IV Всероссийский научный молодёжный геокриологический форум

IV ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНЫЙ МОЛОДЁЖНЫЙ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ

Л. А. Гагарин,

кандидат геолого-минералогических наук

В 2015 г. в Якутии был проведен IV Всероссийский научный молодёжный геокриологический форум с международным участием, посвящённый 200-летию со дня рождения выдающегося естествоиспытателя и исследователя Сибири академика А. Ф. Миддендорфа. Организаторами форума являлись: Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, Якутский научный центр СО РАН, Филиал в г. Якутске Федерального государственного учреждения «Межрегиональная дирекция по дорожному строительству в Дальневосточном регионе России Федерального дорожного агентства», Госкомитет Республики Саха (Якутия) по инновационной политике и науке, Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Отделение Русского географического общества по Республике Саха (Якутия), Организация молодых мерзлотоведов (PYRN), Научно-образовательный фонд поддержки молодых учёных Республики Саха (Якутия). В состав оргкомитета и секретариата вошли следующие сотрудники Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН: д.г.-м.н. М. Н. Железняк (директор); д.г.-м.н., профессор, академик АН РС(Я) В. В. Шепелёв (заместитель директора по научной работе); д.г.н. М. Н. Григорьев (заместитель директора по научной работе); к.т.н. И. И. Христофоров (председатель Совета молодых учёных и специалистов); к.г.-м.н. Л. А. Гагарин (зам. председателя Совета молодых учёных и специалистов); к.т.н. О. И. Алексеева (учёный секретарь); к.г.-м.н. А. А. Куть (научный сотрудник); М. В. Данзанова (инженер-исследователь).

Членами координационного совета форума являлись: председатель Якутского научного центра СО РАН, чл.-кор. РАН М. П. Лебедев; директор Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН д.г.-м.н. М. Н. Железняк; директор Филиала в г. Якутске Федерального государственного учреждения «Межрегиональная дирекция по дорожному строительству в Дальневосточном регионе

России Федерального дорожного агентства» Е. В. Ма-занова; проректор Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова к.э.н. А. В. Ермаков; председатель Госкомитета по инновационной политике и науке РС(Я) к.т.н. Ю. А. Шипицын.

Традиционно форум проводился в два этапа: научная конференция и полевая школа-семинар.

В конференции приняли участие молодые учёные, аспиранты и студенты из Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Томска, Тюмени, Владивостока, Якутска и пос. Чернышевского, а также из Южной Кореи и Японии. Приятно отметить, что среди участников конференции были представители самых разных организаций: Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова; Института криогенных ресурсов ТюмГНГУ (г. Тюмень); Тюменского нефтегазового государственного университета; Института криосферы Земли СО РАН (г. Тюмень); Института нефтегазовой геологии и

С приветственным словом к участникам форума обращается директор Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, д.г.-м.н. М. Н. Железняк.

В президиуме сидят (слева направо): зам. председателя Совета молодых учёных и специалистов ИМЗ СО РАН, к.г.-м.н. Л. А. Гагарин и зам. директора по научной работе ИМЗ СО РАН, д.г.-м.н., проф. В. В. Шепелёв

геофизики СО РАН (г Новосибирск); Государственного гидрологического института (г. Санкт-Петербург); Научного фонда «Нансен центр» (г Санкт-Петербург); Национального исследовательского Томского политехнического университета (г Томск); Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова (г Якутск); Института горного дела Севера им. Н. В. Черского СО РАН (г Якутск); Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера СВФУ (г. Якутск); Государственного комитета Республики Саха (Якутия) по геологии и недропользованию (г Якутск). Были также представители зарубежных огранизаций - университета Кюнг Хе (Корея) и др. Всего в работе конференции приняли участие 45 человек.

На пленарном заседании конференции были заслушаны следующие доклады ведущих учёных:

1) «Геокриологические исследования в Сибири: современное состояние и перспективы исследований» (д.г.-м.н. М. Н. Железняк, ИМЗ СО РАН, г. Якутск);

2) «Роль академика А. Ф. Миддендорфа в развитии науки мерзлотоведения» (д.г.-м.н., проф. В. В. Шепелёв, ИМЗ СО РАН, г. Якутск);

3) «Southern relicts of Pleistocene climate» (Woo-seok Kong. Kyung Hee University, Seoul, Korea);

4) «Методика и методология научных исследований в геокриологии» (д.т.н., проф. Д. М. Шестернёв);

5) «Hydrological survey of the block stream in Mt. Maneo South Korea» (Yukiya Tanaka. Kyung Hee University);

6) «Моделирование речных систем на основе комплексного энергетического индекса (CEI) и порядковая классификация водоразделов» (д.г.н. Б. И. Гарцман, ТИГ ДВО РАН, г. Владивосток).

