Приведены доказательства ошибочности гипотез образования магм путем отделения расплавов в подплавленных породах и холодной гомогенной аккреции Земли. По современным данным о ее горячем гетерогенном образовании магматические породы древних платформ возникали в результате отделения расплавов из фракционировавших разных по составу слоев глобального океана магмы. Мантийные плюмы формировались путем всплывания огромных объемов толеитовых по составу тел эклогитов (затвердевших расплавов магматического океана) в нижней мантии. Их декомпрессионное плавление приводило к образованию основных магм. Процессы их разноглубинного фракционирования обусловили формирование магматических серий различной щелочности и кремнекислотности.

Изучены минералого-геохимические особенности россыпного золота из аллювиальных отложений рек Анабарского района (комплексные золото-алмазоносные россыпи рр. Маят, Эбелях, Уджа, Половинная и Большая Куонамка) с целью определения формационных типов коренных источников золота и участков, перспективных на их обнаружение. Исследование минералого-геохимических особенностей россыпного золота позволило выделить индикаторные признаки, характерные для оруденений малосульфидного золотокварцевого, золотосульфидно-кварцевого, золотосеребряного и золоторедкометалльного формационных типов. На основании выделенных индикаторных признаков россыпного золота установлено, что основными коренными источниками золотоносных россыпей на Анабарском щите и Уджинском поднятии являются рудопроявления малосульфидной золотокварцевой формации. Кроме этого, выдвинуто предположение о формировании на Анабарском щите золоторудных проявлений золотоплатиноидной формации, которые, вероятно, связаны с расслоенными анортозитовыми плутонами Котуйкан-Монхолинской минерагенической зоны. На Уджинском блоковом поднятии предполагается наличие рудопроявлений малоглубинной золотосеребряной формации. В Молодо-Попигайской и Анабаро-Эекитской зонах региональных разломов возможно формирование коренных источников золотосульфидно-кварцевой формации в терригенно-карбонатных толщах. Впервые на территории Анабарского массива прогнозируются коренные источники золоторедкометалльного формационного типа на основании обнаружения в золоте включений самородного висмута, мальдонита и гессита.

Основными нефтегенерирующими отложениями в позднепалеозойском-нижнемезозойском разрезе Вилюйской синеклизы, по мнению большинства исследователей, являются пермские отложения, ОВ которых характеризуется смешанным присутствием гумусовой и сапропелевой составляющих (керогенов II и III). С позиций историко-генетического анализа процессов генерации УВ гумусовым и сапропелевым типами ОВ проведена оценка масштабов нефтеобразования в пермских отложениях Вилюйской синеклизы. В течение временного периода от завершения пермской седиментации до окончания мелового периода пермские отложения последовательно прошли стадии от МК1 до МК3. За этот период сапропелево-гумусовое ОВ пермских отложений могло генерировать от 709 до 1229 млрд. т нефти, что составляет от 8 до 15 % от начальной массы керогена.

Обобщены сведения о распространении солоноватых и соленых грунтовых вод, не замерзающих при отрицательной температуре, в пределах урбанизированных участков территории долины Туймаада. На основе визуального дешифрирования аэрои космоснимков, данных буровых работ и результатов гидрогеохимических исследований просл*ежена трансформация ландшафтных условий при застройке одного из окраинных микрорайонов г. Якутска. Показано влияние прокладки дорог на изменение геоэкологического состояния территории. Проанализирована роль почвеннорастительного покрова в формировании температурного и влажностного режима грунтов сезонноталого слоя. Выявлено, что в долине Туймаада наиболее уязвимыми в отношении возможного формирования субаэральных водоносных таликов и техногенных криопэгов являются участки высокотемпературных грунтов в неглубоких межгрядовых понижениях, маркируемых березняками.

Обоснованы актуальность, научная и практическая значимость решаемых задач, кратко охарактеризованы особенности геокриологических условий участка работ, рассмотрены методика полевых и лабораторных исследований, необходимость применения на участках ледового комплекса инновационного проектирования, обеспечивающего эффективность управленческих и технических решений по регулированию температурного режима земляного полотна (насыпи) и оснований железной дороги АЯМ. Прогноз кинетики температурного режима грунтов основания во времени на участке инновационного проектирования с использованием термоизоляционных материалов выполнен с применением математического моделирования. Полученные результаты не противоречат результатам инженерно-геокриологического мониторинга. Показано, что управленческие решения, обеспечивающие заданные эксплуатационные параметры функционирования железной дороги АЯМ на участке «Ледовый комплекс» и на других ее участках, должны базироваться на совместной оценке (экономической и технической) эффективности используемых инновационных материалов и технологий, из которых изготавливаются стабилизационные системы и их комплексы.

