Термокарст (процесс вытаивания подземных льдов)

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Термокарстовые процессы вызывают образование просадок, провалов, ъ также переходных тепловых и других процессов.  [1]

Термокарстовые процессы широко развиты на поверхности Яно-Индигирской, Колымской, Ванкаремской, Чаунской, Анадырской и других низменностей, в межгорных котловинах и речных долинах Северо-Востока, где в аллювиальных отложениях залегают повторно-жильные льды.

Наиболее крупные и четко выраженные термокарстовые формы рельефа образуются в местах распространения повторно-жильных, инъекционных и сегрегационных льдов. Наименее подвержены термокарсту рыхлые породы, содержащие лед-цемент.

Обратите внимание

Наиболее интенсивно термокарст протекает в относительно однородных по фациальному и литологическому составу тонкодисперсных ( суглинвсто-супесчаных) аллювиальных и озерно-аллювиальных отложениях, обладающих высокой льдистостыо.

В южной части территории термокарстовые процессы проявляются локально ( бассейны рек Селемджи, Зеи, Бурей и др.) и обусловлены чаще всего протаивавшем жильных льдов и ледяных ядер, встречающихся в плоскобугристых торфяниках.  [2]

Развивающиесятермокарстовые процессы ведут к образованию просадок, провалов, а также склоновых процессов — солиф-люкций, оползней. Все это вызывает нарушение экологического равновесия, так как большая часть этих процессов ведет к разрушению природных ландшафтов, а иногда к полной или длительной утрате их биологической продуктивности.

Отсутствие растительной изоляции ведет к расчленению рельефа, заболачиванию территории.

Особенно существенным становится нарушение растительности на неустойчивых ландшафтах, представленных болотными системами, приводящее к активному вытаиванию льдов, водонасыщению протаивающих отложений, нарушению их структуры и развитию течения на поверхности льдонасыщенного грунта.

В силу того, что подавляющее количество сильнольдинистых грунтов-торфяников, суглинков, супесей, глин при переходе в такое состояние характеризуется очень низкими сцеплением и сопротивлением сдвигу, движение грунта может начаться при ненарушенном покрове. Характер загрязнения почвогрунтов на второй и третьей стадиях определяется главным образом проницаемостью грунта.  [3]

В результатетермокарстовых процессов образуются крупные термокарстовые котловины или термокарстовый озерно-холмистый рельеф, широко развитые на высоких поймах и на террасах крупных рек. В восточной части Оленекского плато и на Лено-Оленек — Вилюйском междуречье развиты мелкие термокарстовые западины, развивающиеся по сегрегационным и повторно-жильным льдам.  [4]

На аккумулятивных равнинах с мощными пластовыми льдами развитытермокарстовые процессы. Термокарстовые котловины в условиях поднятий довольно быстро дренируются.  [5]

Важно

Наличие повторно-жильных и инъекционных льдов предопределяет возможность развитиятермокарстовых процессов при малейших изменениях климата в сторону потепления. Термокарстовые образования широко развиты в районе оз.  [6]

В формировании современного облика поверхности Западно-Сибирской плиты важное значение имеюттермокарстовые процессы. Закономерности их развития часто являются определяющими при инженерно-геологической оценке территории для строительства.  [7]

Необходимо отметить, что вытаивание ледяных жил в льдистых минеральных грунтах и торфяниках обычно сопровождаетсяинтенсивными эрозионными и термокарстовыми процессами, что приводит к разрушению, часто весьма быстрому, части или всего массива, содержащего ледяные жилы.  [9]

В условиях Крайнего Севера налет компонентов разлитой промывочной жидкости на снеге и грунте интенсивно поглощает солнечные лучи, вызывая последующее таяние снега и вытаивание подземных льдов. Развивающиесятермокарстовые процессы ведут к образованию просадок, провалов, а также склоновых процессов-солифлюкций, оползней.

Все это вызывает нарушение эколргического равновесия, так как большая часть этих процессов ведет к разрушению природных ландшафтов, а иногда к полной или длительной утрате их биологической продуктивности. Отсутствие растительной изоляции ведет к расчленению рельефа, заболачиванию территории.

Особенно существенным становится нарушение растительности на неустойчивых ландшафтах, представленных болотными системами, приводящее к активному вытаиванию льдов, водонасыщению протаивающих отложений, нарушению их структуры и развитию течения на поверхности льдонасыщенного грунта.

В силу того, что подавляющее количество сильнольдинистых грунтов-торфяников, суглинков, супесей, глин при переходе в такое состояние характеризуется очень низкими сцеплением и сопротивлением сдвигу, движение грунта может начаться при ненарушенном покрове.  [10]

В условиях Крайнего Севера налет компонентов разлитой промывочной жидкости на снеге и грунте интенсивно поглощает солнечные лучи, вызывая последующее таяние снега и вытаивание подземных льдов. Развивающиесятермокарстовые процессы ведут к образованию просадок, прюва-лов, а также склоновых процессов-солифлюкций, оползней.

Совет

Все это вызывает нарушение экологического равновесия, так как большая часть этих процессов ведет к разрушению природных ландшафтов, а иногда к полной или длительной утрате их биологической продуктивности. Отсутствие растительной изоляции ведет к расчленению рельефа, заболачиванию территории.

Особенно существенным становится нарушение растительности на неустойчивых ландшафтах, представленных болотными системами, приводящее к активному вытаиванию льдов, водонасыщению протаивающих отложений, нарушению их структуры и развитию течения на поверхности льдонасыщенного грунта.

В силу того, что подавляющее количество сильнольдинистых грунтов-торфяников, суглинков, супесей, глин при переходе в такое состояние характеризуется очень низкими сцеплением и сопротивлением сдвигу, движение грунта может начаться при ненарушенном покрове.  [11]

Уваркин ( 1970), за счет того, что с юга на север улучшаются условия для развития термокарста в связи с возрастанием площади распространения многолетнемерзлых толщ и их льдистости. Одновременно в этом же направлении наблюдается ухудшение теилофизических предпосылок для развитиятермокарстового процесса за счет постоянного уменьшения теп-лообеспеченности территории.

