2018 год, №1

Содержание выпуска
Исследование природы высокомагнезиальных ксенолитов массива Габбро-10, Мончегорский комплекс, Кольский регион
Грошев Николай Юрьевич, Малыгина Александра Владимировна, Тимофеева Марина Геннадьевна
Стр. 5 — 17
Приведены результаты геолого-петрографического и геохимического изучения хлорит-амфиболовых пород и мелкозернистых метагаббро в массиве Габбро-10 Мончегорского комплекса. Хлорит-амфиболовые породы встречаются в массиве в виде крупных обломков неправильной формы. Они обладают порфировидной структурой, сланцеватой текстурой и обогащены магнием и хромом (19 и 0,3 мас. % соответственно) относительно преобладающих в массиве метагаббро. Согласно классификационным и вариационным диаграммам петрогенных элементов, а также диаграммам нормированного к примитивной мантии редкоэлементного состава хлорит-амфиболовые породы представляют собой метаморфизованные ксенолиты меланократовых норитов массива Нюд-Поаз. Мелкозернистые метагаббро, с другой стороны, залегают в интрузиве в виде многочисленных угловатых обломков, сосредоточенных в нижней его части. Эти массивные породы бластогаббровой структуры менее обогащены магнием и хромом (8 и 0,02 мас. % соответственно) и отвечают по составу мезократовым габброноритам. По нормированным к примитивной мантии спектрам рассеянных элементов мелкозернистое метагаббро, обладающее выраженными отрицательными Nb-Ta, Zr-Hf и положительными Sr и Eu аномалиями, соответствует в целом породам краевых зон массивов Мончеплутона (НКТ и Нюд-Поаз). Однако наибольшее сходство устанавливается между этими породами и сланцеватыми габброидами собственной контактовой зоны массива Габбро-10. Таким образом, обломки мелкозернистого метагаббро в этом интрузиве являются его автолитами. В совокупности полученные данные свидетельствуют о позднем внедрении массива Габбро-10, последовавшем за кристаллизацией пород Нюд-Поаз, а наличие в массиве автолитов собственной краевой зоны говорит о нескольких магматических импульсах при его формировании.
Влияние широтной климатической зональности на деградацию поздневалдайского (поздневислинского) оледенения на примере краевых образований территорий Финляндии и Карело-Кольского региона
Евзеров Владимир Яковлевич
Стр. 18 — 25
Установлено, что гряда Кейва-2, развитая в восточной части Кольского полуострова, не является краевым образованием Понойского ледникового щита. Она сформировалась в основном между распространявшимися в восточном направлении Кольской и Беломорской ледниковыми лопастями поздневалдайского оледенения. На примере последнего покровного оледенения показано, что широтная климатическая зональность влияла на процесс дегляциации территорий Карело-Кольского региона Финляндии. Это влияние проявилось следующим образом. В Кольском регионе, где функционировали располагавшиеся субширотно Кольская и Беломорская лопасти, происходила ареальная дегляциация. На поверхность обеих лопастей поступало примерно одинаковое количество солнечной энергии, в результате чего происходило уменьшение мощности льда по всей площади с последующим отделением от массива активного льда обширных периферических массивов. Иными словами, здесь имела место ареальная дегляциация. Ареальная дегляциация проявилась также вне зависимости от климатической зональности в период заключительного межстадиально-стадиального климатического цикла вследствие малой мощности ледникового покрова и распространилась вплоть до юга Финляндии. Однако влияние климата сказалось и в этот период: ледник в позднем дриасе на юге только перекрыл мореной насыпные гряды аллереда, а севернее деформировал их и, продвинувшись далее к востоку, создал гряду преимущественно напорной морены. В Карелии, где ледниковые лопасти простирались с северо-запада на юго-восток, дистальная (фронтальная) часть лопастей получала существенно больше солнечной энергии, чем проксимальная. Поэтому здесь проявилась фронтальная дегляциация со свободным перемещением края ледника в периоды межстадиальных потеплений и похолоданий с образованием полос краевых напорно-насыпных (преимущественно напорных) образований во время похолоданий.
