aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2019-65-2-201-211aari-163Research ArticleГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКАGEOLOGY AND GEOPHYSICSСтроение приповерхностной части ледника в районе бухты Тала (Восточная Антарктида) по результатам георадарных работ сезона 2018/19 г.Structure of the near-surface part of the glacier in the Thala Bay area (East Antarctica) based on 2018/2019 ground-penetrating radar surveyГригорьеваС. Д.GrigorevaS. D.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

grigoreva.svetl@gmail.comРыжоваЕ. В.RyzhovaE. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ПоповС. В.PopovS. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

КашкевичМ. П.KashkevichM. P.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

КашкевичВ. И.KashkevichV. I.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

Санкт-Петербургский государственный университетРоссияSaint Petersburg State UniversityRussian FederationООО «Геофизпоиск»РоссияLLC “Geophyspoisk”Russian FederationАО «Полярная морская геологоразведочная экспедиция»; Санкт-Петербургский государственный университетРоссияJSC “Polar Marine Geosurvey Expedition”; Saint Petersburg State UniversityRussian Federation201909072019652201211Copyright © Григорьева С.Д., Рыжова Е.В., Попов С.В., Кашкевич М.П., Кашкевич В.И., 20192019Григорьева С.Д., Рыжова Е.В., Попов С.В., Кашкевич М.П., Кашкевич В.И.Grigoreva S.D., Ryzhova E.V., Popov S.V., Kashkevich M.P., Kashkevich V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/163

В настоящей работе обсуждаются результаты георадиолокационных исследований, выполненных в районе российской антарктической станции Прогресс (оазис Холмы Ларсеманн, Восточная Антарктида) в сезон 64-й Российской антарктической экспедиции (РАЭ) в 2018/19 г. Изыскания проводились с целью оценки безопасности участка ледника в районе пункта разгрузки судов в бухте Тала для проложения в его пределах трассы передвижения тяжелой санно-гусеничной техники. По итогам георадарного профилирования в пределах исследуемого района выявлена сеть трещин, развитых в снежно-фирновой толще и достигающих максимальной ширины 6 м. Результаты работ проиллюстрированы схемой мощности снежно-фирновой толщи по участку работ и их распространения по состоянию на февраль 2019 г.

The paper discusses the results of the ground-penetrating radar (GPR) survey carried out in February 2019 in the area of Thala Bay (Larsemann Hills, East Antarctica). Thala Bay is one of the strategic facilities of the Russian Antarctic Expedition (RAE) in the Progress station area as since 2019 heavy cargo has been unloaded here intended for the construction of new facilities at the Vostok station. Transportation of goods to the point of formation of logistic traverses takes place on ice tracks, whose safety must be evaluated taking into account the expanded system of crevasses. In addition, the current track is characterized by a significant slope of the terrain, which also complicates the relocation of heavy equipment.

In February 2019, a GPR survey was carried out within the Thala Bay area to assess the possibility of organizing an alternative section of the route within it. According to the visual observations, this area was characterized by an extensive system of crevasses, the width of which at the surface reached 20-30 cm, and the prevailing longitudinal direction coincided with the direction of the route. The task of the geophysical survey was to map the crevasses not identified by visual inspection and to determine their morphology. According to the GPR data, it was shown that the crevasses within the site are located to the firn layer and are characterized by an irregular shape, significantly expanding at the deeper levels and reaching a width of 6 m. The results of the survey are illustrated with the scheme of the firn thickness which shows location of the crevasses. According to the recommendations of the authors, the section of the glacier is suitable for operation provided the glaciological situation using the GPR method is monitored annualy.

