First results of permafrost monitoring on the cryospheric site of Russian scientifi c center on Spitsbergen (RSCS)
Abstract
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 100100 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.
About the Authors
N. E. Demidov
ФАНО ФГБУН Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН; ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Russian Federation
Russian Federation
S. R. Verkulich
ФАНО ФГБУН Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
Russian Federation
Russian Federation
E. S. Karaevskaya
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Russian Federation
Russian Federation
A. L. Nikulina
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Russian Federation
Russian Federation
L. M. Savatyugin
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Албул С.П. Предварительный отчет о гидрогеологических работах на месторождении «Баренцбург» // Производственный отчет «Гипрошахт», 1947–1948. Инв. № 96. 26 с.
2. 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.
3. Втюрин Б.И. Криогенное строение рыхлых отложений Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1990. № 70. С. 43–49.
4. Втюрин Б.И. Подземные льды Шпицбергена // Материалы гляциологических исследований. 1989. № 65. С. 69–75.
5. Евдокимов А.Н. Вулканы Шпицбергена. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. 123 с.
6. 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.
7. Карпов А.Ф. Состояние изученности и степень разведанности месторождений углей на о. Шпицберген // Производственный отчет «Главуглеразведка» трест «Ленуглеразведка» Л., 1946. 85 с.
8. 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.
9. 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.
10. План горных выработок по пласту Верхнему. М 1: 5000 // Архив ГТ «Арктикуголь», 2016. 1 л.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. Haldorsen S., Heim H., Lauritzen S.E. Subpermafrost groundwater of western Svalbard // Nord. Hydrol. 1996. Vol. 27. P. 57–68.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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.
24. Liestøl O. Pingos, springs, and permafrost in Spitsbergen // Årbok 1975. Norsk Polarinstitutt, 1977. P. 7–29.
Review
For citations:
Demidov N.E., Verkulich S.R., Karaevskaya E.S., Nikulina A.L., Savatyugin L.M. First results of permafrost monitoring on the cryospheric site of Russian scientifi c center on Spitsbergen (RSCS). Arctic and Antarctic Research. 2016;(4):67-79. (In Russ.)
Views:
1374
Email this article 