Метасоматические преобразования пород, колчеданное оруденение и перспективы золотоносности Панареченской структуры (Кольский полуостров)
Калинин Аркадий Авенирович, Чернявский Алексей Викторович
Стр. 26 — 36
Представлены результаты петрографических, геохимических и минералогических исследований колчеданных руд и рудовмещающих пород Панареченской вулкано-тектонической структуры, расположенной в центральной части пояса Имандра - Варзуга. Проявление колчеданных руд располагается в северной части западной кальдеры Панареченской структуры в среднекислых метавулканитах самингской свиты. Массивные колчеданные руды образуют линзовидные тела мощностью 0,1-4 м, которые прослежены скважинами по простиранию и падению на 100 м. Массивные руды сопровождаются зонами вкрапленной минерализации выше по разрезу линзы массивных руд. Вмещающие колчеданную минерализацию мусковитовые и мусковит-хлоритовые сланцы-метавулканиты претерпели метасоматические преобразования, наиболее интенсивно проявлены окварцевание и карбонатизация. Окварцевание пород сопровождается переотложением рудных минералов в карбонат-кварцевых и кварцевых прожилках. В составе минерализации резко преобладает пирит, второстепенную роль играют пирротин и халькопирит, а также марказит, арсенопирит, галенит, сфалерит и некоторые другие сульфиды, реже - теллуриды свинца, серебра, висмута, золота и самородное золото (электрум). Минерализация благородных металлов отмечается преимущественно в зонах вкрапленной минерализации, сопровождающих линзы массивных руд. Содержание золота в рудах составляет 0,25-0,35 г/т, а серебра - 1,75-2,25 г/т, отношение Au/Ag находится в интервале 1/6-1/7. Повышенный геохимический фон может служить источником благородных металлов при формировании месторождений в ходе наложенных гидротермально-метасоматических процессов. Проведенные исследования показали, что Панареченскую структуру, в первую очередь ее западную кальдеру, можно рассматривать как площадь, перспективную с точки зрения поисков и добычи золота, где поисковые работы должны быть ориентированы на выявление минерализованных карбонат-кварцевых жил и зон окварцевания.
Генезис апокарбонатитовых титанистых метасоматитов редкоземельного рудопроявления Петяйян-вара (Вуориярви, Кольский регион)
Козлов Евгений Николаевич, Фомина Екатерина Николаевна, Сидоров Михаил Юрьевич, Киркин Валерий Васильевич
Стр. 37 — 50
Исследовались титанистые апокарбонатитовые метасоматиты (титанистые карбонатиты), связанные с редкоземельными карбонатитами участка Петяйян-вара комплекса Вуориярви (Кольский регион). В настоящей работе на основании согласованных результатов минералогического и геохимического исследования обосновывается следующий механизм образования этих пород. До начала карбонатитогенеза из нижних горизонтов комплекса по системе многосотметровых трещин глубинного заложения на уровень современного эрозионного среза поступила обогащенная фтором флюидная фаза, привнесшая в пироксениты Al, Fe, Mg, Ti, P и вынесшая из них Si, Ca и Na, в результате чего пироксениты были преобразованы в гигантозернистые флогопитовые породы - глиммериты. Наиболее вероятным источником этого флюида является щелочная алюмосиликатная магма. Позднее по этим трещинам внедрились карбонатные расплавы. Уже на этапе карбонатитогенеза F-флюид вызвал локальное перераспределение K, Al, Si, Fe, P, Ti, Nb, Ta, Zr, Hf и HREE из глиммеритов в магматические доломитовые карбонатиты, что и привело к формированию апокарбонатитовых титанистых метасоматитов. Они представляют собой несколько наложенных друг на друга парагенетических ассоциаций, минеральный состав и последовательность образования которых отвечают зонам метасоматической колонки, непосредственно наблюдающейся на контакте "карбонатит - измененный пироксенит". Установленное разделение HFSE и REE контролируется этой же метасоматической колонкой: Ti, Nb и Ta накапливались собственно в титанистых карбонатитах, т. е. в ассоциациях, соответствующих фронтальной и промежуточной зонам, а Zr, Hf и HREE - в апатитизированных участках, отвечающих тыловой зоне колонки. Таким образом, фракционирование указанных элементов происходило за счет взаимодействия "флюид - порода". Впоследствии те же долгоживущие трещины послужили каналом для REE-Sr-Ba-S флюидов, однако вызванная K-Al-Si-Ti-F-метасоматозом перекристаллизация, придавшая титанистым карбонатитам плотную мелкозернистую структуру, в большинстве случаев "уберегла" эти породы от воздействия более поздних процессов.
