Preview

Природные ресурсы Арктики и Субарктики

Расширенный поиск
Том 29, № 1 (2024)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Геология и полезные ископаемые

7-19 165
Аннотация

В крупном Куларском золотоносном районе (из россыпей извлечено 170 т золота) имеются относительно слабо изученные коренные золоторудные месторождения, освоение которых требует проведения детальных геологических работ, включающих в себя исследование процессов метаморфизма горных пород. То же относится и к обсуждению перспектив освоения редкоземельной минерализации в россыпях района – образование присутствующего в россыпях монацита («куларита») во многих случаях связывается с региональным метаморфизмом терригенных пород. Куларский золотоносный район располагается в пределах находящейся на северо-западном фланге Кулар-Нерского складчатого пояса Верхояно-Колымской орогенной области крупной Улахан-Сисской антиклинали, сложенной пермскими углеродисто-терригенными породами. На основании минералогического картирования района обосновывается приуроченность к данной антиклинали субмеридионально вытянутой зоны метаморфизма, повышающегося от наиболее широко развитой мусковит-хлоритовой субфации до биотитовой субфации зеленосланцевой фации в отдельных частях свода антиклинали. С использованием результатов микрозондовых анализов минералов и 520 шлифов пород описан вещественный состав распространенных в северной части Куларского района углеродисто-терригенных пород, степень постдиагенетических преобразований которых изменяется от метагенеза в породах триаса до мусковит-хлоритовой и биотитовой субфаций зеленосланцевой фации метаморфизма в пермских породах крупной Улахан-Сисской антиклинали. По мере перехода от метагенеза к мусковит-хлоритовой и биотитовой субфациям метаморфизма возрастает степень перекристаллизации пород, увеличиваются размеры зерен перекристаллизации обломочного кварца и ширина новообразованных чешуек мусковита, в породах появляются монацит, ильменит, биотит. Указанные изменения происходят до завершения формирования в породах сланцевого кливажа S1. После формирования последнего, преимущественно до появления более позднего кливажа плойчатости S2, в породах происходит кристаллизация образующегося в процессе метаморфизма пирита. Биотит и магнезиосидерит возникают при образовании кливажа плойчатости S2. Появление биотита при формировании кливажа S1 и S2 может соответствовать имеющимся представлениям о двухэтапности метаморфизма пород района. Приводимые сведения требуют пополнения на основании дальнейшего разностороннего изучения метаморфизма района.

20-37 175
Аннотация

Восполнение минерально-сырьевой базы в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе (ДААР) Якутии связывается с выявлением новых коренных месторождений алмазов в пределах Алакит-Мархинского кимберлитового поля (АМКП). Территория развития палеозойских терригенно-карбонатных отложений в пределах поля осложнена интрудированными телами (дайки, силлы, покровы) траппов, создающих весьма трудную геологическую задачу для поисков. Цель данного исследования – изучение особенностей глубинного строения земной коры (включая осадочный) чехол и их связи с проявлениями кимберлитового магматизма для выделения на территории с весьма сложным геологическим строением объектов кимберлитового магматизма геофизическими методами с учетом современных возможностей обработки и интерпретации первичных материалов. Результаты прогнозно-поисковых исследований с помощью магнитотеллурических зондирований (МТЗ), проведенных в пределах юго-западного фланга АМКП, рассмотрены с позиций структурного контроля размещения полей кимберлитов и их кустов. Показано, что основные факторы, контролирующие проявления кимберлитового магматизма на стадии среднемасштабных и локальных исследований: проводящие неоднородности в земной коре, расположенные в узлах пересечения Далдыно-Оленекской зоны глубинных разломов с разнонаправленными тектоническими нарушениями (малоамплитудными депрессиями), осложненными структурами противоположного знака. Подобные геолого-структурные предпосылки установлены на участках развития кимберлитовых тел, выявленных геологическими исследованиями в пределах АМКП. Усиленные благоприятными минералого-геохимическими результатами, эти предпосылки могут рассматриваться в качестве основных критериев прогнозирования новых кимберлитовых тел в хорошо изученном районе. По совокупности геолого-геофизических, минералогических и геохимических данных выделена центральная часть изученного профиля МТЗ, наиболее перспективная для прогнозирования и выявления новых алмазоносных объектов разряда отдельных кимберлитовых тел.