Однако криогенное строение мерзлых, пород, высокое содержание льда в них оказывается главенствующим при существующих условиях теплообеспеченности фактором интенсивного развития современного термокарстового процесса в этих районах. Здесь же широко развиты и древние термокарстовые формы рельефа.

Древние термо-карстовые формы, сформировавшиеся в период климатического оптимума, здесь развиты нешироко.  [12]

Среди экзогенных геологических процессов, существенно осложняющих освоение территории, в первую очередь необходимо отметить широкое развитие пучения итермокарстовых процессов и созданных ими форм рельефа — термокарстовых понижений, бугров и площадей пучения, а также сильную заболоченность и заторфованность многих районов области. В районах, прилегающих к Обской губе, и в пределах Северо-Тазовской возвышенности существенные затруднения при проведении линейного строительства могут быть вызваны значительной эрозионной расчлененностью территории.  [13]

Инженерно-геологическое значение выделенных криогенных и посткриогенных образований при освоении северных районов Русской платформы очень велико.

Обратите внимание

Так, процессы пучения, развивающиеся в непосредственной близости от инженерных сооружений ( дорог, взлетно-посадочных полос, трубопроводов, опор линий электропередач и др.), как правило, приводят к их деформации или даже полному разрушению.

Еще более катастрофическими могут быть последствия проявлениятермокарстовых процессов, в особенности если происходит вытаивание повторно-жильных льдов.  [14]

Наличие многолетнемерзлых пород обусловливает развитие различных криогенных и посткриогенных процессов и явлений, существенно осложняющих освоение территории ( см. гл.

Наибольшее распространение и наиболее важное инженерно-геологическое значение среди них имеютпучинные и термокарстовые процессы, достаточно активно изменяющие современные условия области, а также сезонное промерзание — протаивание пород.

На севере области преобладают устойчивые и длительно устойчивые преимущественно континентальные и реже повышенно континентальные типы сезонного протаивания грунтов. Глубины его здесь изменяются от 0 3 — 0 5 м в торфе до 1 0 — 1 7 м в песчаных отложениях.

При движении на юг указанные типы сезонного протаивания грунтов сменяются полупереходными и переходными континентальными и повышенно континентальными типами. При этом глубины протаивания возрастают до 0 5 — 0 8 м в торфах и 1 5 — 2 0 м в песках. Сезонно промерзающие песчаные грунты, развитые в южной части области, характеризуются переходным, преимущественно континентальным типом сезонного промерзания.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id346905p1.html

Наука и технологии // Разведка и разработка

Термокарст — это процесс просадки земной поверхности, образующейся при протаивании льдистых мерзлых пород и вытаивании подземного льда; это и процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород вследствие вытаивания подземного льда.

При этом образуются воронки, провалы, аласы, внешне напоминающие карстовые формы рельефа.

Термокарст имеет что-то общее с карстом в растворимых породах, лишь в своих внешних, морфологических проявлениях, сущность же процессов, его определяющих, совершенно иная.

Преимущественно распространен в области развития многолетнемерзлых горных пород.

Важно

Термин введён в обращение в 1932 г М.Ермолаевым, проводившим исследования на Большом Ляховском острове.

Термокарст развивается только в рыхлых отложениях в виде жильных льдов, линз сегрегационного льда, диффузного цемента или ледяного ядра гидролакколита. Наиболее часто термокарст наблюдается на плоских горизонтальных или слабонаклонных поверхностях, особенно в наиболее пониженных местах рельефа.

Причиной возникновения термокарста служит такое изменение теплообмена на поверхности почвы, при котором либо глубина сезонного оттаивания начинает превышать глубину залегания подземного льда или сильнольдистых многолетнемёрзлых пород, либо происходит смена знака среднегодовой температуры и начинается многолетнее оттаивание мёрзлых толщ.

Формы термокарстового рельефа и микрорельефа зависят от того, какие типы льдов и льдистых пород подвергаются оттаиванию, а также от особенностей распространения льда в мёрзлых породах, форм их локализации и тд.

В Западной Сибири, где термокарст развивается главным образом на участках, содержащих пластовые залежи подземных льдов, термокарстовые котловины называются хасыреями.

В Якутии такие котловины, образовавшиеся при вытаивании пород «ледового комплекса» с повторно-жильными льдами, называют аласами.

Впадины-аласы могут возникать и когда термокарстовый процесс начинается с вытаивания жильных льдов полигонального или тетрагонального типа.

Если вытаивание жил происходит при хорошем оттоке воды, а блоки пород, вмещающие жилы льда, сложены малольдистыми достаточно прочными породами, то формируются останцы пород — байджерахи, отдельные холмы или бугры в несколько метров высотой.

Совет

Термокарстовые формы рельефа наиболее широко распространены в субарктическом поясе северных приморских низменностей.

В южных районах Сибири преобладают эпигенетически сформировавшиеся сегрегационные льды, залегающие в виде линзообразных прослоек, а многолетнемерзлые грунты клиновидно-жильных льдов встречаются редко. Глубина залегания сегрегационных льдов значительно больше глубины летнего оттаивания горных пород.

В связи с этим начало развития термокарстового процесса здесь чаще всего оказывается вызванным явлением общей деградации мерзлоты в связи с общим потеплением.

Термокарст проявляется обычно в виде небольших термокарстовых озер.

Оседание и провал свода гидролакколита в летнее время вследствие таяния ледяного ядра представляют также термокарстовое явление.

За пределами термокарста встречаются реликтовые термокарстовые формы рельефа, часто существенно преобразованные процессами денудации, эрозии и тд.

Источник: https://neftegaz.ru/science/view/972-Termokarst-obrazuyuschiysya-pri-protaivanii-ldistyh-merzlyh-porod

Геологические процессы в многолетней мерзлоте

Поиск Лекций

Формы рельефа ледниковой экзарации.

Разрушительная работа ледников называется экзарация.При своём передвижении ледник производит огромную разрушительную работу,которая зависит от давления.Обломки пород,вмерзшие в ледник образуют царапины-«ледниковые шрамы».