Изотопно-геохронологическое изучение пород Ингозерского массива (Кольский полуостров)
Ниткина Елена Анатольевна, Баянова Тамара Борисовна
Стр. 51 — 60
Проведено изотопно-геохронологическое изучение биотитовых, амфибол-биотитовых и биотит-амфиболовых гнейсов, а также секущих плагиогранитов и пегматоидных жил Ингозерского массива, расположенного в северо-восточной части Беломорского подвижного пояса и сложенного гнейсами и гранитоидами архея. Петрохимические и геохимические характеристики изученных пород сходны с породами тоналит-трондьемит-гранодиоритовых (ТТГ) комплексов, установленных на других докембрийских щитах. Для исследованных гнейсов Ингозерского массива характерны высокие содержания Na, Ca и низкие K. На диаграмме Ab-An-Or точки химических анализов гнейсов ложатся в поля тоналитов и трондьемитов. Высокое содержание легких редкоземельных элементов и отсутствие Eu-аномалии свидетельствует о происхождении пород из обогащенных источников без существенной роли фракционной кристаллизации. Изотопное U-Pb-датирование единичных зерен циркона из биотитовых гнейсов Ингозерского массива (ID-TIMS) определило наиболее древний возраст (3 149 ± 46 млн лет), который, вероятно, отвечает времени образования магматического протолита гнейсов Ингозерского массива. Согласно модельным Sm-Nd-возрастам образование исходных для изученных пород расплавов происходило в интервале 3,1-2,8 млрд лет. Изотопным U-Pb-методом (ID-TIMS) по циркону определено время проявления процессов метаморфизма в гнейсах: биотитовых - 2 697 ± 9 млн лет; амфибол-биотитовых - 2 725 ± 2 и 2 667 ± 7; биотит-амфиболовых - 2 727 ± 5 млн лет. Возраст более поздних гранитоидов, секущих деформированные гнейсы, составляет: плагиогранитов - 2 615 ± 8 млн лет; пегматоидных жил в гнейсах - 2 549 ± 30 млн лет.
Коромантийная ветвь глобального цикла углерода и происхождение глубинных углеводородов
Сорохтин Николай Олегович, Никифоров Сергей Львович, Козлов Николай Евгеньевич
Стр. 61 — 79
Описаны процессы многостадийного и полициклического преобразования и переноса углерода в коре и мантии. Затянутые в зонах поддвига плит осадки разрушаются, трансформируются и преобразуются метаморфическими процессами, а часть вновь сформированных углеродистых соединений переносится конвективными течениями мантии в рифтовые зоны срединно-океанических хребтов и выносится на поверхность в виде углеводородов различного состава и углекислого газа. Далее они снова отлагаются на морском дне в виде осадков, образуя карбонатные и углеродсодержащие структурно-вещественные комплексы. В результате проявления многоступенчатого механизма физико-химических преобразований в коромантийных областях Земли углеводородные соединения приобретают черты абиогенного происхождения, по сути оставаясь экзогенными. Выявленный коромантийный цикл углерода является частью глобального процесса циклического переноса углерода из атмосферы в мантию и обратно. Масштабы его проявления, скорее всего, не столь широки, а многочисленные мелкие (мм и доли мм) частицы экзогенного вещества и рассеянного углерода, затянутые в зоны поддвига плит, образуют устойчивый геохимический шлейф коровой направленности в мантии, распространяющийся в плоскости перемещения конвективных потоков. Косвенно о масштабе проявления данного процесса можно судить по объемам дегазации углеводородных и углекислого газов, а также водорода в рифтовых системах земной коры. При этом количество генерируемых углеводородных газов глубинного происхождения не может формировать крупных газовых и нефтегазовых месторождений, так как значительная их часть переносится в атмосферу. Лишь некоторое количество соединений способно отлагаться в океанических осадках и формировать в них залежи газогидратов.
