ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Проект уточняет пространственно-временную общность природных явлений и выявляет роль региональных условий в общем глобальном изменении среды в конце четвертичного периода (неоплейстоцене-голоцене). Наиболее ярко эти изменения были выражены в Арктике, где значительной перестройке подверглась криолитозона. На побережьях и шельфах Арктики в позднем неоплейстоцене и голоцене в условиях трансгрессий и регрессий морских бассейнов происходит изменение характера осадконакопления, формирование различных типов подземных льдов (полигонально-жильных и пластовых) и криогенное преобразование вмещающих их отложений. Крупные включения пластового и полигонально-жильного льда в обрывах берегов северных морей доступны для исследования и несут важную палеогеографическую информацию. Содержание стабильных изотопов кислорода и водорода, количество и генезис метана, содержащегося в воздушных пузырьках, химический состав подземных льдов используются как природные маркеры, отражающие глобальные изменения природной среды Арктики в прошлом, - колебание уровня моря, экстремально холодные и аридные условия последнего криохрона, эволюцию криогенных процессов. В сингенетических полигонально-жильных льдах значения стабильных изотопов – палеоиндикатор зимних температур в прошлом. За последние 60000 лет, направление зимнего атмосферного переноса в Евразийской Арктике не изменялось. Химический состав льда в жилах зависит от удаленности источника формирования зимних осадков и указывает на положение береговой линии моря. Особенности минерального состава вмещающих полигонально-жильные льды отложений, формировавшихся в условиях интенсивного криогенеза, позволяют восстановить мерзлотные условия на момент осадконакопления и промерзания. Результаты исследований состава пластовых льдов и отложений свидетельствуют о схожих условиях седиментации на больших пространствах Арктики, где морские условия сменялись континентальными. Промерзание насыщенных органикой отложений морских мелководий и осушек создавало благоприятные условия для концентрации и консервации метана бактериального происхождения в отложениях и льдах. Метан бактериального происхождения в пластовых льдах исключает их глетчерное происхождение. В условиях глобальных изменения климата, деградации мерзлоты, разрушения берегов и таяния льдов создаются условия для эмиссии законсервированного метана в атмосферу. Результаты новых исследований будут опубликованы в научных журналах, использованы в курсах лекций, читаемых студентам Университета, войдут в учебные пособия.
Детализация результатов за первый год. 1. Новая база данных по опубликованным и собственным материалам, которая будет содержать информацию о 1) химическом, изотопном и газовом составе подземных льдов различного генезиса и возраста, поверхностных водах и атмосферных осадков; 2) геохимическом, гранулометрическом и минералогическом составе вмещающих лед отложений; 3) радиоуглеродном возрасте четвертичных отложении на побережьях Арктики. Ранее такой базы не существовало. 2. На основе дешифрирования космоснимков высокого разрешения, с использованием разномасштабных карт четвертичных отложений, будет составлена карта распространения подземных льдов на побережье и островах Карского и Баренцева морей и сделана предварительная оценка количества законсервированного метана в мерзлоте. При составлении карты будут использована ГИС по динамике арктических берегов (АСD), которая имеется в распоряжении участников проекта и База данных по пластовым льдам Арктики, созданная авторами и находящаяся в открытом доступе. 3. Расчет зимних палеотемператур в зависимости от средних значений изотопного состава сингенетических полигонально-жильных льдов неоплейстоцен-голоценового возраста. 4. Уточнение диапазонов изменения температур с учетом региональных особенностей, колебания береговой линии моря. 5. Публикации в научных журналах «Метан в четвертичных отложениях севера Российской Арктики», «Роль западного переноса в химическом составе атмосферных осадков и подземных льдов Арктики», «Обзор существующих региональных палеоклиматических реконструкций и анализ основных климатических трендов в Арктике в конце неоплейстоцена-голоцене».
Ожидаемые результаты являются новыми и будут опубликованы в научных журналах, доложены на Международных и Российских конференциях (Кизяков А.И., Шмелев Д.Г., Лейбман М.О., Васильев А.А., Облогов Г.А., Стрелецкая И.Д.), включены в курсы лекций студентам по программам бакалавров и магистров (Кизяков А.И., Шмелев Д.Г., Стрелецкая И.Д.), войдут в открытую базу данных о распространении и мощности едомных отложений в рамках проекта IPA "The yedoma thickness and coverage: synthesis data" (Шмелев Д.Г.).