Все представленные доклады молодых участников конференции были объединены в три секции: 1) региональная и историческая геокриология, геотермия и теплофизика криолитозоны, криогенные процессы и явления, динамика криогенных ландшафтов (руководитель - д.г.-м.н., проф. В. В. Шепелёв, секретарь -А. М. Черепанова); 2) гидрология, гидрогеология и геохимия мерзлой зоны, парниковые газы (руководитель - д.г.н. М. Н. Григорьев, секретарь - О. В. Минли-каева); 3) изменение климата и эволюция криолитозоны, дистанционное зондирование, инженерная геокриология (руководитель - д.т.н. Д. М. Шестернёв, секретарь - А. А. Рыбчак).

В докладах первой секции рассматривались особенности геотермических условий в районах криолитозоны, вопросы влияния атмосферных осадков и снежного покрова на температурный режим горных пород,

оценки транспорта органического вещества в гидрологических системах на полуострове Ямал, определения физико-механических, коррозионных и теплофизических свойств грунтов современными методами, применения расчётных методов при изучении процесса теплообмена в горных породах и воздействия циклов промерзания-протаивания на поровую структуру горных пород.

На второй секции уделялось внимание исследованиям городских озёр, вариабельности потоков СО2 почвами бугристых торфяников, оценке коррозионной агрессивности грунтов, моделированию речного стока в различных ландшафтных условиях криолитозоны, развитию современных субаэральных таликов в Центральной Якутии, температурному и ледовому режимам арктических озёр в дельте р. Лены.

На третьей секции были заслушаны доклады о результатах изучения строения ледников и участков перехода трубопроводов через водные объекты георадиолокационными способами и методами электротомографии, о применимости методов термостабилизации грунтов оснований сооружений, об оценке прочностных характеристик мёрзлых грунтов и исследовании температурного режима грунтов на участках железной дороги АЯМ, о влиянии изменений климата на температурный режим намывных грунтов в г Якутске, о методах ландшафтной индикации мерзлотных условий по спутниковым снимкам, об условиях осадконакопления дюнных комплексов Центральной Якутии и др.

На закрытии конференции руководителями секций были названы наиболее интересные и актуальные доклады. По первой секции лучшим признан доклад А. Ф. Жиркова (ИМЗ СО РАН, Якутск) «Влияние инфильтрации летних (жидких) атмосферных осадков на температурный режим грунтов». По второй секции отмечен

Во время заседания секции «Региональная и историческая геокриология, геотермия и теплофизика криолитозоны, криогенные процессы и явления, динамика криогенных ландшафтов» в актовом

зале ИМЗ СО РАН

Выступления с докладами молодых научных сотрудников лаборатории геотермии криолитозоны ИМЗ СО РАН И. Е. Мисайлова (слева) и А. Ф. Жиркова

доклад А. А. Шадриной (СПбГУ) «Температурный и ледовый режим арктических озер различной глубины на примере озёр о. Самойловского и дельты реки Лены». По третьей секции лучшим признан доклад А. Ю. Юро-вой (Нансен-Центр, г. Санкт-Петербург) «Моделирование роли нарастающих атмосферных осадков в формировании термокарстовых озёр на границе плейстоцена и голоцена и в современном климате».

Заслушав и обсудив представленные пленарные и секционные доклады, участниками конференции было принято решение, в котором, в частности, отмечалось:

• содействовать реализации совместных научно-исследовательских молодёжных проектов;

• приглашать на конференцию участников городских школьных олимпиад по естествознанию;

• провести V Всероссийскую научную молодёжную геокриологическую конференцию «Проблемы и будущее геокриологии» в 2017 г. в г. Якутске, в Институте мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН.

Участники конференции выразили благодарность руководству и Совету молодых учёных и специалистов Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН за организационную и финансовую поддержку её проведения.

В полевой школе-семинаре приняли участие 27 человек. Основная её тема - «Изучение геокриологических процессов и явлений вдоль федеральных автотрасс Якутии». Важность рассмотрения данной темы связана с тем, что в последние

годы в Республике Саха (Якутия) отмечается активное развитие дорожной инфраструктуры. Бюджетом Российской Федерации выделяются значительные средства на реконструкцию федеральных автотрасс «Лена», «Колыма», «Вилюй». Несомненно, дорожные работы и создаваемые насыпи автомобильных дорог оказывают существенное влияние на природную обстановку. Стоит отметить, что многолетнемёрзлые породы, развитые практически на всей территории Якутии, значительно осложняют проведение дорожных работ и эксплуатацию автомобильных дорог. Линейные инженерные сооружения изменяют условия распределения снежного и растительного покровов, нарушают температурный и влажностный режим горных пород, что приводит к активизации опасных криогенных процессов, таких как наледеобразование, термокарст, курумообразование, заболачивание и др.