38-47 114
Аннотация

Обсуждается возрастной диапазон формирования кимберлитовой трубки Обнаженная (Куойкское поле, северо-восток Сибирской платформы) в свете недавней уникальной находки представителя тоарраннеааленских (конец ранней–начало средней юры) белемнитов и результатов ревизии ранее известных белемнитов верхне-юрского–нижнемелового возраста. На изученной территории выполнены исследования специфики и общего генезиса фаций в сложной по набору пород вертикальной структуре разрезов. Дана оценка роли древнекиммерийской, данлапской и новокиммерийской фаз киммерийской тектоно-магматической активизации в становлении Куойкского и Хорбусуонского кимберлитовых полей. Рассмотрена новая модель эруптивной системы кимберлитовых полей мезозойского возраста. Откорректированы существующие палеогеографические схемы тоарраннебатского интервала северо-востока Сибирской платформы. Исследуемое местонахождение является важным свидетельством масштабности исчезновения следов морских ингрессий в геологической летописи.

48-59 115
Аннотация

Впервые для древнейшего (позднепермского) представителя рода Otoceras сделаны поперечные сечения раковин. По этим сечениям реконструированы онтогенетические изменения формы раковины O. concavum Tozer на стадиях от мельчайших до очень крупных размеров. При мельчайших размерах умеренно широкая раковина, обладающая умеренно узким умбиликом, интенсивно сужается, становясь узкой. На стадии очень мелких размеров раковина расширяется, вновь превращаясь в умеренно широкую, а умбилик незначительно сужается, по-прежнему оставаясь умеренно узким. При мелких размерах изменение указанных характеристик происходит в том же направлении, но с усилившейся интенсивностью. Важные изменения наблюдаются на стадии средних размеров, когда расширение раковины прекращается, а умбилик становится узким. В конце изученно- го онтогенеза морфологическое развитие моллюска направлено на формирование умеренно узкой формы с очень узким умбиликом. Из ранее установленного у аммоноидей многообразия форм раковины, насчитывающего 35 типов, представители вида O. concavum на протяжении изученного онтогенеза приобретают только три: субдискокон, тумарикон и пахикон. Построенная онтогенетическая модель наглядно демонстрирует особенности развития поперечного сечения раковин O. concavum в процессе их роста, подчеркивая вышерассмотренные онтогенетические тренды изменения важнейших показателей раковины. Выявленные преобразования формы раковины способствуют диагностике мелкорослых отоцерасов и может послужить основой для последующей реконструкции морфогенетического развития семейства Otoceratidae.

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

60-68 163
Аннотация

Наблюдаемые изменения в Арктике имеют глобальные последствия. Рост температуры воздуха и изменение холодного периода в целом могут оказать влияние на уязвимую экосистему с многолетнемерзлой литогенной основой Арктической зоны Якутии. Приведены результаты исследований по установлению дат начала и окончания холодного периода весной и осенью в двух многолетних периодах (1961–1990 и 1991–2022 гг.) северо-западной и северо-восточной частей Арктической зоны Якутии с расчетом разности температур и скорости изменения (°С/10 лет) за 1960–2022 гг. Использованы метеорологические ряды по данным ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД»: ст. Оленек (Оленекский район), ст. Жиганск (Жиганский), ст. Чокурдах (Аллаиховский) и ст. Среднеколымск (Среднеколымский). Установлено, что за 1991–2022 гг. в северо-западной части Арктической зоны Якутии наблюдалось сокращение холодного периода – раннее наступление весны (май: ст. Оленек – на 4 сут., ст. Жиганск – на 6 сут.), а на северо-востоке – позднее наступление осени (сентябрь: ст. Чокурдах и ст. Среднеколымск – на 3 сут.). В целом, в апреле разность средней температуры воздуха между 1961–1990 гг. и 1991–2022 гг. на всех рассматриваемых станциях выше, чем в октябре, – исключением является ст. Чокурдах (октябрь – 2,6, апрель – 2,1 °С). Скорость изменения температуры воздуха (°С/10 лет) за 1960–2022 гг. в начале холодного периода (октябрь) была выше на северо-востоке Якутии (ст. Среднеколымск – 0,7 °С/10 лет, ст. Чокурдах – 0,8 °С/10 лет). В середине (январь – 1,1°С/10 лет) и конце (апрель – 1,0°С/10 лет) холодного периода максимальная скорость изменения температуры воздуха отмечена на северо-западе Якутии по данным ст. Оленек. Исследование необходимо для верификации и подбора репрезентативных климатических моделей, анализа пространственно-времен- ной изменчивости холодного периода, прогноза и вклада в общую дисперсию температуры грунтов.

