Preview

Проблемы Арктики и Антарктики

Расширенный поиск

Температура плавления льда и газосодержание воды на контакте ледника с подледниковым озером Восток

https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-4-348-367

Полный текст:

Аннотация

На основе зависимости температуры плавления льда при высоких давлениях от концентрации растворенных в воде газов предпринята попытка оценить содержание воздуха в подледниковой воде под станцией Восток. По данным скважинной термометрии, выполненной до глубины 3753 м, а также по результатам прямых измерений температуры озерной воды, поступившей в скважину после второго вскрытия озера Восток, определены наиболее вероятные значения температуры плавления льда (–2,72 °С) и концентрации растворенного в воде воздуха (2,23 г.л–1 ) на контакте ледника с подледниковым водоемом (глубина 3758,6 м, давление 33,78 МПа). Наша оценка концентрации воздуха в озерной воде в 19 раз превышает газосодержание ледникового льда — основного источника газов в озере, но в 1,6 раза меньше предельной растворимости воздуха в воде в равновесии с гидратной фазой. Расчетное значение концентрации растворенного кислорода (0,53 г.л–1 ) существенно превышает содержание О2 в любых других известных водоемах планеты.

Об авторах

В. Я. Липенков
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия

Санкт-Петербург



А. В. Туркеев
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия

Санкт-Петербург



Н. И. Васильев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия

Санкт-Петербург



А. А. Екайкин
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университет, Институт наук о Земле
Россия

Санкт-Петербург



Е. В. Полякова
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Липенков В.Я., Лукин В.В., Булат С.А., Васильев Н.И., Екайкин А.А., Лейченков Г.Л., Масолов В.Н., Попов С.В., Саватюгин Л.М., Саламатин А.Н., Шибаев Ю.А. Итоги исследования подледникового озера Восток в период МПГ // Вклад России в Международный полярный год 2007/08. Полярная криосфера и воды суши. М.: Paulsen, 2011. С. 17–47.

2. Lipenkov V.Ya., Istomin V.А. On the stability of air clathrate-hydrate crystals in subglacial lake Vostok, Antarctica // Материалы гляциологических исследований. 2001. № 91. С. 138–149.

3. McKay C.P., Hand K.P., Doran P.T, Andersen D.T., Priscu J.C. Clathrate formation and the fate of noble and biologically useful gases in Lake Vostok, Antarctica // Geophysical Res. Letters. 2003. V. 30. № 13. P. 1702–1705.

4. Committee on Principles of Environmental Stewardship for the Exploration and Study of Subglacial Environments. Exploration of Antarctic Subglacial Aquatic Environments: Environmental and Scientific Stewardship. National Research Council, 2007. 162 p. http://www.nap.edu/catalog/11886.html.

5. Siegert M.J., Ellis-Evans J.C., Tranter M., Mayer C., Petit J.R., Salamatin A.N., Priscu J.C. Physical, chemical and biological processes in Lake Vostok and other Antarctic subglacial lakes // Nature. 2001. V. 414. № 6864. P. 603–609.

6. Bulat S.A., Alekhina I.A., Blot M., Petit J.R., de Angelis M., Wagenbach D., Lipenkov V.Y., Vasilyeva L.P., Wloch D.M., Raynaud D., Lukin V.V. DNA signature of thermophilic bacteria from the aged accretion ice of Lake Vostok, Antarctica: Implications for searching for life in extreme icy environments // International Journal of Astrobiology. 2004. V. 3. № 1. P. 1–12.

7. Clow G.D. USGS polar temperature logging system, description and measurement Uncertainties. US Geological Survey Techniques and Methods 2–E3. US Geological Survey, Reston, VA, 2008. 24 p.

8. Tsyganova E.A., Salamatin A.N. Non-stationary temperature field simulations along the ice flow line “Ridge B — Vostok Station”, East Antarctica // Материалы гляциологических исследований. 2004. № 97. С. 57–70.

