aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2025-71-1-74-86aari-690Research ArticleГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКАGEOLOGY AND GEOPHYSICSНатурное моделирование георадиолокационного зондирования дна р. Колымы для поиска костных остатков животных мамонтовой фауныFull-scale modelling of GPR sounding of Kolyma River bottom in searching for bone remains of mammoth fauna animalshttps://orcid.org/0000-0001-6142-0103ГороховИ. В.GorokhovI. V.

Якутск

Ivan V. Gorokhov.

Yakutsk

https://orcid.org/0000-0003-2478-4172ХристофоровИ. И.KhristoforovI. I.

Якутск

Ivan I. Khristoforov.

Yakutsk

khristoforov@mpi.ysn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3558-9655ДаниловК. П.DanilovK. P.

Якутск

Kencheri P. Danilov.

Yakutsk

https://orcid.org/0000-0002-2091-725XПетуховаЕ. С.PetukhovaE. S.

Якутск

Evgenia S. Petukhova.

Yakutsk

ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр СО РАН»РоссияFRC “The Yakut Scientific Centre of the SB RAS”Russian FederationФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр СО РАН»; Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияFRC “The Yakut Scientific Centre of the SB RAS”; Melnikov permafrost institute SB RASRussian Federation2025300320257117486Copyright © Горохов И.В., Христофоров И.И., Данилов К.П., Петухова Е.С., 20252025Горохов И.В., Христофоров И.И., Данилов К.П., Петухова Е.С.Gorokhov I.V., Khristoforov I.I., Danilov K.P., Petukhova E.S.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/690

Исследования, описанные в данной работе, направлены на развитие георадиолокационного метода для поиска подводных местонахождений бивней мамонта. Затронута актуальность данного биогенного ресурса, а также выделены проблемы, связанные с его освоением. Геофизические работы выполнены в Арктической зоне Республики Саха (Якутия), на участке среднего течения реки Колымы в осенний период. Исследования проведены георадарной аппаратурой ОКО-3 с антенным блоком с частотой 150 МГц. Представлены результаты площадной георадиолокационной съемки в виде карты глубин и георадарных разрезов. Проанализирована эффективность применения метода георадиолокации при поисковых работах на местонахождениях подводных скоплений бивней мамонта. Предложены методические рекомендации внедрения метода георадиолокации в поисковые работы.

The fossil mammoth tusk is a unique biogenic material, which is widely used for the production of souvenirs and luxury goods. The burial of mammoth fauna animal’s remains in permafrost ensured high preservation. Due to the complete ban on hunting African and Asian elephants introduced in 1990 by UNESCO, the demand for fossil ivory has increased. Today, up to 80 % of mammoth bone deposits is harvested in the Republic of Sakha (Yakutia), Russia. The paper describes some traditional techniques of mammoth tusk mining and proves the efficiency of the GPR (ground penetrating radar) for prospecting underwater accumulations of fossil mammoth bone. The aim of the survey was increasing the efficiency of the GPR sounding technique for the detection of mammoth bone under water. The comprehensive GPR area survey was used to identify areas promising to contain underwater accumulations of fossil mammoth bone. Because the release of bone material from productive layers is caused by river erosion and thermal erosion processes a meandering section of the Kolyma River was selected for the research. Thermal erosion plays a more prominent role in the release of bone material in the headwaters of small watercourses, in deltas, and in the bottoms of incipient gullies. Fossil mammoth bones are usually found on riverbanks (low floodplain, channel spits) — in areas where the river erodes the slopes of remnants composed of edomorphic complex formations or in close proximity to them. The GPR application makes it possible to study the bottom relief in detail and thus can identify areas promising in terms of the formation of secondary accumulations of mammoth bones. The key features of bone remain accumulations have been identified: natural depressions or obstacles that mammoth bone can get caught on when sinking to the bottom of the water body; accumulation of the heaviest fragments in the deepest depressions at the bottom of the water body; accumulation of smaller fragments on sedimentary shoals. An algorithm for the GPR surveying of water bodies promising in terms of mammoth bone detection has been developed.

