Современное состояние криолитозоны и ее влияние на хозяйственную деятельность в Российской Арктике
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. АРКТИЧЕСКАЯ КРИОЛИТОЗОНА 6
1.1 Распространение и характеристика криолитозоны
на суше и акватории арктических морей 6
1.2 Геологическая история возникновения современной
арктической криолитозоны 12
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД 15
2.1 Причины деградации криолитозоны 15
2.2 Геолого-геоморфологические процессы 19
2.2.1 Изменения береговой линии, исчезающие острова 19
2.2.2 Ландшафтно-рельефные изменения 28
2.3 Мониторинг состояния арктической криолитозоны 32
ГЛАВА 3. ЭКОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
В ОБЛАСТЯХ РАЗВИТИЯ АРКТИЧЕСКОЙ КРИОЛИТОЗОНЫ 37
3.1 Разработка месторождений полезных ископаемых 37
3.2 Инженерные сооружения и дорожное строительство 49
3.3 Агромелиорация (практическое использование
термокарстовых озерных котловин) 57
3.4 Опасные криогенные процессы на суше и акватории 59
3.5 Природоохранные мероприятия и адаптация хозяйственной деятельности 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 78
СПИСОК РИСУНКОВ 83
ГЛАВА 1. АРКТИЧЕСКАЯ КРИОЛИТОЗОНА 6
1.1 Распространение и характеристика криолитозоны
на суше и акватории арктических морей 6
1.2 Геологическая история возникновения современной
арктической криолитозоны 12
ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД 15
2.1 Причины деградации криолитозоны 15
2.2 Геолого-геоморфологические процессы 19
2.2.1 Изменения береговой линии, исчезающие острова 19
2.2.2 Ландшафтно-рельефные изменения 28
2.3 Мониторинг состояния арктической криолитозоны 32
ГЛАВА 3. ЭКОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
В ОБЛАСТЯХ РАЗВИТИЯ АРКТИЧЕСКОЙ КРИОЛИТОЗОНЫ 37
3.1 Разработка месторождений полезных ископаемых 37
3.2 Инженерные сооружения и дорожное строительство 49
3.3 Агромелиорация (практическое использование
термокарстовых озерных котловин) 57
3.4 Опасные криогенные процессы на суше и акватории 59
3.5 Природоохранные мероприятия и адаптация хозяйственной деятельности 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 78
СПИСОК РИСУНКОВ 83
Арктика - область Земли с особыми геополитическими, оборонными, научными и экономическими интересами России и всего мирового сообщества. В сознании многих поколений россиян Север всегда был неотъемлемой частью нашего представления о силе и могуществе Родины. Значение Севера для России понимали многие наши великие соотечественники: Петр I, М.В. Ломоносов, Д.И. Менделеев, С.О. Макаров, О.Ю. Шмидт, В.И. Вернадский, А.П. Карпинский, С.В. Обручев и другие. Адмирал С.О. Макаров сравнивал Россию со зданием, фасад которого выходит на Северный Ледовитый океан.
Россия является крупнейшим арктическим государством, имеет максимальную по отношению к другим странам протяженность границ в Арктике и обширные осваиваемые территории за полярным кругом. Арктическая зона России (АЗР) долгие годы была, а в связи с потерей многих месторождений полезных ископаемых при распаде СССР остается и в наши дни важнейшим источником экономической мощи страны - благодаря уникальным природным ресурсам. И хотя изученность арктических регионов явно недостаточна, роль их в общем балансе минеральных, топливно-энергетических и прочих природных ресурсов России столь велика, что без их использования наша страна не может успешно существовать и развиваться.
Минерально-сырьевой потенциал Арктики определяется наличием нефтегазоносных и угленосных бассейнов, месторождений черных, цветных, благородных и редких металлов, алмазов, агрохимического и иного минерального сырья [2]. Главенствующая роль принадлежит, безусловно, углеводородным ресурсам нефтегазоносного супербассейна Арктической геодепрессии: суммарные прогнозные ресурсы оцениваются более, чем в 100 млрд. тонн в нефтяном эквиваленте. Начато освоение углеводородных ресурсов на арктическом шельфе - первое месторождение нефти введено в эксплуатацию компанией «Газпром нефть шельф» в декабре 2013 года (нефтяная платформа «Приразломная» в Баренцевом море). Запасы и прогнозные ресурсы большинства добываемых в АЗР полезных ископаемых составляют основу минерально-сырьевой базы, определяющей объемы промышленного производства и финансовых поступлений в бюджет страны.