Представлены результаты 35-летнего мониторинга на стационаре «Чабыда» за тепловым состоянием мерзлотных ландшафтов при современном потеплении климата. Анализ многолетних данных метеостанций региона четко показал один из наиболее высоких трендов повышения среднегодовой температуры воздуха на севере России. Установлены количественные закономерности многолетней изменчивости параметров теплового состояния грунтов: температуры грунтов на подошвах деятельного слоя и годовых теплооборотов, глубины сезонного протаивания. Показана динамика теплового состояния слоя годовых теплооборотов при потеплении климата, свидетельствующая о термической устойчивости как высокотемпературных, так и низкотемпературных мерзлых пород. Основным регулирующим фактором теплового состояния грунтов мерзлотных ландшафтов являются короткопериодные колебания режима снегонакопления. Глубина сезонного протаивания характеризуется малой межгодовой изменчивостью, слабо реагирует на потепление климата и тенденции ее увеличения и уменьшения статически незначимы. Результаты исследований теплового режима грунтов можно распространить на однотипные ландшафты региона и являются надежной основой для прогноза теплопереноса в естественных ландшафтах.

Горные породы являются сложными многокомпонентными, гетерогенными, полидисперсными системами, одним из компонентов которых является вода. Фазовый состав поровой воды, процессы ее замерзания и оттаивания во многом определяют структуру, свойства, механическое и тепловое состояние массивов горных пород. Вследствие этого, теория фазового равновесия воды в горных породах при отрицательных температурах является основой теории формирования их свойств, напряженно-деформированного состояния, моделирования процессов теплои массопереноса в них. Разработаны модели фазового равновесия воды в грунтах, где минеральный скелет рассматривается как совокупность частиц с определенной эффективной молярной массой, зависящей от дисперсности и свойств поверхности минерального скелета. Это позволило применить для описания фазового состояния воды в дисперсных средах термодинамику многокомпонентных систем и, в частности, разработать модели фазового равновесия порового раствора в грунтах при отрицательных температурах на основе теории идеальных и регулярных систем. Модели позволяют при максимальном упрощении исследовать закономерности фазового равновесия порового раствора.

Представлены результаты измерений теллурических токов, протекающих по трубопроводам во время геомагнитных бурь, а также измерения электрических токов, протекающих по трубопроводам, проложенным в вечной мерзлоте в Якутии, во время разряда молнии, оканчивающегося на землю вблизи трубопроводов. Измерено влияние постоянного тока, протекающего через металлическую трубу, на изменение потенциала «труба–земля» в части трубопровода длиной 150 м и диаметром 110 мм. Частота встречаемости определенного уровня скорости изменения геомагнитной активности может быть выражена согласно степенному закону с показателем степени порядка –1,7, вероятность превышения данного уровня – по закону lg(P)=–0,0517(dB/dt)–0,1946. Наибольшие колебания высокой частоты отмечены во время фазы восстановления магнитной бухты и соответствуют геомагнитным пульсациям диапазона Pc5 (период вариаций 200–300 с). На трубопроводе на эти пульсации накладываются другие высокочастотные вариации, и они начинают раньше – от максимума бухты возмущения. Во время сильных геомагнитных бурь и грозы на расстоянии 10 км вокруг трубопровода в нем возникают геомагнитные индуцированные токи, достигающие десятков или даже сотен ампер. Вследствие этого повышается потенциал грунт–трубопровод и возможно усиление коррозии трубопровода.

Для дистанционного мониторинга за параметрами нижней ионосферы над сейсмоактивными регионами широко применяют ОНЧ сигналы от радиостанций. Результаты указывают на появления ионосферных возмущений над эпицентром землетрясений, как во время литосферного возмущения, так и до него (предвестник). Для повышения достоверности предложено использование импульсных ОНЧ сигналов от грозовых разрядов-атмосфериков. Возмущение в нижней ионосфере, вызванное литосферными процессами, в основном выражается в виде повышения концентрации электронов и высоты волновода «земля–ионосфера». Изменение параметров ионосферы приводит к изменениям условия распространения сигнала в волноводе. В работе проведено модельное рассмотрение амплитудно-спектральных вариаций низкочастотных сигналов, распространяющихся в волноводе «земля–ионосфера», при возникновении сейсмических возмущений на верхней стенке волновода – в нижней ионосфере. По результатам сопоставления с экспериментальными данными наблюдений ОНЧ сигналов рассмотрены возможные характеристики сейсмических возмущений в нижней ионосфере, обуславливающие наблюдаемые амплитудные вариации сигналов. Установлено, что вариации амплитуды сигналов, проходящих над землетрясениями, будут обусловлены изменением крутизны профиля электронной концентрации и, в меньшей степени, изменением высоты волновода. В то же время в ночных условиях интерференция модовых составляющих сигналов для случая условно малых поперечных размеров возмущения может приводить к дополнительным вариациям амплитуды сигнала при изменении размеров возмущения.

