Preview

Природные ресурсы Арктики и Субарктики

Расширенный поиск
Том 29, № 3 (2024)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Геология и полезные ископаемые

335-344 119
Аннотация

Аммоноидеи в кунгурском веке обладали большим таксономическим разнообразием, но отличались необычно высоким уровнем эндемизма и резкой географической дифференциацией. Поэтому за пределами регионов, содержащих руководящие таксоны конодонтов, фиксировать артинско-кунгурскую границу по аммоноидеям часто приходится по косвенным признакам, из-за отсутствия общих видовых таксонов с потенциальными глобальными стратотипами нижней границы кунгура. Многолетние исследования опорных разрезов эчийского и тумаринского горизонтов и монографическое изучение обнаруженных в них аммоноидей позволили переосмыслить представления о био- и литостратиграфии пограничных артинско-кунгурских отложений Куранахской структурно-фациальной зоны Западного Верхоянья. Уточнение положения верхней границы хабахской свиты в стратотипическом разрезе привело к тому, что ранее считавшиеся хабахскими аммоноидеи стали относиться к нижней части орольской свиты. Они характеризуют биостратиграфические слои с Paratumaroceras? sp. nov. нижней части тумаринского горизонта. На современном уровне знаний аммоноидное обоснование артинско-кунгурской границы в Верхоянье, по причине имеющегося хиатуса, соответствующего хабахской свите и ее возрастным аналогам, затруднено. Однако появление в основании тумаринского горизонта первых парагастриоцератид с вентральным синусом в поперечной скульптуре (Paratumaroceras? sp. nov.) позволяет предположить, что рассматриваемая граница проходит возле подошвы указанного горизонта или даже с ней совмещается. Для дальнейшей более четкой фиксации нижней границы кунгура в Верхоянье необходимы новые независимые от палеонтологии исследования пограничных отложений эчийского и тумаринского горизонтов в типовых разрезах – изотопно-стратиграфическое расчленение и высокоточное уран-свинцовое датирование.

345-361 127
Аннотация

Проведены минералого-геохимические исследования малоизученных золоторудных объектов Мурунского узла (рудные поля Серединское и Андреевское) с применением минераграфического и микрозондового анализа. Выявлены минералы висмута – виттихенит и айкинит, кадмия – гринокит, кобальта – кобальтин и карролит, мышьяка – арсеносульванит и теннантит, сурьмы – антимонит и тетраэдрит, теллура – гессит и Teканфильдит, ртути – киноварь, таллия – рагинит и высокомедистый талкусит, олова – кестерит и джинбандиит. Кроме того, обнаружен калиевый сульфид – джерфишерит, характеризующийся присутствием нетипичной примеси Ag. Результаты исследований показывают удивительный, далеко не исчерпанный потенциал Мурунского массива, особенно в отношении рудной минерализации. Ключевой особенностью минералов Мурунского узла являются нестехиометричность состава, присутствие примесей, изоморфное замещение элементов вследствие неравновесности условий их образования. Находки рагинита и джинбандиита являются первыми в России.

362-371 90
Аннотация

В Сюльдюкарском кимберлитовом поле (Якутская алмазоносная провинция) на основании анализов (порядка 4000 РФА и 150 ICP AES) во вмещающих осадочных породах холомолохской свиты верхнего кембрия вблизи кимберлитовых тел выявлено нарушение корреляционных соотношений относительно фоновых концентра- ций при сохранении субкларковых содержаний V, Sc, Cr, Ni и других элементов. Для анализа выбраны элементы трех групп: типоморфные для кимберлитов (Cr, Ni, Co), карбонатитов (Ba, Sr, Nd, Zr) и базитов (V, Sc, Zn). Для фоновых содержаний установлены высокие положительные коэффициенты корреляции между указанными элементами. По ICР-анализам установлены существенные снижения корреляции между элементами разных групп в околокимберлитовом пространстве на участке сюльдюкарских кимберлитов. В секторах сжатия по РФА-анализам определены нарушения корреляционных связей ряда элементов относительно секторов растяжения. Установлено, что по РФА и ICP средние содержания элементов фонового и околотрубочного пространства при исключении редких ураганных значений практически идентичны, а их различия лишь отражают флуктуацию. Положительная корреляция ряда элементов, очевидно, отражает фоновые геологические процессы – седиментацию в морском бассейне и последующие преобразования: гипер-, диа- и катагенез. Значительное снижение коэффициентов корреляции при сохранении фоновых содержаний, вероятно, связано с флюидным перераспределением элементов в связи с фреатомагматическими взрывами, сопровождавшими внедрение кимберлитов. Водно-хлоридные флюиды наиболее интенсивно перераспределяли элементы в экранирующих зонах локального тектонического сжатия. Выявленное нарушение корреляционных связей фоновых концентраций элементов во вмещающих кимберлиты осадочных породах может стать новым поисковым признаком при поисках скрытых алмазоносных кимберлитов.