Получение биофлокулянтов из биомассы активного ила и использование их для очистки сточных вод
Васильева Жанна Вячеславовна, Мошняцкая Евгения Юрьевна
Стр. 80 — 87
Внеклеточные полимерные вещества (ВПВ) - биополимеры, продуцируемые микроорганизмами - являются эффективными биофлокулянтами загрязнений сточных вод и лишены недостатков, присущих традиционным коагулянтам и флокулянтам, которые могут представлять как прямую угрозу для здоровья и жизни человека, так и угрозу устойчивому существованию водных и наземных экосистем. ВПВ не образуют вторичного загрязнения промежуточными продуктами гидролиза, являются биодеградируемыми и экологически чистыми. Промышленное производство ВПВ связано с высокой стоимостью выращивания специфической микробной биомассы, функционированием технологий синтеза микробных продуктов. В то же время существует такой недоиспользуемый ресурс, как избыточный активный ил, который можно применять в качестве дешевого субстрата для производства биофлокулянтов. В рамках работы были проведены исследования, которые показали перспективность экстракции ВПВ из активного ила для последующего использования их в качестве биофлокулянтов очистки сточных вод. Экстракция ВПВ проводилась с использованием трех методов: комбинации процессов центрифугирования, экстракции с помощью водного раствора динатрийэтилендиаминтетрауксусной кислоты, осаждения ВПВ изопропиловым спиртом (метод EDTA); комбинации центрифугирования, экстракции мочевиной, осаждения и переосаждения ВПВ этанолом (метод (NH)CO); комбинации процессов ультразвуковой обработки активного ила, центрифугирования, экстракции ледяной уксусной кислотой, осаждения ВПВ ацетоном (метод CHCOOH). Исследования показали, что метод экстракции влияет не только на эффективность извлечения ВПВ, но и на возможность применения полученных ВПВ для очистки определенных типов сточных вод. Метод (NH)CO показал наилучшую эффективность экстракции, но при этом продуцировались ВПВ, не способные выполнять обработку сточных вод рыбоперерабатывающих производств. Способы EDTA и CHCOOH более предпочтительны для получения эффективных биофлокулянтов сточных вод рыбоперерабатывающих предприятий. Использование ВПВ, полученных методом EDTA, приводило к значительному уменьшению содержания взвешенных веществ и оптической плотности; применение ВПВ, полученных методом CHCOOH, снижало содержание растворенных веществ и оптическую плотность. Согласно проведенному исследованию ВПВ, полученные из активного ила методами EDTA и CHCOOH, обладают хорошими флокуляционными свойствами, безвредностью для человека и окружающей среды, потенциально могут служить заменителями традиционных синтетических флокулянтов и использоваться при обработке сточных вод.
Формирование химического состава подземных вод в южном Прихибинье на примере водозабора "Предгорный"
Мазухина Светлана Ивановна, Пожиленко Владимир Иванович, Маслобоев Владимир Алексеевич, Сандимиров Сергей Степанович, Горбачева Тамара Тимофеевна, Дрогобужская Светлана Витальевна, Иванов Станислав Викторович
Стр. 88 — 98
Исследователи России и зарубежных стран, занимающиеся медико-экологическим загрязнением питьевой воды, указывают на связь здоровья населения с химическим составом подземных вод и антропогенных включений. Целью работы является обнаружение изменения химического состава природных вод, формирующихся в пределах Хибинского массива и его ближайшего обрамления, в зависимости от состава пород области водосбора и от антропогенного влияния с помощью физико-химического моделирования (программный комплекс (ПК) "Селектор") и современных прецизионных методов анализа. Для достижения цели был произведен отбор проб на водозаборе "Предгорный" (п. Коашва, Кировский район). Полный гидрохимический анализ показал присутствие в водах таких элементов, как уран, молибден, серебро, барий, что пополнило базу данных химического состава подземных вод. Для физико-химического моделирования были сделаны выборки химических анализов наиболее распространенных пород, слагающих юго-восточную часть Хибинского массива как основную область водосбора. Анализ полученных результатов позволил отделить породное влияние от антропогенного, природный химический состав вод от профильтрованных рудничных (антропогенных). Показано, что уже в природных (чистых) водах соотношения Са/P и Са/Sr могут приводить к болезням костей у населения. Установлено, что на формирование химического состава подземных вод водозабора "Предгорный" оказывают влияние химические составы пород и поверхностных вод, содержащие кислород, нитраты азота, хлор, которые влияют на значения рН (уменьшая их), формы миграции алюминия, марганца, железа и других элементов. В костях человека и животных примерно 70 % приходится на гидроксил апатит Са(РО)ОН. Группу ОН могут заменять F, Cl, O. Кальций может быть изоморфно заменен рядом элементов: Sr, U, Ba и др., что вызывает заболевания костей и зубов у населения. Результаты исследований могут быть полезны в областях геохимии, гидрологии, экологии, медицине.