По данным среднегодовых значений пространственно-временных вариаций температуры почвогрунтов (ТП) на глубине 1,6 и 3,2 м показаны квазирегулярные колебания, соответствующие колебаниям атмосферных параметров (приземная температура воздуха – ПТВ, влагосодержание атмосферы – W) и циклам солнечной активности (СА). Были использованы данные сети «ВНИИГМИ–МЦД». По полноте набора данных выбраны следующие временные диапазоны ТП: ст. Покровск (1945–2011 гг.), ст. Томмот (1954–2011 гг.), ст. Чурапча (1959–2011 гг.), ст. Охотский Перевоз (1972–2011 гг.) и ст. Верхоянск (1967-–2005 гг.). С наибольшей частотой проявления температурного режима почвогрунтов стоит отметить квазидвухлетние колебания (КДК). В середине частотного диапазона проявляются колебания от 3 до 6 лет. С наименьшими частотами наблюдаются квазирегулярные колебания, соответствующие фундаментальным циклам СА (Швабе, Хейла и Брюкнера). В работе так же дана оценка пригодности климатических моделей (NCEP/NCAR, NCEP/DOE) для воспроизведения температурного режима почвогрунтов в Якутии.

Проведенные исследования относятся к области фундаментально-прикладных вопросов межфазного взаимодействия и формирования границ наполнитель-матрица при синтезе композиционных систем. Изучены факторы, определяющие прочность закрепления алмаза в твердосплавной матрице высокоресурсных алмазно-абразивных композитов (АК), полученных по гибридной технологии спекания с термодиффузионной металлизацией алмазных частиц и самодозируемой пропиткой легкоплавким металлом. Методами растровой электронной микроскопии, рентгеноструктурного фазового анализа, спектроскопии комбинационного рассеяния, атомно-силовой микроскопии изучены химический состав, морфология и распределение продуктов взаимодействия, природа образующихся углеродных фаз в зоне контакта алмаз-матрица. Выявлено, что повышение физикохимической адгезии алмаза с матрицей при синтезе АК по разработанной технологии обусловлено формированием (в результате термохимического травления металлическим расплавом на начальных стадиях спекания) развитой наносубмикронной шероховатости поверхности алмаза, образованием на ней металлокарбидного покрытия (МП) островкового типа, плотным заполнением имеющихся промежутков нанотолщинными прослойками металла-инфильтрата. Свободный углерод (графит) обнаруживается в небольших количествах в виде отдельных включений микронной размерности. Выявленная многоуровневая иерархия высокоструктурированных морфологических форм элементов переходного слоя обеспечила монолитность и прочность соединения алмаз-матрица.

Приведены результаты изучения структуры упрочненного покрытия, полученного методом электродуговой металлизации порошковой проволоки с тугоплавкими модифицирующими добавками α-Al2O3 разработки Института физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН. Проведены анализ состояния и оценка содержания корунда в износостойких покрытиях. Известно, что покрытия из порошковых проволок характеризуются высокой степенью неоднородности структуры, выделениями избыточных дисперсных и коагулированных фаз, слоистым строением и пористостью. Поэтому остается актуальным вопрос изучения состояния модифицирующих частиц в покрытии с учетом особенностей технологии электродуговой металлизации, для которой свойственна высокая температура дуги, которая может достигать нескольких тысяч градусов, что в свою очередь приводит к выгоранию легирующих элементов. Так как структура покрытий в значительной степени определяет как физико-механические, так и эксплуатационные свойства, то количественный анализ доли тугоплавких включений в покрытиях является актуальной научнопрактической проблемой. В работе проведен металлографический и микрорентгеноспектральный количественный анализ макроструктуры износостойкого покрытия и определена доля включений αAl2O3. Установлено удовлетворительное согласие экспериментальных данных содержания корунда, полученных количественным микрорентгеноспектральным анализом ~10,88%, с данными, полученными различными аналитическими методами металлографии: линейным методом сечений ~10,7% и планиметрическим способом с обработкой в MathCad ~12,2%. Цель настоящей работы – выявление характеристик заполнения порошковой проволоки и содержания включений корунда (α-Al2O3) в структуре износостойкого модифицированного покрытия.