Арктикабивни мамонтагеорадиолокационное зондированиедонные отложениякриолитозонаместонахождения ископаемой мамонтовой костирека КолымаРеспублика Саха (Якутия)Arcticbottom sedimentscryolithozoneGPR soundingKolyma Riverlocations of fossil mammoth bonesmammoth tusksRepublic of Sakha (Yakutia)Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ НИОКТР № 122042000008-5. Выражаем благодарность ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН за возможность проведения исследований на научном оборудовании Центра.The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation NIOKTR № 122042000008-5. We express our gratitude to the Collective Use Center of the FRC Yakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences for the opportunity to conduct research using the research equipment of the Center.ReferencesСмирнов А.Н. Ресурсный потенциал ископаемой мамонтовой кости в Российской Арктике. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2007;4:21–29.Smirnov A.N. The fossil ivory resource potential in the Russian Arctic. Mineral Resources of Russia. Economics & Management. 2007;4:21–29. (In Russ.)Кириллин Н.Д., Ноговицин Р.Р. Ископаемая мамонтовая кость — особый природный ресурс. Наука и техника в Якутии. 2010;1(18):19–23.Кириллин Н.Д., Ноговицин Р.Р. Ископаемая мамонтовая кость — особый природный ресурс. Наука и техника в Якутии. 2010;1(18):19–23.Петухова Е.С., Христофоров И.И., Чепрасов М.Ю., Нестерова Е.А., Горохов И.В., Данилов К.П., Боескоров Г.Г., Протопопов А.В., Лыткин В.М. С дроном за мамонтами. Природа. 2023;7:3–19.Petukhova E.S., Khristoforov I.I., Cheprasov M.Y., Nesterova E.A., Gorokhov I.V., Danilov K.P., Boeskorov G.G., Protopopov A.V., Lytkin V.M. Chasing mammoths with a drone. Priroda. 2023;7:3–19. (In Russ.)Смирнов А.Н., Калиновский К.К., Глинская Н.В., Дергачёва И.С., Калиновская М.А., Петров В.В. Перспективы использования беспилотных летательных аппаратов при поисках мамонтовых бивней в Арктике. Проблемы Арктики и Антарктики. 2024;70(1):103–116. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2024-70-1-103-116Smirnov A.N., Kalinovskii K.K., Glinskaya N.V., Dergacheva I.S., Kalinovskaia M.A., Petrov V.V. Prospects of using unmanned aerial vehicles for detecting fossil mammoth ivory fields in the Arctic. Arctic and Antarctic Research. 2024;70(1):103–116. (In Russ.). https://doi.org/10.30758/0555-2648-2024-70-1-103-116Керемясов Н.В. Методы и технологии поиска ископаемой мамонтовой кости. Вестник СВФУ. Серия «Науки о земле». 2018;2(10):5–18.Keremyasov N.V. Methods and technologies of fossil mammoth bone search. NEFU Bulletin. 2018;2(10):5–18. (In Russ.)Оленченко В.В., Шеин А.Н. Возможности геофизических методов при поисках плейстоценовой мегафауны в пойменных и надпойменных отложениях реки Юрибей (Ямал). Криосфера Земли. 2013;17(2):83–92.Olenchenko V.V., Shein A.N. Possibilities of geophysical methods in the search for pleistocene megafauna in floodplain and above floodplain deposits of the Yuribey river (Yamal). Kriosfera Zemli = Earth’s Cryosphere. 2013;17(2):83–92. (In Russ.)Смирнов А.Н., Калиновский К.К. Геологические предпосылки поисков подводных скоплений мамонтовых бивней методом гидролокации в российской Арктике. Арктика: экология и экономика. 2020;2:86–96. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2020-2-86-96Smirnov A. N., Kalinovskiy K.K. Geological background to search underwater accumulations of mammoth ivory by sonar in the Russian Arctic. Arktika: ekologiya i ekonomika = Arctic: Ecology and economy. 