В условиях современного изменения климата криолитозона является наиболее уязвимой компонентой окружающей среды. Особенно ярко эти изменения выражены в Западно-Арктическом регионе, который подвержен отепляющему влиянию Атлантики. Именно поэтому архипелаг Шпицберген является уникальным местом для проведения мерзлотных исследований. В настоящее время наблюдается повсеместная деградация оледенения на архипелаге, которая сопровождается активизацией мерзлотных процессов на освободившихся ото льда территориях. На данных поверхностях широко распространены проявления криогенных процессов. Активны процессы криогенного выветривания и дезинтеграции коренных пород, на участках развития рыхлых отложений идут процессы пучения и морозобойного растрескивания, формируются разнообразные сортированные (каменные) структурные грунты; крупнообломочный материал образует многоугольники и кольца, которые на склонах трансформируется в полосы или ступени. Несмотря на повсеместное распространение в высоких широтах форм криогенного рельефа, до сих пор остается немало вопросов, связанных с его происхождением и развитием. Существующие классификации затрагивают в основном морфологические особенности криогенных форм [Пукемо, 1987; Уошборн, 1988] и локальный характер их проявлений. Формирование криогенного микрорельефа – многофакторный процесс, поэтому необходимо учитывать взаимосвязи внешних условий, которые способствуют его появлению и развитию. На глобальном уровне особенности и характер проявления криогенных процессов определяется областью криолитогенеза [Попов, 1967], где эти процессы протекают (области аккумуляции, денудации и относительной стабилизации). Затем возникновение и выраженность в рельефе определяются глубиной сезонного промерзания, гранулометрическим составом отложений и характером увлажнения территории.

Полевые работы выполнены в составе сезонных отрядов Российской научной арктической экспедиции на архипелаге Шпицберген (ФГБУ «ААНИИ»). Исследования 2019 года проводились с 22 июля по 5 августа на двух участках Земли Норденшельда: в окрестностях поселка Баренцбург и в районе м. Линне (Рис. 1).

Методика полевых исследований включала в себя выделение участков с проявлением криогенных процессов и явлений, определение морфологических и морфометрических характеристик криогенных форм рельефа, изучение их строения в результате зачистки или выполнения шурфов для описания поверхностного чехла рыхлых отложений. Для съемки ключевых участков развития форм криогенного микрорельефа был использован квадрокоптер Phantom 4. Съемка происходила галсами на одной высоте, с разрешением h/36, для создания ортофотомозаики. Из набора аэрофтоснимков с использованием координат точек наблюдения в программе Agisoft Metashape были созданы трехмерные полигональные модели рельефа, которые в дальнейшем были преобразованы в ортофотопланы и цифровые модели рельефа. Данная методика позволяет наглядно оценить морфометрические характеристики форм микрорельефа, расположенных в разных условиях.

Для профилирования было выбрано два участка: первый профиль проходит от низких морских террас м. Линне до террас озера Линне. Второй проходит от вершины г. Олаф к низким морским террасам бухты Холлендер (Рис. 3). Профили проходят через основные геоморфологические уровни, присущие региону. На вершине горы Олаф (т.13) морозная сортировка выражена каменными кольцами небольшой площади (S=2,76 м²) (Рис. 2А). Поверхностный чехол представлен плащом криогенного эллювия - крупнообломочным, плитчатым, неокатанным щебнистым материалом, ориентированным вертикально. Центральные понижения сложены мелкозернистыми отложениями, однако с большим включением обломков. На низких морских террасах в районе м. Капп Линне, подобные мерзлотные формы имеют более четкие очертание. Такая дифференциация связана с большим содержанием тонкодисперсного материала в рыхлых отложениях и избыточным увлажнением территории. Каменные кольца (S=10,35м²) обладают высоким бордюром (h=0,2м), сложенным гравийно-щебнистым материалом и трансформируются в каменные полосы (Рис. 2Б).

Поверхность гребня г. Олаф (т. 12) осложнена пятнистым микрорельефом. Поверхностный чехол сложен песками, содержащими щебень, дресву и глыбы, которые постепенно вымораживаются на поверхность. Сами пятна – плоские (S=2,18 м²), их поверхность не задернована, в поперечном сечении пятна медальона вскрываются криотурбации, что свидетельствует о низкой степени увлажнения. На морских террасах исследуемого района встречаются вогнутые пятна-медальоны, образующиеся в условиях избыточного увлажнения. Спускаясь ниже по профилю, видна дифференциация в проявлении криогенных процессов между седловиной перед плато Харитонова (т. 22) и самим плато (т. 23). В пределах седловины развит пятнистый микрорельеф. На поверхности крупных пятен (S=12,11м²) находится тонкодисперсный материал с гравийно-щебнистыми обломками, выходящими на поверхность, бордюры частично задернованы. Центральная часть плато Харитонова сложена грубообломочным щебенисто-гравийным материалом с включением глыб. Здесь развиваются начальные формы морозной сортировки - каменные кольца (S=1,87м²) и полигоны. На низких высотных склонах с достаточным увлажнением (т. 8) формируются плоские пятна медальоны (S=2,02м²), окруженные растительными бордюрами. Центральная часть выполнена тонкодисперсным материалом с включениями гравия. На переувлажненных морских террасах (т. 111) формируются мохово-торфяные кочки, в результате пучения оторфованных пород.

В результате исследований были предприняты попытки установить причины дифференциации криогенных процессов в пределах исследуемых участков о. Западный Шпицберген. Наиболее благоприятная среда для формирования четко выраженного криогенного микрорельефа является область относительной стабилизации и аккумуляции. Здесь формируются пятнистые ландшафты, разнообразные формы морозной сортировки и полигональный рельеф. Однако проявление в рельефе данных форм зависит от степени увлажненности территории и характера рыхлых отложений. На увлажненных территориях, сложенных тонкодисперсным материалом процессы пятнообразования и морозной сортировки протекают более активно, создавая выраженные микроформы большей площади. На участках, где рыхлый чехол представлен щебнисто-гравийным материалом образуются в основном формы морозной сортировки (каменные кольца) слабо выраженные в рельефе.

Съемка с квадрокоптера и обработка материалов выполнена при поддержке проекта РФФИ № 18-05-60221.

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

Попов А.И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология). М: Изд-во МГУ, 1967, 304 с.

Пукемо М.Н. К проблеме генезиса и развития криогенного структурного микрорельефа // Криогенные процессы. М: Изд-во МГУ, 1987. С. 158-170.

Уошберн A.Л. Мир холода. М.: Прогресс, 1988. 384 с.

 

---

 

AREAL DIFFERENTIATION OF THE CRYOGENIC PROCESSES MANIFESTATION ON THE NORDENSKIOLD LAND (WEST SPITSBERGEN)

Krotkov V.E., Pismeniuk A.A, Kizyakov A.I

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geography, Moscow, Russia

Field cryolitological studies were carried out during expeditions, held from 2017 to 2019 in the area of Nordenskiold Land (West Spitsbergen) on the basis of Russian Scientific Research Center on the Svalbard (Arctic and Antarctic Research Institute) as a part of the Russian Arctic Expedition. During the fieldworks various cryogenic relief forms, surface deposits were studied; morphometric calculations were performed. Further processing of the obtained data allowed us to compare the different effects of cryogenic processes on different areas of cryogenesis, having various directions of exogenous growth and characteristics of loose deposits.

Keywords: Svalbard, cryogenic landforms, forms of frost sorting, frost cracking, cryogenic eluvium, spot-medallion.