Важнейшим природным фактором, определяющим физико-географические особенности Арктики и существенно затрудняющим ее освоение, является климат. Арктика отличается крайне суровыми природно-климатическими условиями: среднегодовые температуры на всей ее площади значительно ниже 0оС, полярная ночь составляет от 2 до 6 месяцев в году, на огромной территории развиты многолетнемерзлые породы (ММП) - т.н. многолетняя или «вечная» мерзлота.
В целом общая площадь развития многолетнемерзлых пород на Земле составляет порядка 35 млн км2, в том числе в Северном полушарии около 22,8 млн. км2, в том числе более чем 11 млн. км2 в России, занимая около 65% территории страны. Наличие многолетнемерзлых пород установлено также и на шельфе арктических морей, но их изученность несравненно слабее, нежели континентальных ММП.
Целью данной работы является оценка современного состояния ММП в Российской Арктике и их влияние на хозяйственную деятельность.
Задачи исследований:
- оценка современного состояния ММП на суше арктической зоны России (АЗР) и на шельфе арктических морей;
- изучение особенностей развития криогенных процессов на современном этапе;
- методы адаптации хозяйственной деятельности в условиях деградации арктической криолитозоны.
Объектом исследования является арктическая криолитозона. Предметом - процессы в криолитозоне в условиях изменяющегося климата и хозяйственной деятельности.
При подготовке работы были использованы опубликованные и фондовые источники, фото- и картографические материалы.
Личный вклад автора заключается в подборе и анализе источников информации по состоянию арктической криосферы, выборе рекомендаций по применению природоохранных мероприятий при различных видах хозяйственной деятельности.
Россия является крупнейшим арктическим государством, имеет максимальную по отношению к другим странам протяженность границ в Арктике и обширные осваиваемые территории за полярным кругом. Арктическая зона России (АЗР) долгие годы была, а в связи с потерей многих месторождений полезных ископаемых при распаде СССР остается и в наши дни важнейшим источником экономической мощи страны - благодаря уникальным природным ресурсам. И хотя изученность арктических регионов явно недостаточна, роль их в общем балансе минеральных, топливно-энергетических и прочих природных ресурсов России столь велика, что без их использования наша страна не может успешно существовать и развиваться.
Минерально-сырьевой потенциал Арктики определяется наличием нефтегазоносных и угленосных бассейнов, месторождений черных, цветных, благородных и редких металлов, алмазов, агрохимического и иного минерального сырья [2]. Главенствующая роль принадлежит, безусловно, углеводородным ресурсам нефтегазоносного супербассейна Арктической геодепрессии: суммарные прогнозные ресурсы оцениваются более, чем в 100 млрд. тонн в нефтяном эквиваленте. Начато освоение углеводородных ресурсов на арктическом шельфе - первое месторождение нефти введено в эксплуатацию компанией «Газпром нефть шельф» в декабре 2013 года (нефтяная платформа «Приразломная» в Баренцевом море). Запасы и прогнозные ресурсы большинства добываемых в АЗР полезных ископаемых составляют основу минерально-сырьевой базы, определяющей объемы промышленного производства и финансовых поступлений в бюджет страны.
Важнейшим природным фактором, определяющим физико-географические особенности Арктики и существенно затрудняющим ее освоение, является климат. Арктика отличается крайне суровыми природно-климатическими условиями: среднегодовые температуры на всей ее площади значительно ниже 0оС, полярная ночь составляет от 2 до 6 месяцев в году, на огромной территории развиты многолетнемерзлые породы (ММП) - т.н. многолетняя или «вечная» мерзлота.
В целом общая площадь развития многолетнемерзлых пород на Земле составляет порядка 35 млн км2, в том числе в Северном полушарии около 22,8 млн. км2, в том числе более чем 11 млн. км2 в России, занимая около 65% территории страны. Наличие многолетнемерзлых пород установлено также и на шельфе арктических морей, но их изученность несравненно слабее, нежели континентальных ММП.
Целью данной работы является оценка современного состояния ММП в Российской Арктике и их влияние на хозяйственную деятельность.
Задачи исследований:
- оценка современного состояния ММП на суше арктической зоны России (АЗР) и на шельфе арктических морей;
- изучение особенностей развития криогенных процессов на современном этапе;
- методы адаптации хозяйственной деятельности в условиях деградации арктической криолитозоны.
Объектом исследования является арктическая криолитозона. Предметом - процессы в криолитозоне в условиях изменяющегося климата и хозяйственной деятельности.
При подготовке работы были использованы опубликованные и фондовые источники, фото- и картографические материалы.