георадиолокациястанция ПрогресстрещиныХолмы Ларсеманнcrevassesground-penetrating radarLarsemann HillsProgress stationАвторы работы благодарят своих коллег по 64-й Российской антарктической экспедиции Г.А. Дешевых, А.В. Миракина, А.Н. Николаева, А.А. Четверову за помощь в выполнении полевых работ, а также ООО «Геофизпоиск» за предоставленную геофизическую и геодезическую аппаратуру, уважаемого рецензента за критические и конструктивные замечания, учет которых улучшил настоящую статью. Работы выполнены при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-05-00421.The authors are grateful to their colleagues in the 64th Russian Antarctic expedition G.A. Desevykh, A.V. Mirakin, A.N. Nikolaev, A.A. Chetverova for the help in performance of field works, and also to LLC Geofizpoisk for the provided geophysical and geodetic equipment. This scientific work was executed at financial support of RFBR, research project No. 18-05-00421.ReferencesПопов С.В., Поляков С.П. Георадарное лоцирование трещин в районе российских антарктических станций Прогресс и Мирный (Восточная Антарктида) в сезон 2014/15 года // Криосфера Земли. 2016. Т. XX. № 1. С. 90–98.Popov S.V., Polyakov S.P. Ground-penetrating radar sounding of the ice crevasses in the area of the Russian Stations Progress and Mirny (East Antarctica) during the field season of 2014/15. Earth’s Cryosphere. 2016, XX, 1: 82–90.Попов С.В., Эберляйн Л. Опыт применения георадара для изучения строения снежно-фирновой толщи и грунта Восточной Антарктиды // Лед и Снег. 2014. Т. 54. № 4. С. 95–106.Popov S.V., Eberlein L. Investigation of snow-firn thickness and ground in the East Antarctica by means of geophysical radar. Led I Sneg.Ice and Snow. 2014, 54, 4: 95–106. [In Russian].Annan A.P. GPR – History, Trends, and Future Developments // Subsurface Sensing Technologies and Applications. 2002. V. 3. № 4. P. 253–270. doi:10.1023/A:1020657129590.Annan A.P. GPR – History, Trends, and Future Developments. Subsurface Sensing Technologies and Applications. 2002, 3, 4: 253–270. doi:10.1023/A:1020657129590.Arcone S.A., Delaney A.J. GPR images of hidden crevasses in Antarctica // Proceedings of 8th Int. Conference on Ground Penetrating Radar. Gold Coast, Australia. SPIE. 2000. V. 4084. P. 760–765. doi:10.1117/12.383512.Arcone S.A., Delaney A.J. GPR images of hidden crevasses in Antarctica. Proceedings of 8th Int. Conference on Ground Penetrating Radar. Gold Coast, Australia. SPIE. 2000, 4084: 760–765. doi:10.1117/12.383512.Eder K., Reidler C., Mayer C., Leopold M. Crevasse detection in Alpine areas using ground penetrating radar as a component for a mountain guide system // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008. V. XXXVII. Part B8. P. 837–841.Eder K., Reidler C., Mayer C., Leopold M. Crevasse detection in Alpine areas using ground penetrating radar as a component for a mountain guide system. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008, XXXVII, Part B8: 837–841.Singh K.K, Negi H.S, Ganju A., Kulkarni A. V., Kumar A., Mishra V.D., Kumar S. Crevasses detection in Himalayan glaciers using ground-penetrating radar // Current Science. 2013. V. 105. № 9. P. 1288–1295.Singh K.K, Negi H.S, Ganju A., Kulkarni A. V., Kumar A., Mishra V.D., Kumar S. Crevasses detection in Himalayan glaciers using ground-penetrating radar. Current Science. 2013, 105: 1288–1295.Zamora R., Casassa G., Rivera A., Ordenes F., Neira G., Araya L., Mella R., Bunster C. Crevasse detection in glaciers of southern Chile and Antarctica by means of ground penetrating radar // IAHS Processings. 2005. V. 318. P. 153–162.Zamora R., Casassa G., Rivera A., Ordenes F., Neira G., Araya L., Mella R., Bunster C. Crevasse detection in glaciers of southern Chile and Antarctica by means of ground penetrating radar. IAHS Processings. 2005, 318: 153–162.Суханова А.А., Попов С.В., Григорьева С.