Научный отчет по стационару

 

         Центрально-Якутский комплексный геокриологический стационар «Туймаада» (г.Якутск, Институт мерзлотоведения, ул. Мерзлотная 27/2). Исследования ведутся с 1967 года.

В 2012 г. стационар получил финансовую поддержку Сибирского отделения РАН. В проведении исследований круглогодично были задействованы  24 сотрудника научных лабораторий института в  г. Якутске (региональной геокриологии и криолитологии; подземных вод криолитозоны; криогенных процессов; криогенных ландшафтов; геотеплофизики и прогноза; геотермии, геохимии; инженерной геокриологии и группы геоинформатики. Кроме этого в проведении наблюдений принимали участие 10 аспирантов и 12 студентов с кафедр мерзлотоведения и географии Северо-Восточного федерального университета им. М.К.Аммосова.

         Количество человеко-дней, отработанных в 2012 г. – 1150 чел./дн. Исследования ведутся в рамках проектов, утвержденных Президиумом СО РАН на 2010-2012 гг.: проекты VII.63.2.3., VII.63.2.4., VII.63.2.5. и  VII.63.2.6., а также   интеграционных и др. проектов РАН и СО РАН:

1) Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 7 «Разработка научных основ технологии длительного хранения семян сельскохозяйственных, редких, исчезающих, древесных и других хозяйственно ценных и перспективных видов растений в толще многолетнемерзлых пород». 

2) Проект «Проведение наземных исследований тепловых, водных и растительных условий в Якутии» по программе двухстороннего научно-технического сотрудничества с Институтом изучения глобального изменения  (RIGC-JAMSTEC, Япония)

Основные научные результаты 2012 г.

1) Продолжены наблюдения за температурой грунтов до глубины

10 м. Скважина 1Т находится на выровненной поверхности, скважина 2Т – на склоне песчаной гряды, скважина 3Т – в ложбине стока. Рядом со скв. 3Т имеется гидрогеологическая скважина 3г для наблюдений за формированием и режимом надмерзлотных вод в слабонарушенных условиях (заболачивание межгрядового понижения в результате нарушении поверхностного и надмерзлотного стока). По данным наблюдений, в 2009-2010 гг. в заболоченной ложбине стока в интервале 2-4 м

круглогодично существовал слой надмерзлотных вод. Вода имела хлоридный натриево-магниевый состав. Минимальная ее минерализация (3,9 г/л) отмечалась в сентябре-октябре после осенних дождей и увеличивалась до 14,2 г/л в апреле-мае в результате криогенного концентрирования солей. Температура вмещающих грунтов изменялась от 0,0°С в летне-осенний период до –0,7°С в конце зимы. В зимние периоды 2010-2011 г. и 2011-2012 гг. скважина промерзала до забоя. В результате температура грунтов в интервале 3-4 м понизилась до -1,1°С. Вода в скважине появилась лишь в июле-августе. Мощность обводненного слоя к сентябрю увеличивалась до 2 м. Пробы воды, отобранные в 2012 г. в процессе проведения режимных наблюдений, для определения их химического состава отправлены в лабораторию геохимии.

         В октябре 2012 г. на территории стационара была проведена тахеометрическая съемка, по результатам которых составлен ситуационный план местности.

План стационара «Туймаада»

2) Продолжены мониторинговые наблюдения за температурным режимом грунтов в слое годовых теплооборотов (0-15 м) в двух характерных ландшафтах (луг – лес) и 70-ти метровой скважине на лугу. Основное внимание уделено оценке межгодовых изменений глубины сезонного протаивания и температуры грунтов слоя годовых теплооборотов. Температура грунтов на глубине 10 м повысилась на 0,1 ^оС. В целом за период 1996-2012 г.г. повышение температуры грунтов составило на обеих площадках около 0,5 ^оС. Температура грунтов глубже 20 м находится в стационарном состоянии.

3) Проведено оборудование наблюдательных площадок для изучения влияния инфильтрации атмосферных осадков на тепловой режим грунтов. Выполнен годовой цикл наблюдений и лабораторные испытания керна.

4) Проведен годовой мониторинг химического состава атмосферных осадков. В образцах атмосферных осадков определяется содержание макрокомпонентов: SO₄^2-, НСO₃^-, Cl^-, NO₃^-, NO₂^-, NH₄⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺; микроэлементов – Cs, Li, Sr, Ba, F, P; измеряется pH, Eh и электропроводность. Проводится анализ плотности атмосферных выпадений макро- и микрокомпонентов на поверхность субстрата.

 

 Установка по сбору атмосферных осадков

         Оборудованы геохимические площадки с целью моделирования процессов засоления в мерзлотных почвах Центральной Якутии и оценкой их устойчивости к химическому загрязнению. Распределение физико-химических показателей по почвенному покрову мерзлотных палевых типичных почв: до (а) и через год после (б) внесения реагента. 

а	б

  Распределение физико-химических показателей по почвенному покрову мерзлотных палевых типичных почв: до (а) и через год после (б) внесения реагента

5) Получены круглогодичные массивы данных по метеорологическим элементам, температуре и влажности грунтов на двух автоматических метеорологических станциях, расположенных на сосновом лесу и разнотравно-злаковом лугу. Проведены регулярные наблюдения за динамикой сезонно-талого слоя по методике CALM в 77 мерзлотомерах на площади  600 кв. м.

6) Проведены экспериментальные исследования с целью доработки метода определения морозного пучения, основанного на изменении физических характеристик грунтов сезоннопротаивающего слоя при их промерзании и протаивании.  

Подана заявка на изобретение.                                                                                          

По результатам исследований на стационаре опубликовано 37 работ.