aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институтaari-82Research ArticleСтатьиПервые результаты мерзлотных наблюдений на криосферном полигоне Российского научного центра на архипелаге Шпицберген (РНЦШ)First results of permafrost monitoring on the cryospheric site of Russian scientifi c center on Spitsbergen (RSCS)ДемидовН. Э.DemidovN. E.

Кандидат геолого-минералогических наук.

Москва, Санкт-Петербург

nikdemidov@mail.ruКараевскаяЕ. С.VerkulichS. R.

Младший научный сотрудник.

Пущино

ВеркуличС. Р.KaraevskayaE. S.

Доктор географических наук.

Санкт-Петербург

verkulich@aari.ruНикулинаА. Л.NikulinaA. L.

Кандидат географических наук.

Санкт-Петербург

СаватюгинЛ. М.SavatyuginL. M.

Доктор географических наук.

Санкт-Петербург

ФАНО ФГБУН Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН; ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтRussian FederationФАНО ФГБУН Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАНRussian FederationГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтRussian Federation201630122016046779Copyright © Демидов Н.Э., Караевская Е.С., Веркулич С.Р., Никулина А.Л., Саватюгин Л.М., 20162016Демидов Н.Э., Караевская Е.С., Веркулич С.Р., Никулина А.Л., Саватюгин Л.М.Demidov N.E., Verkulich S.R., Karaevskaya E.S., Nikulina A.L., Savatyugin L.M.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/82

В 2016 г. на криосферном полигоне РНЦШ (о. Западный Шпицберген) впервые начаты долговременные наблюдения за состоянием мерзлых пород. Полигон расположен в окрестностях пос. Баренцбург на типичной для побережья Шпицбергена лестнице голоценовых морских террас. Согласно результатам проведенного колонкового бурения мощность гравелистых песков и суглинков с массивной и шлировой криотекстурой, слагающих аккумулятивные террасы, варьирует от 2 до 7 м; ниже залегают меловые и неогеновые трещиноватые песчаники и сланцы. Две скважины оборудованы автоматическими термометрическими косами для мониторинга температуры на глубине нулевых амплитуд и сезонного проникновения в грунт нулевой изотермы. Температура на глубине 15 м составила –2,37 °С. Измерения мощности сезонно-талого слоя, проведенные в сентябре по регулярной сетке с шагом в 10 м на площадке размером 100100 м, показали значения от 1,15 до 2,60 м при среднем значении 1,56 м. Выявленный по результатам анализа водной вытяжки геохимический барьер, находящийся на 0,8–1,6 м ниже верхней границы мерзлоты в момент максимального оттаивания, вероятно, маркирует глубину оттаивания во время голоценового оптимума. Сделаны предложения по продолжению и расширению начатых на криосферном полигоне долговременных наблюдений за динамикой мерзлоты Шпицбергена.

The system of long-term permafrost observations was organised on the cryospheric site of Russian Scientifi c Center on Spitsbergen in summer 2016. The monitoring site is established in the vicinity of mining settlement Barentsburg on a sequence of Holocene marine terraces. The core drilling showed that the thickness of gravel sands and clays with massive and schlieren cryostructure forming the accumulative terraces is of 2–7 m. Cretaceous and Neocene fractured sandstones and mudstones underlie them. Automated thermistor cables were installed in two boreholes to monitor the temperature on the depth of zero annual amplitude and seasonal distribution of zero-degree isotherm. The temperature –2,37 °C was measured at 15 m depth. The thickness of active layer measured at ten meter net on the observational site of 100100 m varied from 1,15 to 2,60 m with average of 1,56 m. Chemical analysis of aqueous extract revealed a geochemical barrier at 0,8–1,6 m below permafrost upper boundary in the period of maximum thawing, which apparently marks maximum seasonal thaw depth during the Holocene climatic optimum. In this paper recommendations on continuing and extending of pilot permafrost dynamic observations on Spitsbergen are given.