Пространственно-временная изменчивость кислотности почв северотаежных лесов при снижении техногенной нагрузки
Сухарева Татьяна Алексеевна
Стр. 99 — 108
Проведена оценка состояния почв, подверженных влиянию аэрополлютантов комбината "Североникель" (г. Мончегорск, Мурманская область). Представлены результаты анализа пространственно-временной динамики кислотности органогенного горизонта Al-Fe подзолистых почв в процессе техногенной дигрессии еловых и сосновых лесов. Исследования проведены в 1992 и 2007 гг. на стационарных пробных площадях, расположенных на разном удалении от источника выбросов. Парцеллярные различия выявлены в фоновом ельнике кустарничково-зеленомошном, где актуальная кислотность органогенного горизонта почв древесных парцелл ниже, чем межкроновых. В условиях аэротехногенного загрязнения парцеллярные различия в кислотности почв не выражены. В сосновых лесах пространственная динамика характеризуется снижением актуальной и гидролитической кислотностей верхнего горизонта почв и возрастанием обменного алюминия по градиенту загрязнения. В дефолиирующих еловых лесах и редколесье снижение актуальной кислотности почв отмечено только в межкроновых пространствах, а гидролитической кислотности - в обеих парцеллах. Особо выделяется стадия начальной дефолиации крон хвойных деревьев, наиболее удаленная от источника эмиссии поллютантов. На данной стадии органогенный горизонт почв еловой парцеллы более кислый, чем в ненарушенном фитоценозе, а гидролитическая кислотность почв остается на уровне фоновых значений. На фоне сокращения атмосферных выбросов в 2007 г. отмечено увеличение актуальной кислотности изучаемых горизонтов почв в дефолиирующих лесах. На участках, близко расположенных от комбината (7-10 км), изменений значений pH органогенного горизонта почв за исследуемый период не обнаружено. В сосновых дефолиирующих лесах и техногенном редколесье возрастает гидролитическая кислотность почв. В еловых лесах, подверженных атмосферному загрязнению, уровень гидролитической и обменной кислотности почв снижается, за исключением стадии начальной дефолиации северотаежных лесов. На данной стадии дигрессии древостоя достоверно увеличиваются обменная кислотность почв, содержание обменного алюминия и водорода. Результаты исследований могут быть использованы при мониторинге природной среды, оценке почвенного плодородия лесных экосистем, находящихся под воздействием природных и техногенных факторов, а также способствовать развитию методов восстановления антропогенно нарушенных почв.
