Мир путешествий и приключений - сайт для нормальных людей, не до конца испорченных цивилизацией

| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |


OUTDOORS.RU - портал в Мир путешествий и приключений
С. И. Суслов

ГЛАВА XIV
ИЗУЧЕНИЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ КАК ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ФАКТОРА

1. Методы исследования.Вечная мерзлота, занимающая громадные территории, являющаяся могучим географическим фактором и имеющая большое практическое значение с точки зрения преобразования природы и социалистического народного хозяйства, требует обширных работ по глубокому ее изучению. Необходимо иметь в виду, что вопросы исследования вечной мерзлоты с точки зрения инженерного дела не входят в задачи данной статьи. Мерзлотные исследования могут производиться экспедиционным (рекогносцировочным) и стационарным методами. При первом исследования ведутся только часть года (обычно летом), но зато обследуется комплексно большая территория с разнообразной географической обстановкой;стационарный метод- связан с некоторой ограниченной территорией, но зато производятся дли тельные, систематические наблюдения, позволяющие комплексно изучить динамику мерзлотных явлений и дать основательные теоретические и практические выводы.

☀   ☀   ☀

2. Подготовка к полевым работам. Необходимо ознакомиться с основной литературой по вечной мерзлоте и природе края, с картографическими материалами и рукописными фондами научных учреждений, собрать климатические данные в соответствующих метеостанциях, а по приезде на место использовать материалы в местных научных учреждениях, музеях и краеведческих организациях. Следует приобрести соответствующее полевое снаряжение и инструменты (см. т. I , гл. I ), которые должны быть предварительно испытаны. Большую пользу могут оказать расспросы у .местных старожилов;следует изучить коллективный народный опыт в борьбе с вредными влияниями вечной мерзлоты, зафиксировать местные названия мерзлотных явлений, но обязательно проверить собранные сведения у других] очевидцев и пронаблюдать эти явления самому.

КЛИМАТ И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

3. Взаимодействие климата и вечной мерзлоты. По данным литературных и архивных материалов, по наблюдениям сети ближайших метеостанций за время их существования, по опросным сведениям и личным исследованиям получают конкретное представление о климатических особенностях района и о влиянии их на вечную мерзлоту.

Необходимо собрать следующие данные: а) атмосферное давление (средние месячные и годовые);б) ветры (направление, повторяемость и скорость по месяцам);в) температура воздуха: средняя, максимальная и минимальная месячная и годовая;колебания температуры в различные отрезки времени;длительность безморозного периода, изменение температуры воздуха в зависимости от рельефа местности, в частности от экспозиции склонов;понижение температуры воздуха в долинах, особенно в тех, где вытекают ключи, образующие зимой наледи;сведения о происходящих здесь весенних и осенних заморозках;г) температура почвы: средние месячные и декадные температуры, число дней с температурой 0°, глубина проникновения температуры 0°в почву, влияние влажности почвы и растительности, в частности мохового покрова на температурный режим почв (солнечная радиация, число дней без солнца);д) осадки—средние, месячные и годовые, максимальные и минимальные и их колебания по годам, число дней с осадками и распределение их по месяцам;среднее, максимальное и минимальное суточное количество осадков;е) снежный покров—высота и распределение снежного покрова в районе исследования в различных условиях рельефа, зависимость от экспозиции и растительности;плотность снега, запасы снеговой воды к началу снеготаяния;дата установления и схода снежного покрова, число дней со снежным покровом, температуры на поверхности снежного покрова, влияние снежного покрова на тепловой режим почвы на разных глубинах и на вечную мерзлоту;ж) относительная влажность воздуха—средняя, максимальная и минимальная в различные отрезки времени;з) испарение и испаряемость в районе исследования. Материалы по климату прилагаются к отчету в виде таблиц и графиков.

Необходимо наблюдать в природе и указать в описании связь между отдельными метеорологическими факторами и их влиянием на устойчивость вечномерзлых пород и на сезонное промерзание деятельного слоя, что поможет выяснить динамику вечной мерзлоты.