9. Salamatin A.N., Tsyganova E.A., Popov S.V., Lipenkov V.Ya. Ice flow line modeling in ice core data interpretation: Vostok Station (East Antarctica) // Physics of ice core records. Sapporo: Hokkaido University Press, 2009. V. 2. P. 167–194.

10. Salamatin A.N., Lipenkov V.Ya., Blinov K.V. Vostok (Antarctica) climate record time-scale deduced from the analysis of the borehole-temperature profile // Ann. of Glaciol. 1994. V. 20. P. 207–214.

11. Барков Н.И., Вострецов Р.Н., Липенков В.Я., Саламатин А.Н. Колебания температуры воздуха и осадков в районе станции Восток на протяжении четырех климатических циклов за последние 420 тыс. лет // Арктика и Антарктика. М.: Наука, 2002. Вып. 1 (35). С. 82–89.

12. Манаков А.Ю., Ильдяков А.В., Липенков В.Я., Екайкин А.А., Ходжер Т.В. Образование клатратного гидрата фреона HCFC-141b в глубокой скважине на станции Восток (Антарктида) в процессе вскрытия подледникового озера Восток // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 3. С. 32–40. http://dx.doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2017-3(32-40).

13. Talalay P., Li Ya., Augustin L., Clow G.D., Hong J., Lefebvre E., Markov A., Motoyama H., Ritz C. Geothermal heat flux from measured temperature profiles in deep ice boreholes in Antarctica // The Cryosphere. 2020. V. 14. P. 4021–4037. https://doi.org/10.5194/tc-14-4021-2020.

14. Lipenkov V.Ya., Salamatin A.N., Duval P. Bubbly-ice densification in ice sheets: II. Application // J. Glaciol. 1997. V. 43. № 145. P. 397–407.

15. Архипкин В.С., Добролюбов С.А. Основы термодинамики морской воды. М.: МГУ, 1998. 153 с.

16. Souchez R., Petit J.R., Tison J.-L., Jouzel J., Verbeke V. Ice formation in subglacial Lake Vostok, Central Antarctica // Earth and Planetary Science Letters. 2000. V. 181. P. 529–538.

17. Липенков В.Я., Истомин В.А., Преображенская А.В. Опыт исследования газового режима подледникового озера Восток // Проблемы Арктики и Антарктики. 2003. № 74. С. 66–87.

18. Lipenkov V.Y., Ekaykin A.A., Polyakova E.V., Raynaud D. Characterization of subglacial Lake Vostok as seen from physical and isotope properties of accreted ice // Phil. Trans. R. Soc. 2016. V. A 374. P. 20140303. http://dx.doi.org/10.1098/rsta.2014.0303.

19. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Kozachek A.V., Vladimirova D.O. Stable water isotopic composition of the Antarctic Subglacial Lake Vostok: implications for understanding the Lake’s hydrology // Isotopes in Environmental & Health Studies. 2016. V. 52. № 4–5. P. 468–476. http://dx.doi.org/10.1080/10256016.2015.1129327.

20. Lipenkov V.Y., Candaudap F., Ravoir J., Dulac E., Raynaud D. A new device for air content measurements in polar ice // J. Glaciol. 1995. V. 41. № 138. P. 423–429.


Рецензия

Для цитирования:


Липенков В.Я., Туркеев А.В., Васильев Н.И., Екайкин А.А., Полякова Е.В. Температура плавления льда и газосодержание воды на контакте ледника с подледниковым озером Восток. Проблемы Арктики и Антарктики. 2021;67(4):348-367. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-4-348-367

For citation:


Lipenkov V.Y., Turkeev A.V., Vasilev N.I., Ekaykin A.A., Poliakova E.V. Melting temperature of ice and total gas content of water at the ice-water interface above subglacial Lake Vostok. Arctic and Antarctic Research. 2021;67(4):348-367. (In Russ.) https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-4-348-367

Просмотров: 104


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0555-2648 (Print)
ISSN 2618-6713 (Online)