ГЛАВА 1. ГЛЯЦИАЛЬНО-МЕРЗЛОТНЫЕ КАМЕННЫЕ 6
ОБРАЗОВАНИЯ: ПОНЯТИЯ, ВИДЫ, ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ .. 8
1.1. История исследований
1.2. Терминология и классификация
ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 21
ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГЛЯЦИАЛЬНО-МЕРЗЛОТНЫХ
КАМЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ НА АЛТАЕ
2.1. Г еологическое строение и рельеф 21
2.2. Климат 22
2.3. Многолетняя мерзлота 28
2.4. Район исследования и ключевые участки 31
2.4.1. Ключевой участок в долине р. Елангаш 35
2.4.2. Ключевой участок в долине р. Чуя 36
2.4.3. Ключевой участок в долине р. Джело 38
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 41
3.1. Геофизические методы исследований: общая характеристика 41
3.2. Метод электротомографии 46
3.2.1. Описание метода 48
3.2.2. Электроразведочная станция «СКАЛА-48» 51
3.2.3. Проведение исследований 53
3.3. Метод георадиолокационного зондирования 56
3.3.1. Георадар «PYTHON-3» 56
3.4. Методика обработки результатов 59
3.4.1. GeoScan32 59
3.4.2. Res2Dinv 62
ГЛАВА 4. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ГЛЯЦИАЛЬНО- 67
МЕРЗЛОТНЫХ КАМЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ АЛТАЯ
4.1. Внутреннее строение гляциально-мерзлотных каменных 67
образований
, 1 ~ 73
4.2. Результаты геофизических исследований
4.3. Изменение внутреннего строения под воздействием 75
природных и антропогенных факторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 79
ПРИЛОЖЕНИЯ 84
РЕФЕРАТ
Ковалев, М.В. Внутреннее строение гляциально-мерзлотных каменных образований Алтая по данным геофизических исследований: выпускная квалификационная работа / Ковалев Михаил Владиславович. - Барнаул, 2021. - 84 с.
Выпускная квалификационная работа «Внутреннее строение гляциально-мерзлотных каменных образований Алтая по данным геофизических исследований» посвящена изучению внутреннего строения гляциально-мерзлотных форм рельефа на основе данных, полученных с помощью геофизических методов исследований.
Проведены полевые исследования и проанализированы результаты электрозондирования и радиоэлектронного зондирования на четырех ключевых участках, расположенных на Алтае. Определены параметры, характеризующие гляциально-мерзлотные каменные образования.
Выпускная квалификационная работа содержит 4 главы на 84 страницах, 20 рисунков, 1 таблицу и 3 приложения.
Арктические и высокогорные геосистемы - это одни из наиболее уязвимых структурных компонентов географической оболочки. В свете тенденции современных климатических изменений, в последние годы на Алтае наблюдается устойчивая тенденция деградации ледников, которые являются регуляторами гидрологического режима рек на обширных прилегающих территориях. Следствием деградации оледенения может стать уменьшение водозапасов и последующая аридизация территории, что и вызывает в настоящее время беспокойство большинства ученых. Но запасы льда содержатся не только в ледниках: на Алтае широко распространена многолетняя мерзлота, а также различные виды гляциально-мерзлотных каменных образований (далее - ГМКО).
Данные образования содержат достаточно большое количество льда, но гораздо менее подвержены климатическим изменениям, нежели классические ледники. В последнее десятилетие исследование ГМКО на Алтае заметно активизировалось. Помимо каталогизации данных образований, проводятся точечные исследования, направленные на выявление времени образования (радиоуглеродное датирование и лихенометрические исследования), скорости течения (тахеометрическая съемка), а также их внутреннего строения. Изучение внутреннего строения данных образований позволяет ответить на вопросы о генезисе и факторах формирования данных образований, а также оценить объем законсервированной в них воды.
Для Горного Алтая данные образования по большей части представляют интерес в связи с тем, что являются хранилищами пресной воды, более устойчивыми к изменениям климата, чем классические ледники. И в период активной деградации оледенения оценка запасов льда в гляциально-мерзлотных каменных образованиях становится все более актуальной, т.к. позволяет оценить степень устойчивости территории к глобальным климатическим изменениям и аридизации.
