aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84aari-45Research ArticleСтатьиПовторно-жильные льды в аномальном магнитном поле: численное моделированиеIce wedges in anomalous magnetic field: numerical modelingЦибизовЛ. В.TsibizovL. V.TsibizovLV@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Новосибирский государственный университетRussian Federation201730062017027584Copyright © Цибизов Л.В., 20172017Цибизов Л.В.Tsibizov L.V.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/45

Повторно-жильные льды благодаря пониженному значению магнитной восприимчивости в сравнении с вмещающими их многолетнемерзлыми породами могут быть источниками отрицательных магнитных аномалий. Это делает возможным их картирование методом прецизионной магнитной съемки. В работе рассмотрены некоторые типичные модели полигонально-жильных структур криолитозоны. Рассчитаны аномалии модуля вектора магнитной индукции на высотах 1–5 м над уровнем верхней границы ледяных жил. Ширина жил варьируется в пределах от 1 до 3 м при размере полигонов от 6 до 15 м соответственно. Магнитная восприимчивость мерзлых грунтов считается равной 10–3 СИ. Амплитуда расчетных аномалий составляет от нескольких единиц до нескольких десятков нТл. Приведенные оценки позволяют определить точность съемки, необходимую для картирования повторно-жильных льдов. В условиях относительной латеральной однородности перекрывающих осадков и магнитной восприимчивости мерзлых грунтов порядка 10–3 СИ возможно уверенное выявление скрытых ледяных жил шириной более 3 м в аномальном магнитном поле при мощности перекрывающих отложений до 4 м.

Ice wedges could be sources of negative magnetic anomalies due to their low magnetic susceptibility in comparison with surrounding frozen ground. This allows their mapping using highprecision magnetic survey. The work dedicated to analyze of typical models of polygonal-wedge structures in cryolithic zone. Total magnetic field anomalies are calculated at elevations of 1–5 m above the ice wedges upper boundary level. Ice wedge width varies from 1 to 3 m while polygon sizes vary from 6 to 15 m, respectively. Magnetic susceptibility of frozen ground assumed equal to 10–3 SI. Calculated anomalies magnitude amounts from several nT to several tens of nT. Provided estimations allows defining a necessary survey precision for ice wedge mapping. Ice wedges more than 3 m wide are observable in anomalous magnetic field even in the case of covering deposits thickness of up to 4 m on the condition that covering layers are laterally relatively uniform and magnetic susceptibility of frozen ground is about 10–3 SI.