Шпицбергенвечная мерзлотасезонно-талый слойpermafrostSpitsbergenactive layerReferencesАлбул С.П. Предварительный отчет о гидрогеологических работах на месторождении «Баренцбург» // Производственный отчет «Гипрошахт», 1947–1948. Инв. № 96. 26 с.Албул С.П. Предварительный отчет о гидрогеологических работах на месторождении «Баренцбург» // Производственный отчет «Гипрошахт», 1947–1948. Инв. № 96. 26 с.Анисимов О.А., Анохин Ю.А., Лавров С.А., Малкова Г.В., Мяч Л.Т., Павлов А.В., Романовский В.А., Стрелецкий Д.А., Холодов А.Л., Шикломанов Н.И. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. Глава 8. Континентальная многолетняя мерзлота. М.: Росгидромет, 2012. С. 301–359.Анисимов О.А., Анохин Ю.А., Лавров С.А., Малкова Г.В., Мяч Л.Т., Павлов А.В., Романовский В.А., Стрелецкий Д.А., Холодов А.Л., Шикломанов Н.И. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. Глава 8. Континентальная многолетняя мерзлота. М.: Росгидромет, 2012. С. 301–359.Втюрин Б.И. Криогенное строение рыхлых отложений Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1990. № 70. С. 43–49.Втюрин Б.И. Криогенное строение рыхлых отложений Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1990. № 70. С. 43–49.Втюрин Б.И. Подземные льды Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1989. № 65. С. 69–75.Втюрин Б.И. Подземные льды Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1989. № 65. С. 69–75.Евдокимов А.Н. Вулканы Шпицбергена. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. 123 с.Евдокимов А.Н. Вулканы Шпицбергена. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. 123 с.Зенков К.А. Отчет о геологоразведочных работах на советских участках острова Западный Шпицберген, проведенных в 1935–1936 гг. // Производственный отчет «Арктик уголь», 1935. Инв. № 150. 70 с.Зенков К.А. Отчет о геологоразведочных работах на советских участках острова Западный Шпицберген, проведенных в 1935–1936 гг. // Производственный отчет «Арктик уголь», 1935. Инв. № 150. 70 с.Карпов А.Ф. Состояние изученности и степень разведанности месторождений углей на о. Шпицберген // Производственный отчет «Главуглеразведка» трест «Ленуглеразведка» Л., 1946. 85 с.Карпов А.Ф. Состояние изученности и степень разведанности месторождений углей на о. Шпицберген // Производственный отчет «Главуглеразведка» трест «Ленуглеразведка» Л., 1946. 85 с.Обидин Н.И. Мерзлота и подземные воды Баренцбурга, Груманта и Пирамиды острова Шпицберген (Предварительные отчет по исследованиям 1952 г.) // Производственный отчет Научноисследовательского института геологии Арктики. 1953. 37 с.Обидин Н.И. Мерзлота и подземные воды Баренцбурга, Груманта и Пирамиды острова Шпицберген (Предварительные отчет по исследованиям 1952 г.) // Производственный отчет Научноисследовательского института геологии Арктики. 1953. 37 с.Обидин Н.И. Новые данные о подземных водах и вечной мерзлоте советских рудников острова Шпицберген по исследованиям 1952–1954 гг. // Тр. НИИГА. 1958. Т. 85. Вып. 9. С. 129–140.Обидин Н.И. Новые данные о подземных водах и вечной мерзлоте советских рудников острова Шпицберген по исследованиям 1952–1954 гг. // Тр. НИИГА. 1958. Т. 85. Вып. 9. С. 129–140.План горных выработок по пласту Верхнему. М 1: 5000 // Архив ГТ «Арктикуголь», 2016. 1 л.План горных выработок по пласту Верхнему. М 1: 5000 // Архив ГТ «Арктикуголь», 2016. 1 л.Шеко А.И., Гречищев С.Е., Постоев Г.П. Разработка рекомендаций по проведению инженерногеологических исследований на объектах рудников Баренцбург и Пирамида на Шпицбергене // Производственный отчет Всесоюзного научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии ВСЕГИНГЕО. Производственный отчет по теме УШ 3ГЦ4/(3) 70-3/99ВОД. Пос. Зеленый, 1980. 98 c.Шеко А.И., Гречищев С.Е., Постоев Г.П. Разработка рекомендаций по проведению инженерногеологических исследований на объектах рудников Баренцбург и Пирамида на Шпицбергене // Производственный отчет Всесоюзного научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии ВСЕГИНГЕО. Производственный отчет по теме УШ 3ГЦ4/(3) 70-3/99ВОД. Пос. Зеленый, 1980. 98 c.Bakkehoi S., Bandis C. Meteorological conditions infl uence on the permafrost ground in Sveagruva, Spitsbergen // Oslo: Norw. Geotech. Inst. 1988. Publ. 176. P. 39–43.Bakkehoi S., Bandis C. Meteorological conditions infl uence on the permafrost ground in Sveagruva, Spitsbergen // Oslo: Norw. Geotech. Inst. 1988. Publ. 176. P. 39–43.Christiansen H.H., Akerman J.H., Repelewska-Pekalowa Y. Active layer dynamics in Greenland, Svalbard and Sweden // Extended abstract for the 8th International Permafrost Conference, Zurich, July, 2003. P. 19–20.Christiansen H.H., Akerman J.H., Repelewska-Pekalowa Y. Active layer dynamics in Greenland, Svalbard and Sweden // Extended abstract for the 8th International Permafrost Conference, Zurich, July, 2003. P. 19–20.Christiansen H. H., Etzelmüller B., Isaksen K., Juliussen H., Farbrot H., Humlum O., Johansson M., Ingeman-Nielsen T., Kristensen L., Hjort J., Holmlund P., Sanne A.B.K., Sigsgaard C., Akerman H.J., Foged N., Blikra L.H., Pernosky M.A., Odegard R.S. The Thermal State of Permafrost in the Nordic Area during the International Polar Year 2007–2009 // Permafrost Periglac. 