Интеграция науки и образования на примере Томпонского геолого- съёмочного полигона Северо- Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова

ИНТЕГРАЦИЯ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ ТОМПОНСКОГО ГЕОЛОГОСЪЁМОЧНОГО ПОЛИГОНА СЕВЕРОВОСТОЧНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. М. К. АММОСОВА

Владимир Иванович Жижин,

доктор геолого-минералогических наук, профессор, и. о. заведующего лабораторией геотермии криолитолозоны Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН

Сергей Иванович Сериков,

научный сотрудник лаборатории геотермии криолитозоны ИМЗ СО РАН

Учебная практика студентов геологических специальностей СВФУ на базе Томпонского геолого-съемочного полигона в горах Южного Верхо-янья организуется ежегодно, начиная с 1972 г. За 40 лет эту учебную геолого-съемочную практику прошли более 2500 студентов геологических специальностей университета.

Особенный интерес для студентов-геологов данная территория представляет потому, что в этом районе находятся уникальные месторождения полезных ископаемых (Неж-данинское, Верхнеменкеченское, Лазурное и др.). Территорию пересекает автотрасса М56 «Колыма», соединяющая Якутск и Магадан (рис. 1). В перспективе вдоль автотрассы планируется строительство железной дороги, высоковольтных линий электропередач и других сооружений. Проектируются эти работы главным образом для освоения вышеперечисленных крупных месторождений и вовлечения Дальнего Востока в экономику России.

Природные условия альпино-типных Южно-Верхоянских гор в пределах хребта Сунтар-Хаята уникальны. Высокогорный интенсивно расчлененный рельеф и своеобразные микроклиматические условия формируют здесь разнообразие и пестроту природных ландшафтов, обусловленных развитием преимущественно неотектонических и криогенных процессов. Геологические условия данной территории представляют большой научный и образовательный интерес, вследствие сложности ее строения, специфического литологического состава толщ и широкого распространения скальных обнажений, что особенно важно для

В. И. Жижин, С. И. Сериков

целей обучения и изучения различных форм залегания горных пород разного генезиса. Расположена эта горная страна вблизи «Полюса холода», где зимняя температура воздуха опускается до -60о С. Многолетне-мерзлые породы с температурой от -2,0 до -10,0° С характеризуются здесь сплошным распространением [1]. Мощность многолетнемерзлой толщи изменяется от 30 - 50 до 500 и более метров.

Получение новых данных о составе, строении, физических свойствах, температурном режиме сезонно-и многолетнемерзлых горных пород, выявление криоиндикационных факторов, оценка динамики криогенных процессов - вот далеко не полный перечень научных задач, которые будут решаться на организуемом здесь учебно-научном полигоне. Для этого предполагается использовать комплекс новейших геофизических, геохимических, гидрогеологических, геоботанических и, в том числе, космических методов, включающих дистанционное зондирование Земли. Предстоит провести детальное изучение строения, состава, параметров, форм и условий залегания мно-голетнемерзлых пород, подземных льдов, наледей, динамики их изменения под воздействием современных колебаний климата.

Интерес к исследованию природных условий и оценка их реакции на изменение климата в горных областях Северо-Востока России в настоящее время достаточно широк. В проведении научных исследований на этом полигоне заинтересован, прежде всего, профессорско-преподавательский коллектив геологоразведочного факультета СВФУ,

Рис. 1. Схема расположения природных объектов на территории Томпонского учебного геологосъемочного полигона Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова: 1 - р. Восточная Хандыга; 2 - р. Кюрбелях; 3 - р. Сетарым; 4 - р. Суп; 5 - гора Баранья; 6 - гора Треугольная; 7 - гора Домохотова; 8 - Супский массив; 9 - оз. Берандя; 10 - наледь в р. Ледяной; 11 - база СВФУ; 12 - Федеральная трасса М56

«Колыма».

Красными точками обозначены места расположения логгерных датчиков для автоматической регистрации

температуры деятельного слоя криолитозоны

обеспечивающий здесь учебной геолого-съемочной практикой своих студентов, а также биолого-географический и другие факультеты университета. Кроме того, в организации и проведении научных исследований на Томпонском учебно-научном полигоне СВФУ планируют принять участие институты Якутского научного центра СО РАН. Так, Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН предполагает разместить здесь комплекс научного оборудования для изучения биогеохимических циклов и климатических исследований, а Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН намерен существенно расширить комплекс проводимых в этом районе исследований.

Именно реальная возможность интеграции СевероВосточного федерального университета им. М. К. Аммо-сова с институтами Якутского научного центра СО РАН

на базе учебного Томпонского полигона предполагает изменение статуса полигона на учебно-научный.

В настоящее время на Томпонском полигоне имеется определенная материальная база (жилые, учебные и вспомогательные помещения). В рамках инновационного проекта развития СВФУ для полигона были приобретены некоторые приборы и автомобильный транспорт. Тем не менее для эффективного проведения на полигоне научных исследований необходимо дополнительное оснащение его современным оборудованием и инфраструктурой. Предлагается, например, строительство здесь учебного корпуса, жилых помещений, создание условий для комфортной работы научного персонала, проживания студентов и аспирантов, стажеров-исследователей, ученых и студентов из других стран. Полигон должен стать постоянно действующим, обеспеченным

наукоёмким оборудованием и высококвалифицированными кадрами для ведения современных научных исследований.