На дне ледниковых долин встречаются отельные скальные выступы,сглаженные и отполированные льдом-«бараньи лбы».Их скопления называют «курчавыми скалами»(встречаются в Карелии).Огромные глыбы разрушительных скал,перенесенные ледником на большие расстояния,получили название- «эрратические валуны».

С деятельностью ледников связано и формирование «трогов»,которые образуются при движении ледника по долинам горных рек.Приподнятая часть трога-поперечный скалистый порог,сложенный прочными породами,называется «ригель»,а углубления-«ванны выпахивания».

Обратите внимание

Результатом экзарационной деятельности ледников являются и «ледниковые цирки»-это гигантские чаши с почти отвесными склонами,открытые только с одной стороны в горную долину.

Ледниковая аккумуляция.Морены и аккумулятивные формы рельефа.

Переносимая льдом масса обломков горных пород,подразделяется на внутреннюю, поверхностную и донную.

Читайте также:  Пожарная безопасность родителям

Внутренняя морена хорошо выражена лишь на участках сжимающих течений, когда обломочный материал переносится от подошвы ледников к их поверхности.

Поверхностная морена разделяется на боковые моренные гряды и гряды срединных морен. Она имеет тенденцию расползаться по поверхности области абляции.

Придонный лед всегда обогащен моренным материалом (придонная морена).

Комплекс процессов, приводящих к преобразованию влекомой морены в отложенную, называют- ледниковой аккумуляцией.

В зависимости от механизма аккумуляции морены, выделяются фации и подфации ледниковых отложений:

1 – основная морена – образуется в подледных условиях в процессе донного таяния мореносодержащего льда. При этом происходит отложение отдельных обломков горных пород и линз (чешуй) придонной морены;

2 – абляционная морена – в формировании участвуют два механизма, ведущих в образованию подфаций:

Основная морена – массивная порода, уплотненная под давлением льда, обычно с ясно выраженными гляциодинамическими текстурами и высоким содержанием ледогранников; характерна ориентировка обломков, совпадающая с направлением движения льда. Абляционная морена – обычно более рыхлое и более глинистое образование, чем основная морена; несет следы действия талых вод.

Геологические процессы в многолетней мерзлоте.

Криолитозона – зона многолетней мерзлоты, которая занимает порядка 25% площади суши Земли. Своим возникновением криолитозона, обязана четвертичным оледенениям.

Происходящие в зоне многолетней мерзлоты геологические процессы связаны, в первую очередь, с расклинивающим горные породы действием замерзающих подземных вод.

Важно

Это действие зависит:1) от условий залегания и режима подземных вод.2) характера подземных льдов.

По времени образования выделяют два главных типа подземных льдов: сингенетические и эпигенетические.

Сингенетические льды возникли синхронно с формированием горных пород территории. Они представлены такой разновидностью, как погребенные льды – захороненные под слоем морены блоки ледника.

Эпигенетические льды образовались после накопления горных пород. В их числе выделяют несколько разновидностей.

а)Конституционные льды лидируют по объему в составе всех подземных. Они возникают при промерзании увлажненных горных пород, или при замерзании подземных вод при их приближении к мерзлым грунтам.

б) Инъекционные льды образуются при внедрении в мерзлые породы напорных подмерзлотных вод. Жильные льды представляют собой интрузии льда в кристаллических породах.

Подземные воды в мерзлых породах по условиям залегания можно разделить на 3 типа. Надмерзлотные воды представлены в сезоннооттаивающем (деятельном) слое, в жидком виде напором они не обладают. Межмерзлотные воды приурочены к таликам (прослоям и линзам не замерзших пород), находящимся внутри мерзлого слоя.Подмерзлотные воды лежат глубже мерзлых пород, часто обладают напором.

Морозное выветривание является главнейшим самостоятельным процессом криолитозоны. Именно благодаря морозному выветриванию, в составе поверхностных пород зоны многолетней мерзлоты широко распространены алевриты.

Совет

Термокарст – это процесс вытаивания подземных льдов и последующего проседания земной поверхности. Он происходит тогда, когда глубина сезонного оттаивания грунтов превышает глубину залегания подземных льдов.

Склоновые процессы криолитозоны включают крип, солифлюкцию, курумообразование и др. Крип – это медленное сползание по склону горных пород под действием силы тяжести. В условиях мерзлоты процессы пучения поднимают поверхностные породы в направлении, перпендикулярном склону холма.

Во время таяния крупные обломки оседают вниз, с каждым циклом таяния оказываясь все ниже по склону. Солифлюкция – медленное течение пород. С приходом теплого сезона оттаивает поверхность склона. Лежащие глубже породы скованы льдом и играют роль водоупора.

Поверхностные породы насыщаются талой водой и приходят в движение, оплывая вниз по склону со скоростью до нескольких сантиметров в год. Накапливающиеся таким путем у подножия слои называются солифлюксием. Курумообразование – это процесс выдавливания на поверхность крупных обломков.

В холодный сезон крупные валуны промерзают быстрее, чем окружающие песчаные или глинистые породы. Возникающие под валунами линзы льда приподнимают их. В теплое время валун быстрее прогревается, лед под ним тает. Талая подземная вода захватывает мелкие частицы и отлагает их под валуном, не позволяя тому опуститься на первоначальную глубину.

В результате многократного повторения процесса, крупные обломки, выдавленные на поверхность, формируют каменные поля и каменные реки, или курумы. Находящиеся на склоне курумы могут двигаться вниз под действием солифлюкции.

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://poisk-ru.ru/s22667t2.html

Экология СПРАВОЧНИК

Термокарст на склоновых участках вследствие возникновения эрозии развивается значительно интенсивнее, чем на горизонтальных, и уменьшает устойчивость склонов.[ …]

Термокарст — неравномерное проседание или провал почвы и подстилающих ее слоев горных пород вследствие вытаивания из них включений льда.

При этом на дневной поверхности образуются понижения, в которых скапливается вода, способствующая более глубокому протаиванию многолетнемерзлого грунта.

