Введение что такое геокриология
 Скачать 64.65 Kb.
|
|
3.6. Термогидрогенные процессы Развитие этой группы процессов вызвано механическим и тепловым воздействием на мерзлые и оттаивающие породы водных масс рек, ручьев и водоемов, а также талых снеговых вод. Здесь можно выделить следующие процессы: термоэрозия − действие временных и постоянных водотоков на горные породы; термоабразия − разрушение берегов водоемов за счет механической и тепловой энергии волн; плоскостной смыв – вынос дисперсного материала дождевыми и талыми водами; нивация – разновидность плоскостного смыва, обусловленного таянием снежников. Водные массы рек и ручьев производят большую эрозионно-аккумулятивную работу на всей территории суши, формируя облик речных долин. Разрушение берегов текучими водами происходит за счет донной и боковой эрозии. В криолитозоне боковая эрозия, как правило, преобладает над глубинной, чему способствует высокая льдистость четвертичных отложений, разрушающихся как под действием механической и тепловой энергии воды, так и за счет солнечной радиации. Поступающий в водотоки материал с берегов и склонов превышает транспортирующую способность воды, перегружает ее русло, и река еще больше мигрирует в сторону и подрезает берег. В результате миграции потока возникает большое количество меандр и стариц. Весьма существенной в области криолитозоны является деятельность временных водотоков, которая приводит к образованию оврагов на склонах долин. Овраги формируются в условиях расчлененного рельефа, где имеются условия для концентрации мелких ручейков в единое русло, в период интенсивных дождей. Антропогенное нарушение растительного покрова способствует образованию эрозионных форм. Наблюдения на участках газопроводов показывают, что термоэрозионные процессы интенсивно развиваются по колеям временных автодорог. Причем нарушения наблюдаются на весьма пологих склонах, крутизной несколько градусов, и в период снеготаяния. В Центральной Якутии, например, на участке газопровода-отвода на Покровск, за 20 с лишним лет эксплуатации дважды наблюдалась активизация термоэрозионных процессов, вызванная талыми водами. Образовавшиеся при этом крупные овраги представляли угрозу разрыва газовой трубы. Что интересно: запасы воды в снежном покрове не превышали средних многолетних значений – 50-60 мм, но весна была поздней, дружной и снег стаивал буквально за два дня. По колее временной дороги бежал ручей с расходом 25-30 л/с, который создал овраг глубиной до 3-х и длиной до 300 м. В летние периоды были времена, когда за сутки выпадало более 40 мм осадков, однако это не привело к оврагообразованию. Дело в том, что дождевая вода просачивается в грунт, а талая не может этого сделать из-за существования мерзлого экрана. Процесс термоабразии широко развит в криолитозоне по берегам морей, озер и водохранилищ. Наиболее активным он оказывается, когда в берегах обнажаются льдистые отложения и подземные льды. Интенсивность термоабразии слагается из механической и тепловой энергии волны, чем сильнее ветер и больше длина разбега, тем выше волна и ее энергия. Термическое воздействие ее на берега усиливается при повышении льдистости рыхлых отложений. Под действием волн в берегах образуются глубокие ниши, а сами берега становятся крутыми, почти вертикальными. Со временем мерзлые отложения, нависающие над нишами, обрушаются и размываются водой. При значительной льдистости отложений и мелкодисперсном их составе устойчивая береговая отмель долго не образуется, так как на ней не происходит накопления твердых осадков. Скорость отступания берегов за счет термоабразии составляет обычно несколько метров в год, достигая на отдельных участках северных морей 20 и более м/год. Имеются данные, которые указывают, что в после ледниковый период на берегах морей Лаптевых и Восточно-Сибирского скорость отступания берегов достигала сотен метров в год. Одновременно с термоабразией в теплый период происходит оттаивание льдистых отложений под действием инсоляции (термоденудация), что еще больше усиливает процесс разрушения берегов. В Западной Сибири процессы термоабразии изучались на п-ове Ямал (Григорьев, 1987). Наблюдения показали, что средняя скорость отступания суши составляет 3 м/год. Из-за этого многие строения оказались разрушены или близки к аварийному состоянию. Интенсивное освоение Ямала в настоящее время требует применение эффективных мер защиты различных сооружений газовых промыслов от негативного воздействия морских вод. В породах преимущественно песчаного состава вместо плоскостного смыва наблюдается термосуффозия – вынос частиц инфильтрующейся водой и образование при этом провальных форм рельефа. Суффозионные воронки образуются часто выше участков разгрузки подземных вод, вблизи постоянно действующих источников. В области сплошной мерзлоты наиболее ярко суффозионные процессы проявляются в Центральной Якутии, на поверхности IV надпойменной (бестяхской) террасы реки Лена. В долине ручья Улахан-Тарын цепь суффозионных воронок контролирует направление подземного стока. Размеры воронок весьма внушительны: диаметр их достигает многих десятков метров, а глубина – 5-10 м. В северной геокриологической зоне и в горных районах широко распространены снежники, тающие нередко в течение всего теплого периода. Медленное таяние снежного покрова способствует насыщению водой пород, смыву и транспортировке мелкозема по склону. На склонах образуются своеобразные формы рельефа, обусловленные процессами нивации. 4. Влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность человека Вечная мерзлота – это стратегический тыл экономики России, ее топливно-энергетическая база и валютный цех. Хозяйственное значение этой области с научным названием криолитозона, трудно переоценить. В районах вечной мерзлоты сосредоточено более 30% разведанных запасов всей нефти страны, около 60% природного газа, неисчислимые залежи каменного угля и торфа, большая часть гидроэнергоресурсов, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды. Значительная часть этих природных богатств уже вовлечена в хозяйственный оборот. Создана инфраструктура: нефтегазопромысловые объекты, магистральные нефте- и газопроводы протяженностью в тысячи километров, шахты и карьеры, гидроэлектростанции, возведены города и поселки, построены автомобильные и железные дороги, аэродромы и порты. На вечной мерзлоте стоят Магадан, Анадырь, Якутск, Мирный, Норильск, Игарка, Надым, Воркута, даже в границах Читы имеются острова вечной мерзлоты. В условиях изменения климата, ускоренных темпов освоения месторождений полезных ископаемых многолетняя мерзлота деградирует и оказывает, в свою очередь, негативные воздействия на хозяйственную деятельность. Нефтегазовая промышленность оказывает следующее влияние: снятие почвенно-растительного покрова способствует изменению условий снегонакопления, изменению условий поверхностного и грунтового стока при строительстве линейных сооружений, строительстве и эксплуатации временных поселков. Все это приводит к разрушению многолетней мерзлоты. Открытый способ добычи угля, алмазов приводит к уничтожению почвенно-растительного покрова, разрушению территории при сооружении карьеров, отчуждению природных территорий под отвалы пустых пород, сбросам загрязняющих веществ в водоемы, выбросам в атмосферу. Гидроэнергетика изменяет микроклимат местности; происходят изменения суточных и сезонных температур, увеличение продолжительности безморозного периода. Водохранилища затапливают значительные территории, происходит подпор подземных вод, заболачивание и подтопление местности. Абразионная переработка берегов активизирует оползни, на склонах. Лесная промышленность вызывает прямое уничтожение лесов, что приводит к нарушению тепло - и влагообмена между почвой и атмосферой, к изменению режима стока поверхностных и грунтовых вод, микроклиматическим изменениям. Линейные сооружения приводят к вырубке леса, уничтожению мохово-травяного покрова, развитию термокарста. На территориях промышленного освоения областей многолетней мерзлоты происходит разрушение или нарушение природных ландшафтов, формирование техногенных ландшафтов промышленных, транспортных, сельскохозяйственных, приводящих к значительным трансформациям многолетней мерзлоты, ее разрушению. Для решения экологических проблем в области промышленного освоения территорий многолетней мерзлоты необходимо учитывать ранимость природной среды. Развитие производства должно вестись с учетом климатических, инженерно - геологических, криологических особенностей территорий. Необходим геокриологический мониторинг как одно из направлений деятельности по сохранению природных комплексов осваиваемых территорий, в том числе и многолетней мерзлоты как важнейшего компонента ПТК. Заключение Почти две трети территории России занято многолетней мерзлотой, Наука, которая занимается изучением закономерностей формирования, развития и существованием во времени и пространстве мерзлых горных пород, их состава, строения, геологических процессов, связанных с отрицательными температурами, называется геокриологией. Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота – продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Многолетняя мерзлота развивается в условиях современного резко-континентального климата, возвышенного рельефа Многолетняя мерзлота существенно влияет на климат, способствует интенсивному выхолаживанию, усиливает континентальность. В условиях многолетней мерзлоты формируются специфические формы криогенного рельефа − курумы, солифлюкционные террасы, термокарстовые западины, бугры пучения, полигональные образования. На реках в области многолетней мерзлоты формируются наледи, мерзлота ограничивает грунтовое питание рек. Многолетняя мерзлота замедляет процесс почвообразования, почвы маломощны, для них характерен непромывной режим, заболачивание. Формируются почвы особого типа мерзлотно-таежные. Растительность, животный мир также адаптированы к условиям многолетней мерзлоты, это тундра и лиственничные леса с таежными видами животных. Первые шаги хозяйственного освоения районов многолетней мерзлоты выявили некоторые трудности возведения промышленных и жилых построек, проведения железных и автомобильных дорог. Трудности возникали в связи с нарушением естественного термического режима мерзлых почв и материнских пород. Мерзлотоведы разработали систему технических мероприятий, успешно предупреждающих появление нежелательных последствий. В результате появилась возможность более уверенно осваивать районы многолетней мерзлоты. Ни одно более или менее крупное строительство в криолитозоне не начинается без проведения предварительных мерзлотно-гидрогеологических изысканий и составления геокриологического прогноза. Начало XXI века ознаменовалось новым импульсом развития геокриологических исследований, проводимых в нефтегазовом комплексе, при строительстве горнорудных комбинатов, магистральных автомобильных и железных дорог, а также в связи с требованиями охраны природной среды. Современный климат, на большей части территории распространения мерзлоты, способствует ее сохранению, но даже малейшие нарушения человеком природного равновесия ведут к ее деградации. Экономика Севера требует дополнительных затрат для обеспечения сохранности природы в зоне многолетней мерзлоты. Список литературы Геокриология и подземные воды криолитозоны : учебное пособие / А. В. Бойцов. Тюмень ТюмГНГУ, 2011. – 178 с. Геокриология: подземные льды : учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры / В. И. Соломатин. — М. : Издательство Юрайт, 2018. — 411 с. — (Серия : Бакалавр и магистр. Академический курс). Научный вестник ЯНАО № 4 (93). Экология Арктики . — № 4 (93). — Салехард, 2016. — 184 с. Кудрявцева В.А. Общее мерзлотоведение (геокриология), изд. 2 [текст] /В.А. Кудрявцева. - М.: Издательство МГУ, 1978. - 464 с. Малахов А.А. Краткий курс общей геологии [текст] /А.А. Малахов. - М.: Издательство «Высшая школа», 1969. - 232 с. |