Летом 2013 г. на Томпон-ском учебно-научном полигоне Институтом мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН совместно с Северо-Восточным федеральным университетом им. М. К. Аммосова планируется проведение молодежной геокриологической полевой школы-семинара в рамках III Всероссийского научного молодежного геокриологического форума. Для этого предполагается оборудовать новые площадки наблюдений за состоянием криолито-зоны и современными экзогенными процессами. Силами научных сотрудников, преподавателей и студентов предстоит выбрать и подготовить эти мониторинговые площадки для проведения круглогодичных наблюдений за динамикой криогенных процессов, температурным режимом грунтов деятельного слоя, изменениями геологических, геоморфологических, гидрогеологических, гидрологических и ландшафтных условий.

Создание Томпонского учебно-научного полигона позволит исследовательским структурам СВФУ и институтам Якутского научного центра Со РАН совместно отработать методику космического дистанционного зондирования природных процессов в горных областях Верхоянья. Полученные данные повысят уровень ведения космического мониторинга для определения динамики изменения геоморфологических, геокриологических, ландшафтных и других условий при освоении данной территории.

Стартовыми исследованиями для получения данных стали работы, проведенные Институтом мерзлотоведения СО РАН в 2010 - 2012 гг. на месторождении «Лазурном». Еще в 2010 г. при каротажных замерах по скважине № 2 впервые получены данные о температуре горных пород до глубины 200 м (рис. 2).

С целью постоянного мониторинга за теплооборо-тами в слое годовых температурных колебаний на месторождении «Лазурном» установлена логгерная станция автоматической регистрации температуры горных пород «Hobo-Watter» на глубинах 1, 5, 10 и 15 м. В 2012 г. на этой станции проводились первые измерения температуры горных пород. По данным геотермических измерений в скважине № 2 были определены мощность мерзлой толщи, которая составила 210 м, и глубина слоя годовых теплооборо-тов в горных породах.

Рис. 2. Графики температуры горных пород на месторождении

«Лазурном» по скважине № 2. А - термокаротаж до глубины 200 м; Б - значения температуры горных пород в слое годовых теплооборотов

Для последующей организации научных исследований на Томпонском полигоне сотрудники лаборатории геотермии криолитозоны Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН в 2012 г. оборудовали 12 мониторинговых площадок, местоположение которых выбрано с учетом геоморфологических и ландшафтных условий района (склоны разных экспозиций, террасы различных уровней, водораздельные части с поверхностями выравнивания на разных гипсометрических уровнях, боковые морены и т.д.). На всех площадках установлены одно-, двух- и четырехканальные логгеры для автоматической регистрации температуры горных пород. Основной целью геотермических наблюдений на этих площадках является выявление пространственного распределения температурного поля в горных породах и оценка реакции криолитозоны на изменение климата в отрогах хребта Сунтар-Хаята, вблизи автотрассы Якутск - Магадан.

На трех мониторинговых площадках, где были предварительно пробурены неглубокие скважины до глубины 5,0 м, получены первые предварительные данные по температуре горных пород в пределах деятельного слоя (таблица).

Температура горных пород на мониторинго-геотермических точках в пределах Томпонского учебного геолого-съемочного полигона

Мониторинго-геотермическая точка Дата Глубина, м

0,0 1,0 3,0 5,0

«Сухой» 23.07.2012 8,0 3,6 -2,5 -4,2

«Кюрбелях» 23.07.2012 8,7 -0,5 -2,7 -3,3

«Юлгин» 21.07.2012 9,6 -1,3 -3,4 -4,1

Рис. 3. Наледь, сформированная в долине руч. Наледного Рис. 4. Озеро Берандя

На характеризуемой площади широко развиты процессы наледеобразования. Как правило, наледи формируются в речных долинах, морфология которых обусловлена тектоническими разломами. В этом отношении особый интерес представляет наледь, ежегодно формируемая в долине руч. Наледного. Данная наледь образуется за счет поступления воды из оз. Берандя, которое находится в 1,8 км выше по распадку (рис. 3, 4). Один из геологических маршрутов в пределах Томпонского геолого-съемочного полигона (СВФУ) проходит по берегу именно этого живописного и загадочного озера, расположенного в 5 км к северо-западу от базового лагеря.

Летом 2012 г. сотрудниками Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН были проведены морфометри-ческие измерения оз. Берандя (рис. 5). Дно озера имеет сложный рельеф, в котором хорошо прослеживаются две части: северо-восточная - мелкая (глубина воды до 5 - 7 м) и юго-западная - глубокая (глубина воды 19 - 20 м). Причина столь

резкого и значительного перепада глубин пока неизвестна, но дальнейшие исследования помогут прояснить этот вопрос.

Таким образом, придание Томпонскому полигону Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова статуса учебно-научного позво-

лит сочетать программу геологической практики студентов с исследованиями сотрудников академических институтов, решающих фундаментальные задачи изучения эволюции природной среды в горных областях севера Азии. Это, безусловно, будет способствовать повышению уровня знаний студентов, привлечению

Рис. 5. Продольный и поперечный (А-Б) профили озера Берандя

0 Продольный профиль оз. Берандя ЮЗ А-Б СВ

5 т 10 Я5 Г »15> 20  25

/вим <->

их к научным исследованиям. Важным является также то, что на учебно-научном полигоне могут проводить исследования преподаватели и аспиранты геологических кафедр университета, что, безусловно, будет способствовать повышению их научного багажа и профессиональных знаний.