Обратите внимание

В последующие годы просадка увеличивается, а вместе с ней и количество воды в понижениях; образуются мелкие термокарстовые водоемы. Отепляющее воздействие воды и развивающиеся склоновые процессы приводят к разрушению берегов водоемов и происходит их слияние.[ …]

Явление термокарста сопровождается локальным оседанием трубопровода, что может привести к его разрыву.[ …]

Они имеют наибольшее развитие в отложениях среднего и верхнего плейстоцена, осложненных флювиогляциальными процессами.[ …]

Строительство скважн в районах многолетней мерзлоты приводит к развитию термокарста и просадкам, что вызывает нарушение природных ландшафтов.

Известны случаи аварий из-за протаивания мерзлых пород в прискважинной зоне под действием тепла в процессе бурения.

В результате разрушения многолетнемерзлых пород может начаться интенсивное фонтанирование нефти и газа через устье или по заколонному пространству. Возможно также образование приустьевых кратеров, размеры которых в поперечнике достигают 250 м.[ …]

Проседание грунта обратной засыпки вдоль траншеи, в том числе и вследствие термокарста, привело к резкому усилению вдольтраншейной эрозии на склонах. Мониторинговое аэрофотографирование в 1986 г.

показало, что примерно 30 % траншеи имеют выраженное проседание обратной засыпки и часть ее — с эрозионными проявлениями. Вне пределов траншей в большинстве случаев зарегистрирована плоскостная эрозия с частыми бороздами глубиной до 10 см.

Важно

Однако были зарегистрированы случаи образования эрозионных канав глубиной от 20 см до 3 м.[ …]

В рассматриваемом случае первичные последствия — развитие эрозии, оврагов, термокарста, а вторичные — ухудшение условий питания животных и др.[ …]

В районе размещения данного объекта распространены следующие опасные явления: термокарст, термоэрозия, морозобойное растрескивание, пучение грунтов, а также эоловые процессы.[ …]

Эти процессы и в естественных условиях являются геологическим и геоморфологическим факторами, изменяющими рельеф местности.[ …]

К числу процессов, развивающихся за счет оттаивания мерзлотных грунтов и вытаивания льда при антропогенном тепловом воздействии, относится термокарст. Антропогенный термокарст сопровождается образованием воронок, котловин, карстовых озер и др.

На склонах развиваются оползни, обвалы, сели и др. Возможно развитие термокарста при строительных работах в северных районах. Различные выемки в грунте могут способствовать протаиванию. Строительство нефтепроводов может сопровождаться указанными явлениями.

[ …]

К необратимым последствиям следует отнести такие, которые приводят к качественному (трудно восстановимому) изменению окружающей среды, например термокарсты, оползни, деформация русла реки.[ …]

Тем не менее начальная стадия овраго-образования — промоина, возникающая на месте локального нарушения сплошности почвенно-растительного покрова при наличии уклона поверхности и водотока, обусловлена в основном развитием процесса термоэрозии [5].[ …]

Совет

В действительности все криогенные процессы связаны между собой и зачастую переходят друг в друга. Поэтому необходим комплексный подход к прогнозированию совокупности инженерно-геокриологических процессов.[ …]

Зонально географические условия территории Ямбургского месторождения обусловливают две группы факторов, оказывающих противоположное влияние на динамику термоэрозионных процессов.[ …]

Сложность этой взаимосвязи заключается в том, что, с одной стороны, указанные процессы могут быть причиной возникновения и развития оврагов в естественных условиях и стимулировать рост овражности, а с другой — в ряде случаев способствовать их замедлению или прекращению. Необходимым условием возникновения термоэрозии при наличии водотока является нарушение почвенно-растительного покрова.[ …]

Следовательно, несмотря на достаточно низкую температуру грунтов, разрушение растительного покрова привело к образованию просадочных форм рельефа, т. е. к разрушению термокарста.[ …]

ТЕРМОКАРСТ — образование про-садочных, провальных форм рельефа, бугров и подземных пустот в результате вытаивания мерзлого грунта. Т. усиливается при хозяйственном освоении территории, поэтому требует специальных мер (строительство на сваях, использование термоизолирующих подушек и т. п.). Ср. Карст.[ …]

Специфические изменения окружающей среды происходят при хозяйственном освоении северных районов. Нарушение условий теплообмена приводит к развитию криогенных физико-геологических процессов, таких, как термокарст, криогенное пучение, термоэрозия и другие.[ …]

В большинстве случаев предпочтительнее отказаться от устройства валов на прилегающей к участку территории, так как дополнительное техногенное воздействие может привести к катастрофическому оврагообразованию, термокарсту, со-лифлюкции и другим нежелательным последствиям.

Вместо этого сохраняется направление концентрированных стоков по уже имеющемуся оврагу, по поверхности которого после выполаживания и засыпки устраивается специальная ложбина стока.

Обратите внимание

Основание ложбины выполняется из ППС первого типа [4], а поверхностное покрытие — из ППС второго типа [5].[ …]

Большой ущерб природной среде наносит применение в теплый период тяжелого гусеничного транспорта. Гусеницы тракторов и вездеходов разрывают дернину, что ведет к протаиванию многолетнемерзлого слоя, развитию эрозии и термокарста.

В отдельных районах тундры достаточно расчистить грунтовую площадку, чтобы через несколько лет она превратилась в озеро.