372-383 67
Аннотация

Представлены результаты изучения метабазитов из метаморфических комплексов, расположенных в пределах северной части Ляпинского антиклинория Приполярного Урала и Харбейского антиклинория на Полярном Урале Центрально-Уральского поднятия, территориально входящих в состав зоны Арктики. В метабазитах впервые установлен ферросапонит, содержащий медь, никель и редкоземельные металлы. С помощью электронной микроскопии изучены морфологические и типохимические особенности ферросапонита. На Полярном Урале ферросапонит установлен в альмандиновом эклогите марункеуского эклогит-амфиболит-гнейсового комплекса. Здесь он ассоциирует с гранатом, кварцем, пироксеном, мусковитом, амфиболом и сульфидами. Общая формула минерала из альмандинового эклогита: (Ca0,06–0,27K0,01–0,06Се0,01)∑0,13–0,31(Fe2+ 1,67–2,21Mg0,51–0,84 Cu0,01–0,09Ni0,03–0,11)∑2,25–3,08[(Si2,84–3,08Al0,92–1,16)∑4,00O10](OH)2 ×3,55–3,83H2O. На Приполярном Урале исследуемый минерал изучен в образце гранат-амфибол-биотит-плагиоклаз-кварцевого сланца, где он находится в ассоциации с амфиболом, плагиоклазом, кварцем, эпидотом, биотитом, цирконом, альбитом, титанитом, апатитом и сульфидами. Общая формула минерала: (Ca0,14–0,22K0,01–0,02Се0,01)∑0,15–0,23(Fe2+ 1,24–2,22Mg0,76–0,97)∑2,17–3,15 [(Si2,86–2,96Al1,04–1,14)∑4,00O10](OH)2 ×3,41–4,47H2O. Предполагается гидротермально-метаморфический характер образования ферросапонита на поздней флюидной стадии преобразования пород. Полевые шпаты и биотит являлись поставщиками калия и алюминия, а роговые обманки, пироксены, эпидот – магния и железа. В химическом составе, помимо основных компонентов минерала – калия, кальция, магния, алюминия, кремния и железа, обнаружены медь, никель и редкоземельные металлы. Под воздействием флюидов из замещенных сульфидов могли быть заимствованы медь и никель, а церий был привнесен из алланита, апатита и других минералов, содержащих редкие земли. Изучение минерагенических особенностей метаморфических пород арктических территорий Урала необходимо продолжить с целью оценки их ресурсного потенциала, а также в качестве перспективных источников и концентраторов редких металлов.

