Сравнительный анализ мерзлотных условий Антарктиды и полярных областей Марса

Глава 2. Геокриологические условия Антарктиды и методы их исследования

Вторая глава посвящена рассмотрению геокриологических условий Антарктиды и методам исследований, проведенных автором в районе станции <Новолазаревская> (оазис Ширмахера, Антарктида) в полевом сезоне 2007-2008 гг.

Исследованием Антарктиды занимались В.Н. Богословский, Б.И. Втюрин, Н.Ф. Григорьев, И.А. Зотиков, И.М. Симонов, П.А. Шуйский и многие другие. На основании этих работ в главе был проведен краткий анализ геокриологических условий Антарктиды. Основное внимание было уделено геокриологическим условиям района исследования.

Оазис Ширмахера располагается в центральной части Земли Королевы Мод: (70^oю.ш., 11^o в.д.) Это цепь скалистых холмов и мелких гор, вытянутых в субширотном направлении на 18 км при ширине от 0,5 до 4 км. Площадь оазиса около 30 км². С юга он граничит с материковым ледниковым покровом, а с севера - с шельфовым ледником Лазарева. Средняя высота гор 130-150 м и лишь две вершины - горы Ребристая и Приметная в центральной части оазиса - превышают 200 м. Относительные высоты колеблются от 10 до 150 м. Наибольшие контрасты высот наблюдаются в центральной части оазиса.

Благодаря частому чередованию циклов промерзания-протаивания в летние месяцы наблюдается большая активность процессов морозного выветривания. Продукты мелкого дробления благодаря сильным ветрам сносятся с возвышений, и поэтому верхние части склонов сопок и гряд лишены мелкозема. Местами здесь четко выражена десквамация - растрескивание и отшелушивание пластин скальной породы. На крутых склонах, особенно по северной окраине оазиса, у подножия скапливается глыбовый материал. Сносимый со склонов материал откладывается в озерных котловинах и понижениях рельефа, где вместе с моренным материалом образует чехол рыхлых разнозернистых отложений мощностью до 1,5 м (в напорных моренах до 5 м и более). В нем в пределах СТС интенсивно протекают процессы пучения, морозного растрескивания и сортировки материала, приводящие к образованию криоструктурного микрорельефа: каменных колец, многоугольников и сезонно-трещинных полигонов. В пределах оазиса можно наблюдать все стадии развития форм криоструктурного микрорельефа: от небольших пятен мелкозема среди грубообломочного материала до хорошо развитых каменных колец и многоугольников.

С помощью аппаратуры, предоставленной кафедрой геокриологии МГУ, была отработана методика определения радиационно-теплового баланса поверхности, Для этого были использованы термоэлектрический балансомер M-10M, альбедометр походный М-69, актинометр АТ-50, анемометры МС-13 (чашечные) и гальванометры ГСА-1. Полученные данные по радиационному балансу на станции <Новолазаревская> были переданы в фонды Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) и использованы для изучения закономерностей изменения составляющих радиационного баланса поверхности и динамики температурных полей, совместно с данными по 4 другим российским антарктическим станциям: <Восток>, <Беллинсгаузен>, <Молодежная>, <Мирный>, которые находятся на побережье либо расположены внутри континента, на ледниках и внутри антарктических оазисов.

В рамках проекта заложена площадка для определения глубины сезонного оттаивания, измерения температурного режима с помощью термометрии, теплопроводности приповерхностных слоев массива с помощью цилиндрического зонда постоянной мощности. Для фиксации результатов в годовом цикле были установлены логгеры, предоставленные университетом Фейрбэнкса (Аляска, США). Координаты площадки: 70^o46'20" ю.ш. 11^o48'95" в.д. Относительная высота площадки 110 метров над уровнем моря. Эта площадка занесена в единую базу данных по всему миру, и в дальнейшем на выбранном участке будут проводиться аналогичные измерения с определённой периодичностью.

Сопоставление результатов математического моделирования глубины сезонного оттаивания проведенное по различным методикам (с учетом теплообмена с подстилающими породами, периодического изменения температуры на поверхности и т.д.) с экспериментальными данными показало их удовлетворительное совпадение.