Хотя вечная мерзлота является прежде всего следствием суровости климата, необходимо допустить и обратное—влияние вечной мерзлоты на местные климатические особенности. Интересно провести наблюдения над влиянием вечной мерзлоты на климат в области развития островной мерзлоты: параллельные и одновременные наблюдения, производимые на участках с мерзлотой и без;нее, помогли бы выяснить влияние вечной мерзлоты на местный климат среди других условий. Желательно проверить, действительно ли, что там, где вечная мерзлота ближе подходит к дневной поверхности, она понижает температуру воздуха, увеличивает его влажность и обусло вливает часто появление туманов.

ИЗУЧЕНИЕ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

4. Толща вечной мерзлоты. Полевые признаки для определения вечной Мерзлоты: отрицательная температура пород, присутствие в них льда, большая сопротивляемость мерзлых пород по отношению к механическим воздействиям. Водоносные породы, содержащие минерализованную воду, могут находиться в незамерзшем состоянии, хотя и будут иметь отрицательную температуру. При проходке сухих пород (песков, галечников и скальных пород) наличие мерзлоты заметить не так легко.

В южных районах области распространения вечной мерзлоты встречается так называемая ^пластичная мерзлота», т. е. имеющая небольшую отрицательную - температуру порядка 0,2—0,5°. Она сохраняет почти все физико-механические свойства мерзлых грунтов, но по внешнему виду трудно отличима от талых грунтов. Наиболее надежным методом определения «сухой», и «пластичной» мерзлоты будет замер температур.

Для определения температуры вечной мерзлоты обычно применяют «заленивленные»термометры (см. §7). При отсутствии последних можно (с применением соответствующих мер предосторожности) определить в период максимального летнего оттаивания глубину залегания вечномерзлой толщи, погружая в отверстия в породе на разных глубинах пробирки или бутылки с чистой водой, которая замерзает и разрывает сосуды, если порода около них проморожена. При небольшом количестве влаги в мерзлой породе обнаружение льда (напр., «мерзлого поблескивания») производится при помощи лупы.

Определение истинной глубины залегания вечной мерзлоты, особенно в галечниках и щебнистых грунтах, производится с помощью шурфов. Оно сопровождается определением температуры грунтов, тщательным изучением морфологического строения разреза, распределения по глубине влажности, а также минеральных и органических веществ, выносимых почвенными растворами из верхних горизонтов в нижние; последние обнаруживаются по скоплению в слое, непосредственно лежащем над верхней поверхностью вечной мерзлоты, различного рода солей в виде всевозможных конкреций, тонких частиц и влаги.

Глубина залегания мерзлоты в мягких породах, не содержащих гальки и щебня, может определяться с помощью мерзлотного щупа и легкого почвенного бура. При бурении не следует ограничиваться проходкой только до верхней поверхности вечной мерзлоты, а надо вогнать бур ниже ее на 1—1,5 м. Шурфы и скважины, в зависимости от местных условий, располагают таким образом, чтобы учесть влияние на залегание и характер вечной мерзлоты отдельных элементов географического ландшафта. Необходимо производить не один, а ряд последовательных контрольных наблюдений и измерений.

Указанные наблюдения позволяют определить: характер распространения вечной мерзлоты и площадь ею занимаемую, тип мерзлоты (сплошная, островная, слоистая), глубину залегания верхней и нижней поверхности мерзлоты и ее мощность, температуру и влажность. Следует изучить взаимодействие вечной мерзлоты с основными природными факторами, влияющими на ее залегание и характер—рельефом местности (определить зависимость между конфигурацией верхней поверхности вечной мерзлоты и формами рельефа дневной поверхности), механическим составом и влажностью грунтов, подземными и поверхностными водами, растительным покровом.

Необходимо вести наблюдения за изменением вечной мерзлоты под влиянием хозяйственных мероприятий—под распашками, вырубками, гарями и т. д. Надо отметить признаки сокращения и исчезновения или образования вечной мерзлоты.

