| ||
| ||
1Московский
государственный университет им. М.В. Ломоносова 2Институт географии РАН |
Рассматривается строение и распространение подземных залежей льдов на
о-вах Известий ЦИК, Свердруп, Арктического института, архипелаге
Норденшельда (Карское море) и о. Преображения (море Лаптевых).
Небольшие арктические острова остаются еще очень слабо изученными. Немногочисленные работы, написанные в основном по результатам непродолжительных (от нескольких дней до нескольких часов) посещений в 30-е годы, содержат их физико-географическое описание и краткую характеристику геологического строения [Аллер и Уль, 1936; Влодавец, 1933; Гаккель, 1934; Ермолаев, 1937; Киреев, 1940; Лаппо, 1932; Люткевич. 1940; Моор, 1939; Сакс, 1945; Сергеев, 1934]. В 50-е годы после Государственной геологической съемки территории СССР появились более детальные данные о строении рельефа и четвертичных отложений некоторых островов [Дибнер, 1957; 1970; Дибнер и Мирошников, 1964; Погребицкий, 1970]. В дальнейшем специализированные геологические и географические исследования проводились в основном на крупных островах и архипелагах (Земле Франца-Иосифа, Новой Земле и Вайгаче, Колгуеве, Северной Земле, Новосибирских островах и о. Врангеля) и лишь иногда - на более мелких (Малый Таймыр, Комсомольской Правды). Недавно появились новые материалы о флоре и растительности некоторых островов [Куваев и др., 1994; Сафронова и Ходачек, 1989]. Специализированные криолитологические наблюдения на островах почти не проводились, поэтому данные о строении мерзлых толщ, распространении и составе подземных ледяных образований практически отсутствуют. В 1991-1994 гг. на небольших островах Карского моря и западной части моря Лаптевых работала комплексная Арктическая экспедиция Института проблем экологии и эволюции (ИПЭЭ) РАН под руководством академика РАСХН Е.Е. Сыроечковского, в которой принимал участие один из авторов настоящего сообщения (Ф.А. Романенко). Новые материалы по геоморфологии, строению рыхлых отложений и истории исследования островов, собранные экспедицией, опубликованы в [Арктические тундры…, 1994] и серии статей [Куваев и др., 1997; Романенко, 1996; 1998; Тарасов и др., 1995]. В настоящем сообщении приводятся новые материалы о строении и распространении подземных залежей льдов на о-вах Известий ЦИК, Свердрупа, архипелага Норденшельда (Карское море) и о. Преображения (море Лаптевых), где были выполнены полевые работы, а также собраны литературные и фондовые данные о подземном оледенении других островов (рис. 1). Несмотря на очевидную неполноту, эти материалы позволяют расширить наши представления о формировании подземного оледенения на небольших участках суши, окруженных большую часть года полярными льдами.
Условия формирования и морфология ледяных образований
Климатические условия островов весьма суровы (табл. 1). Лето (период с
положительными средними суточными температурами воздуха) продолжается не
более двух месяцев, причем в любое время могут быть заморозки. Снежный
покров сохраняется в течение 9-10 месяцев, в холодные годы (например, в
Острова, сложенные рыхлыми отложениями
Известные описания ледяных образований на этих островах очень лаконичны.
Р.Л. Самойлович характеризует южный берег
о. Визе как «...полосу древнего льда, покрытую холмистыми
нагромождениями обломков коренной породы, слабо окатанных» [Самойлович,
1930, стлб. 1144-1145]. Н.Н. Урванцев считает эти льды
«...остатками исчезнувшего ледника, разбитыми многочисленными трещинами,
в которых скопилась пресная вода от стаявшего снега» [Урванцев,
1935, с. 55]. Видимо, за остатки древнего ледника были
приняты многочисленные снежники-перелетки, которые сохраняются под
обрывистыми берегами острова, превратившись в лед. По описаниям
зимовщиков полярной станции на о. Визе, подошва снежников уходит под
урез моря. Кроме снежников, в 1945-1946 гг. при установке столбов для
построек были обнаружены линзы чистого почвенного льда значительных
размеров. Редкие включения почвенного льда малой толщины встречаются и в
песчано-глинистых обрывах высотой до 15-
Ископаемые льды описаны в [Назаров,
1948] в рыхлых отложениях
о. Уединения, который интенсивно размывается морем. Толщина
ледяных клиньев достигает здесь Острова Арктического Института сложены преимущественно песчаными мерзлыми малольдистыми породами с многочисленными валунами, галькой и щебнем. В них преобладает массивная криогенная текстура. На пологих (до 5°) склонах и субгоризонтальных междуречьях о. Большого мы не обнаружили ни одного признака залежеобразующих льдов.