384-396 116
Аннотация

Крупные скопления битумов имеют большое значение как прямые признаки нефтеносности, в то же время в экологических исследованиях их присутствие усложняет диагностику техногенных загрязнений почв и грунтов нефтью и нефтепродуктами. Целью работы было выявление информативных геохимических параметров, которые бы позволили дифференцировать поверхностные природные проявления нефти (высачивание) от техногенных углеводородных полей, сформировавшихся при разливах товарной нефти. На примере естественного поверхностного проявления нефти в бассейне р. Амга и техногенного нефтезагрязнения почвогрунтов на территории Амгинской нефтебазы методами классической битуминологии, ИК-фурье- и газовой хромато-масс-спектрометрии было выполнено сравнительное изучение их состава. Впервые по геохимическим параметрам обнаружены значительные отличия по содержанию углеводородов, смол, асфальтенов и количеству кислородсодержащих соединений в составе нефтезагрязнения в сравнении с естественными нефтепроявлениями на дневной поверхности. Показано, что генетическими параметрами при диагностике загрязнения почв нефтью по составу биомаркеров может быть наличие в его составе, как и в загрязнителе, углеводородов ряда 12- и 13-метилалканов, характерных биологических меток кембрийских и раннепалеозойских нефтей Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области; в агинском естественном поверхностном проявлении нефти эти биомаркеры не обнаружены. В экологических исследованиях при мониторинге территорий полученные результаты будут полезными для установления техногенного нефтезагрязнения почв и грунтов, не связанного с естественными выходами нефти на дневную поверхность.

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

397-407 171
Аннотация

Проведена верификация запасов углерода в подстилке и почве в высокопродуктивных лесах Приленского плато с использованием общепринятых методов общей биологии, ландшафтоведения и мерзлотоведения. Объектами исследований послужили лиственнично-березовые и сосново-лиственничные леса, произрастающие на сплошной мерзлоте, включая долголетнюю залежь. В отличие от лесных фаций залежь утратила органический углерод из почвы в результате освоения ресурсов лесного фонда до 83 % в толще 30 см. Запасы общего органического углерода (TOC) в лесной подстилке варьировали от 17 до 35 кг/м2 . Почвенные запасы TOC в слое 0–30 см лиственнично-березового разнотравно-брусничного леса составили 19,57 кг/м2 , в 1 м – 26,79 и 2 м – 34,98 кг/м2 . На участке сосново-лиственничного брусничного леса аналогичные показатели уменьшались до 9,28, 15,41 и 18,91 кг/м2 и в залежи – 3,37, 6,35 и 8,91 кг/м2 соответственно. Запасы неорганического углерода в лиственнично-березовом лесу в деятельном слое составили 3,46 кг/м2 , сосново-лиственничном брусничном лесу – 5,81 и в залежи – 4,35 кг/м2 . Леса Юго-Восточной Якутии как неотъемлемая часть планетарного резервуара углерода могут лишиться функции накапливать биогенные вещества при антропогенной нагрузке. Данная работа является начальным этапом долгосрочных исследований для систематизации пулов углерода в репрезентативных мерзлотных ландшафтах Якутии и по выявлению закономерностей изменения углерода в различных природно-климатических зонах.

408-419 116
Аннотация

Впервые получена количественная оценка применения водного индекса NDWI для определения площадей природно-техногенных наледей и их динамики. В отличие от общепринятого в наледеведении снежного индекса NDSI, преимуществом использования индекса NDWI является независимость идентификации контуров наледей от наличия или отсутствия снежного покрова. По данным расчетов площадей природно-техногенных наледей на участках «Горбыллах» и «Дурай» федеральной автодороги «Лена» в зимы 2020–2021 и 2021–2022 гг. зафиксировано увеличение их площадей за счет роста суммы осадков за предшествующие этим зимам летние периоды. К недостаткам стоит отнести наличие облачности на космических изображениях, перекрывающей объект исследования, а также неоднозначную интерпретацию затененных участков наледных полян, когда индекс NDWI интерпретирует лишь наличие воды на поверхности ландшафта.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Экология