Целью данной работы было выявить особенности внутреннего строения мерзлотных форм рельефа на территории Алтая на основе использования геофизических методов.
В рамках данной цели были поставлены следующие задачи:
1) Рассмотреть основные виды геофизических методов и их характеристики;
2) Провести геофизические исследования на территории Алтая;
3) Обработать и интерпретировать полученные данные и выявить закономерности внутреннего строения гляциально-мерзлотных каменных образований по данным геофизических исследований;
4) Проанализировать изменение внутреннего строения гляциально- мерзлотных каменных образований, под воздействием антропогенных факторов.
Объектом исследования являются гляциально-мерзлотные каменные образования.
Предметом исследования является внутреннее строение гляциально- мерзлотных каменных образований на территории Алтая.
При выполнении работы были использованы сравнительно-описательный метод, метод полевых исследований и наблюдений, а также геофизические методы исследований: электротомография и георадиолокация, геоинформационно-картографический метод.
Для исследования внутреннего строения ГМКО возможно применять такие геофизические методы исследования как электрозондирование и георадиолокационное зондирование.
Применение геофизических методов, в частности метода электротомографии, при исследовании внутреннего строения таких мерзлотных форм рельефа, как ГМКО, позволяет по аномально высокому удельному электрическому сопротивлению установить наличие в них мерзлых грунтов и льда и верхнюю границу их залегания и спрогнозировать температуру объекта, что также позволяет оценить объемы водозапасов. Однако не всегда удается установить мощность каменно-ледяного образования, а также оценить степень его консолидации, что препятствует расчетам объема содержания льда.
Комплексирование метода электротомографии и метода георадиолокационных зондирований позволило выделить на всех изучаемых гляциально-мерзлотных каменных образованиях кровлю и оценить мощность каменно-ледяных ядер. Используя только метод электротомографии, получить однозначные значения мощности каменно-ледяных ядер не представляется возможным. Так же можно сказать, что лучшие результаты по выделению нижней границы каменно-ледяного материала были получены для самого неактивного ГМКО, находящегося в талом состоянии, что говорит о необходимости повышения глубинности методов для выделения подошвы каменно-ледяного материала активных ГМКО.
В 2015-2020 годы были проведены полевые исследования внутреннего строения гляциально-мерзлотных каменных образований, с помощью геофизических методов, на ключевых участках на территории Центрального и Юго-Восточного Алтая.
Ключевые отличительные особенности изученных ГМКО - разные удельное электрическое сопротивление их внутренних частей и степень 75
консолидации в них льда. Ядра каменного потока, расположенного на высоте 2485-2542м, отличается значительно большим удельным электрическим сопротивлением (250-2ОООкОм-м) по сравнению с сопротивлением каменноледяного ядра потока на высоте 1750-1797м (150-300 кОм-м). Разница в высотном положении объектов составляет 785м. Логично предположить, что температура мёрзлых пород на высоте 2542 м значительно ниже, чем на уровне 1797 м. На температуру объектов влияет и экспозиция склона.
Впервые на Алтае был применен опыт повторного электрозондирования гляциально-мерзлотных каменных образований с целью установления степени влияния антропогенного фактора на внутреннее строение одного из каменных потоков. Первичные исследования на двух близкорасположенных каменных потоках проводились в 2015-2016 годах. В 2017 году на одном из каменных потоков был создан карьер по добыче щебня. Было подтверждено наличие льда в теле каменного потока, но в последующие годы стали прослеживаться процессы его деградации. В 2020 году были проведены повторные исследования обоих каменных потоках. Было установлено, что содержание льда в объекте, подверженном антропогенному воздействию сократилось, в то время как на объекте, не затронутом антропогенной деятельностью льдистость повысилась. Таким образом, можно утверждать, что объекты, подверженные антропогенному воздействию меняются с большей скоростью и быстрее деградируют.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