В период организации IV Всероссийского молодёжного геокриологического форума выбор объектов исследований по теме полевой школы-семинара был согласован с Якутским филиалом Федерального казенного учреждения «Межрегиональная дирекция по дорожному строительству в Дальневосточном регионе России Федерального дорожного агентства». Было выбрано несколько ключевых участков для проведения

Гоуппа участников полевой школы-семинара перед отъездом из г. Якутска

исследований. Наиболее интересным из них являлся участок, расположенный в районе 450-го км автодороги «Лена». Основным объектом исследований здесь является оползень, образованный на склоне долины р. Бол. Дурай вдоль федеральной автотрассы. Помимо оползня, в нижней части склона осуществлялась разгрузка подземных вод, формирующая зимой наледь, которая негативно влияет на устойчивость автодорожной насыпи. Цель наших работ заключалась в организации комплексного наблюдательного полигона по изучению опасных геокриологических процессов на данном участке федеральной автотрассы «Лена».

В ходе планирования работ были поставлены следующие задачи:

1) провести рекогносцировочные маршрутные исследования оползневого участка в районе 450-го км федеральной автотрассы «Лена»;

2) разбить сеть опорных геодезических реперов для проведения тахеометрической съёмки на оползневом участке;

3) сделать ландшафтное описание территории;

4) провести гидрометрические измерения на водотоках и гидрохимическое опробование поверхностных и подземных вод;

5) провести геофизические исследования на оползневом участке в районе 450-го км федеральной автотрассы «Лена»;

6) выявить особенности геологического строения данного оползневого участка;

7) изучить геокриологическое строение исследуемого участка трассы, задать геотермическую скважину и провести измерение температуры горных пород в слое годовых тепло-оборотов.

В начале пути участники школы-семинара традиционно посетили известные пресные крупнодебитные источники подземных вод в Центральной Якутии: Ерюю, Улахан-Тарын и Булуус (правобережье р. Лены).

По пути следования к основному ключевому участку, расположенному в долине р. Бол. Дурай, была сделана остановка на 1041-м км федеральной автотрассы «Лена». Параллельно автомобильной дороге, на расстоянии 3 - 5 км от неё, проложена железнодорожная магистраль, пересекающая сложный в природном отношении участок. В настоящее время здесь происходит активизация термокарстовых процессов, связанная с изменением

ландшафтной обстановки при строительстве железной дороги. Для участников школы-семинара особый интерес представляли инженерно-технические решения, принятые проектировщиками во избежание негативных последствий термокарстовых процессов.

По прибытии на ключевой участок в долине р. Бол. Дурай был организован полевой лагерь. Ведущим научным сотрудником Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН к.г.н. В. В. Самсоновой была прочитана вводная лекция об истории изучения геологических и геокриологических условий исследуемой территории. В ходе рекогносцировочных маршрутов участники школы-семинара скорректировали намеченный план работ и приступили к исследованиям. Все

Вводную лекцию для участников полевой школы-семинара проводит ведущий научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН к.г.н. В. В. Самсонова

Участники полевой школы-семинара на наледи Булуус

Измерение элементов геологического залегания пластов профессором Университета Кюнг Хе Й. Танака

участники были распределены по отдельным отрядам: инженерно-геологический, геофизический, гидрологический и геодезический. Участниками этих отрядов были получены следующие результаты.

1. Проведены рекогносцировочные исследования оползневого участка в районе 450-го км федеральной автотрассы «Лена». Установлены границы развития оползня, отмечена его блоковая структура, выявлены потенциально опасные геокриологические и инженерно-геологические процессы и явления вдоль автодороги (курумообразование, заболачивание, наледеобразо-вание, просадки поверхности в результате увлажнения грунтов и др.).

2. Задана сеть опорных геодезических реперов в области образования оползневого тела в районе 450-го км федеральной автотрассы «Лена» для дальнейшего наблюдения за кинематикой оползнеобразова-ния. Сделана тахеометрическая съёмка на оползневом участке.

3. Проведено ландшафтное описание участка от 450-го до 454-го км вдоль автотрассы «Лена». Описаны ассоциации растительности различных геоморфологи-

ческих элементов. Оценено изменение ландшафтной обстановки в результате реконструкции федеральной автотрассы «Лена». Выявлены участки наличия мно-голетнемёрзлых горных пород в долине р. Бол. Дурай. Зафиксированы участки гибели леса на площади 2,8 га и активизации процессов заболачивания.