Д. Инженерные изыскания, направленные на организацию всесезонной трассы в районе российской станции Прогресс, Восточная Антарктида, в сезон 63-й РАЭ (2017/18 г.) // Сборник докладов международной научной конференции «Третьи Виноградовские чтения. Грани гидрологии». СПб.: Наукоемкие технологии, 2018. С. 797–800.Sukhanova A.A., Popov S.V., Grigoreva S.D. Sbornik dokladov mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii “Tret’i Vinogradovskie chteniia. Grani gidrologii”. Engineering investigations aimed at organizing a round-year logistic route at the area of the Progress station (Russia) during the field season of the 63rd RAE (2017/2018). Processings of the international scientific conference “Third Vinogradov’s symposium”. St. Petersburg: Naukoemkie tekhnologii, 2018: 797–800 [In Russian].Мачерет Ю.Я. Радиозондирование ледников. М.: Научный мир, 2006. 392 с.Macheret Yu.Ya. Radiozondirovanie lednikov. Radio-echo sounding of glaciers. Moscow: Nauchnyi Mir, 2006: 392 p. [In Russian].Попов С.В. Определение диэлектрической проницаемости по годографам дифрагированных волн в рамках модели наклонно-слоистой среды // Криосфера Земли. 2017. Т. XXI. № 3. С. 83–87. doi: 10.21782/KZ1560-7496-2017-3(83-87).Popov S.V. Determination of dielectric permittivity from diffraction traveltime curves within a dipping-layer model. Earth’s Cryosphere. 2017, XXI, 3: 75–79. doi: 10.21782/EC2541-9994-2017-3(75-79). [In Russian].Войтковский К.Ф. Основы гляциологии. М.: Наука, 1999. 256 с.Voitkovskiy K.F. Osnovy gliatsiologii. Fundamentals of glaciology. Moscow: Nauka, 1999: 255 p. [In Russian].Cuffey K.M., Paterson W.S.B. The physics of glaciers. Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2010. 693 p.Cuffey K.M., Paterson W.S.B. The physics of glaciers. Butterworth-Heinemann, Elsevier, 2010: 693 p.Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я. Вода в ледниках: Методы и результаты геофизических и дистанционных исследований. М.: ГЕОС, 2014. 528 с.Glazovsky A.F., Macheret Yu.Ya. Voda v lednikakh: Metody i rezul’taty geofizicheskikh i distantsionnykh issledovaniy.Water in glaciers: Methods and results of geophysical and remote sensing studies. Moscow: GEOS, 2014: 528 p. [In Russian].Попов С.В., Поляков С.П., Пряхин С.С., Мартьянов В.Л., Лукин В.В. Строение верхней части ледника в районе планируемой взлетно-посадочной полосы станции Мирный, Восточная Антарктида (по материалам работ 2014/15 года) // Криосфера Земли. 2017. Т. XXI. № 1. С. 73–84. doi: 10.21782/KZ1560-7496-2017-1(73-84).Popov S.V., Polyakov S.P., Pryakhin S.S., Mart’yanov V.L., Lukin V.V. The structure of the upper part of the glacier in the area of a snow-runway of Mirny Station, East Antarctica (based on the data collected in 2014/15 field season). Kriosfera Zemli.Earth’s Cryosphere. 2017, XXI, 1: 67–77. doi: 10.21782/EC2541-9994-2017-1(67-77).Looyenga H. Dielectric constants of heterogeneous mixture // Physica. 1965. V. 31. № 3. P. 401–406.Looyenga H. Dielectric constants of heterogeneous mixture. Physica. 1965. 31, 3: 401–406.Котляков В.М., Мачерет Ю.Я., Сосновский А.В., Глазовский А.Ф. Скорость распространения радиоволн в сухом и влажном снежном покрове // Лед и Снег. 2017. Т. 57. № 1. С. 45–56. doi: org/10.15356/2076-6734-2017-1-45-56.Kotlyakov V.M., Macheret Y.Y., Sosnovsky A.V., Glazovsky A.F. Speed of radio wave propagation in dry and wet snow. Led I Sneg. Ice and Snow. 2017, 57, 1: 45–56. [In Russian]. doi.org/10.15356/2076-6734-2017-1-45-56.Warren C., Giannopoulos A., Giannakis I. gprMax: Open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar // Comput. Phys. Commun. 2016. V. 209. P. 163–170. doi:10.1016/j.cpc.2016.08.020.Warren C., Giannopoulos A., Giannakis I. gprMax: Open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar. Comput. Phys. Commun. 2016, 209: 163–170. doi:10.1016/j.cpc.2016.08.020.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.