420-430 103
Аннотация

Представлены результаты проведения мониторинга объектов накопленного экологического ущерба (НЭУ) на морском побережье Восточного Мурмана. Обследованы окрестности устья р. Харловка, прилегающие к участку государственного природного заповедника «Кандалакшский» архипелаг «Семь островов». В ходе комплексного инженерно-экологического обследования территории проведены инвентаризация объектов НЭУ, идентификация и учет количества накопленных отходов, исследование содержания загрязняющих веществ в почвенном покрове. Выявлено шесть мест несанкционированного размещения отходов. На обнаруженных объектах НЭУ размещены преимущественно тара из-под горюче-смазочных материалов, а также лом черных металлов. В ходе изучения содержания загрязняющих веществ в почвах на территории двух объектов, расположенных в водоохранной зоне Баренцева моря, показан высокий уровень загрязнения территории нефтепродуктами, также установлено, что содержание в грунте металлов (Zn, Cd, Pb, Cu) является допустимым. Анализ состояния почвенного покрова показал, что деградация почв в устье р. Харловка началась еще в период существования на данной территории хранилища ГСМ. На момент обследования более трети площади рассматриваемой территории не имеет плодородного слоя почвы, на остальной части почвенный и растительный покров фрагментарный. Такой уровень загрязнения грунта нефтепродуктами требует применения высокоэффективных методов ремедиации почв.

431-440 110
Аннотация

Изучено про-антиоксидантное равновесие в клетках проростков пижмы обыкновенной (Tanacétum vulgáre) и полыни чернобыльника (Artemísia vulgáris), выросших в восьми разных климатогеографических регионах России и г. Харьков (Украина). В качестве прооксидантной реакции регистрировали интенсивность процессов перекисного окисления липидов, а антиоксидантной – суммарное содержание низкомолекулярных антиоксидантов и активность супероксиддисмутазы. Оценку про-антиоксидантного равновесия в клетках проростков, выросших из семян растений, сформированных в разных климатогеографических условиях произрастания, выживаемость проростков, интенсивность перекисного окисления липидов, активность антиоксидантных систем анализировали методом коэффициентов. Исследования показали, что территории сбора семян растений можно разделить на три зоны в зависимости от значения коэффициента экстремальности. Установлена положительная корреляция между активностью супероксиддисмутазы в клетках проростков исследованных растений и количеством солнечной инсоляции в местах сбора семян. Адаптация дикорастущих растений к температурно-влажностному и световому режиму приводит к активации антиоксидантных систем. В проростках растений, семена которых сформированы в условиях с высокой инсоляцией и малым количеством осадков (Якутск, Улан-Удэ и Среднеколымск), содержится небольшое количество антиоксидантов с компенсаторным повышением активности супероксиддисмутазы. Показано, что выживаемость проростков пижмы обыкновенной и полыни чернобыльника зависит от про-антиоксидантного равновесия, сформированного в эколого-климатических условиях произрастания растений, несет видоспецифичный нелинейный характер и зависит, в первую очередь, от количества осадков, выпавших в период активной вегетации материнских растений.

441-450 95
Аннотация

Исследование посвящено изучению генетической предрасположенности к тревожности и ее влияния на адаптацию к экстремальным условиям Северо-Востока России в популяции якутов. Особое внимание уделялось полиморфизму гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311) и его ассоциации с уровнями ситуативной (СТ) и личностной (ЛТ) тревожности. В исследовании приняли участие якуты (n = 261), постоянно проживающие в Якутии, не имеющие психоневрологической симптоматики и подписавшие добровольное информированное согласие. Уровень тревожности определялся с использованием шкалы Спилбергера–Ханина. Генотипирование проводилось методом ПЦР и ПДРФ с последующим детектированием методом электрофореза в агарозном геле. Согласно результатам исследования, выборка якутов характеризовалась преобладанием лиц с умеренным уровнем СТ (60,9 %) и ЛТ (57,5 %), кроме группы женщин, в которой преобладали лица с высоким уровнем ЛТ (53,8 %). Наибольшую долю (69,7 %) совпадения уровней тревожности составили лица с умеренной СТ и ЛТ. Поскольку серотонинергическая система участвует в регуляции поведения, эмоций и других физиологических функций, а также играет ведущую роль в ослаблении негативных поведенческих последствий воздействия стрессоров, проведено исследование полиморфизма гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311). В результате анализа особенностей распределения генотипов и аллелей полиморфизма гена рецептора серотонина HTR2A (rs6311) в популяции якутов выявлено достоверное преобладание носителей гомозиготного генотипа GG (60,2 %) и аллеля G (0,782). При анализе распределения аллельных вариантов исследуемого полиморфизма в отношении уровня и типа тревожности установлено, что генотипы AG и GG чаще встречались у лиц с высокой ЛТ и низкой СТ. По лученные результаты подтверждают важность генетических факторов в адаптации к экстремальным условиям Севера.