4. Проведены гидрометрические работы на водотоках, опробованы поверхностные и подземные воды. Организован гидропост на р. Бол. Дурай. Получены данные о расходах воды в этой реке и его притоках на участке 450-го км федеральной автотрассы «Лена». Установлена приуроченность подземных вод, разгружающихся из тела оползня на данном участке, к надмерз-лотному водоносному горизонту, имеющему сезонный характер существования.

5. Проведены геофизические исследования на оползневом участке методами «БИКС» и георадиолокации. Первым методом установлена зона обводнённости горных пород, выявлена зона повышенной трещинова-тости, связанная с оползневым процессом. Использование георадиолокации позволило выявить вероятное зеркало скольжения оползневого тела, которым является обводнённая зона горных пород.

6. Изучено геологическое строение оползневого участка на 450-м км федеральной автотрассы «Лена». Описаны геологические разрезы, вскрытые дорожными службами при проходке склона. Отмечена высокая трещиноватость горных пород и значительная их обводнённость. Установлено, что данный участок автотрассы приурочен к пограничной зоне разновозрастных отложений (нижнеюрской юхтинской свиты и среднеюрской дурайской свиты). Для определения положения геологической границы необходимы дополнительные исследования с привлечением буровых работ.

7. Проведена оценка геокриологических условий исследуемой территории. Многолетнемёрзлые горные породы, развитые в долине р. Бол. Дурай и его притоков, приурочены, в основном, к склонам северной экспозиции. Так, в скв. 1 - 15 многолетнемёрзлые породы встречены с глубины 1,4 м (глубина слоя сезонного оттаивания), а их температура на подошве слоя годовых

Общий вид оползневого массива на 450-м км федеральной автотрассы «Лена»

теплооборотов составила -1,1° С. Участок ополз-необразования приурочен к южному склону долины р. Бол. Дурай, где мерзлота имеет локальный характер распространения и высокую отрицательную температуру (до -0,3° С). На пологих склонах небольших долин, являющихся частью бассейна р. Бол. Дурай, вдоль федеральной автотрассы «Лена» отмечены процессы ку-румообразования. Для оценки их кинематики необходимо проведение дополнительных исследований.

Выполненные рекогносцировочные работы и организация мониторинговой площадки для изучения инженерно-геологических процессов и явлений служат хорошей основой для дальнейших исследований. В дополнение к текущим методам предполагается: 1) применить электротомографию для выявления геометрии обводнённых участков, а также зон разуплотнения горных пород; 2) использовать дешифрирование аэроснимков дронов с помощью специального программного обеспечения, позволяющего получать данные об объёмах элементов рельефа и его смещениях с точностью до первых сантиметров.

По нашему мнению, основной причиной оползне-образования на участке 450-го км федеральной автотрассы «Лена» послужила подрезка склона в результате

дорожных работ. Местоположение оползня связано с «ослабленной зоной», являющейся зеркалом его скольжения. «Ослабленная зона» представляет собой геологическую границу двух разновозрастных отложений: сильнотрещиноватых обводнённых песчаников и алевролитов на границе дурайской и юхтинской свит. Одним из факторов, усугубивших развитие оползневого процесса, явилось крупное землетрясение, произошедшее в 2012 г., эпицентр которого был зафиксирован в нескольких сотнях километров от исследуемого участка.

При организации Всероссийского молодёжного геокриологического форума в 2015 г. Якутский филиал Федерального казенного учреждения «Межрегиональная дирекция по дорожному строительству в Дальневосточном регионе России Федерального дорожного агентства» в лице его директора Е. В. Мазановой и заместителя директора Н. С. Назарова, а также Федеральное казенное учреждение «Межрегиональная дирекция по дорожному строительству в Дальневосточном регионе России Федерального дорожного агентства» в лице заместителя директора О. Г. Воробьёвой оказали значительную информационную и техническую поддержку. От организационного комитета форума им за это была выражена искренняя признательность.

Чем отличается инженер от учёных

Учёному-математику, физику-теоретику и инженеру дали три одинаковых шарообразных ластика и попросили определить их объём.

Учёный-математик разрезал ластик пополам и измерил длину окружности в сечении ластика. Затем разделил полученный результат на 2п, чтобы узнать радиус, возвёл это значение в куб, умножил на 3/4п и таким образом определил объём ластика.

Физик-теоретик взял мерный сосуд, залил в него литр воды, бросил туда круглый ластик и по повышению уровня воды в сосуде измерил объём вытесненной им жидкости.

Инженер сделал всё гораздо проще. Он написал серийный номер ластика и посмотрел его объём в справочнике. <* ^