2010. Vol. 21. P. 156–181.Christiansen H. H., Etzelmüller B., Isaksen K., Juliussen H., Farbrot H., Humlum O., Johansson M., Ingeman-Nielsen T., Kristensen L., Hjort J., Holmlund P., Sanne A.B.K., Sigsgaard C., Akerman H.J., Foged N., Blikra L.H., Pernosky M.A., Odegard R.S. The Thermal State of Permafrost in the Nordic Area during the International Polar Year 2007–2009 // Permafrost Periglac. 2010. Vol. 21. P. 156–181.doi:10.1002/pp.687. Etzelmuller B., Schuler T.V., Isaksen K., Chriastiansen H.H., Farbrot H., Benestad R. Modelling past and future permafrost conditions in Svalbard // The Cryosphere Discuss. 2010. Vol. 4. P. 1877–1908.doi:10.1002/pp.687. Etzelmuller B., Schuler T.V., Isaksen K., Chriastiansen H.H., Farbrot H., Benestad R. Modelling past and future permafrost conditions in Svalbard // The Cryosphere Discuss. 2010. Vol. 4. P. 1877–1908.Gilbert G.L., Christiansen H.H., Neumann U. Coring of unconsolidated permafrost deposits: methodological successes and challenges // Proceedings of GeoQuebec 2015 Challenges from North to South, Quebec City. 2015. P. 236.Gilbert G.L., Christiansen H.H., Neumann U. Coring of unconsolidated permafrost deposits: methodological successes and challenges // Proceedings of GeoQuebec 2015 Challenges from North to South, Quebec City. 2015. P. 236.Gregersen O., Eidsmoen T. Permafrost conditions in the shore area at Svalbard // 5th International Conference on permafrost. Norway. August 2–5. 1988. Nor. Geotech. Inst. Publ. Vol. 177.Gregersen O., Eidsmoen T. Permafrost conditions in the shore area at Svalbard // 5th International Conference on permafrost. Norway. August 2–5. 1988. Nor. Geotech. Inst. Publ. Vol. 177.Humlum O., Instanes A., Sollid J.L. Permafrost in Svalbard: a review of research history, climatic background and engineering challenges // Polar Res. 2003. Vol. 22. P. 191–215.Humlum O., Instanes A., Sollid J.L. Permafrost in Svalbard: a review of research history, climatic background and engineering challenges // Polar Res. 2003. Vol. 22. P. 191–215.Haldorsen S., Heim H., Lauritzen S.E. Subpermafrost groundwater of western Svalbard // Nord. Hydrol. 1996. Vol. 27. P. 57–68.Haldorsen S., Heim H., Lauritzen S.E. Subpermafrost groundwater of western Svalbard // Nord. Hydrol. 1996. Vol. 27. P. 57–68.Haldorsen S., Heim M. An Arctic groundwater system and its dependence upon climate change: an example from Svalbard // Permafrost and Pereglacial Process. 1999. Vol. 10. P. 137–149.Haldorsen S., Heim M. An Arctic groundwater system and its dependence upon climate change: an example from Svalbard // Permafrost and Pereglacial Process. 1999. Vol. 10. P. 137–149.Isaksen K., Vonder Mühll D., Gubler H., Kohl T., Sollid J.L. Ground surface temperature reconstruction based on data from a deep borehole in permafrost at Janssonhaugen, 25 Svalbard // Ann. Glaciol. 2000. Vol. 31. P. 287–294.Isaksen K., Vonder Mühll D., Gubler H., Kohl T., Sollid J.L. Ground surface temperature reconstruction based on data from a deep borehole in permafrost at Janssonhaugen, 25 Svalbard // Ann. Glaciol. 2000. Vol. 31. P. 287–294.Isaksen K., Sollid J.L., Holmlund P., Harris С. Recent warming of mountain permafrost in Svalbard and Scandinavia // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. F02S04, doi:10.1029/2006JF000522.Isaksen K., Sollid J.L., Holmlund P., Harris С. Recent warming of mountain permafrost in Svalbard and Scandinavia // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112. F02S04, doi:10.1029/2006JF000522.Landvik J.Y., Mangerud Y., Salvigsen O. Glacial history and permafrost in the Svalbard area / K. Senneset (ed.). Proceedings of the 5th International conference on permafrost. Trondheim: Tapir Publishers, 1988. Vol. 1. P. 194–198.Landvik J.Y., Mangerud Y., Salvigsen O. Glacial history and permafrost in the Svalbard area / K. Senneset (ed.). Proceedings of the 5th International conference on permafrost. Trondheim: Tapir Publishers, 1988. Vol. 1. P. 194–198.Liestøl O. Pingos, springs, and permafrost in Spitsbergen // Årbok 1975. Norsk Polarinstitutt, 1977. P. 7–29.Liestøl O. Pingos, springs, and permafrost in Spitsbergen // Årbok 1975. Norsk Polarinstitutt, 1977. P. 7–29.

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