многолетнемерзлые породымагнитная съемкаpermafrostmagnetic surveyReferencesБабанин В.Ф. Трухин В.И. и др. Магнетизм почв. Ярославль: Типография ЯГТУ, 1995. 222 с.Бабанин В.Ф. Трухин В.И. и др. Магнетизм почв. Ярославль: Типография ЯГТУ, 1995. 222 с.Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды // Криосфера нефтегазокоденсатных месторождений полуострова Ямал. Криосфера Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. Т. 2. М.: ООО «Газпром экспо», 2013. С. 318–325.Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды // Криосфера нефтегазокоденсатных месторождений полуострова Ямал. Криосфера Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. Т. 2. М.: ООО «Газпром экспо», 2013. С. 318–325.Васильчук Г. И. Повторно-жильные льды Западной Сибири // Изв. АН СССР. Сер. геогр.1966. № 5. С. 104–112.Васильчук Г. И. Повторно-жильные льды Западной Сибири // Изв. АН СССР. Сер. геогр.1966. № 5. С. 104–112.Коснырева М.В. Разработка комплекса геофизических методов для решения прикладных задач почвенного картирования: Автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. М., 2007. 135 c.Коснырева М.В. Разработка комплекса геофизических методов для решения прикладных задач почвенного картирования: Автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. М., 2007. 135 c.Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2007. 272 с.Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2007. 272 с.Паршин А.В. и др. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 144–149.Паршин А.В. и др. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 144–149.Рекомендации по комплексированию геофизических методов при мерзлотной съемке / ПНИИИС М.: Стройиздат, 1987. 88 с.Рекомендации по комплексированию геофизических методов при мерзлотной съемке / ПНИИИС М.: Стройиздат, 1987. 88 с.Станиловская Ю.В., Мерзляков В.П. Вероятностная оценка опасности полигонально-жильных льдов для трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 3. С. 48–54.Станиловская Ю.В., Мерзляков В.П. Вероятностная оценка опасности полигонально-жильных льдов для трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 3. С. 48–54.Allred B.J., Daniels J.J., Reza Ehsani M. (ed.). Handbook of agricultural geophysics. CRC Press, 2008. 432 p.Allred B.J., Daniels J.J., Reza Ehsani M. (ed.). Handbook of agricultural geophysics. CRC Press, 2008. 432 p.Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. Springer Science & Business Media, 2013. 352 p.Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. Springer Science & Business Media, 2013. 352 p.Becker H., Fassbinder J.W.E. Magnetic Prospecting in Archaeological Sites. Monuments and Sites VI. ICOMOS. 2001. 104 p.Becker H., Fassbinder J.W.E. Magnetic Prospecting in Archaeological Sites. Monuments and Sites VI. ICOMOS. 2001. 104 p.Butler S.L., Sinha G. Forward modeling of applied geophysics methods using Comsol and comparison with analytical and laboratory analog models // Computational Geosciences. 2012. № 42. P. 168–176.Butler S.L., Sinha G. Forward modeling of applied geophysics methods using Comsol and comparison with analytical and laboratory analog models // Computational Geosciences. 2012. № 42. P. 168–176.Cunningham M. et al. An experimental aeromagnetic survey with a rotary-wing unmanned aircraft system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016. P. 2129–2133.Cunningham M. et al. An experimental aeromagnetic survey with a rotary-wing unmanned aircraft system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016. P. 2129–2133.Hauck C., Kneisel C. (Eds.). Applied geophysics in periglacial environments. Cambridge University Press, 2008. Vol. 240. 238 p.Hauck C., Kneisel C. (Eds.). Applied geophysics in periglacial environments. Cambridge University Press, 2008. Vol. 240. 238 p.Hodgetts L., Dawson P., Eastaugh E. Archaeological magnetometry in an Arctic setting: a case study from Maguse Lake, Nunavut // Journal of Archaeological Sciences. 2011. № 38. P. 1754–1762.Hodgetts L., Dawson P., Eastaugh E. Archaeological magnetometry in an Arctic setting: a case study from Maguse Lake, Nunavut // Journal of Archaeological Sciences. 2011. № 38. P. 1754–1762.Kneisel C., Hauck C., Fortier R., Moorman B. Advances in geophysical methods of permafrost investigations // Permafrost and Periglacial Processes. 2008. № 19. P. 157–178.Kneisel C., Hauck C., Fortier R., Moorman B. Advances in geophysical methods of permafrost investigations // Permafrost and Periglacial Processes. 2008. № 19. P. 157–178.Kvamme K.L. Magnetometry: Nature’s gift to archaeology // Johnson, J.K. (ed.). Remote Sensing in Archaeology: An Explicitly North American Perspective. University of Alabama Press, Tuscaloosa, 2008. P. 205–234.Kvamme K.L. Magnetometry: Nature’s gift to archaeology // Johnson, J.K. (ed.). Remote Sensing in Archaeology: An Explicitly North American Perspective. University of Alabama Press, Tuscaloosa, 2008. P. 205–234.Landry D.B., Ferguson I.J., Milne I.J., Park R.W. Combined Geophysical Approach in a Complex Arctic Archaeological Environment: A Case Study from the LdFa-1 Site, Southern Baffi n Island, Nunavut // Archaeological Prospection. 2015. № 22. P. 157–170.Landry D.B., Ferguson I.J., Milne I.J., Park R.W. Combined Geophysical Approach in a Complex Arctic Archaeological Environment: A Case Study from the LdFa-1 Site, Southern Baffi n Island, Nunavut // Archaeological Prospection. 2015. № 22. P. 157–170.Lauterbach R. Mikromagnetik-ein Hilfsmittel geologischer Erkundung // Wiss. Zeitschr. Univ. Leipzig. 1953. T. 3. S. 54.Lauterbach R. Mikromagnetik-ein Hilfsmittel geologischer Erkundung // Wiss. Zeitschr. Univ. Leipzig. 1953. T. 3. S. 54.Lonsdale K. Diamagnetic susceptibility and anisotropy of ice // Nature. 1949. № 164. P. 101.Lonsdale K. Diamagnetic susceptibility and anisotropy of ice // Nature. 1949. № 164. P. 101.Scott W., Sellmann P., Hunter J. Geophysics in the study of permafrost // Ward, S. (Ed.) Geotechnical and Environmental Geophysics. Society of Exploration Geophysics Tulsa. 1990. P. 355–384.Scott W., Sellmann P., Hunter J. Geophysics in the study of permafrost // Ward, S. (Ed.) Geotechnical and Environmental Geophysics. Society of Exploration Geophysics Tulsa. 1990. P. 355–384.Martin P., Jenkin J., Adams F., Jorgenson M., Matz A., Payer D., Reynolds P., Tidwell A., Zelenak J. Wildlife Response to Environmental Arctic Change: Predicting Future Habitats of Arctic Alaska // Report of the Wildlife Response to Environmental Arctic Change (WildREACH): Predicting Future Habitats of Arctic Alaska Workshop, 17–18 November 2008. Fairbanks, Alaska: U.S. Fish and Wildlife Service, 2009. 138 p.Martin P., Jenkin J., Adams F., Jorgenson M., Matz A., Payer D., Reynolds P., Tidwell A., Zelenak J. Wildlife Response to Environmental Arctic Change: Predicting Future Habitats of Arctic Alaska // Report of the Wildlife Response to Environmental Arctic Change (WildREACH): Predicting Future Habitats of Arctic Alaska Workshop, 17–18 November 2008. Fairbanks, Alaska: U.S. Fish and Wildlife Service, 2009. 138 p.Washburn A.L. Geocryology – A Survey of Periglacial Processes and Environments. London, UK: Edward Arnold Ltd., 1979. P. 406.Washburn A.L. Geocryology – A Survey of Periglacial Processes and Environments. London, UK: Edward Arnold Ltd., 1979. P. 406.Wolff C.B., Urban T.M. Geophysical analysis at the Old Whaling site, Cape Krusenstern, Alaska, reveals the possible impact of permafrost loss on archaeological interpretation // Polar Research. 2013. № 32. P. 1–12.Wolff C.B., Urban T.M. Geophysical analysis at the Old Whaling site, Cape Krusenstern, Alaska, reveals the possible impact of permafrost loss on archaeological interpretation // Polar Research. 2013. № 32. P. 1–12.

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