451-461 90
Аннотация

С целью оценки влияния межвидовых отношений на территориальное распределение и трофические условия бурозубок проведен анализ биотопических особенностей относительной численности и энергетических запасов (масса жировой ткани, содержание гликогена в печени) у S. caecutiens и S. isodon в пойменных лиственничном и тополево-чозениевом лесах верховьев Колымы. Исследование выполнено на материале, собранном в июле–августе 2003–2010 гг. в Сеймчано-Буюндинской впадине. Животных отлавливали при помощи конусов, общий объем материала составил 1588 бурозубок двух видов. Оценка содержания резервных энергетических веществ у S. caecutiens (n = 736) и S. isodon (n = 113) осуществлялась в 2006–2010 гг. Колебания относительной численности у доминирующего в районе исследований вида бурозубок – S. caecutiens в исследуемых биотопах происходили согласованно и достоверно коррелировали (RS = 0,95; p < 0,01). У S. isodon колебания относительной численности в разных местообитаниях были асинхронными, что, предположительно, связано с вытеснением этого вида средней бурозубкой из предпочитаемого для нее биотопа (лиственничника) в годы высокого обилия животных. Межгодовые изменения содержания резервных энергетических веществ у обоих видов бурозубок были довольно схожи и не имели значимых различий между биотопами. Характер этих изменений свидетельствовал об ухудшении питания животных в годы их высокой совокупной численности, наиблее весомый вклад в которую в обоих биотопах верховьев Колымы вносила численность вида-доминанта –S. caecutiens. Выявленные особенности предполагают, что межвидовые отношения оказывают существенное влияние как на территориальное распределение животных так и на их обеспеченность кормами.

462-469 118
Аннотация

В статье анализируются критерии отнесения районов Крайнего Севера к Арктической зоне Российской Феде рации, включая природно-климатические, социально-экономические и медико-биологические характеристики территорий, а также результаты районирования северных территорий Российской Федерации по природно- климатическим условиям жизнедеятельности населения. Проведенный анализ позволил предложить три объективных критерия включения территорий в состав АЗРФ: критерий растительного компонента ландшафтов в его зональном распределении; CAFF-границу (предложена Рабочей группой сохранения арктической флоры и фауны Арктического совета); уровень ультрафиолетового дефицита, учитывающий прямое влияние широтного положения на природную среду и здоровье человека. Эти критерии просты для интерпретации, наглядны, не требуют разработки и утверждения методических рекомендаций. Они понятны руководству и населению регионов страны в отношении вопроса включения или невключения территорий в состав АЗРФ. В связи с этим они могут быть непосредственно использованы в тексте федерального закона как норма прямого действия.   

470-478 117
Аннотация

В 2006, 2011, 2013 и 2020 гг. в Якутию переселены из Канады четыре группы молодых лесных бизонов по 30 голов. Их гон впервые наблюдался в 2007 г. в возрасте 2‒3 лет, отел ‒ весной 2008 г. в возрасте 3–4 лет. За 2008‒2023 гг. от канадских и родившихся в Якутии бизонов получено 16 поколений телят. Доля рожавших самок изменялась по годам от 46,2 до 92,3 %, в среднем 69,3±5,4 %. В 2017 и 2018 гг. часть бизонов выпущена на волю в среднем течении р. Синяя. В 2023 г. общая численность бизонов в питомниках «Усть-Буотама», «Тымпынай» и в вольной группировке достигла 348 особей. Дана характеристика пастбищ, питательности растений, питания, воспроизводства, репатриации в природу и расселения бизонов в Якутии и соседних областях. Бизон в достаточной степени адаптирован к климатическим условиям региона, важнейшими из которых являются продолжительный зимний период, короткое лето и экстремально низкие зимние температуры воздуха. В Центральной Якутии имеется обширная экологическая ниша для существования бизонов в виде мелкодолинных угодий с луговой и кустарниковой растительностью, что позволяет рассчитывать на успешное восстановление исторического ареала рода Bison в Якутии и на сопредельных территориях. Во избежание инбридинга и для поддержания генетической разнородности животных требуются их регулярные выпуски в дикую природу, периодическое пополнение новыми партиями интродуцентов из разных парков Канады.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

