Preview

Природные ресурсы Арктики и Субарктики

Расширенный поиск
Том 29, № 4 (2024)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Геология и полезные ископаемые

511-526 97
Аннотация

Эвотинский рудно-россыпной район (ЭРР) расположен в центральной части Алдано-Станового щита. В пределах площади известно большое количество золотоносных россыпей, многие из которых на данный момент отработаны. Несмотря на то что район находится в сфере геологического изучения с 30-х годов прошлого столетия, коренные источники для большинства россыпей не установлены. С использованием традиционных минералого-геохимических методов и LA-ICP-MS-анализа проведено исследование россыпного золота ЭРР. Установлено, что самородное золото представлено частицами размером от 0,1 до 1,2 мм преимущественно цементационных, трещинных и интерстициальных форм. Степень окатанности зерен различна. Структурное травление позволило выявить разнофазное, зернистое, концентрически и неяснозональное внутреннее строение золотин. Кроме этого, отмечаются структуры гранулирования и двойникования. LA-ICP-MS-анализ показал присутствие в частицах золота широкого спектра элементов микропримесей. Предполагается, что основными коренными источниками россыпного золота служили рудные проявления, аналогичные месторождению им. П. Пинигина, а также сульфидные и эпитермальные, связанные со щелочным мезозойским магматизмом, которые широко распространены в Центрально-Алданском рудном районе. Не исключается возможность поступления золота из минерализаций, связанных с порфировыми системами и железорудными месторождениями. Присутствие в россыпях частиц рудного облика свидетельствует о близости коренных источников и повышает потенциал территории на обнаружение не выявленных до настоящего времени рудных проявлений.

527-534 80
Аннотация

Изучение скелетных проблематичных остатков из хараютехской свиты верхнего венда, вскрытой в разрезе по правому берегу р. Лена в устье руч. Улахан-Алдьярхай, позволило установить два уровня, характеризующихся находками мелкораковинной фауны (small shelly fossils) из темно-серых известняков. Первый, более древний, состоит из проблематичных скелетных остатков неясного систематического положения и двух морфологических типов ископаемых рода Tianzhushania, которые представляют собой различные стадии эмбрионального развития этого таксона. В составе второго, более молодого, кроме Tianzhushania обнаружены ханцеллорииды Chancelloria sp. и хиолиты Paragloborilus subglobosus. Материалом для исследования послужила коллекция, состоящая из нескольких десятков фосфатизированных ископаемых, полученная в результате обработки каменного материала по стандартной методике химического препарирования, путем растворения известняков в слабом растворе уксусной кислоты (3–5 %). Из полученных результатов можно сделать вывод, что Туорасисский бассейн пассивной окраины Сибирского континента в позднем венде обладал благоприятными условиями для существования и развития микрофауны рассмотренного в статье типа. Все эти находки представляют большой интерес как с палеобиологической, так и со стратиграфической точки зрения. В дальнейшем необходимо провести более детальные работы по изучению морфологии и внутреннего строения эмбрионоподобных ископаемых из хараютехской свиты разреза «Улахан-Алдьярхай» с использованием микротомографа, чтобы подтвердить их эмбриональную природу. Важно осуществить дополнительный отбор из хараютехской свиты на мелкораковинную фауну, для расширения фаунистической характеристики и усовершенствования биостратиграфической основы.

