Новые данные о многолетней мерзлоте и криогенных формах рельефа Дархатской котловины | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 387. DOI: 10.17223/15617793/387/37

Новые данные о многолетней мерзлоте и криогенных формах рельефа Дархатской котловины

На основании температурных исследований в инженерно-геологических скважинах дана характеристика температуры пород в слое годовых изменений температурного режима для различных геоморфологических условий. Установлены особенности и характер распространения многолетнемерзлых пород Дархатской котловины Северной Монголии. Рассмотрены методические вопросы исследования динамики термокарстовых озерных ландшафтов в Дархатской котловине на основе использования результатов дистанционного зондирования и ГИС-технологий.

New data on permafrost and cryogenic landforms of the Darkhad depression.pdf Криогенные формы рельефа, такие как термокарстовые котловины, многолетние бугры пучения, привлекают внимание ученых всего мира с научной и практической точек зрения. Причины возникновения, геоморфологические особенности и закономерности развития мерзлотных форм рельефа нашли отражение в работах ученых - М.И. Сумгина, С.П. Качурина, П.А. Соловьева, Н.А. Граве, А. Кайе и др. На территории Монголии в изучение многолетней мерзлоты и криогенных форм рельефа большой вклад внесли Н. Лонжид, Д. Томорбаатар, Н. Шар-хуу, Д. Лувсандагва, С. Жамсран, Т. Рагчаа, Т. Дорж, Д. Бат-Эрдэнэ, Я. Жамбалжав и др. В настоящее время в связи с глобальным изменением климата весьма актуальным является продолжение этих исследований. Рис. 1. Распространение многолетнемерзлых горных пород в Монголии [3, 4]. Высотные геокриологические пояса: редкоостровного (а), островного (б), прерывистого (в) и сплошного распространения многолетнемерзлых горных пород (г) Дархатская котловина - одна из крупнейших межгорных котловины байкальского типа в Северной Монголии, её площадь около 3 320 км2. В орографическом отношении котловина относится к Западному Прихубсугулью - части Саяно-Тувинского нагорья. В настоящее время происходит интенсивное сельскохозяйственное освоение территории котловины, здесь расположены сомона Цагааннуур, Улаан-Уул, Рэн-чинлхумбэ аймака Хубсугульского [1]. Климат Дар-хатской котловины резко континентальный, с продолжительной холодной сухой зимой и теплым сухим летом. Средняя годовая температура воздуха в -6°С, средняя годовая температура воздуха в январе -32,0°С, самая низкая температура наблюдается в январе и достигает -50,4°С. Похолодание в Дархат-ской котловине начинается с 10 августа и длится до середины июня, таким образом, продолжительность холодного и прохладного периода года составляет 290-310 дней. Годовое количество осадков в среднем составляет 260-270 мм [2]. Суровые климатические условия способствуют сохранению вечной мерзлоты. Дархатская котловина расположена в зоне сплошного развития многолетне-мерзлых пород (рис. 1). Средняя толщина вечной мерзлоты в гравийно-суглинистых отложенияв Дар-хатской котловины составляет 83,7-97,8 м, а максимальная достигает 183,7 м [5, 6]. До настоящего времени слабо изучены температурный режим грунтов и криогенные процессы. Цель данной работы - характеристика температурного режима верхней толщи мерзлоты и криогенных форм рельефа Дархатской котловины. Авторами статьи в составе отряда Института географии имени Ш. Цэгмид АН Монголии (г. Улан-Батор) был собран обширный материал по морфологии, морфометрии, геологическому строению бугров пучения, изучались температурные условия криоли-тозоны. В камеральный период проведены обработка полученных полевых материалов и дешифрирование космических снимков, также привлекались данные предыдущих исследований. В 2012 г. в Дархатской котловине были выполнены мерзлото-геотермические исследования в 4 скважинах (рис. 1, табл. 1), расположенных в бассейне р. Шишхид. Основной целью исследований было получение данных о геотемпературном поле горных пород. Скважины Дар? Т а б л и ц а 1 :кой котловины № Название скважины Координаты Абс. высота, м Глубина, м X Y 1 Шарга E099° 31' N51° 22' 1546 15 2 Арсай E099° 37' N51° 17' 1562 15 3 Рэнчин E099° 37' N51° 06' 1591 10 4 Мунгаш E099° 17' N50° 45' 1629 15 Исследования котловин термокарстовых озер проведены авторами на основе полевых исследований и с использованием разновременных космических снимков Landsat за период 1991-2010 гг. Набор космических снимков из Landsat изображений (Landsat-5 TM и Landsat-7 ETM+) взят на следующие даты: 06.08.1991, 17.08.1995, 06.08.2000, 04.08.2005, 25.07.2010. Особенностью отбора снимков является сезон съемки: целесообразно применять снимки, сделанные в конце лета, так как даже после схода снежного покрова на суше ледовый покров на озерах долго сохраняется, что мешает выделению озер при автоматизированном дешифрировании. Обработка космических снимков выполнена с использованием стандартных средств геоинформационной системы Erdas Imagine v. 2011. Проведенные геотермические исследования выявили значительные колебания температур горных пород на поверхности и глубинах от 1 до 15 м (табл. 2). Температурный режим горных пород f Т а б л и ц а 2 |хатской котловины по данным 2012 г. № Название скважины Глубина, м tr ^min ^max 0 -4,04 -38,21 37,34 1 Шарга 1 -2,74 -17,21 9,24 3 -1,68 -3,96 -0,31 0 -3,77 -35,44 40,89 2 Арсай 1 -2,02 -11,47 6,48 3 -2,24 -4,50 -0,79 0 -1,79 -22,99 38,06 3 Рэнчин 1 -0,75 -7,54 6,28 3 -1,16 -3,57 -0,34 0 -2,15 -32,52 35,74 4 Мунгаш 1 -2,45 -11,47 2,93 3 -2,03 -4,80 -0,48 Особенно большие вариации температур пород характерны для поверхности (0 м), где максимальные температуры пород изменяются от +35,74 до +40,89°С. Среднегодовые температуры поверхностного слоя пород колеблются от -1,79 до -4,04°С, наиболее низкие из них характерны для северных частей территории (скв. Рэнчин и Шарга). На рис. 2 отражен режим температуры горных пород по данным 2012 г. В ходе исследований автором проведен сравнительный анализ данных по температурному режиму горных пород за март 1987 г. и март 2012 г. до глубины 15 м (рис. 3). Выявлено, что к 2012 г. температуры горных пород на глубинах от 1 до 4 м стали ниже, а на глубинах более 5 м отмечается их повышение. Анализ рис. 2, 3 показывает, что высокие температуры поверхностного слоя горных пород в теплый период года (до +40°С) приводят к протаиванию мно-голетнемерзлых пород и развитию криогенных процессов - термокарста, бугров пучения. В данной работе рассмотрена динамика развития котловин термокарстовых озер. Для её исследования в 1991-2010 гг. автором в пределах Дархатской котловины выполнены сравнительный анализ космических снимков и статистическая обработка данных по изменению площадей термокарстовых озер, полученных по спутниковым измерениям. В результате выявлено (табл. 3): 1. Площадь зеркала малых (5-10 га) термокарстовых озер за исследуемый период изменялась и в 2010 г. составила 663,1 га, увеличившись на 100,4 га. 2. Площадь озер (10-50 га) также испытывала колебания, но в 2010 г. в целом уменьшилась на 229 га, а суммарное зеркало озер площадью более 100 га увеличилось на 360,8 га. Наименьший прирост зеркала озер отмечался для озер площадью 50-100 га - 10,4 га. Рис. 2. Режим температуры скважины, 2012 г.: а - поверхность; на глубинах: б - 1 м; в - 3 м Рис. 3. Сравнительный анализ температур горных пород за март 1987 г. [7] и март 2012 г. Т а б л и ц а 3 Динамика площадей термокарстовых озер Дархатской котловины в 1991-2010 гг. Площадь, га 1991 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г. 5-10 562,7 520,2 544,2 514,0 663,1 10-50 1969,7 1951,9 1883,9 1804,8 1740,7 50-100 878,6 906,5 809,3 771,5 889,0 Более 100 2528,7 3030,5 2487,6 2718,9 2899,5 Таким образом, для Дархатской котловины в настоящее время характерны понижение температуры поверхностного слоя литосферы и достаточно интенсивное развитие термокарстовых озер в естественных ландшафтах. Хозяйственное освоение будет способствовать развитию термокарста, особенно в районах сплошного развития многолетне-мерзлых пород.