479-492 155
Аннотация

В статье проведен обзор исследований термических циклов, структуры и свойств сварных соединений низколегированных и низкоуглеродистых сталей в процессе электродуговой сварки при отрицательных температурах окружающего воздуха. Цель данного обзора – изучение ранее выполненных исследований для использования в разработке обоснованных рекомендаций по сварке стальных мостовых конструкций в зимних условиях. Рассмотрены результаты сопоставления экспериментальных измерений термических циклов сварки образцов с разными размерами, выполненных при комнатных и отрицательных температурах окружающего воздуха (до –50 °С). Показано, что в малых пластинах размерами 200×250×10 мм за счет более интенсивного отражения тепла от краев образца, термические циклы сварки при разных температурах существенно не различаются. В более массивных образцах (размерами 450×250×10 мм) наблюдается увеличение скорости охлаждения участка перегрева сварного соединения по сравнению со сваркой при комнатной температуре. Показано, что при сварке в условиях низких температур скорость охлаждения зоны термического влияния в некоторых пределах можно регулировать изменением погонной энергии сварки. Рассмотрено влияние водорода на образование холодных трещин при сварке низколегированных сталей в условиях отрицательных температур. Металлографический анализ показал, что структурные превращения при сварке сталей различных марок существенно различаются и зависят от химического состава стали и параметров термического цикла сварки. Результаты дилатометрических исследований показывают, что даже разница в содержании легирующих элементов в пределах марочного состава существенно влияет на кинетику превращения аустенита. Таким образом, для определения оптимальных технологических режимов сварки при отрицательных температурах окружающего воздуха необходимо учитывать не только особенности распространения тепла в этих условиях, но и кинетику фазовых превращений и ее влияние на структуру и свойства продуктов распада аустенита. 

493-502 95
Аннотация

Повышенное внимание, связанное с развитием северных регионов страны, в том числе Арктики, делает разработку энергоэффективных технологий важной научно-технической задачей. Одним из ключевых направлений исследований по освоению северных регионов страны является развитие арктического материаловедения, которое подразумевает использование новейших подходов в смежных междисциплинарных областях науки, таких как нанотехнология и электротехнология. Разработка электронагревательного композиционного материала на основе кремнийорганического эластомера (полимерная матрица) и металлизированных многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) ‒ проводящего наполнителя, с функцией защиты от обледенения позволяет создать эффективную электротермическую систему борьбы с наледью. В статье представлены результаты исследования электронагревателя на основе проводящего эластичного композита с эффектом саморегулирования температуры. Для модификации кремнийорганического компаунда использованы МУНТ с металлизированной поверхностью, что позволило усилить чувствительность нагревательных элементов к образованию наледи. Снижение температуры окружающей среды, при которой полимерный композит обладает отличающимся значением электрофизических параметров, формирует эффект адаптивного электронагрева относительно температуры окружающей среды. Результаты проведенных исследований имеют важное практическое значение, так как нагревательные элементы могут обладать различным составом и соответственно эксплуатироваться при низких температурах. Нагревательные элементы могут эффективно подстраивать режим нагрева под температурные условия окружающей среды, что позволяет экономить электрическую энергию. Время нагрева, в течение которого происходит таяние льда, составляет 210 с, и динамика изменения значения потребляемого тока коррелирует с температурой окружающей среды, что соответствует эффекту саморегулирования температуры.

КОНФЕРЕНЦИИ



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


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