Личный вклад автора заключается в подборе и анализе источников информации по состоянию арктической криосферы, выборе рекомендаций по применению природоохранных мероприятий при различных видах хозяйственной деятельности.
Из всех природно-климатических особенностей Арктики наибольшее практическое значение имеет многолетняя («вечная») мерзлота. Любая деятельность человека в арктических регионах так или иначе будет связана с толщами ММП, их непосредственным влиянием. Поэтому изучение их особенностей, закономерностей состояния и прогноз поведения в условиях современных климатических изменений являются весьма актуальными задачами сегодняшнего дня.
В настоящее время в научном сообществе нет единого мнения о причинах и механизме современных климатических изменений, и, соответственно, об ожидаемых климатических эффектах. Рассматриваются две основные гипотезы причин нарастающего потепления, фиксируемого в последние годы. Первая из них связана с солнечной активностью: причины потепления определяются циклами солнечной активности, определяющими общий климат Земли. Вторая гипотеза - антропогенная. По мнению приверженцев антропогенной гипотезы, причины потепления последних десятилетий определяются активной деятельностью человечества, техногенным развитием цивилизации в ХХ-ХХ1 веках.
Распространение типов и форм многолетней мерзлоты (сплошная, островная, линзовидная; безводная мерзлота, подземные льды и т.д.), а также основные ее характеристики (глубины залегания кровли и подошвы, температурный режим, мощность деятельного слоя и др.) определяются сложным комплексом геолого-географических факторов и в целом не отвечают широтной зональности. Мощность криолитозоны, изменяющаяся по глубине от первых десятков метров до 1500 м и более, является геокриологической характеристикой, которая отражает суммарный результат всей истории развития многолетнемерзлых пород в кайнозое.
Общая тенденция к потеплению в Арктике в последние годы наглядно подтверждается данными мониторинга развития масштабных атмосферных процессов непосредственно влияющих (определяющих) на состояние арктической криолитозоны и ледовых полей в морях СЛО Прогноз тенденций развития льдистых берегов восточных арктических морей, выполненный по сценарию 75 повышения средней летней температуры воздуха в первой половине XXI в показывает, что максимальная активность деструктивных береговых криогенных процессов предполагается в 2040- 2045 гг. [30].
Общие выводы можно свести к следующему:
Из всех природно-климатических особенностей Арктики наибольшее практическое значение имеет многолетняя («вечная») мерзлота. Любая хозяйственная деятельность так или иначе будет связана с толщами ММП. Современные климатические условия не способствуют сохранению многолетнемерзлых пород, и они интенсивно деградируют: сокращаются площади развития ММП, их мощность, меняется температурный режим, уменьшается мощность сезонно-талого (деятельного) слоя.
Отступление многолетней мерзлоты становится реальной угрозой для арктических территорий и проживающего там населения. Оттаивание ММП приведет к росту числа техногенных чрезвычайных ситуаций из-за обрушения зданий и сооружений, повреждения энергетических и транспортных коммуникаций. Возможны катастрофические явления, в частности, выбросы газа (метана) зафиксированные в последние годы на Ямале. Весьма актуальными являются проблемы адаптации промышленных и иных хозяйственных технологий к меняющейся природной обстановке в районах развития арктической криолитозоны. Ключевой момент системы природоохранных мероприятий в районах развития ММП - максимально возможное сохранение естественных условий теплообмена почвенно-грунтового комплекса с атмосферой, уменьшение общего техногенного воздействия на ландшафт.
Накопленный практический опыт хозяйствования в Арктике будет расширяться применительно к меняющимся условиям. Необходим постоянный региональный контроль (мониторинг) за состоянием криолитозоны, что позволит прогнозировать возможность возникновения природных и техногенных чрезвычайных ситуаций.
Безусловно, в этой ситуации накопленный ранее практический опыт хозяйствования в Арктике будет расширяться и адаптироваться к меняющимся условиям. И здесь необходим постоянный региональный контроль (мониторинг) за состоянием криолитозоны и связанных с ней природных и техногенных источниках чрезвычайных ситуаций. В отдельных регионах такие работы ведутся на протяжении многих лет, в частности, в Институте мерзлотоведения им. Мельникова СО РАН в г. Якутске. На Северо-Востоке европейской части страны функционирует опорный федеральный мерзлотно-гидрометеорологический полигон Воркутинский, действующий в системе Роснедра. Наблюдения за состоянием ММП региона и происходящих изменениях основных параметров проводятся там более 40 лет.