Ключевые слова

температурный режим, термокарстовые озера, многолетняя мерзлота, динамика, космические снимки, temperature regime, thermokarst lakes, permafrost, dynamics, satellite images

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Жамбалжав ЯмхинИнститут географии Академии наук Монголииканд. геогр. наук, зав. лабораторией мерзлотоведенияjambaljav@gmail.com
Нямхуу МянганбууИнститут географии Академии наук Монголии ; Томский государственный университетнауч. сотрnyamkhuu.m@mail.ru; nyamkhuu.m@gmail.com
Всего: 2

Ссылки

Нямхуу М. Рельеф Дархатской котловины // Вестник Томского государственного университета. 2012. № 356. С. 179-182.
Шархуу Ц., Баяржаргал Э. Дархадын хотгорын уур амьсгал, тууний оорчлолт // Сэруун бус нутгийн уур амьсгалын оорчлолт: усны нооц ба цэвдэг мандал. Улаанбаатар, 2011. С. 191-194. (Климат Дархатской котловины и ее изменение // Прохладный регионального изменения климата: водные ресурсы и вечная мерзлота) [на монг. яз.].
Геокриологические условия Монгольской Народной Республики. М. : Наука, 1974. 200 с.
Sharkhuu N. Permafrost mapping in Mongolia // International symposium on mountain and arid land permafrost. Ulaanbaatar. 2001. C. 63-67. (Отображение вечной мерзлоты в Монголии // Международный симпозиум по горе и аридных земель мерзлоты) [на англ. яз.].
Томорбаатар Д. Дархадын хотгор, Хатгал орчим тархсан олон жилийн цэвдэг чулуулгийг судалсан аднгээс // Монгол орны газарзYЙн асуудлууд. Улаанбаатар. 1979. № 19. С. 97-101. (Некоторые результаты исследований многолетнемерзлых пород Дархатской котловины и Хатгала // Вопросы географии Монголии) [на монг. яз.].
Tumurbaatar D. Permafrost in the Darkhad depression of Khuvsgul // International symposium on mountain and arid land permafrost. Ulaanbaatar. 2001. C. 79-81. (Вечная мерзлота Дархатской котловины // Международный симпозиум по горе и аридных земель мерзлоты) [на англ. яз.].
Бат-Эрдэнэ Д. Тепловой поток горных пород на территории Монголии и его влияние на многолетнемерзлую толщу : дис.. канд. геогр. наук. Улаанбаатар, 1995. 95 с. [на рус. яз.].
 Новые данные о многолетней мерзлоте и криогенных формах рельефа Дархатской котловины | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 387. DOI: 10.17223/15617793/387/37

Новые данные о многолетней мерзлоте и криогенных формах рельефа Дархатской котловины | Вестн. Том. гос. ун-та. 2014. № 387. DOI: 10.17223/15617793/387/37