69-79 163
Аннотация

Для изоляции твердых бытовых и промышленных отходов используются смеси песков с высокодисперсными глинами. В отличие от природных глинистых грунтов им присущи однородность состава, удобоукладываемость, высокие деформационно-прочностные характеристики. Целью настоящих исследований было изучение воздействия на водопроницаемость указанных смесей циклического промерзания-оттаивания. Испытывались смеси четырех типов песков с глинистой фракцией отходов обогащения алмазоносной руды, сложенной преимущественно сапонитом – слоистым минералом той же группы, что и монтмориллонит. Смеси готовились из расчета содержания глинистых частиц 4 и 8 % от массы песков. Эксперименты проводились в лабораторной установке, состоящей из четырех приборов для определения морозного пучения и водопроницаемости, размещенных в емкости с водой. В ходе опыта уровень воды в емкости постепенно снижался, обеспечивая требуемый темп перемещения фронта промерзания, или повышался для оттаивания образцов. Деформации морозного пучения смесей песков с 4 % глинистых частиц при внешней нагрузке на образцы 2 кПа составляли 10,0–16,4 %, а пять циклов промерзания–оттаивания привели к росту коэффициента фильтрации смеси в 2,0– 4,7 раза. Смеси песков с 8 % глинистых частиц из-за существенно большей пучинистости испытывались под внешней нагрузкой 12 кПа, в результате увеличение коэффициента фильтрации оказалось примерно таким же, как и в первом случае, – в 1,2–2,0 раза. Эксперименты показали, что исследованные смеси могут применяться для изоляции отходов, но для устранения выявленного эффекта роста водопроницаемости водозащитный экран следует покрывать слоем инертного грунта, обеспечивающим сокращение глубины промерзания экрана и создающим на него нагрузку.

80-95 273
Аннотация

Исследования наледей в мировой литературе последнего десятилетия сводятся к поиску региональных закономерностей их распространения, составляются каталоги наледей различных регионов. В данной статье рассмотрены новые подходы к картированию наледей с применением разностного снежного индекса NDSI на основе снимков Sentinel-2 и неполно поляризационных радиолокационных снимков Sentinel-1. С помощью поляриметрического разложения радиосигнала и с использованием неконтролируемой классификации выделены контуры наледей в мае 2018–2022 гг., рассчитана их площадь. Проведено сравнение площадей наледей обоими методами, выполнена корреляция данных. Наилучшим временем оконтуривания наледей по радиолокационным снимкам является период начала снеготаяния, первая половина мая. Лишь 10 % всех наледей имели расхождение значений их площадей менее 10 %. Они расположены в долинах рек, в которых границы наледной поляны совпадают с поймой, а ширина их составляет не менее 100 м. Отраженный радиосигнал на таких объектах характеризуется объемным рассеянием с умеренной или высокой энтропией. Основная проблема применения радиолокационных снимков в картировании наледей связана с генерализацией границ в результате классификации полигонов при поляриметрическом разложении радиосигнала. Как правило, растительность и увлажненная поверхность поймы имеют общие черты отраженного радиосигнала с наледными объектами, в связи с чем происходит объединение их границ при классификации. На основе индекса NDSI было дешифрировано 237 наледей в пределах Чульманского плат, суммарной площадью 134,44 км2. Оценена роль природных факторов в развитии наледеобразования. Проведенные исследования являются начальным этапом изучения наледей южной части криолитозоны. В дальнейшем планируется провести классификацию наледей по источникам их питания, детализировать закономерности наледеобразования в регионе. Полученные результаты исследований позволят прогнозировать наледеобразование при строительстве инженерных сооружений, оценивать ресурсы подземных вод.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Экология

96-107 136
Аннотация

В статье анализируются проблемы соотнесения пространства, в рамках которого реализуется особая государственная политика Российской Федерации с учетом международных обязательств России, к фактическому статусу арктических территорий. Границы Арктической зоны РФ (АЗРФ) и территорий, выделенных Рабочей группой по сохранению арктической флоры и фауны («Conservation of Arctic Flora and Fauna» – CAFF) Арктического Совета, совпадают лишь частично и варьируют в различных регионах. Расхождения объясняются отсутствием единых критериев определения южной границы Арктической зоны, при этом на указанных территориях осуществляются международные проекты по сохранению природной среды и биоразнообразия в Арктике. Предложен ряд территорий для включения в Арктическую зону как завершающий этап формирования состава АЗРФ. Выделение Арктической зоны важно для решения задач охраны окружающей среды и биологических ресурсов территории, обеспечения социального и экономического благополучия населения Арктики.