Также невелика льдистость песчано-глинистых отложений
о. Свердрупа. В них преобладает массивная криогенная текстура,
редко встречается линзовидная. В небольших полостях в толще суглинков
формируются кристаллы прозрачного льда. Линзы и шлиры льда приурочены
почти исключительно к тяжелым ореховатым или оскольчатым суглинкам. В
супесчано-суглинистых толщах, подстилающих маломощный (
По данным радиоуглеродного датирования осадков с о. Свердруп, торфяник в
обрыве наклонной поверхности на высоте 7-
На преимущественно пологих (до 5-7°) склонах о. Свердрупа располагаются
редкие оползни-сплывы длиной до
Ископаемые льды известны также [Сакс,
1945] на о. Южном (архипелаг Сергея Кирова),
где они вскрываются в осадках террасы 10-15-метровой высоты.
Многочисленные ледяные жилы обнаружены в береговых обрывах о. Фарватерного
и более южных островов дельты р. Пясины, сложенных мерзлыми
супесчано-суглинистыми отложениями с торфом. Преобладают шлировые,
линзовидные и волнистые криогенные текстуры. Сформировалась типичная
ортогональная сеть полигонально-жильных льдов шириной до
Ледяные образования на скалистых островах Множество ледяных образований обнаружено также на островах, сложенных дочетвертичными породами. Так, Ю.Е. Погребицкий [1970] наблюдал захороненные линзы льда на о. Моржово в Пясинском заливе - крутосклонной структурно-денудационной возвышенности. Системы байджерахов и разделяющих их ложбин, свидетельствующие о наличии полигонально-жильных льдов, распространены на пологонаклонных вершинных поверхностях о. Диксон.
Льдистость мерзлых рыхлых отложений островов
архипелага Известий ЦИК в целом невелика. Преобладают скелетные
грунты с суглинистым заполнителем и значительным (до 70 %) количеством
щебня и дресвы, имеющие в основном массивную криогенную текстуру с
редкими линзами сегрегационных льдов. Единичные линзы льда встречаются в
галечниках, слагающих морскую террасу высотой 3-
Под скалистыми обрывами островов архипелага Известий ЦИК снежники сохраняются иногда несколько
лет, в холодные годы они опираются на невскрывающийся припай. В руслах
немногочисленных ручьев формируются снежные надувы толщиной более
На поверхности молодой морской террасы высотой до
Широко распространены подземные льды на
о. Преображения в Хатангском заливе. В верхней части обрыва
поверхности высотой 75-85 (90) м [Романенко, 1996] на восточном
берегу острова сформировалось несколько термокаров диаметром до
Значение δ18О = -21,2 ‰ (см. табл. 2) льда жилы из термокара
на высоте около
В разрезе рыхлых отложений о. Преображения на высотах от 25 до
В береговых обрывах полигонально-жильные льды интенсивно вытаивают с
формированием многочисленных термокаров (рис. 3) шириной до 18-
Таким образом, ледяные жилы наблюдаются в интервале высот от 10 до
Использование на полярной станции о. Преображения в 40-80-е годы тяжелой
гусеничной техники оставило многочисленные глубокие колеи, которые
незамедлительно подверглись эрозии. В тыловой части поверхности высотой
25-
Крутизна бортов эрозионных форм корытообразного поперечного профиля
(балок) обычно до 10°, редко до 20°. В одной из таких балок глубиной до
Многочисленные острова шхер Минина в основном скалистые. Небольшие участки
аккумулятивных равнин сложены преимущественно песками и галечниками,
реже глинами. Выходы ископаемых льдов известны на о. Северном Плавниковом
(их толщина
Своеобразные подземные залежи льдов формируются на
о. Русском в архипелаге Норденшельда, который сложен
преимущественно сланцами и песчаниками среднего - позднего протерозоя [Погребицкий,
1970], перекрытыми крупнообломочным элювиально-делювиальным
чехлом (максимальная высота острова
Северо-восточный берег острова между лагунами Домашней и Мелкой
представляет собой обрыв высотой до 7-
По ледяным жилам и линзам на этом участке берега сформировалось
множество термокаров нескольких возрастных генераций со сглаженной
задней бровкой высотой 0,3- Интересная особенность строения мерзлой толщи на о. Русском - образование в днищах временных водотоков крупногалечной отмостки, перекрывающей зыбучие тиксотропные грунты, талые до значительно большей глубины, чем на окружающих участках.