Функциональная активность микроорганизмов в процессах добычи и переработки медно-никелевых руд Мурманской области
Фокина Надежда Викторовна, Янишевская Елена Сергеевна, Светлов Антон Викторович, Горячев Андрей Александрович
Стр. 109 — 116
Проведены исследования по изучению количественных показателей и структуры микробного сообщества в образцах процесса флотации сульфидных медно-никелевых руд на обогатительной фабрике АО "Кольская ГМК". Наименьшая численность сапротрофных и олиготрофных бактерий наблюдалась в образцах руды и оборотной воды, что объясняется низкой температурой образцов и недостатком питательных веществ. В процессе флотации в пенных продуктах происходит увеличение численности всех трофических групп бактерий за счет поступления дополнительных органических соединений с флотореагентами, аэрации и повышения температуры. Из оборотной воды и основных продуктов флотации были выделены доминирующие штаммы, относящиеся к роду Pseudomonas . Обнаружено, что при росте численности бактерий происходит увеличение времени флотации медно-никелевых руд. Также наблюдалась тенденция к изменению извлечения меди и никеля, которая может быть вызвана как ростом времени флотации по операциям, так и изменением численности бактерий в оборотной воде. Из стоков отвалов Аллареченского месторождения выделены тионовые бактерии. Эксперименты по кучному выщелачиванию доказали, что бактериальное выщелачивание дает хорошие результаты на прошедших магнитную сепарацию образцах руды, показывая высокие содержания никеля и меди в фильтратах. При выщелачивании бедной руды месторождения Нюд Терраса преимущество использования бактериального выщелачивания, в сравнении с сернокислотным, выявлено только в отношении меди. Содержание никеля в фильтратах при бактериальном выщелачивании составило 275 мг/л, а при сернокислотном - 310 мг/л. Содержание меди в фильтратах в среднем: 19 и 15 мг/л.
Районирование водосбора Белого моря по степени воздействия материкового стока на морскую водную среду
Булавина Александра Сергеевна
Стр. 117 — 127
Разработана и апробирована методика интегральной оценки потенциального влияния материкового стока на морскую водную среду применительно к территории водосбора Белого моря. В границах гидрологических районов рассчитаны интегральные показатели потенциала загрязнения (ПЗ) и потенциала самоочищения (ПС) речных вод. При расчете ПЗ учитывались следующие показатели: объем сточных вод и плотность населения на водосборе (антропогенные составляющие выноса загрязняющих веществ), сток наносов (природная составляющая выноса загрязняющих веществ). При расчете ПС рассматривались такие природные параметры, как озерность, лесистость и роль рельефа в самоочищении рек. Соотношение предложенных интегральных показателей отражает качество речных вод, поступающих в море. На основании количественного соотношения показателей ПЗ и ПС проведено районирование водосбора по степени негативного влияния речных вод на качество вод Белого моря. Полученная схема районирования позволяет наглядно продемонстрировать целостную картину, отражающую сложившийся комплекс природно-хозяйственных факторов на речных водосборах бассейна Белого моря. Выявлено, что речной сток с большей части водосбора не оказывает значительного загрязняющего воздействия на воды Белого моря. Наибольшее загрязняющее влияние на морские воды оказывают реки Северная Двина и Нива. Полученные данные хорошо соотносятся с данными гидрохимических наблюдений в заливах Белого моря. Объективность интегральной оценки обеспечивается опорой на большое количество натурных данных и исключением из оценки показателей, не имеющих количественного выражения. Полученные результаты могут быть использованы для разработки научно обоснованного комплекса природоохранных мероприятий и при планировании промышленного развития территории водосбора.
Распределение фоновых содержаний элементов в донных отложениях озера Имандра
Даувальтер Владимир Андреевич, Кашулин Николай Александрович
Стр. 128 — 138
Проведено исследование фоновых содержаний элементов в донных отложениях (ДО) крупнейшего озера Мурманской области - Имандра. Величины фоновых концентраций элементов определялись в самых глубоких частях отобранных колонок ДО. Скорость осадконакопления в озерах Северной Фенноскандии, в том числе и Мурманской области, равна в среднем 1 мм в год, а диапазон находится в пределах от 0,3 до 3 мм/год. При исследовании оз. Имандра осуществлялся отбор колонок ДО длиной 20-25 см. Промышленное освоение уникальных месторождений сульфидных и апатитонефелиновых руд на берегах оз. Имандра началось в 30-е годы прошлого столетия. Следовательно, в нижних слоях отобранных колонок ДО фиксируются природные фоновые содержания элементов. Методами математической статистики (корреляционный и факторный анализы) выявлены две группы элементов: первая группа - тяжелые металлы (ТМ), вторая - щелочные (Na и K) и щелочноземельные (Ca, Mg и Sr) металлы, Al и P. Эти две группы элементов находятся в повышенных содержаниях в породообразующих минералах горных пород, слагающих водосбор оз. Имандра: первая группа - в северной части водосбора (сульфидные медно-никелевые руды Мончетундр), вторая группа - в юго-восточной части водосбора (апатитонефелиновые залежи Хибинского щелочного массива). Наибольшие средние содержания ТМ (кроме Co, Pb и As) отмечены в северной части Большой Имандры; Ca, Na, Sr, Al и P - в южной части Большой Имандры; Mn - в Йокостровской Имандре, а Fe - в Бабинской Имандре, что связано с образованием специфических условий формирования оксидов и гидрооксидов этих металлов в ДО. В Бабинской Имандре отмечено наибольшее среднее содержание K и Mg в фоновых слоях ДО, что может быть связано с широким распространением глинистых минералов с повышенным содержанием этих металлов.