535-542 45
Аннотация

Живетские конодонты обладают очень широким географическим распространением и используются при создании биостратиграфической основы для региональной и глобальной корреляций. В Южном Верхоянье они практически не изучались. Живетские конодонты впервые обнаружены в бассейне руч. Тихий на правом берегу первого левого притока руч. Комар (правобережье р. Восточная Хандыга, хребет Сетте-Дабан). Здесь, на гипсоносных отложениях тихийской свиты согласно залегает карбонатная загадочнинская свита. При государственной среднемасштабной геологической съемке эти свиты картировались под названием бурхалинская серия. Конгломераты, залегающие в основании тихийской свиты, а также пестроцветные отложения базальтового покрова относились геологами-съемщиками к живетскому ярусу. Наши исследования показали, что границу между нижним и средним девоном следует проводить по подошве толщи конгломератов, а пестроцветную вулканогенную толщу с базальтовым покровом следует относить к эмсскому ярусу нижнего девона. В данной статье из пограничных отложений эйфеля и живета по ручью Комар впервые описаны пять таксонов конодонтов, относящиеся к двум последовательным комплексам. Нижний комплекс, характеризующийся конодонтами Dvorakia sp., Icriodus expansus Branson and Mehl, 1938, Polygnathus parawebbi Chatterton, 1974, P. costatus subsp. A., P. parawebbi Chatterton, 1974 и Neopanderodus perleneatus (Ziegler et Lindström, 1971), известен в верхнем эйфеле. Верхний комплекс, представленный подвидами Polygnathus linguiformis linguiformis Hinde, 1879 и P. xylus xylus Stauffer, 1940, характерен для живетского яруса. Граница между эйфельским и живетским ярусами в разрезе Тихий–Комар, вероятно, проходит между пачками 5 и 6. Таким образом, возраст тихийской свиты по конодонтам следует считать эйфельским. По всей видимости, к этому же ярусу относятся базальные слои загадочнинской свиты.

НАУКИ О ЗЕМЛЕ. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

543-552 99
Аннотация

Начиная с девяностых годов прошлого столетия существенно возросла изменчивость климата, стали прослеживаться различные климатические аномалии. На территории криолитозоны и примыкающих регионов наметилась устойчивая тенденция к повышению температуры воздуха, что негативно сказывается на состоянии многолетнемерзлых пород. В связи с этим актуальной становится оценка термической устойчивости многолетнемерзлых пород при современном изменении климата. Предложен геотермический критерий (Gk) для оценки степени влияния изменения климата на температурный режим пород слоя годовых теплооборотов. Gk выражается через безразмерный температурный симплекс t* = (t i /Te) и критерий Фурье. Геотермический критерий предназначен для интерпретации данных, полученных методом термометрии в скважинах. Теоретически обоснована целесообразность использования предложенного критерия на практике, показаны его достаточная универсальность и принципиальная возможность применения для интерпретации данных многолетних натурных наблюдений за формированием температурного режима пород в слое годовых теплооборотов.

553-561 62
Аннотация

В статье показана актуальность развития теории и практики глубокой переработки угля, обусловленная современными трендами развития мировой угольной промышленности и прогнозом понижения спроса на уголь в энергетике за счет введения альтернативных источников энергии. Бурые угли, с учетом их богатейшей базы в Российской Федерации и уникальности их свойств ввиду низкой степени метаморфизма, весьма перспективны как сырье для производства сорбентов для очистки технологических, коммунальных и производственных сточных вод. Целью исследования является разработка технологической схемы щелочной активации бурых углей Дальневосточного региона, позволяющей получать высококачественные сорбенты для адсорбции из жидкой фазы. Исследование проводилось в лабораторных условиях на бурых углях четырех месторождений: Харанорское, Кангаласское, Кировское, Окино-Ключевское. Исследование вариантов проведения операций стадий (подготовки бурого угля к активации, щелочной активации и заключительной обработки) на основании анализа полученных величин адсорбционной активности по йоду позволило подобрать оптимальные параметры, набор и последовательность проведения операций. Разработанная принципиальная технологическая схема щелочной активации бурых углей гидроксидом калия, включает 14 операций, в том числе термовыщелачивание и механоактивацию, позволяет получать сорбенты с высокой адсорбционной активностью по йоду (более 90 %). Результаты исследований по получению сорбентов щелочной активацией бурых углей позволяют говорить о технологической осуществимости, высокой эффективности и перспективности этого направления переработки бурых углей месторождений Дальнего Востока.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. Экология