Поэтому для работы в условиях Крайнего Севера применяют новые типы транспортных средств с низким удельным давлением на грунт, высокой проходимостью и грузоподъемностью, не нарушающих почвенно-растительный покров.[ …]

Удаление растительности, торфяного слоя и почвы обнажает пески или пылеватые суглинки, в результате происходит их про-таивание, активно развиваются процессы водной и ветровой эрозии, что приводит к быстрому развитию оврагов, термокарста и появлению техногенных пустынь.[ …]

Есть основания утверждать, что при условии снятия техногенной нагрузки на грунты оснований и применении рекомендованных мероприятий по защите территории от опасных инженерно-геокриологических процессов и явлений большинство этих процессов (термокарст, термоэрозия, эоловые процессы, обводнение территории) будут находиться в стадии стабилизации или затуханиия. Это хорошо прослеживается в зонах действия УКПГ-1, -2, -3, -4, -5, -8, которые уже построены и эксплуатируются. На этих территориях почти полностью восстановился напочвенный растительный покров, нарушение которого было определяющим фактором развития или активизации деструктивных процессов. Локальные проявления термокарста, термоэрозии и эоловых процессов на этих территориях зарегистрированы в основном в местах бывшей разработки карьеров грунтов, на которых не проведена техническая и биологическая рекультивация.[ …]

К первым можно отнести: повышение уровня Мирового океана (современная скорость подъема вод составляет примерно 25 см за 100 лет) и его отрицательные последствия; нарушение стабильности “вечной мерзлоты” (увеличение протаивания грунтов, активизация термокарста и пр.) и др.[ …]

Опасные геологические процессы и явления способны проявиться в любых ландшафтных зонах, но наиболее легко они провоцируются при антропогенном вмешательстве в условиях многолетнемерзлых пород: термопросадка, термокарст, солифлюкция, деградация мерзлоты, образование наледей и морозное пучение.[ …]

Важно

Наконец, материальный ущерб обусловливается снижением или ликвидацией материальных ценностей окружающей среды. Примером тому могут служить загрязнение нефтью сельскохозяйственных земель или рыбохозяйственного водоема, просадка и разрыв трубопровода в результате образования термокарста и т. д.[ …]

Характерной особенностью является выраженный термо-карстово-термоэрозионный характер развития овражной системы. На нарушенных проездами техники участках первоначально образовались термокарстовые просадки грунта, а затем по просадкам концентрируются талые, дождевые, ливневые стоки; термокарст также вносит существенный вклад в питание овражного водотока.[ …]

В случае техногенно «спровоцированных» гравитационно-мерзлотных явлений создаются условия для создания местного базиса эрозии. В результате за счет резкой активизации мерзлотных процессов, связанных с оттаиванием пород (термокарст, термоэрозия и т. д.), происходит деградация почвенно-растительного покрова.[ …]

К отрицательным последствиям парникового эффекта локального характера, особенно для России, где почти 50% ее территории занято многолетнемерзлыми поро пми (вечной мерзлотой) можно отнести: увеличение сезонного протаивания грунтов, что создаст угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, активизация процессов термокарста, заболачивание, ухудшение состояния лесных массивов на вечной мерзлоте и др. По линии ЮНЕСКО начала осуществляться Международная программа “Глобальная система наблюдений за уровнем моря” (ГЛОСС), которая в будущем поможет уменьшить негативные последствия значительного повышения уровня Мирового океана на прибрежные экосистемы.[ …]

В свою очередь такие, казалось бы, кратковременные и локальные механические воздействия, как разовые проезды в летнее время или только зимники (временные дороги), не должны существенным образом сказываться на геокриологической обстановке.

Однако эти воздействия дают толчок началу развития более длительных процессов — обводнению территории и, как следствие, развитию термокарста, термоэрозии и далее образованию оползней, оплывин, подтоплению более сухих участков и др.

Особый вред почвеннорастительному покрову, а затем и приповерхностным подстилающим грунтам, поверхностным и грунтовым (надмерзлотным) водам наносят механизмы большой мощности и грузоподъемности с повышенной проходимостью. Они развивают высокое давление (до 590 кПа и более) на грунт, разрушают почвенно-растительный покров за 1-2 проезда.

В этих случаях трудно оценить период самовосстановления почвенно-растительного покрова и водно-физический режим северных ландшафтов, так как происходят коренные изменения баланса теплового потока в системе “атмосфера — грунт — мерзлота”. При этом происходит увеличение глубины протаивания и промерзания, что приводит к интенсификации экзогенных криопроцессов.

Совет

Эти явления (термокарст, термоэрозия, пучение, наледи и др.), развиваясь на локальных участках, порождают разрастание новых техногенных явлений от транспорта, вынужденного объезжать нарушенные участки, и т.д. Нарушение площадей может развиваться спонтанно в течение 5-10 лет до наступления динамического равновесия.[ …]

Ландшафты тундры и лесотундры испытывают все увеличивающуюся нагрузку, связанную с разведкой, добычей и транспортировкой полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа.

Нерациональная хозяйственная деятельность сопровождается механическим нарушением почвенного покрова и уничтожением растительности на больших площадях, а это в свою очередь, приводит к появлению термокарста и созданию условий для проявления эрозионных процессов.

Тундровые ландшафты и почвы легко подвергаются деградации, но медленно восстанавливаются. Так, скорость роста оврагов в тундре достигает 25 м/год, а интенсивность смыва на участках с нарушенным почвенным покровом -50 т/га.

Ветровая эрозия носит очаговый характер и проявляется в основном на песках. В то же время на ненарушенных территориях смыв почвы практически отсутствует.[ …]

Высота снежного покрова в отрицательных формах техногенного рельефа, на участках ветровой тени сооружений и зданий в 2 — 5 раз превышает высоту снежного покрова естественных ландшафтов.

Увеличенный и уплотненный снеговой покров повышает среднегодовую температуру, что приводит к возрастанию глубины сезонного протаивания и образованию надмерзлых таликов (при высоте сугробов 1,5 — 2 м и более).

Талики способствуют развитию термокарста, и если их контуры попадают в контуры зданий и сооружений, возможна деформация фундаментов. Рост снежного покрова увеличивает также количество талого стока, что может вызвать термоэрозионные процессы.[ …]

Обратите внимание

Под собственно термоэрозией понимается процесс одновременного теплового и механического воздействия водных потоков на мерзлые породы [6] или, с точки зрения морфологии, — процесс врезания водного потока в мерзлый массив, что соответствует в природе бороздковой термоэрозии.[ …]

Опыт строительства одного из самых северных в СССР газопроводов Мессояха — Норильск в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов показал, что вследствие нарушения почвенно-растительного слоя глубина протаивания на отдельных участках уже на третий год эксплуатации увеличилась в несколько раз. В зависимости от конкретной геокриологической обстановки в дальнейшем состояние мерзлых пород может либо стабилизироваться, либо привести к развитию крайне опасных для эксплуатируемого трубопровода криогенных явлений, таких как термокарст, солифлюкция, пучение, термоэрозия и наледи.[ …]

Минимальную мощность (30—50 м) ландшафтная сфера имеет в полярных пустынях — холодных арктических и ультрахолод-ных в оазисах Антарктиды. Структура ее здесь отличается простотой— по вертикали преобладает воздушный приземный горизонт, ведущую роль в ландщафтогенезе играют абиогенные процессы.

