов.
8. Шире использовать криогенные ресурсы Земли для управления температурным режимом сооружений и их грунтовых оснований, совершенствовать технологии и конструкции установок при использовании криогенных ресурсов с целью повышения их энергоэффективности.
9. Доводить до практического применения разрабатываемые методики и способы проведения инженерно-геокриологических исследований, а также новые оборудование и приборы.
10. Совершенствовать геофизические методы изучения криолитозоны, включая разработку методик геофизического комплексирования, для эффективного решения конкретных геокриологических, гидрогеологических и гидрологических задач, а также прикладных задач инженерной геокриологии.
При обсуждении итогов конференции было также подчёркнуто, что современное потепление климата, наблюдаемое практически во всех уголках земного шара, особенно сильно проявляется в приполярных областях нашей планеты. Территория Якутии относится к зоне наибольшего его влияния, как и все арктические и субарктические регионы страны. В соответствии с принятым в 2019 г. «Законом об охране вечной мерзлоты в Республике Саха (Якутия)», при освоении криолитозо-ны Якутии необходимо выделять её устойчивые и неустойчивые к антропогенным и климатическим факторам районы. Следует продолжить работу с различными комитетами республиканского и федерального уровней по подготовке федерального закона «Об охране и рациональном использовании вечной мерзлоты в России». Принятие этого закона станет весьма актуальным и своевременным мероприятием.
По итогам конференции был опубликован сборник, в который вошли все 112 представленных докладов.
Список литературы
1. Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне : материалы Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 60-летию образования Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, г. Якутск, Россия, 28-30 сентября 2020 г. /отв. ред-ры: д.г.-м.н. М. Н. Железняк; д.г.-м.н. В. В. Шепелев; д.т.н. Р. В. Чжан. -Якутск: Издательство ФГБУН Ин-т мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2020.- 462 с.