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 16 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Подземные льды Западной Арктики - архив данных глобальных изменений природной среды |
Результаты этапа: Проведен сбор и систематизация опубликованных научных статей, включающая все публикации по подземным льдам Западной Арктики. Установлено, что современное образование многолетнемерзлых пород на морских аккумулятивных поверхностях является моделью концентрации и консервации метана в мерзлоте и подземных льдах в прошлом. Промерзание насыщенных органикой отложений морских мелководий и осушек создает благоприятные условия для концентрации и консервации метана бактериального происхождения в отложениях и льдах. Определено пороговое значение температуры многолетнемерзлых пород в 4,0оС для бактериального метаногенеза в современных морских аккумулятивных отложениях. Получены данные по концентрации метана, содержащегося в пузырьках воздуха в подземном льде и мерзлых породах берегового обрыва в районе полярной станции Марре-Сале, Западный Ямал. Изменения климата, деградация мерзлоты, разрушение берегов и таяние льдов создают условия для эмиссии законсервированного метана в атмосферу. Проведен расчет количества метана, ежегодно поступающего в атмосферу при разрушении 100 м и 4,5 км отрезка берега. Значение ежегодной эмиссии метана при разрушении мерзлых морских берегов с крупными залежами подземных льдов достаточно высоко и сопоставимо с эмиссией метана из болотных экосистем. Метан, накапливающийся в полостях в пластовых залежах, - вероятная причина образования воронок газового выброса. Псевдоморфозы по льдам являются архивом палеоинформации. Криогенно измененные отложения и псевдоморфозы по повторно-жильным льдам, можно использовать для температурных палеореконструкций. Результаты исследований, полученные в 2016 году, докладывались на Российских и международной конференциях, проанализированы в статьях, которые приняты в печать научными журналами. Материалы исследований используются в курсах лекций для студентов Московского и Тюменского государственных университетов. По теме проекта опубликованы 8 работ. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Подземные льды Западной Арктики - архив данных глобальных изменений природной среды. 2-й год проекта |
Результаты этапа: Установлена роль подземного льда и особенности его формирования в палеогеографических событиях неоплейстоцена. Показана роль сингенетического промерзания в захоронении и консервации плейстоценовых млекопитающих (мамонтов). Определен генезис пластовых льдов и ледогрунтов, залегающих в морских осадках и на контакте континентальными толщами как внутригрунтовый, на основании определения количества и генезиса метана во льду и вмещающих лед отложениях. Количество метана в воздушных пузырьках в сотни и тысячи раз превышает его содержание в атмосферном воздухе. Генезис метана в лабораторных условиях определен как бактериальный и по значениям изотопного состава углерода и дейтерия в метане отличается от атмосферного и катагенного метана. Определены статистически достоверные характеристики содержания метана в основных геологических толщах позднего неоплейстоцена-голоцена, включая подземные льды. Исследовано накопление метана в отложениях промерзающих поверхностей лайд. Новообразование мерзлоты на аккумулятивных поверхностях - модель формирования и консервации газа (в том числе метана) в мерзлоте. На низких морских лайдах происходит новообразование многолетнемерзлых пород, их среднегодовая температура составляет–3.9 °С. Глубина слоя нулевых годовых амплитуд температур пород не превышает 3–4 м. На основе прямых наблюдений установлено, что в области деградации многолетнемерзлых пород среднегодовая температура засоленных пород близка к температуре замерзания. Глубина слоя нулевых годовых амплитуд температур пород составляет 2.5–3.5 м. Новообразование мерзлоты на аккумулятивных поверхностях - модель формирования и консервации газа (в том числе метана) в мерзлоте. Установлено, что на Западном Ямале количество метана в слое сезонного оттаивания зависит от типа местности и зависит от обводненности поверхности, условий седиментации и характера промерзания отложений Исследован метан в четвертичных отложениях Западного Ямала как индикатор криогенных процессов. Установлено сходство по изотопному и ионному составу пластового льда воронки и слоистого пластового льда района Марре-Сале и отличие этих льдов от ионного и изотопного состава поверхностных и атмосферных вод, а также полигонально-жильных льдов региона. Подтверждается вывод о происхождении воронок вследствие выброса метана из верхних горизонтов мерзлых пород и льда. Создана база данных по литературным источникам о распространении и составе пластовых и полигонально-жильных льдов Западной Арктики. Разработан формат и создана цифровая база данных, проведен сбор и анализ опубликованной информации по изотопному, газовому и химическому составу подземных льдов на побережьях Западной Арктики. По теме проекта опубликовано 6 статей из них 3 в высоко рейтинговых журналах. По теме проекта сделаны доклады на 5 конференциях из них 3 международные. По материалам проекта защищена магистерская и бакалаврская квалификационные работы студентов географического факультета МГУ. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Подземные льды Западной Арктики - архив данных глобальных изменений природной среды. 3-й год проекта |
Результаты этапа: 1)Создана база данных результатов лабораторных исследований в сертифицированных геохимических и изотопных лабораториях МГУ, СПбГУ, ААНИИ; AWI (Германия) отобранных в поле образцов льда и отложений в 2018 году; 2) В береговых разрезах и на шельфе Карского моря исследованы состав и свойства подземных льдов и мёрзлых отложений, включая газовый состав и концентрацию метана. Наиболее высокие концентрации метана (до 23352 ppm) установлены в пластовых льдах, а в жильных льдах она достигает лишь 1112 ppm. Большие концентрации метана в воздушных пузырьках пластовых льдов и их изотопный состав указывают на не ледниковый генезис этих льдов. 3)Вариации изотопного, химического состава и газовых включений в подземных льдах используются как основа реконструкции седиментации и изменений климата Арктики в прошлом. В сингенетических полигонально-жильных льдах значения стабильных изотопов – палеоиндикатор зимних температур, а химический состав льда может отражать положение береговой линии моря в прошлом. Значения изотопного состава метана, присутствующего в воздушных пузырьках в пластовых льдах, показали, что метан имеет бактериальное происхождение. Исключается глетчерное происхождение пластовых льдов Западной Арктики. 4)Клиновидные структуры в четвертичных отложениях Нижней Волги интерпретируются как свидетельства существования многолетнемерзлых пород и условий глубокого сезонного промерзания ранее. Проанализированы новые данные по многочисленным клиновидным структурам в опорных разрезах нижнего Поволжья и реконструированы палеогеографические обстановки времени их образования. Наиболее суровые условия реконструируются в ательское время МИС 4. 5)изучены разрезы с клиновидными структурами где во время криохронов границы мерзлоты занимали свое крайне южное положение – около 46 град. с.ш.; оценена роль криогенных процессов в формировании лессовой толщи на основании гранулометрического состава, проявлений морозного выветривания и морфологии клиновидных образований – псевдоморфоз по жильным льдам. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".