В настоящее время в научном сообществе нет единого мнения о причинах и механизме современных климатических изменений, и, соответственно, об ожидаемых климатических эффектах. Рассматриваются две основные гипотезы причин нарастающего потепления, фиксируемого в последние годы. Первая из них связана с солнечной активностью: причины потепления определяются циклами солнечной активности, определяющими общий климат Земли. Вторая гипотеза - антропогенная. По мнению приверженцев антропогенной гипотезы, причины потепления последних десятилетий определяются активной деятельностью человечества, техногенным развитием цивилизации в ХХ-ХХ1 веках.
Распространение типов и форм многолетней мерзлоты (сплошная, островная, линзовидная; безводная мерзлота, подземные льды и т.д.), а также основные ее характеристики (глубины залегания кровли и подошвы, температурный режим, мощность деятельного слоя и др.) определяются сложным комплексом геолого-географических факторов и в целом не отвечают широтной зональности. Мощность криолитозоны, изменяющаяся по глубине от первых десятков метров до 1500 м и более, является геокриологической характеристикой, которая отражает суммарный результат всей истории развития многолетнемерзлых пород в кайнозое.
Общая тенденция к потеплению в Арктике в последние годы наглядно подтверждается данными мониторинга развития масштабных атмосферных процессов непосредственно влияющих (определяющих) на состояние арктической криолитозоны и ледовых полей в морях СЛО Прогноз тенденций развития льдистых берегов восточных арктических морей, выполненный по сценарию 75 повышения средней летней температуры воздуха в первой половине XXI в показывает, что максимальная активность деструктивных береговых криогенных процессов предполагается в 2040- 2045 гг. [30].
Общие выводы можно свести к следующему:
Из всех природно-климатических особенностей Арктики наибольшее практическое значение имеет многолетняя («вечная») мерзлота. Любая хозяйственная деятельность так или иначе будет связана с толщами ММП. Современные климатические условия не способствуют сохранению многолетнемерзлых пород, и они интенсивно деградируют: сокращаются площади развития ММП, их мощность, меняется температурный режим, уменьшается мощность сезонно-талого (деятельного) слоя.
Отступление многолетней мерзлоты становится реальной угрозой для арктических территорий и проживающего там населения. Оттаивание ММП приведет к росту числа техногенных чрезвычайных ситуаций из-за обрушения зданий и сооружений, повреждения энергетических и транспортных коммуникаций. Возможны катастрофические явления, в частности, выбросы газа (метана) зафиксированные в последние годы на Ямале. Весьма актуальными являются проблемы адаптации промышленных и иных хозяйственных технологий к меняющейся природной обстановке в районах развития арктической криолитозоны. Ключевой момент системы природоохранных мероприятий в районах развития ММП - максимально возможное сохранение естественных условий теплообмена почвенно-грунтового комплекса с атмосферой, уменьшение общего техногенного воздействия на ландшафт.
Накопленный практический опыт хозяйствования в Арктике будет расширяться применительно к меняющимся условиям. Необходим постоянный региональный контроль (мониторинг) за состоянием криолитозоны, что позволит прогнозировать возможность возникновения природных и техногенных чрезвычайных ситуаций.
Безусловно, в этой ситуации накопленный ранее практический опыт хозяйствования в Арктике будет расширяться и адаптироваться к меняющимся условиям. И здесь необходим постоянный региональный контроль (мониторинг) за состоянием криолитозоны и связанных с ней природных и техногенных источниках чрезвычайных ситуаций. В отдельных регионах такие работы ведутся на протяжении многих лет, в частности, в Институте мерзлотоведения им. Мельникова СО РАН в г. Якутске. На Северо-Востоке европейской части страны функционирует опорный федеральный мерзлотно-гидрометеорологический полигон Воркутинский, действующий в системе Роснедра. Наблюдения за состоянием ММП региона и происходящих изменениях основных параметров проводятся там более 40 лет.
Подобные работы
- Современное состояние многолетней мерзлоты в Амурской области (Сибирский Федеральный Университет)
Дипломные работы, ВКР, география. Язык работы: Русский. Цена: 1500 р. Год сдачи: 2023 - Оценка экологического риска добычи и транспортировки природного газа на территории Ямало-Ненецкого автономного округа (на примере Юрхаровского нефтегазоконденсатного месторождения)
Магистерская диссертация, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4930 р. Год сдачи: 2022 - Почвенное разнообразие дельты реки Лена
Магистерская диссертация, экология территорий. Язык работы: Русский. Цена: 5570 р. Год сдачи: 2017