Путем опроса получают сведения: в каких местах в вечной мерзлоте находят остатки вымерших животных—кости (бивни мамонта), кожу, шерсть, трупы. Следует принимать действенные меры к сохранению таких находок, а при обнаруживании особенно ценных из них—извещать научно-исследовательские учреждения.

В тех участках, где имеется достаточное количество глубоких горных выработок с хорошо проведенными наблюдениями за вечной мерзлотой, можно составить карту верхней и нижней поверхности вечной мерзлоты (они изображаются в изогипсах разного цвета или штриховкой). Детальное изучение вечномерзлотной толщи позволит произвести не по одному только температурному признаку, а комплексно географическое районирование вечной мерзлоты.

☀   ☀   ☀

5. Талики. Изучение таликов производится с помощью глубоких (30—40 м) разведочных шурфов и скважин. Надо определить тип и форму талика;а) сквозной, т. е. пересекающий мерзлоту насквозь сверху вниз (таликовая труба или воронка, окно, щель);б) надмерзлотный, замкнутый снизу талик (таликовый колодец, карман, чаша, ванна);в) межмерзлотный, лежащий "внутри толщи вечной мерзлоты, сильно вытянутый в плане (чередующиеся с мерзлыми талые пласты, таликовый жолоб);г) талик, имеющий вечно-мерзлую кровлю (таликовая ниша или грот, галлерея, канал). Следует отмечать мощность и механический состав таликов, характер чередования талых и мерзлых слоев в слоистой мерзлоте, количество и происхождение воды в таликах и другие их особенности, а также указывать местонахождение таликов -вершины холмов, склоны южной экспозиции, места с мощным снежным покровом, участки, сложенные песками,- и т. д.

☀   ☀   ☀

6 . Деятельный слой и перелетки. При изучении деятельного слоя, имеющего весьма важное значение для вечной мерзлоты (поглощает и отражает солнечную энергию, проводит тепло в вечную мерзлоту, через него происходит потеря тепла из вечной мерзлоты), надо отметить его мощность, строение, состав, температуру и влажность во все сезоны года. Истинная мощность деятельного слоя, т. е. глубина залегания верхней поверхности вечной мерзлоты Для данного места и времени и для данной обстановки, при отсутствии многолетних наблюдений близлежащих метеорологических станций с одинаковыми природными условиями, определяется: а) при сливающейся вечной мерзлоте (когда сезонная мерзлота ежегодно сливается с вечной), наибольшей глубиной летнего оттаивания в сентябре—октябре месяце, полученной из многолетних наблюдений;б) при несливающейся вечной мерзлоте—глубиной наибольшего промерзания в марте—апреле. Поэтому! при . неглубокой шурфовке и бурении весною и летом необходимо углубиться в мерзлые породы на 1—2 м, чтобы выяснить—соединяется ли сезонная мерзлота с вечной или она ограничена снизу таликом.

Следует изучить терелеткиъ—мерзлые прослои, сохраняющиеся в почве в течение года или нескольких лет и лежащие значительно ниже обычной глубины зимнего промерзания. Они представляют остатки более глубокого промерзания в годы с более суровыми климатическими условиями. Признаками перелетков при полевых исследованиях являются: а) наличие переслаивающихся мерзлых слоев с талыми в толще ежегодного промерзания;б) тонкие (5—10 см) мерзлые подпочвенные слои, залегающие в конце лета или начале осени, т. е. после начала промерзания почвы сверху, на глубине, не превышающей максимального оттаивания в данной местности. Перелетки встречаются чаще в зоне островного распространения вечной мерзлоты. При поисках перелетков следует бурить и закладывать шурфы на участках, наименее благоприятных для оттаивания—на склонах северной экспозиции, в пониженных частях рельефа, если последние не заносятся снегом, на торфяниках, в заболоченных лесах с мощным моховым покровом, около незакрывающихся на зиму колодцев, с северной стороны вооружений и т. д. Данные о перелетках можно получить у местного населения (у землекопов, колодезников, кладбищенских сторожей) и их проверить. Изучение перелетков должно сопровождаться описанием талых и мерзлых пород;следует особенно обратить внимание на верхний и нижний контакты мерзлых пород с талыми.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ

7. Значение температурных наблюдений. Наблюдения над температурой вечной мерзлоты имеют большое теоретическое и практическое значение. Температурные наблюдения в скважинах дают возможность: а) установить глубину залегания нулевой годовой амплитуды и величину геотермической ступени;б) предсказать глубину залегания нижней поверхности мерзлых пород и в) определить вероятность появления подмерзлотных вод. Эти наблюдения помогут выяснить вопрос о происхождении вечной мерзлоты и о ее поведении во времени и пространстве.

Температурные наблюдения производятся двумя способами. Первый, наиболее точный—способ непосредственных замеров температуры "грунта в шурфах. При втором способе, менее точном, но практически в большинстве случаев единственно возможном, замеры ведутся в скважинах и измеряются температуры не горных пород, а столба воздуха скважины с помощью висящих в ней термометров. Если работы сопровождаются глубоким (100-—150 м) бурением и толща мерзлоты проходится насквозь, замеры температур и составление температурной кривой скважины являются обязательными.

☀   ☀   ☀

8. Температурные наблюдения в скважинах. Обычно температурные измерения в скважинах производятся на глубине от 0 до 2 м через каждые 0,5 м, от 2 до 10 м—через каждый метр, от 10 до 50 м—через каждые 5 м, от 50 м и глубже—через каждые 10—25 м. Во всех случаях необходимо измерение температуры воздуха и поверхности земли- у скважины. Желательно держать термометр в скважине свыше двух часов, еще лучше опускать его на ночь. Продолжительное пребывание термометра необходимо как для того, чтобы он принял температуру окружающих пород, так и для того, чтобы восстановилось температурное равновесие в породах и воздухе скважины, нарушенное буровыми работами, опусканием термометра и т. п. В скважине, подвергающейся длительному выстаиванию, производятся контрольные измерения, которые сравниваются с первыми измерениями.

В общем, наиболее рациональным и эффективным методом определения температуры в скважинах является, как показал опыт, следующий: бурение скважины производится без перерывов целый день на возможную или необходимую глубину, с одновременным опробованием проходимых выработкой грунтов на влажность и описанием мерзлотно-геологического разреза. Затем, по окончании работ, скважина не менее одного часа выстаивается, и только после этого в нее на различные глубины на всю ночь спускаются заленивленные термометры.

Скважины, как при ударно-вращательном, так и при механическом бурении должны проводиться без полива воды;в водоносных скважинах следует предварительно проверить, стоит ли вода в скважине неподвижно, или она движется;в последнем случае термометр покажет температуру струй воды, а не породы, почему необходимо применять выверенный и опробованный «заленивленный»родниковый термометр; следует выяснить, не промерзает ли скважина—образование ледяной пробки может погубить термометр.

Во избежание примерзания термометров к дну или стенкам скважины необходимо: произвести предварительное часовое выстаивание скважины; не опускать самый нижний термометр на дно скважины (расстояние между ними должно быть не менее 10—15 см);термометры при наблюдениях каждые 5 мин. слегка вращать;, предварительно подготовить термометры к наблюдениям: вытереть их досуха, слегка охладить, покрыть тонким слоем технического вазелина или завернуть в один слой бумаги (оставив шкалу открытой), а сверху покрыть слоем вазелина. После погружения термометров отверстие скважины плотно закрывают, чтобы предотвратить возможный доступ в скважину осадков. По истечении ночи скважина раскрывается, термометры постепенно из нее извлекаются, и по ним производится отсчет температуры.