Экзарационные явления на восточном арктическом шельфе России
Либина Наталия Викторовна, Никифоров Сергей Львович
Стр. 139 — 149
Результаты экспедиционных геолого-геофизических исследований свидетельствуют о возможности активизации природных опасных явлений, которые связаны с ледовой экзарацией, таянием многолетнемерзлых пород, оползнями, термоабразией берегов и сейсмической активностью. Указанные процессы представляют геориски практически для всех видов деятельности, включая эксплуатацию Северного морского пути (СМП). Одним из наиболее опасных природных процессов является ледовая экзарация, в результате которой происходит вспахивание морского дна подводной частью ледяных образований. Экзарационные процессы способны создать аварийную ситуацию при строительстве и эксплуатации любых подводных инженерных сооружений. Натурные сейсмоакустические данные, полученные в пределах восточного арктического шельфа России, зафиксировали многочисленные борозды ледового выпахивания как в мелководной, так и в глубоководных частях шельфа. Современное высокоразрешающее сейсмоакустическое оборудование позволило получить детальные морфометрические характеристики зафиксированных борозд. Фактическая глубина и встречаемость следов воздействия ледовых образований на дно существенно превысили рассчитанную вероятность встречаемости по данным ледовой обстановки. Полученные результаты позволили классифицировать данные формы рельефа по происхождению на современные мелководные и древние (реликтовые) глубоководные. В позднечетвертичное время в период регрессии моря отсутствие покровного оледенения не исключало наличия мощных дрейфующих льдов, которые производили экзарацию дна в современной глубоководной части моря, а в дальнейшем следовали за трансгрессивным поднятием уровня моря. При этом, вероятно, происходило разрушение плотного обезвоженного глинистого слоя осадков, образованного в период регрессии. Затем во время неоднократных трансгрессивно-регрессивных колебаний уровня моря сформированные траншеи с отвалами грунта были заморожены и таким образом сохранились до наших дней. Прибрежные мелководные борозды являются результатом современного взаимодействия ледовых образований с морским дном, которые в условиях потепления климата активизируются и представляют настающие природные риски по трассе СМП.
Загрязнение воды и донных отложений тяжелыми металлами в области полярного фронта Баренцева моря
Новиков Михаил Аркадьевич, Драганов Дмитрий Михайлович
Стр. 150 — 159
На основе многолетних данных рассмотрена проблема загрязнения воды и донных отложений в области полярного фронта Баренцева моря тяжелыми металлами Cu, Ni, Co, Cd, Hg, Zn, Pb и Cr. Предпосылка для выполнения исследований заключалась в наличии объемной базы данных ФГБНУ "ПИНРО" о содержании металлов в поверхностном слое воды и донных отложениях Баренцева моря. На первом этапе работы с использованием ГИС-технологий и математической статистики из указанной базы были выделены и обработаны результаты исследований, полученные в период 2001-2013 гг. на 32 станциях, расположенных в области полярного фронта. В соответствии с предложенными ПИНРО методиками были вычислены фоновые значения содержания перечисленных металлов в воде и донных отложениях этого фронта - зонах контакта и трансформации атлантической и арктической водных масс. Полученные результаты в большинстве случаев превышали значения, установленные для соседних водных масс. В результате исследований были построены карты-схемы распределения загрязнения морской воды и донных отложений тяжелыми металлами (под загрязнением понималось содержание металлов в концентрациях, превышающих фоновый уровень); сделан вывод об устойчивом техногенном загрязнении вод в области полярного фронта Баренцева моря тяжелыми металлами, а также донных отложений - ртутью (в осенний период). Обосновано предположение, что фронтальная зона аккумулирует загрязнение, поступающее из соседних контактирующих водных масс (атлантической и арктической). Показано, что загрязнение воды фронтальной зоны в основном не сопровождалось загрязнением нижележащих донных отложений. В отношении содержания Ni, Cr и Pb в донных отложениях можно говорить о выявлении положительных локальных геохимических аномалий.