На дне прикопки, расположенной на плоской поверхности высотой 10-
Значения δ18О в опробованных шлирах и линзах льда в интервале
высот 6- Проведенные в лаборатории ВНИПИ «Промтехнология» (аналитики Е.А. Михеева и Л.И. Коренкова) химические анализы воды из ледяных образований показали существенные отличия состава снежника-перелетка и ледяных жил (табл. 3), которые находились на расстоянии несколько сотен метров друг от друга. Химический состав снежника - хлоридно-магниево-натриевый, жилы N 1 - хлоридно-натрие-вый, жилы N 2 (образец 2) - хлоридно-натриевый или (образец 2А) - сульфатно-кальциевый. Обращают на себя внимание значительные различия химического и изотопного состава образцов из разных частей одной и той же ледяной линзы (образцы 2 и 2А). В несколько раз отличается содержание «морских» ионов хлора и натрия, что и дает, видимо, заметное «утяжеление» значения δ18О льда в образце 2. В эту часть линзы скорее всего поступило большее количество морской воды. Также видно, что максимальное «утяжеление» изотопного состава снежниковой воды определяется высоким содержанием хлорид-иона. Труднообъяснима столь значительная разница (на порядок) содержания свободного углекислого газа в образцах из снежника и ледяной линзы N 1, с одной стороны, и линзы N 2, с другой.
Выводы Таким образом, на островах у побережья Таймыра встречаются подземные льды разных видов: полигонально-жильные, сегрегационные, лед-цемент, сублимационные. Практически отсутствуют инъекционные и пластовые льды. Наиболее распространены шлиры и линзы сегрегационных льдов, а также полигонально-жильные льды. К сингенетическим ледяным образованиям можно отнести полигонально-жильные льды внешних островов дельты Пясины (Фарватерный, Чаек, Лабиринтовые и др.), которые сложены рыхлыми отложениями, а также, вероятно, о-вов Преображения и Свердрупа; на других островах явно преобладают эпигенетические льды. Данные изотопно-кислородного анализа показывают, что возраст ледяных образований также различен, наблюдаются как верхнечетвертичные, так и голоценовые льды. В береговых обрывах островов, сложенных коренными породами и перекрытых элювием, наблюдаются залежи льдов, образующиеся, видимо, в результате захоронения морских льдов и снежников, а также последующей их перекристаллизации. Генетическое разграничение этих льдов представляет собой сложную задачу, так как постоянно штормами забрасывается морская вода, ежегодно образуются и перекристаллизовываются снежники, морской лед выталкивается к подножью обрывов с последующим его захоронением. Разрушение берегов вследствие вытаивания подземных льдов - один из самых интенсивных современных процессов в высокоширотной Арктике, а образующиеся при этом термокары - одна из самых распространенных форм рельефа (табл. 4). Для начала образования термокара или схода оползня-сплыва на арктических островах вполне достаточно наличия шлира льда толщиной всего несколько сантиметров. Наличие ледяных жил, как установленного (о. Свердрупа), так и предполагаемого (о. Преображения) позднечетвертичного возраста, свидетельствует об отсутствии мощного покровного оледенения в сартанское время к северу от о. Таймыр. Это заключение подтверждается комплексными исследованиями на архипелаге Северная Земля [Nikolaev et al., 1998] и не противоречит данным спорово-пыльцевого анализа торфяника с о. Свердрупа. Уже первые исследователи геологии островов Карского моря [Киреев, 1940] отмечали там отсутствие морены, несмотря на многочисленные эрратические валуны. Авторы выражают глубокую признательность руководству Арктической экспедиции ИПЭЭ РАН, начальнику отряда Е.Е. Сыроечковскому-младшему, участникам полевых работ Ю.П. Кожевникову, Е.Г. Лаппо, М.Н. Нурову, руководству Диксонского управления по гидрометеорологии и мониторингу природной среды, летчикам и техникам Диксонской авиаэскадрильи, начальникам полярных станций «Остров Преображения» В. Тарасову, «Острова Известий ЦИК» А.М. Бабко, «Остров Русский» А.П. Морозову, «Остров Правды» В.А. Шуканову, зимовщикам В.Н. Вощенковой, С.В. Слепневу, А. Меньшову, М.И. Никитенко, В. Бахтину за большую помощь в организации и выполнении полевых работ. Авторы благодарны В.П. Стрижову (Институт географии РАН), Ж. Жузелю и М. Стьевенарду (Лаборатория моделирования климата и окружающей среды Комиссариата по атомной энергии в Сакле, Франция) за помощь в проведении изотопных исследований. Работы частично финансировались Российским фондом фундаментальных исследований (гранты № 97-05-64118 и № 99-06-80085), ФЦП «Интеграция». ЛИТЕРАТУРА 1. Аллер Г.Д., Уль Г.Ф. Острова «Известий ЦИК». -Тр. Арктич. ин-та, т. 41, 1936, с. 73-80. 2. Арктические тундры Таймыра и островов Карского моря. М., Ин-т проблем экологии и эволюции РАН, 1994. Т. 1, 276 с.; т. 2, 208 с.