Установлено, что индивидуальные частицы измельченной железной руды Ленского рудного поля имеют полиминеральный состав, первоначально сложены из зерен окислов железа с вкрапленниками зерен преимущественно окислов кремния, алюминия и калия. Порошок восстановленной руды, прошедшей дополнительное обогащение, отличается более высокой дисперсностью и высоким содержанием железа, отсутствием окисла калия. Получены спеченные порошковые материалы на основе алюминия с добавкой порошков восстановленной руды. Установлено, что повышение температуры спекания приводит к уменьшению остаточной пористости прессовок, а снижение концентрации добавки до 22,8 вес. % – спеченных композитов. Увеличение температуры спекания и применение в качестве легирующей добавки порошка восстановленной руды с дополнительным обогащением способствуют повышению твердости образцов.

Приведены морфологическая характеристика, состав и свойства подзолистых почв Центральной Якутии, формирующихся под среднетаежными сосновыми и смешанными сосноволиственничными лесами на рыхлых песчаных отложениях в условиях криоаридного климата. Выдвинута гипотеза формирования полнопрофильных подзолов (Podzols) за счет кратковременного поздневесеннего надмерзлотного переувлажнения оттаявшего слоя, сопровождающегося процессами оглеения и кислотного гидролиза с последующим выносом тонкодисперсных продуктов почвообразования в нижележащие горизонты почвенного профиля. При этом главенствующая роль в формировании подзолистого процесса в данных условиях отводится местоположению почв в рельефе, дренирующим способностям почвообразующих пород и наличию многолетней мерзлоты.

Изучено гумусное состояние почв крупного пастбищного аласа Нал Тюнгюлю, расположенного в 50 км северо-восточнее г. Якутска. В сопряженном ряду аласных почв выявлено наиболее четкое влияние гидротермических условий на уровень гумусонакопления дерново-глееватых почв пояса избыточного увлажнения, чем черноземно-луговых и лугово-черноземных почв поясов нормального и недостаточного увлажнений. Различия выявляются и при сравнении запасов первой и третьей фракций гуминовых кислот, более чем в 2 раза превышающих запасы углерода соответствующих фракций черноземно-луговых и лугово-черноземных почв. Отмечается характерная особенность почв пастбищного аласа Нал Тюнгюлю – отсутствие четких закономерных различий показателей гумусного состояния черноземно-луговых и лугово-черноземных почв поясов нормального и недостаточного увлажнений, установленных ранее в почвах соответствующих поясов сенокосных аласов, что может быть вызвано пастбищной трансформацией гумусовых веществ.

Представлен опыт по применению органических и минеральных макрои микроудобрений при возделывании смородины черной на мерзлотной лугово-черноземной почве Центральной Якутии на фоне орошения. Объектом исследования являлся сорт якутской селекции смородины черной – Якутская (Альго). Опыты проводились по следующей схеме: 1) контроль, без удобрений; 2) NPK; 3) NPK + перегной; 4) NPK + микроэлементы. Проведена оценка обеспеченности исследуемой почвы опытного участка подвижными формами азота, фосфора и калия. При этом использовали стандартные методы их определения. Так, нитратный азот определяли с дисульфофеноловой кислотой, аммиачный азот – с реактивом Неслера, подвижный фосфор – по Гинзбург-Артамоновой, обменный калий – по Масловой. Выявлено, что обеспеченность подвижными формами азота и калия исследуемой почвы Центральной Якутии являлась низкой, а подвижным фосфором – высокой. Изучена динамика пищевого режима данной почвы в условиях различного агрофона. Установлено, что среднее содержание доступных форм азота, фосфора и калия в мерзлотной лугово-черноземной почве повысилось во всех удобренных вариантах опыта по сравнению с контролем. Отмечено, что в течение вегетационного периода смородины черной большая потребность в данных питательных элементах увеличивается в фазу созревания ягод.