562-573 54
Аннотация

В результате катастрофических пожаров 2021 г. в Центральной Якутии полностью выгорели леса на огромных территориях – погиб древостой, деградировали лесная подстилка и верхние органогенные горизонты почвы. Резко изменился водно-температурный режим мерзлотных почв, развивающихся в условиях близкого залегания многолетнемерзлой толщи к дневной поверхности. Цель работы – изучение влияния пожара на морфологические и физико-химические свойства палевых почв в первые годы после пожара после гибели древостоя, выгорания подстилки и органогенного слоя почвы. Объект исследования – мерзлотные палевые слабоосолоделые суглинистые почвы в лиственничных лесах Лено-Вилюйского водораздела. Дана подробная информация о растительности, морфогенетическом строении почвенных профилей, проведена параметризация полевой влажности, содержания гумуса, потерь при прокаливании, реакции почвенной среды, суммы обменных оснований и гранулометрического состава почв. Выявлено, что поступление на поверхность продуктов горения в виде золы вызывает подщелачивание с параллельным значительным уменьшением содержания органического углерода в поверхностных слоях. Почвы контрольного участка и гари сильно различаются по морфологическому строению: на гари сформирован пирогенный слой небольшой мощности со слабым экранирующим эффектом, активизировались процессы перемешивания грунта, из-за чего нарушаются горизонтально-направленные естественные границы почвенных горизонтов. Уничтожение теплоизолирующего слоя в виде напочвенного покрова и органогенных отложений способствует сильному нагреву почвы, начинается повышение температуры почвенной массы, увеличение глубины сезонного протаивания. Таяние верхних слоев многолетней мерзлоты и освобождение ранее консервированной влаги приводит к насыщению почвы влагой, что при промерзании почв в зимний период активизирует криотурбацию. В почвах, не тронутых пожарами, мерзлотное перемешивание почвенного профиля выражено слабо. Временное переувлажнение почв на плохо дренируемых грунтах в первые годы после пожаров повышает валеж древесного яруса из-за снижения механического сцепления корней деревьев с грунтом.

574-588 80
Аннотация

Актуальность проведенного исследования вызвана недостатком знаний об особенностях трансформации пойменных фитоценозов арктической зоны под влиянием загрязнения нефтепродуктами. Цель работы заключалась в установлении направленности динамики растительности на участках, подвергавшихся загрязнению вследствие аварийного разлива дизельного топлива. Объектами служили пойменные фитоценозы ручья Надеждинский, рек Далдыкан, Амбарная, Пясина (исток) на фоновых (7 шт.) и загрязненных (8 шт.) участках. Подбор объектов и комплекс проведенных исследований выполнены с применением общепринятых методик геоботанического анализа. В результате мониторинга растительности за 2020–2022 гг. проведена сравнительная аналитическая оценка состояния и установлены направления изменения структуры фитоценозов. Основные динамические процессы происходили за счет появления и исчезновения видов (в 2020 г. учтено 53 вида, в 2021–2022 гг. – 55 видов, относящихся к 17 семействам), изменения проективного покрытия и соотношения таксонов и проявились в соотношении числа и обилия видов разных экологических групп. Прохладные и влажные условия вегетационного периода 2021 г. способствовали появлению на участках видов, тяготеющих к повышенной обводненности почвогрунтов (Equisetum arvense L. subsp. arvense; Equisetum fluviatile L.; Eriophorum scheuchzeri Hoppe; Carex aquatilis Wahlenb.s.str.), а теплые и сухие в 2022 г. повлияли иным образом: эти же виды или исчезли или уменьшилось их проективное покрытие. По характеру динамики растительного покрова в период 2021–2022 гг., независимо от экологического фона участков, преобладали флуктуации: не произошло резкого изменения видового состава и смены эдификаторов. В целом катастрофического влияния загрязнения нефтепродуктами не установлено, произошедшие изменения количественных и качественных характеристик растительных группировок носили узколокальный характер, обусловленный, преимущественно, динамикой погодных условий и особенностями гидрологического режима водных объектов.