В целях единообразия записи рекомендуется следующая форма полевого журнала наблюдений:

1) название республики, области, края, района;2) название пункта наблюдений;3) номер скважины или шурфа;4) координаты выработки;5) дата производства наблюдений;6) наблюденная температура по глубинам: глубина вечной мерзлоты, №№ термометров, температура замеренная, поправки;7) температура воздуха на поверхности земли, под снегом, под моховым покровом;8) температура воздуха на высоте 2,5 м, часы замера;9) сведения об авариях с термометрами.

Затем составляется график температур на одном листе с кривой влажности и грунтовым разрезом, с указанием границ, оттаявшего грунта в момент наблюдения,

☀   ☀   ☀

9. Температурные наблюдения в шурфах и на поверхности. Шурфы, в которых будут производиться температурные измерения, должны проходиться без пожогов. Температуры измеряются на глубинах через каждые 0,5 м. Проходят шурф до глубины 22 см и делают на границе северной стенки и дна шурфа, под углом 45° к горизонту, отверстие, равное длиной (40 см) и диаметром (20 мм) длине и диаметру термометра;конец термометра при его погружении будет на должной глубине—0,5 м. Чтобы пробурить отверсти е под угло м 45°к горизонту, пользуются приспособлением, состоящим из деревянного прямоугольного равнобедренного треугольника, у которого на середине гипотенузы и в вершине прямого угла укреплены по два металлических штифта, на расстоянии друг от друга, равном диаметру бура. В пробуренное отверстие вставляется термометр, прикрывается сверху мерзлым грунтом, взятым со дна шурфа, и выдерживается в отверстии от 1-0 до 30 мин. При измерении температуры в шурфах на склонах следует ввести поправки на крутизну склона. При дальнейших наблюдениях, чтобы конец термометра находился на глубинах 1, 1.5, 2, 2.5, 3 м и т. д., необходимо каждый раз после окончания измерения углубить шурф на 50 см и повторить операцию, описанную выше.

Стационарные наблюдения температур почв на опорных станциях дают возможность определить: а) амплитуды колебаний температур в слое летнего оттаивания и в верхних слоях вечной мерзлоты;б) запаздывание температур с глубиной и в) продолжительность мерзлого состояния грунта на различных глубинах в слое летнего протаивания. Эти наблюдения производятся максимальными и минимальными термометрами, а также термометрами Савинова, Щукевича и вытяжными в эбонитовых трубках по инструкциям метеостанциям второго разряда. Для измерения температур на поверхности земли устраивают углубление с таким расчетом, чтобы термометр уложился горизонтально в уровень с поверхностью земли, прикрывают его слоем вырытой земли толщиной около 2 мм и выдерживают 10—15 мин.

РЕЛЬЕФ И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

10. Общая характеристика. Необходимо выяснить специфический, но строго закономерный характер образования некоторых форм рельефа, присущих только области распространения вечной мерзлоты. Эти местные геоморфологические особенности обязательно изучать в их динамике в течение целого года или даже нескольких лет. Следует выяснить влияние своеобразных условий ландшафта вечной мерзлоты—характера и глубины залегания вечно мерзлых толщ, сезонного промерзания грунтов деятельного слоя, особенностей режима подземных вод и т. д. на изменение общего хода геоморфологических процессов, на образование типичных «мерзлотных» форм. Напр., пронаблюдать изменение процесса эрозии: усиление боковой эрозии, образование широкого дна долин, асимметрию склонов в широтно расположенных долинах (см. гл. XV ).

☀   ☀   ☀

11. Морозные трещины. Морозные трещины, в противоположность термокарстовым, возникают зимою под влиянием сил, действующих при развитии процесса промерзания грунтов. Надо производить систематические наблюдения за образованием и развитием морозных трещин, измерять их длину, ширину и глубину; характер и время появления и исчезновения, признаки заплывания морозных трещин (гумусовые натеки в грунтах). Отметить связь появления морозных трещин с изменением температурных условий (суточные амплитуды), роль снежного покрова, экспозиции склонов (см. гл. XV ).

☀   ☀   ☀

12. Термокарстовый процесс Термокарстовыми называют формы рельефа, возникающие в результате нарушения термических условий мерзлых грунтов, таяния заключенного в них льда, уменьшений объема грунтов, просадок или провалов лежащих на них рыхлых грунтов.