Грунты в полярных пустынях скованы вечной мерзлотой, оттаивающей к концу лета в среднем на 40 см. Поверхность разбита морозобойными трещинами, которые в сочетании с явлениями пучения грунтов создают различного рода полигональные образования— каменные кольца и многоугольники.

Оттаивание мерзлого грунта и вытаивание подземного льда сопровождаются явлениями термокарста в форме просадочных и провальных форм рельефа, бугров пучения (гидролакколитов).

Укороченные, слабо развитые почвы промываются слабо, и поэтому поглощающий комплекс их насыщен основаниями, а реакция — нейтральная или близкая к ней.[ …]

Источник: https://ru-ecology.info/term/12115/

Государственный университет имени М.В.Ломоносова

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

И ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет имени М.В.Ломоносова

Термокарст и его прогнозирование

студентки группы 326

Новак Александры Владимировны

Преподаватель

Гарагуля Л.С.

Москва, 2012
Большинством авторов под термокарстом понимается процесс вытаивания подземных льдов, сопровождаемый просадками поверхности и образованием замкнутых провальных форм рельефа. По исследованиям А.И.

Попова возникновение термокарста обусловлено увеличением деятельного слоя, при котором начинают оттаивать сильнольдистые породы (или льды) и происходит понижение поверхности, ведущее к дальнейшему увеличению протаивания.

Условно развитие термокарста можно разбить на три стадии.

В первую под влиянием изменений внешнего теплообмена происходит увеличение глубины сезонного оттаивания пород, при котором оттаивают сильнольдистые ММП и образуется просадка поверхности, заполненная водой.

Важно

Прогрессивное развитие термокарста на этой стадии возможно, если увеличение просадки и глубины озера идет настолько быстро, что глубина сезонного оттаивания оказывается всегда больше глубины залегания льдонасыщенных пород вплоть до того момента, когда на поверхности дна среднегодовая температура перейдет в область положительных значений.

Вторая стадия характеризуется тем, что глубина озера начинает превышать критическую величину, при которой среденегодовая температура на поверхности дна становится равна нулю.

Дальнейшее развитие процесса происходит при положительной температуре поверхности дна, т.е. при многолетнем оттаивании мерзлых пород и образовании подозерного талика.

В случае, когда площадь образующегося озера достаточно велика, под ним образуется сквозной талик.

В природных условиях эти процессы идут значительно сложнее, что связано с особенностями динамики климатических факторов, с криогенным строением и условиями залегания сильнольдистых пород и подземных льдов, формированием бронирующего слоя, ландшафтными условиями и криоморфологическими процессами.

Формы термокарстовых образований зависят от морфологии ледяных включений, генезиса, состава и мощности сильнольдистых пород, рельефа поверхности.

Кудрявцев В.А. по условиям развития выделял два вида термокарста. К первому он отнес процесс образования термокарстовых озер и заболоченных понижений поверхности, ко второму – процесс образования сухих дренируемых карстовых просадок.

Образование озер происходит в результате прогрессивного развития процесса, которое обусловлено не только климатическими факторами, но и тепловым влиянием на оттаивающие породы формирующего водоема. Сухой термокарст обычно носит затухающий характер, так как его развитие зависит только от климатических факторов.

Совет

Однако Кудрявцев не исключал возможность прогрессивного развития процесса в условиях дренирования поверхности, если в слой сезонного оттаивания включаются мноминеральные залежи подземного льда.

Начало развития термокарста Кудрявцев связывал либо с увеличением глубины сезонного оттаивания, при котором начинают оттаивать льдонасыщенные породы, либо с многолетним оттаиванием льдосодержащих отложений.

Причиной развития термокарста могут стать потепление климата, увеличение его континентальности, влажности, увеличение высоты снежного покрова, затопление поверхности водой, заболачивание, интенсивная денудация.

Также следует отметить, что к прогрессивному развитию термокарста может привести заболачивание поверности на территориях, испытывающих опускание в связи с новейшими тектоническими движениями в условиях избыточного увлажнения.

И без потепления климата.

Мухиным и Томирдиаро отмечалась роль полигонально-валикового рельефа (формирующегося во время роста повторно жильных льдов) в развитии термокарста.

Увеличение высоты грунтовых валиков способствует накоплению слоя воды в полигональных понижениях, образующих своеобразные замкнутые (бессточные) ванны, в которых благодаря застаиванию воды происходит уничтожение мохового покрова и оголение минерального грунта. Особенно это характерно для субарктического пояса, где наблюдается избыточное увлажнение поверхности.

Существуют и другие точки зрения на возникновение термокарста, рассматривая которые можно придти к общему выводу: термкарстовые озера возникли там, где неглубоко залегали мощные льдонасыщенные толщи пород, и где на поверхности могла скапливаться вода, под влиянием которой происходило повышение среднегодовой температуры подстилающих пород и увеличение глубины сезонного оттаивания.

Для развития термокартса существенное значение имеет размер площади, на которой возникают условия, благоприятные для развития процесса.

Обратите внимание

При хозяйственном освоении территории развитие термокарста наиболее часто связано со снятием растительного покрова, с изменением дренированности поверхности и тепловым влиянием сооружений.

В том случае, когда растительность является охлаждающим фактором, его снятие может привести к прогрессивному развитию процесса или к временной его активизации. Осушение поверхности при строительстве всегда приводит к затуханию термокарста, если при этом не меняется знак среднегодовой температуры пород.

Развитие термокарста под тепловыделяющими сооружениями определяется размерами чаш оттаивания пород и скоростью отжатия из них влаги, зависящей от строения разреза и контура чаши оттаивания.