589-596 66
Аннотация

Наблюдаемые в настоящее время изменения климата оказывают значительное влияние на состояние и развитие экосистем. Цель работы – анализ взаимосвязи климатических изменений Центральной Якутии и фенологического развития трех видов степных растений местной природной флоры. Объекты исследования – степные виды Gagea pauciflora, Phlox sibirica, Phlomoides tuberosa, принадлежащие к разным ритмологическим группам. В работе использованы материалы многолетних фенологических наблюдений, проведенных по методике И.Н. Бейдеман (1974). Сопряженный анализ многолетних климатических и фенологических данных показал, что меняющийся климат Центральной Якутии вызывает небольшую, но неоднозначную фенологическую реакцию у изученных видов. Наибольшую фенологическую устойчивость в течение 50 лет наблюдений сохраняет эфемероид Gagea pauciflora – все смещения в фенологическом развитии вида выше уровня значимости 0,05. Сезонное развитие вида протекает в течение мая и июня и мало зависит от метеоусловий, что свидетельствует об устойчивости вида к температурным перепадам весеннего сезона. Статистически значимые смещения фенодат выявлены только в фазе окончания вегетации у Phlox sibirica, Phlomoides tuberosa. Инерционность фенологической реакции изученных видов на меняющийся климат Центральной Якутии свидетельствует о широком диапазоне адаптации растений к условиям Севера, что дает возможность им противостоять региональным изменениям климата и сохранять фенологическую устойчивость.

597-607 90
Аннотация

Изучена динамика жирнокислотного состава фосфолипидов в зимне-весенний период (январь–май) в почках Betula pendula Roth в условиях Карелии и Якутии. Для выделения фосфолипидов из суммарных липидов использовали колоночную хроматографию, а для разделения жирных кислот – газовую. Об активности ацил-липидных десатураз судили по величине индексов, отражающих стеароил- (SDR), олеоил-(ODR) и линолеил- (LDR) десатуразные отношения. Показано, что в период внутрипочечного развития зачаточных органов у березы повислой, независимо от места ее произрастания, в фосфолипидах преобладают ненасыщенные жирные кислоты. В период вынужденного покоя среди них превалировали диеновые, но к началу вегетации их доля снижалась на фоне увеличения триеновых жирных кислот. Эти изменения сопровождались небольшим повышением индекса двойной связи. Коэффициент ненасыщенности, напротив, уже в марте возрастал почти вдвое, что особенно явно проявилось в Якутии. Одновременно с этим показаны высокие значения индексов SDR и ODR, косвенно свидетельствующих об активном участии ω9- и ω6-десатураз в поддержании жидкокристаллического состояния фосфолипидов. LDR по значениям было наименьшим, однако к началу вегетации как в Карелии, так и в Якутии оно увеличилось почти в 3 раза. Высказано предположение, что в фосфолипидах почек березы повислой, произрастающей в Карелии и Якутии, в зимне-весенний период жидкостное состояние фосфолипидов мембран клеток меристематических тканей поддерживается за счет высокой активности десатураз, но наиболее заметную реакцию на воздействие температуры среди них проявила ацил-липидная ω3-десатураза. Помимо этого, в Якутии в процессе эволюции у березы повислой выработался дополнительный механизм, связанный со значительным снижением оводненности клеток и тканей, что также способствует сохранению упорядоченного состояния фосфолипидов и их функций, особенно в период действия экстремально низких отрицательных температур воздуха и многолетней мерзлоты.

608-617 53
Аннотация

В статье дана оценка пределов устойчивости к антропогенному воздействию у некоторых представителей сем. Orchidaceae Juss. в связи с планированием природоохранных мероприятий и разработкой научно обоснованных рекомендаций для их охраны. Объектами исследования явились 12 видов сем. Orchidaceae, всего проанализировано 145 геоботанических описаний с участием объектов исследования. Для выявления степени устойчивости видов к антропогенному воздействию использовали показатель гемеробии. Показано, что большинство анализируемых видов относится к неморальной эколого-ценотической группе (ЭЦГ), за исключением Goodyera repens и Calypso bulbosa, являющихся видами бореальной ЭЦГ, и Gymnadenia conopsea, Dactylorhiza maculata и D. incarnata – гигрофильной ЭЦГ. Установлены общие для сообществ с участием исследуемых видов закономерности: в составе сообществ преобладают мезогемеробные виды, второе место занимают олигогемеробные виды, далее следуют b-эугемеробные виды. Доля антропотолерантных видов не превышает 33 %. Для сообществ с участием Cypripedium calceolus и Platanthera bifolia выявлены наиболее широкие пределы устойчивости к антропогенному воздействию при сравнительно низких средних значениях апофитизма по сравнению с другими видами. По значению RHI (реальный индекс гемеробии) большинство исследуемых видов относится к группе умеренно устойчивых к комплексному антропогенному воздействию.