Рассмотрено состояние микробоценозов мерзлотных почв Центральной Якутии после пирогенно-индуцированных экзогенных геоморфологических процессов (солифлюкция, поверхностный смыв), вызванных сильным подстилочно-гумусовым пожаром в лиственничном лесу. Сравнивались микробоценозы мерзлотной палевой темногумусовой почвы и стратозема светлогумусового на погребенной почве, образованного за 9-летний период после пирогенно-индуцированного смыва мелкозема с поверхности водораздела. В верхнем (0–20 см) намытом слое стратозема численность аммонификаторов в 3 раза ниже, чем в контрольной палевой почве, мицелиальных грибов и олигонитрофилов – на 1 и 2 порядка соответственно. В палевой темногумусовой почве наибольшая численность микроорганизмов отмечена в темногумусовом горизонте, тогда как в стратоземе пик микроорганизмов наблюдали в погребенном темногумусовом горизонте первичной почвы на глубине 60−80 см.

Предлагается новый взгляд на генезис и строение профиля почв в ландшафтном экотоне тайга – степь Западного Забайкалья, который представлен североазиатскими таежными и центральноазиатскими степными экосистемами. Своеобразие экологических условий почвообразования: континентальность климата, горно-котловинный рельеф, характер почвообразующих пород, особенности гипергенеза, обусловливает формирование почв органо-аккумулятивного отдела. Для этих почв характерен переход от гумусово-аккумулятивной части непосредственно к почвообразующей породе, о чем свидетельствуют физико-химические свойства. В вещественном составе этих почв преобладают фракции мелкого песка и крупной пыли, доминирует вторая фракция гуминовых и фульвокислот. Почвенно-поглощающий комплекс насыщен основаниями. Реакция среды представлена слабокислым и щелочным диапазоном. Гранулометрический состав – супесчано-легкосуглинистый. Срединные горизонты, затронутые почвообразовательными процессами, не выражены или слабо выражены и могут быть представлены на уровне признаков. Перечисленные свойства позволяют классифицировать эти почвы как серогумусовые, темногумусовые и светлогумусовые. Таким образом, на контакте тайга – степь преобладают дерново-степной и дерново-лесной типы почвообразования.

Получены первые сведения о развитии фитопланктона и физико-химическом составе воды для рек системы бифуркации Делькю, представляющих собой единую речную систему, принадлежащую бассейнам Тихого и Северного Ледовитого океанов. Выявлены основные особенности пространственной структуры таксономического состава и количественного развития фитопланктона рек системы бифуркации. Проведена комплексная оценка качества вод по биоиндикационным свойствам водорослей планктона и гидрохимическим параметрам. Полученные сведения о структуре фитопланктона и физико-химических параметрах вод являются фоновыми и представляют основу биомониторинга речной экосистемы. В планктоне нижнего течения р. Охоты обнаружена реликтовая диатомовая водоросль – Pliocaenicus costatus. Находка является пионерной и расширяет ареал реликта на территории Северного Охотоморья.

Рассмотрены вопросы выращивания ярового рапса для стабилизации кормовой базы животноводства Республики Саха (Якутия). Проведены экспериментальные исследования по влиянию оптимальных доз минеральных удобрений на рост, развитие и повышение урожайности зеленой массы рапса на мерзлотных почвах Сунтарского агроландшафта Западной Якутии. С учетом природно-климатических условий и биологической продуктивности Сунтарского агроландшафта установлены оптимальные дозы удобрений для получения максимальной урожайности зеленой массы рапса (при N135P120 K120 до 248,3 ц/га). Доказано, что в фазу цветения суточный прирост в высоту растений рапса составил 2,2–2,7 см независимо от различных уровней минерального питания. В последующие фазы развития увеличение линейного роста растений рапса было стабильным и составило в среднем 4,2–4,7 см. При внесении N180P120K120 отмечена наибольшая высота растений рапса до 95 см. Повышенный уровень питания (N180P120K120) усиливает прибавку урожая растений рапса за сутки в последние фазы развития растений (цветение–стручкование). При этом суточный прирост зеленой массы рапса в период цветение–стручкование составил в среднем 54 г/м². При внесении N135P120 K120 на посевы рапса максимальную прибавку зеленой массы обеспечивает 1 кг азота (до 97,7 ц/га), фосфора (до 76 ц/га) и калия (до 70,3 ц/га). Полученные результаты по оптимальным дозам удобрений в Сунтарском агроландшафте рекомендованы для широкого внедрения в полевом кормопроизводстве по выращиванию зеленой массы ярового рапса в Центральной Якутии.