2020;2:86–96. (In Russ.). https://doi.org/10.25283/2223-4594-2020-2-86-96.Lukjanov S.P., Stepanov R.A., Chernyi I.A., Stukach O.V. Use of the ground penetrating radar methods for paleontology on example of the mammoth fauna investigation. Proceedings of the 4th European Radar Conference, EURAD. Munich: IEEE; 2007:468–471. http://dx.doi.org/10.1109/EURAD.2007.4405039Lukjanov S.P., Stepanov R.A., Chernyi I.A., Stukach O.V. Use of the ground penetrating radar methods for paleontology on example of the mammoth fauna investigation. Proceedings of the 4th European Radar Conference, EURAD. Munich: IEEE; 2007:468–471. http://dx.doi.org/10.1109/EURAD.2007.4405039Urban T.M., Rasic J.T., Alix C., Anderson D.D., Manning S.W., Mason O.K., Tremayne A.H., Wolff C.B. The potential and pitfalls of ground-penetrating radar for archaeology in the Alaskan Arctic. Remote Sensing. 2016;8(12):1007. http://dx.doi.org/10.3390/rs8121007Urban T.M., Rasic J.T., Alix C., Anderson D.D., Manning S.W., Mason O.K., Tremayne A.H., Wolff C.B. The potential and pitfalls of ground-penetrating radar for archaeology in the Alaskan Arctic. Remote Sensing. 2016;8(12):1007. http://dx.doi.org/10.3390/rs8121007Владов М.Л., Пятилова А.М. Влияние водного слоя на глубинность георадиолокационных исследований на пресноводных акваториях. Вестник Московского Университета. Серия 4. Геология. 2009;1:63–66.Vladov M.L., Pyatilova A.M., Influence of the water layer on marginal valuation of the depth of ground penetrating radar researches in freshwater reservoirs. Moscow State University Bulletin. Series 4. Geology. 2009;1:63–66. (In Russ.)Khristoforov I.I., Omelyanenko A.V. Improving the efficiency of hydrological investigations by submersible ground penetrating radar. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2018;15(3):335–339. https://doi.org/10.1109/LGRS.2017.2786858Khristoforov I.I., Omelyanenko A.V. Improving the efficiency of hydrological investigations by submersible ground penetrating radar. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2018;15(3):335–339. https://doi.org/10.1109/LGRS.2017.2786858Khristoforov I.I., Danilov K.P., Gorokhov I.V., Cheprasov M.Y., Petrova T.N., Petukhova E.S. GPR sounding of fossil mammoth bones from the surface of freshwater lakes and rivers. 17th Conference on Engineering and Mining Geophysics 2021, April 26–30, 2021, Gelendzhic, Russia. Curran Associates, Inc.; 2021. P. 1281–1290. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202152205Khristoforov I.I., Danilov K.P., Gorokhov I.V., Cheprasov M.Y., Petrova T.N., Petukhova E.S. GPR sounding of fossil mammoth bones from the surface of freshwater lakes and rivers. 17th Conference on Engineering and Mining Geophysics 2021, April 26–30, 2021, Gelendzhic, Russia. Curran Associates, Inc.; 2021. P. 1281–1290. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202152205Кириллин Н.Д. Ископаемая мамонтовая кость — особый геокриогенный природный ресурс севера России: проблемы права, экономики и организация рационального пользования. Якутск: Академия наук Республики Саха (Якутия), ООО «Компания «Дани АлмаС»; 2011.192 с.Кириллин Н.Д. Ископаемая мамонтовая кость — особый геокриогенный природный ресурс севера России: проблемы права, экономики и организация рационального пользования. Якутск: Академия наук Республики Саха (Якутия), ООО «Компания «Дани АлмаС»; 2011.192 с.

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