618-627 50
Аннотация

Целью работы является изучение хода зимней спячки сибирского бурундука в широком температурном диапазоне, выявление оптимальной для спячки температур среды и способности к зимовке при относительно низких окружающих температурах. Перед периодом спячки в конце августа трем зверькам, у которых выполнены наблюдения за температурой тела, были проведены операции по хирургическому вживлению термохронов – температурных накопителей DS-1922L-F5. Ритмику спячки четырех бурундуков проводили по изменению температуры в подстилке гнезда,зимовальных домиках зверьков. После перевода зверька в подземную лабораторию, где температура среды была –4 °С, градиент между температурами тела и среды вырос почти на 8 °С, а с понижением температуры среды увеличился до 12÷ 14 °С. Снизилась продолжительность периодов гипотермии, возросла частота пробуждений. Минимальная температура тела была не ниже 1о . Наиболее продолжительные периоды гипотермии отмечены у зверьков в диапазоне температур от –4 до 4 °С, достигая 226 ÷283 ч (9,4–11,8 сут.). Средняя продолжительность интервалов гипотермии за спячку у двух бурундуков, зимовавших при температурах ниже –6 °С, была 73 и 99 ч, у остальных особей 174÷188 ч. Зимняя спячка бурундука в Якутии оптимально проходит в температурном диапазоне от –4÷–6 °С до 5–6 °С. При температурах среды выше 12–14 °С спячка прекращается. Температура среды ниже –6÷–10 °С способствует изменению ритмики спячки, продолжительность интервалов гипотермии становится минимальной, как и при высоких положительных температурах. Полученные материалы, несомненно, расширяют представления о способности к зимней спячки относительно мелких млекопитающих при низких (до –10 °С) температурах среды. Данные могут быть использованы при сравнительном изучении зимней спячки относительно мелких, до 100 г, зимоспящих млекопитающих (хомячки, сони).

628-640 56
Аннотация

В работе представлены результаты исследования морфометрических признаков 358 рабочих особей норового шмеля Bombus lucorum, отловленных в долине Средней Лены (Центральная Якутия) и в долине р. Яна (Центральное Верхоянье, Северо-Восточная Якутия). Проведен однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ. Шмели Центрального Верхоянья отличаются от особей из Центральной Якутии более крупными размерами тела и крыла, но различия достигают статистически значимого уровня только по промерам ширины спинки и брюшка (p < 0,01), а также по всем промерам переднего и заднего крыльев (p < 0,001). По-видимому, такие изменения возникли в процессе эволюции как приспособление к обитанию в более суровых природно-климатических условиях. Рабочие особи B. lucorum, отловленные во второй половине лета, статистически значимо крупнее, чем в начале летнего периода. Отмечено наличие различий на уровне двух микропопуляций долины р. Яна: шмели, собранные в нетрансформированном биотопе, крупнее, чем на месте послепожарной сукцессии, это может быть обусловлено различиями в обилии трофических ресурсов. В долине Средней Лены размеры тела B. lucorum статистически значимо зависят от кормовых объектов: особи крупного размера предпочитают более крупные растения и крупные соцветия. Таким образом, размеры и пропорции тела рабочих особей B. lucorum в условиях Севера зависят от многих экологических факторов, включая климатические и биотопические условия и обеспеченность трофическими ресурсами.