На основании вышесказанного оценка развития термокарста на исследуемой территории может быть дана следующим образом:

1. По данным мерзлотной съемки выделяются участки с различным строением ММТ в разрезе и различной глубиной залегания сильнольдистых ММП и мономинеральных залежей льда.

По данным аэрофотоматериалов и полевых наблюдений изучаются существующие формы проявления термокарста и их приуроченность к конкретным мерзлотно – грунтовым и геоморфологическим условиям, на основании чего определяются причины и время возникновения термокарста, выявляются стадии развития различных, связанных с этим процессом форм микрорельефа – начальная, Развивающаяся или затухающая.

2. Прогнозируются изменения температурного режима ММП и глубин их сезонного или многолетнего оттаивания исходя из динамики климата и нарушений природных условий при строительстве. Глубина многолетнего оттаивания в этом случае может быть определена по формуле Стефана и по методу Редозубова.

3. При сопоставлении глубины залегания сильнольдистых пород и льда с прогнозируемой глубиной их сезонного оттаивания определяются участки, потенциально опасные с точки зрения возможности развития сезонного термокарста.

Важно

Динамика процесса, формы его проявления могут быть качественно оценены на основе изучения тенденции изменения среднегодовой температуры воздуха и характером изменения ксловий теплообмена при освоении территории по аналогии с наблюдаемыми формами термокарста в конкретных мерзлотных и геолого – геоморфологических условиях.

В зависимости от рельефа оценивается возможность образования водоемов, способствующих прогрессивному развитию термокарста.

Прогноз техногенных карстовых просадок по аналогии с другими процессами наиболее эффективен на основе типизации территории по факторам и условиям, обусловливающим возможность его возникновения и особенности проявления в рельефе.

К ним относятся: 1)глубина залегания подземных льдов и сильнольдистых ММП; 2)динамика температурного режима и увеличение глубины сезонного или многолетнего оттаивания мерзлых пород; 3) генезис, состав, льдистость, криогенное строение мерзлых пород; 4) свойства оттаивающих пород; 5) рельеф поверхности.

Кроме того, большое значение для прогнозирования термокарста имеет соотношение площади территории, на которой создаются благоприятные для возникновения и развития процесса условия теплообмена, и глубины залегания льдистых горизонтов пород или льда.

Для того чтобы определить, какой вид техногенного воздействии может стать причиной развития процесса, необходимо установить с помощью расчетных методов, приведут ли предполагаемые техногенные воздействия к повышению среднегодовой температуры поверхности и увеличению глубины сезонного оттаивания или к смене знака и многолетнему оттаиванию.

Если техногенные воздействия приведут к увеличению глубины сезонного оттаивания пород, то затем следует решить серию задач (при известных показателях состава и свойств отложений и в первую очередь льдистости мерзлых пород и тепловой осадки, набухания, размокания и фильтрационных свойств их при оттаивании), включающую: 1) расчет влияния ширины участка с измененными условиями поверхностного теплообмена на изменение температурного режима пород в разрезе;

2) расчет изменения температурного режима пород и глубины оттаивания при нарастании просадки поверхности, сопутствующей увеличению глубины оттаивания как под влиянием техногенного воздействия, так и последующего изменения tcр в связи с изменяющимися условиями теплообмена по мере роста просадки.

Решение этих задач позволит дать ответ на вопрос: приведет ли техногенное увеличение глубины сезонного оттаивания пород к прогрессивному развитию процесса, связанному со сменой знака среднегодовой температуры на глубине кси.

Совет

Если приведет, то для прогнозирования термокарста следует рассчитать глубину многолетнего оттаивания отложений с учетом ширины участка с tп>0C и определить соответствующее этой глубине, составу, льдистости и свойствам пород величину тепловой осадки.

При относительно глубоком залегании подземных льдов или сильнольдистых мерзлых пород (на глубине более 1-2 м от подошвы СТС) термокарст развивается только при смене знака среднегодовой температуры пород и их многолетним оттаивании.

В этом случае при прогнозировании термокарста необходимо определить, достигнет ли граница оттаивания поверхности льда или льдистого горизонта (в зависимости от температурных условий на поверхности участка его ширины и температурных условий в окружающей среде).

Если да, то определяется динамика глубины оттаивания льдистого горизонта (льда) и рассчитывается соответствующая тепловая осадка пород. В зависимости от глубины залегания льдистого горизонта и суммарной величины осадки оценивается величина просадки поверхности.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s74057t3.html

Криогенные формы рельефа

Формы рельефа, характерные для областей развития постоянной мерзлоты грунта, называют мерзлотными, или криогенными. Среди них наиболее развиты небольшие формы рельефа. По происхождению мерзлотные формы, учитывая физические особенности основных процессов рельефообразования, можно подразделить на несколько групп:

  1. формы рельефа, созданные процессами солифлюкции;
  2. формы рельефа, обусловленные термокарстовыми явлениями;
  3. формы рельефа, связанные с образованием морозобойных трещин.

В условиях вечной мерзлоты поверхностные воды, попадающие в грунт за счет дождей и таяния снега, не могут проникать на большую глубину, а испарение воды здесь вследствие низких летних температур весьма незначительно.

В связи с этим деятельный слой перенасыщается водой и превращается в подвижную вязкую массу – плывун, который медленно сползает по кровле мерзлого грунта в направлении уклона поверхности под влиянием силы тяжести.

Это движение плывуна носит название солифлюкции.

В Восточной Сибири на низменных заболоченных пространствах вблизи высыхающих или зарастающих озер нередко встречаются бугры высотой до 40 м с поперечником основания 200-300 м, с крутыми склонами (40-45 0) и плоской вершиной.

Эти бугры известны под названием бугров выпучивания, или гидролакколитов, но нередко упоминаются также под названием булгунняхов (например, в Якутии). Образование булгунняхов связано с замерзанием межмерзлотных вод.

Известны случаи, когда при замерзании происходили мощные «взрывы» булгунняхов.

Термокарстовые явления представляют собой процесс местного проседания поверхности почвы и образования отрицательных форм рельефа за счет вытаивания подземного льда, содержащегося в рыхлых горных породах.