108-120 249
Аннотация

Устойчивость биоты арктических территорий в условиях изменения климата и увеличения антропогенной нагрузки определяется адаптивным потенциалом отдельных видов. Цель работы – оценка адаптивного потенциала кустарничков (Betula nana, Vaccinium uliginosum, Salix polaris) флоры Западного Шпицбергена на основании морфолого-анатомического исследования и анализа жирных кислот (ЖК) суммарных липидов листьев. Показано, что все исследованные виды имеют сходные характеристики анатомии листа: мелколиственность, дорсовентральное строение с четкой дифференцировкой на палисадный и губчатый мезофилл, что обеспечивает их существование в Арктике. Для S. polaris характерны высокие значения объема устьичного аппарата, амфистоматичный тип листа, высокий коэффициент палисадности, большой объем механической ткани листа и высокое содержание ненасыщенных жирных кислот (ННЖК). Эти особенности в условиях Западного Шпицбергена обеспечивают высокую функциональную активность, прохождение всех этапов онтогенеза и широкое распространение вида. В отличие от S. polaris, для B. nana и V. uliginosum характерны уменьшение площади листа, снижение коэффициента палисадности, гипостоматический тип листа, что в сочетании с увеличением разнообразия «второстепенных» ННЖК, а также отсутствием генеративного развития может свидетельствовать о более высоком для них уровне экстремальности условий. Эти особенности могут быть причиной их ограниченной представленности в экотопах Западного Шпицбергена. Показано, что более высокий адаптивный потенциал S. рolaris способен обеспечить большую его устойчивость в условиях изменения среды обитания в отличие от B. nana и V. uliginosum. Все исследованные виды могут быть использованы как маркерные для мониторинга состояния среды в условиях высокой Арктики.

121-128 86
Аннотация

Целью исследования является изучение изменчивости морфологических признаков, частоты некрозов и цитогенетических показателей у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L., 1753), произрастающей на территориях, подвергающихся техногенному воздействию Саяногорского алюминиевого завода (САЗ). Показано, что на загрязненных участках достоверно уменьшаются показатели репродуктивных органов сосны, снижаются энергия прорастания и всхожесть семян, увеличивается частота некрозов хвои в сравнении с контролем. На основе цитогенетического анализа определены митотический индекс и частота аномальных митозов в клетках апикальной меристемы проростков сосны обыкновенной. На загрязненных участках митотическая активность в 1,35–0,8 раза меньше в сравнении с контролем. Выявлена тенденция к увеличению частоты аномальных митозов у сосны обыкновенной на опытных участках. Полученные данные позволили оценить состояние сосны обыкновенной на территории, подвергающейся воздействию САЗ.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Биологические ресурсы

129-142 140
Аннотация

В организации и ведении промысла дикого северного оленя (Rangifer tarandus L., 1758) важнейшей проблемой является создание системы рациональной эксплуатации запасов диких оленей, основанной на достоверных данных по численности, распространению, половозрастной структуре и стадности популяции. Цель работы – охарактеризовать современное состояние численности, структуры и ареала лено-оленекской популяции тундрового дикого северного оленя (ЛОП ДСО). Численность ЛОП ДСО основана на анализе авиаучета, проведенного с 10 июля по 12 июля 2018 г. В работе также были использованы данные координат от спутниковых трекер-ошейников GLONASS/Argos и фондовые материалы авиаучетных работ в тундровой части Якутии. В результате изучения полученных данных определено поголовье ЛОП ДСО в 83 260 голов. Анализ показал, что олени размещались тремя обособленными группировками: маточные стада, смешанные и самцовые. Основное поголовье ЛОП составляли самки (44,2 %), телята текущего года рождения (22,4) и молодняк 1–2 года (17,5 %). За 32 года отмечено уменьшение доли взрослых самцов на 62,2 %, увеличение доли сеголетков и молодняка. Динамика численности ЛОП с середины прошлого столетия показывает постепенный рост численности популяции с 21 тыс. до 95 тыс. особей в 2009 г. и в последнее десятилетие некоторое снижение до 83,2 тыс. особей в связи с исключением таймырских мигрантов. Результаты работы будут применены для рационального использования ресурсов диких северных оленей и выделения квот для их добычи. Дальнейшее проведение учетных работ даст возможность наблюдать за состоянием популяции в динамике.