641-650 51
Аннотация

Возведение линейных сооружений оказывает влияние на жизнедеятельность диких копытных в Якутии, нарушая целостность природной среды за счет фрагментации лесных массивов, сокращения площадей лесных биоценозов и местообитаний диких животных. В 2015–2022 гг. проведены исследования по выявлению воздействия железной дороги Беркакит–Томмот–Нижний Бестях на перемещения диких копытных в Центральной Якутии. В зимние периоды (ноябрь–январь) проведены семь маршрутов общей протяженностью 280 км на отрезке железной дороги протяженностью 40 км. Всего в разные годы зарегистрировано 115 следов четырех видов диких копытных – сибирской косули, дикого северного оленя, благородного оленя и лося. Установлено, что негативная роль инженерно-технического сооружения на перемещения диких копытных была выражена только в начальный период строительства железной дороги, когда на фоне высокого уровня фактора беспокойства и появления незнакомого животным искусственного объекта были нарушены естественные пути перемещений диких копытных, которые восстановились с завершением строительства этой магистрали. Дикие копытные по-разному реагировали на незнакомый искусственный объект. Переходы дикого северного оленя через железную дорогу начали отмечаться уже в первый год после завершения ее строительства, косули и благородного оленя – через 1 год, лося – через 6 лет. Естественные пути перемещений диких копытных восстановились спустя 4–5 лет после строительства железной дороги. Происходящие сукцессии растительного покрова на преобразованных ландшафтах леса вдоль железной дороги улучшили кормовую базу для косули, благородного оленя и лося, благодаря появлению в изобилии травяно-кустарникового покрова, способствовали возникновению новых альтернативных биотопов на нарушенных природных территориях. Таким образом, железная дорога Беркакит–Томмот–Нижний Бестях на современном уровне интенсивности эксплуатации не представляет собой серьезной угрозы, ограничивающей пути перемещений диких копытных.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

651-660 153
Аннотация

В работе представлено получение углеродных порошков, содержащих графеновые чешуйки. Синтез проводился методом быстрого джоулева нагрева смеси мелкодисперсного порошка полипропилена и технического углерода при соотношении 1:1. Для проведения процесса разработан и сконструирован экспериментальный макет установки, основой которого являются конденсаторный блок с общей емкостью 32 мФ и индуктор номиналом 24 мГн. Расчетная температура синтеза составила до 2200 °С при длительности около 32 мс. Для использования в качестве пропитывающего состава для стекловолокон был приготовлен раствор, включающий коллоидную дисперсию эпоксидной смолы, аминный отвердитель в смеси деионизированной воды и этилового спирта в отношениях 4 : 0,6 : 10 и 1 масс. % полученного углеродного порошка и технического углерода. Из исследований спектров комбинационного рассеяния света и оптической плотности в УФ-диапазоне следует, что синтезированные углеродные порошки содержат графеновые чешуйки с латеральными размерами до 13 нм. Элементный анализ показыает, что в пропитанном волокне наблюдается значительное повышение содержания атомов углерода по сравнению с исходным стекловолокном. Электрические измерения температурных зависимостей вольт-амперных характеристик показали наличие электропроводности при низких температурах, соответствующей сопротивлению до 8 МОм/кв. В перспективе, электрическая проводимость может быть повышена за счет повышения мощности разряда. Разработанный макет установки для проведения быстрого джоулева нагрева обладает потенциалом внедрения в область рациональной переработки пластиковых отходов. Полученные углеродные порошки могут выступать в качестве модифицирующих добавок для стекловолокна, используемых для создания стеклофибробетонов.

661-674 63
Аннотация

В современном материаловедении ключевым стратегическим направлением является создание высокопрочных композиционных материалов на основе полимеров. Для решения данной задачи эффективно использование в качестве модификаторов полимерной матрицы волокнистых наполнителей, которые способствуют существенному повышению несущей способности. В работе рассматривается влияние базальтового и углеродного волокон на механические, трибологические свойства и на процессы структурообразования в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ). Концентрация волокнистых наполнителей составляла 5, 10 и 20 мас.%, они были введены в полимерную матрицу без дополнительной модификации. Установлено, что композиты с 20 мас.% углеродного волокна отличаются наибольшим повышением модуля упругости – на 66 % и снижением коэффициента трения на 65 % относительно исходного полимера. Кроме того, наблюдается снижение скорости изнашивания на 23 %. При введении углеродного и базальтового волокон в СВМПЭ зафиксировано повышение предела прочности при растяжении на 37 и 28 % соответственно. Методом ИК-спектроскопии исследованы поверхности трения композитов, установлено, что оба волокна не влияют на трибохимические процессы при изнашивании. Морфология поверхностей трения композитов свидетельствует о преимуществе углеродного волокна по сравнению с базальтовым, участии УВ в ориентационных эффектах и формировании износостойкого слоя. Разработанные материалы могут быть использованы для изготовления антифрикционных изделий, в частности для высоконагруженных опорных частей скольжения мостовых конструкций.



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


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