Изменение планетарного климатического режима на рубеже XX-XXI веков
Пономарев Владимир Иванович, Дмитриева Елена Витальевна, Шкорба Светлана Павловна, Карнаухов Александр Алексеевич
Стр. 160 — 169
На основе анализа результатов наблюдений выявлено быстрое изменение планетарного климатического режима на рубеже XX-XXI вв. По отношению к предшествующему климатическому режиму увеличились испарение и скрытый поток тепла с большей части поверхности Мирового океана. Современный климатический режим в XXI в. характеризуется значительным увеличением количества сильных циклонов, штормов, сумм осадков в районах с морским влажным климатом. Число опасных экстремальных явлений погоды значительно возрастает в пограничной зоне океан - континент, в том числе на Дальнем Востоке России. Увеличение осадков с 2004 г. и экстремальных осадков в 2015-2016 гг. в бассейне водосбора озера Ханка на юге Дальнего Востока привело к катастрофическому разливу этого озера. В течение первых 17 лет XXI в. количество экстремальных осадков и наводнений в теплое время года возросло в большей части окраинной зоны Евразии и Северной Америки. Зимние осадки в виде снега также усиливаются в зоне умеренных широт над многими континентальными районами. Отмеченный рост осадков обусловлен увеличением как содержания водяного пара в атмосфере над океаном, так и меридионального переноса тепла и водяного пара. Уменьшение количества осадков происходит в некоторых континентальных районах, в том числе в бассейнах водосбора озера Байкал и водохранилищ Ангарского каскада гидроэлектростанций.
Изменение высокоширотной ионосферы при нагреве мощной коротковолновой радиоволной установки EISCAT/Heating по данным сигналов спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния
Терещенко Евгений Дмитриевич, Миличенко Александр Николаевич, Ритвельд Майк, Черняков Сергей Михайлович, Швец Михаил Васильевич
Стр. 170 — 181
Представлены результаты наблюдений изменения температуры, электронной концентрации и полного электронного содержания высокоширотной области ионосферы во время ее модификации мощным коротковолновым радиоизлучением нагревного комплекса EISCAT/Heating (Тромсё, Норвегия) по данным сигналов спутников ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния УВЧ ЕИСКАТ (Тромсё, Норвегия). Рассмотрена геометрия пролетов спутников ГЛОНАСС и GPS для условий работы нагревного комплекса в Тромсё. Показано, что во время экспериментов на комплексе EISCAT/Heating для изучения модифицированной структуры высокоширотной ионосферы удобнее использовать спутники ГЛОНАСС. Параметры орбит этих спутников позволяют исследовать изменения полного электронного содержания в направлении вдоль геомагнитной силовой линии в месте наблюдения. Показано, что во время нагрева ионосферы мощной коротковолновой радиоволной ее структура приобретает неоднородный характер. Работа нагревного комплекса в режиме "включено - выключено" вызывает появление волнообразных вариаций полного электронного содержания с периодом, близким к периоду нагрева. Основными особенностями поведения полного электронного содержания при непрерывном нагреве ионосферы в направлении магнитного зенита по данным спутника ГЛОНАСС явились уменьшение полного электронного содержания в центральной зоне диаграммы направленности антенны нагревного комплекса, т. е. в направлении магнитного зенита, и присутствие повышенных значений полного электронного содержания на краях зоны нагрева. По данным радара некогерентного рассеяния во время нагрева ионосферы вблизи направления на магнитный зенит формируется область повышенной электронной температуры и электронной концентрации. Поведение полного электронного содержания по данным спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния во многом соответствует друг другу, кроме этой области. Высказываются предположения о причинах такого несоответствия.