143-151 104
Аннотация

Степной бизон (Bison priscus) был одним из наиболее широкораспространенных и многочисленных представителей мамонтовой фауны. Несмотря на многочисленность костных остатков этого вида и давнюю историю исследования, до конца не изучены особенности вымирания степных бизонов в конце плейстоцена и замены их современными формами американского бизона (Bison bison) и европейского зубра (Bison bonasus). Систематика ископаемых бизонов до сих пор спорна и не разработана окончательно. В данной статье приведены результаты исследования редкого по сохранности черепа ископаемого бизона, найденного в Верхоянском районе (Якутия). Этот череп сравнивался по морфологическим и остеометрическим признакам с другими черепами бизонов из коллекций отдела изучения мамонтовой фауны АН РС (Я) и Музея мамонта СВФУ, найденными в разное время и на разных местонахождениях в верхнеплейстоценовых отложениях, а также с черепами современных американских бизонов Bison bison из коллекции Зоологического музея Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Даны описания и стандартные морфометрические показатели черепов и рогов бизонов, снятые с использованием методик промеров Скиннера и Кайзена. Анализ имеющихся данных показал, что черепа Bison priscus из позднеплейстоценовых отложений Якутии по большинству параметров соответствуют максимальным размерам современного американского бизона Bison bison или крупнее последнего. Рога же бизонов из позднего плейстоцена превышают по размерам рога современных бизонов в 1,5–2 раза и сопоставимы с таковыми среднеплейстоценового длиннорогого бизона B. p. crassicornis Richardson (=longicornis). Подобная диспропорция в размерах черепа и рогов у позднеплейстоценового бизона, по-видимому, обусловлена обитанием их в открытых ландшафтах арктической степи. Морфологическое своеобразие степного бизона позднего плейстоцена Якутии представляет интерес для дальнейших исследований, так как он может быть выделен в самостоятельный таксон (подвид), что имеет принципиальное значение для региональной палеонтологии и стратиграфии.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

152-161 94
Аннотация

В статье приведены результаты по синтезу графеновых пленок и показаны возможности их приложения для создания электронных структур и приборов. Графеновые пленки были синтезированы на медных подложках методом химического осаждения из газовой фазы при высоких температурах ~ 1050 °С в результате разложения метана. Показано, что на начальном этапе синтеза формируются графеновые домены с гексагональными формами со средними размерами ~10 мкм. С увеличением времени синтеза происходит сшивка доменов, в результате которой формируются поликристаллические сплошные графеновые пленки. На основе выращенных графеновых пленок были созданы гибкие прозрачные проводящие сенсорные панели. Для их создания использовался метод ламинирования, позволяющий переносить графеновые пленки с медной фольги на полимерные подложки. Был изготовлен лабораторный сенсорный экран, где графеновая пленка выступала в качестве емкостного сенсора касания. Также на основе перенесенных графеновых пленок были созданы проводящие прозрачные электроды для фоточувствительного элемента и резистивные сенсоры влажности. Графеновый сенсор влажности является малоинерционным, имеет высокую температурную стабильность и высокую надежность использования.

162-171 126
Аннотация

При разработке полимерных композиционных материалов для значительного повышения механических, триботехнических и других свойств, кроме подбора природы и количества наполнителя, важны технологические способы введения наполнителей в структуру базового полимера. В работе методом растровой электронной микроскопии изучены процессы структурообразования полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена и дискретных гидратцеллюлозных углеродных волокон в зависимости от технологии получения. Рассмотрены такие технологические приемы, как совместная механоактивация компонентов и пропускание порошковой смеси через лабораторные вальцы. Для понимания процессов, протекающих при трении разработанных ПКМ, проведены исследования поверхности до и после трения методом инфракрасной спектроскопии. Установлено, что в процессе трения в зависимости от режима последнего происходит изменение спиральной конформации макромолекул ПТФЭ. Показано, что повышение скорости скольжения и нагрузки при трении ПКМ приводит к изменению спиральной конформации макромолекул с переходом с 136 к более стабильной конформации 157. На основании проведенных исследований установлено, что комбинации технологий совместной механоактивации компонентов и вальцевания порошковой смеси являются технологическими приемами, которые позволяют повысить структурную активность дискретных УВ и интенсифицировать адгезионное взаимодействие на границе раздела фаз полимер–наполнитель, что приводит к повышению износостойкости и сопротивляемости композитов к ползучести. Разработанные технологические подходы можно использовать при получении фторкомпозитов, содержащих не только углеродное, но и другие виды волокон.

ПАМЯТЬ



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


ISSN 2618-9712 (Print)
ISSN 2686-9683 (Online)