3.
Влодавец В.И.
Геолого-петрографические наблюдения, произведенные во время экспедиции на
л/п «Сибиряков» в 4. Гаккель Я.Я. Остров Уединения. - Поход «Челюскина». М., ГУСМП, ч. 1, 1934, с. 100-108. 5. Дибнер В.Д. Геологическое строение островов центральной части Карского моря. - Тр. НИИГА, т. 81, 1957, с. 97-104.
6.
Дибнер В.Д. Геоморфология
островов и морского дна советского сектора Северного Ледовитого океана.
- Геология СССР, т.
7.
Дибнер В.Д., Захаров В.В.
Острова Карского моря. - Острова Советской Арктики. Геология СССР, т. 8. Дибнер В.Д., Мирошников Л.Д. Меловые отложения Горного Таймыра. - Геология и геофизика, 1964, № 2, с. 33-47. 9. Ермолаев М.М. Геологический очерк островов центральной части Карского моря. - Тр. Всес. Арктич. ин-та, т. 87, ч. 1, 1937, с. 199-204. 10. Киреев И.А. Некоторые геологические и геоморфологические показатели в деле гидрографического изучения Карского моря. - Северный морской путь, т. 15, 1940, с. 25-35. 11. Куваев В.Б., Афонина О.Н., Журбенко М.П. и др. Растительный покров острова Русского (архипелаг Норденшельда, Карское море). - Ботанический журнал, т.82, № 10, 1997, с. 100-111. 12. Куваев В.Б., Кожевникова А.Д., Гудошников С.В. и др. Растительный покров острова Сибирякова. М., «Наука», 1994, 160 с. 13. Лаппо С.Д. Остров Свердруп по наблюдениям с самолета. - Бюлл. Арктич. ин-та, 1932, № 4, с. 74-75. 14. Люткевич Е.М. Геология архипелага Каменных островов Карского моря и их положение в структуре Таймырской складчатой дуги. - Проблемы Арктики, 1940, № 4, с. 56-69. 15. Моор Г.Г. К геологии острова Диксона. - Природа, 1939, № 7, с. 69-72. 16. Назаров B.C. Динамика берегов острова Уединений. - Проблемы Арктики, 1948, № 2, с. 117-118.
17.
Погребицкий Ю.Е.
Острова Таймырского мелководья. - Острова Советской Арктики. Геология
СССР, т. 18. Романенко Ф.А. Рельеф и четвертичные отложения острова Преображения. - Геоморфология, 1996, № 1, с. 81-86. 19. Романенко Ф.А. Строение и динамика рельефа островов Карского моря. - Динамика арктических побережий России. М., 1998, с. 131-153. 20. Сакс В.Н. Четвертичные отложения Таймырского полуострова и прилегающих островов. - Проблемы Арктики, 1945, № 2, с. 84-111. 21. Самойлович Р.Л. Работы арктической экспедиции на ледокольном пароходе «Седов» в 1930 году. - Природа, 1930, № 11-12, стлб. 1135-1154. 22. Сафронова И.Н., Ходачек Е.А. О флоре и растительности островов Андрея, Уединения и Визе (Северный Ледовитый океан). - Ботанический журнал, т. 74, № 7, 1989, с. 1003-1011. 23. Сергеев М. Таймырская экспедиция. - Советский Север, 1934, № 1, с. 141-149. 24. Справочник по климату СССР, вып. 21, ч. II-IV. Л., ГИМИЗ, 1967-1969. 25. Тарасов П.Е., Андреев А.А., Романенко Ф.А., Сулержицкий Л.Д. Палиностратиграфия верхнечетвертичных отложений острова Свердруп (Карское море). - Стратиграфия. Геологическая корреляция, т. 3, № 2, 1995, с. 98-104. 26. Троицкий В.А. Материалы по динамике юго-восточных берегов Карского моря. - Геоморфология, 1977, № 1, с. 82-86. 27. Урванцев Н.Н. Два года на Северной Земле. Л., Изд-во Главсевморпути, 1935, 255 с.
28.
Nikolaev V., Bol'shiyanov D., Jouzel
J. et al.
Evolution of SUMMARY
The study is dedicated to practically unknown peculiarities of ground
ice in the small islands of the Kara and
|
Ссылка на статью: Романенко Ф.А., Михалев Д.В., Николаев В.И. Подземные льды на островах у
берегов Таймыра // Материалы гляциологических исследований. № 91. 2001.
С. 129-137. |