В районах с отрицательными зимними температурами грунты зимой промерзают. Образуется сезонная мерзлота. Однако на 25 % суши еще существует и так называемая вечная мерзлота. Промерзший грунт здесь никогда не оттаивает в современных климатических условиях.

Возникновение вечной мерзлоты связывают с резким похолоданием в четвертичное время, а современные условия способствуют сохранению вечной мерзлоты. Мощность промерзания грунтов колеблется от нескольких метров до тысячи метров – например в Якутии.

Обратите внимание

Районы вечной мерзлоты находятся в северном полушарии в Северной Америке (Канада) и Евразии.

В Европе граница вечной мерзлоты совпадает с Северным полярным кругом, а за Уралом она опускается до южной границы России и почти вся Восточная Сибирь и Дальний Восток находятся на территории с вечной мерзлотой.

В пределах зоны вечной мерзлоты выделяется несколько подзон:

  1. Подзона сплошной мерзлоты с мощностью 100-500 и более м;
  2. Подзона не сплошной мерзлоты, с мощностью промерзания до ;
  3. Подзона, представленная отдельными островами мерзлотных пород.

Вечная мерзлота существует в условиях резко континентального климата с холодной, продолжительной и малоснежной зимой. В породах здесь развиты различные типы льда: лед-цемент, который образуется за счет замерзания влаги в породах; ледяные тела, в виде линзовых жил.

В районах вечной мерзлоты основным рельефообразующим фактором является замерзшая подземная вода. При этом в летнее время верхний слой грунтов здесь оттаивает, а зимой – снова замерзает. Этот поверхностный слой называютдеятельным слоем. Его мощность от 1 до .

Основными рельефообразующими процессами в районах вечной мерзлоты являются:

1.  Пучение грунтов и образование наледей;

2.  Криогенное выветривание и морозное растрескивание грунтов;

3.  Морозная сортировка и солифлюкция.

Все эти процессы формируют различные микро- и мезоформы в зависимости: от характера поверхности, которая может быть плоской или наклонной; от характера почв и грунтов, которые могут быть щебнистыми, или илистыми, однородными или разнородными.

Среди мерзлотных морфоскульптур представлены положительные и отрицательные; аккумулятивные иденудационные формы. При этом характер рельефообразования определятся физическими свойствами воды.

Так, при замораживании происходит увеличение ее объема и в почвогрунте возникает давление, которое вызывает разрушение породы и заметное поднятие почвы. При очень низких температурах грунты растрескиваются. Это процессы морозного пучения и растрескивания.

Летом лед в глубинах тает, частицы почвы и мелкие камешки, поднятые вверх морозным пучением теряют опору и скатываются вниз по склону. Так формируется «структурный микрорельеф», представленный каменными многоугольниками, сетями, кольцами.

Характер этих форм определяется системой трещин, образующихся при промерзании. В эти трещины и скатываются камешки по склону при оттаивании верхнего слоя, образуя многоугольники, кольца и т.д.

В однородных грунтах в трещинах образуются ледяные клинья, за счет которых рельеф приобретает волнистый характер.

Важно

В период оттаивания верхнего слоя происходит солифлюкция, то есть течение почвы и грунтов, находящихся на склонах. При этом большое количество рыхлого материала сползает по склону со скоростью от 3 до 11 см/сутки.

Если бугорок, возникший при пучении над линзой льда летом оттаивает, то он становится плоским. Так образуютсяпятнистые тундры. Наиболее крупные формы оттаивания – это тундровые полигоны.

Они образуются на систему трещин, содержащих ледяные клинья. Крупные пяти, четырехугольные полигоны, ограниченные рвами – трещинами глубиной до , могут достигать нескольких десятков метров в поперечнике.

При переменном замерзании и оттаивании однородных глинистых грунтов могут образовываться глинистые пятна. Они округлой или неправильной формы, покрыты растительностью.

Поверхность их плоская или слегка вспученная. Такой рельеф называется пятнистым.

Эти пятна возникли в результате прорыва по трещинам жидких глинистых грунтов, зажатых между двумя слоями мерзлоты: сезонной и вечной.

В полярных странах встречаются полигональные формы рельефа, которые представляют собой правильные многоугольники, разделенные трещинами. В эти трещины проникает вода из нижних грунтов, которая замерзает, образуя ледяные клинья. Летом лед не успевает растаять, разбивая мерзлую породу на отдельные блоки.

Если грунты пластичные, то они выжимаются, образуя валики высотой до  и шириной . Полигоны имеет ширину до.

Таким образом, все формы, связанные с накоплением льда и обломочного материала можно рассматривать как аккумулятивные формы рельефа.

Совет

Среди положительных форм более крупного размера следует назвать гидролакколиты. Это бугры пучения высотой до  и с диаметром у основания .

Образование их связано с внедрением подземных вод между вечномерзлотной толщей и промерзшей частью сезонно-талого слоя.

Если подземные воды выходят на поверхность, то образуют наледи. Чаще это происходит в долинах рек. Летом крупные наледи не успевают растаять, что приводит к морозному выветриванию склонов речных долин.

Денудационные формы мерзлотного рельефа связаны с таянием льда и образованием просадочных форм. В местах, где рыхлые породы перемежаются с мощными прожилками льда могут развиваться процессы термокарста. При этом образуются: западины, карстовые озера, котловины.

Так, в Якутии сформировались озерно-термокарстовые ландшафты. На склонах речных долин развиты термоэрозионные рытвины и овраги. Термокарст в ряде случаев развивается под влияние хозяйственной деятельности человека: после рубки леса, под пашней, при рытье котлованов и т.д.

с оттаиванием вечной мерзлоты связаны термоабразионные и термоэрозионные процессы.

Термоабразией называется термическое воздействие морского волнения на берег. Термоэрозионные формы – это ложбины, овраги и долины, образовавшиеся в связи с термическим воздействием поверхностных вод.

Литература.

  1. Смольянинов В. М.  Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.

Ещё статьи по теме

Источник: http://www.geo-site.ru/index.php/2011-01-10-19-57-27/77/294-2011-01-06-10-04-27.html

Ссылка на основную публикацию