Причины развития термокарстовых явлений: лесные пожары, сплошная вырубка леса, распашка покрытых»растительностью участков, вытаптывание травянисто-мохового покрова пасущимися животными, начало стока застойных вод и т. д. На наличие термокарста указывают иногда разнообразные деформации сооружений. Необходимо описать характерные особенности районов, известных обильным проявлением просадочных и провальных явлений. Изучение геологического строения местности надо довести до дна термокарстовых форм рельефа, до незатронутой этим процессом коренной породы. Необходимо описать морфологические особенности макроформ рельефа, на которых развит термокарст. Следует обратить внимание на гидрогеологические условия—режим подземных вод, наличие кочующих источников, исчезающих ручьев и рек, застойные или слабо протекающие воды, на характер* вечной мерзлоты (глубина залегания, температуры пород на возможно ббльшую глубину и т. д.).

☀   ☀   ☀

13. Основные термокарстовые формы рельефа. Надо выяснить, какие характерные формы термокарста соответствуют наблюдаемой форме рельефа: а) начальные стадии термокарстового процесса—провалы и воронки—сухие или заполненные водою ямы небольших размеров, западины и блюдца —менее выраженные в рельефе, с пологими склонами и плоским или слабо вогнутым дном';б) более крупные формы рельефа—ложбины и котловины оседания (усложненные наличием более мелких форм) и провальные озера.

Следует характеризовать морфологические особенности мезо- и микроформ термокарста: длину, ширину и глубину;наличие асимметрии;положение по отношению к крупным формам рельефа. Надо изучить все стадии развития термокарстового процесса—от сухих мелких западинок до вполне оформленной озерной провальной впадины, проследить последовательность таяния грунтов по глубине и признаки проседания почвы, а также изменение растительного покрова при развитии процесса термокарста. О продолжающемся и развивающемся процессе термокарста свидетельствуют многочисленные термокарстовые трещины, которые отличаются от обычных морозных трещин большей величиной и образуются летом. Во многих случаях просадки и провалы грунта начинаются с возникновения трещин, которые способствуют протаиванию мерзлых грунтов и заключенного в них льда, ведут к образованию ниш, гротов и пещер на крутых склонах;через трещины происходит излияние разжиженных масс.

При изучении озерных впадин необходимо установить признаки их провального происхождения: а) неопределенность берегов провального озера, угловатая многогранная форма западины, вертикальные и горизонтальные трещины на берегах, по которым часто происходит смещение и сдвиг грунтов, круто падающий к озеру пласт дернины береговой зоны, наклоненные над водою стволы деревьев;б) островки почвы, не успевшие погрузиться в воду, дернина на дне озер;в) малая мощность донных минеральных наносов и растительных остатков;г) торчащие из воды вертикально стоящие древесные стволы;д) отсутствие типичной водяной растительности. За счет какого (разрушающегося) берега растет озеро и с какой стороны оно заметно усыхает;каковы источники' питания—тающим ископаемый лед на берегах и дне, паводковые речные воды;когда появляется в этих озерах рыба и какая; как развивается растительность (появление на поверхности моховых ковров). Отметить все признаки сокращения площади озера, быстроту обмеления за год, полное исчезновение водоема и превращение озерной впадины в луг («алас»). Следует закартировать и сфотографировать все стадии развития провального озера.

Ископаемый (каменный) лед, в случае неглубокого его залегания, нередко проявляется рядом специфических положительных форм рельефа, генетически с ним связанных. Наиболее типичной из них являются байджерахи-—конические земляные тела, высотою от 0,5 до 15 м. Они разделяются на две группы: 1) конусы, являющиеся конечной стадией разрушения ледниковых «столов», когда обрывки кровли погребают остатки ледяной ножки;они имеют ледяную сердцевину;2) размытые дайки земляных пластов, вытаявших из каменного льда, в который они были включены. Описать указанные формы рельефа и сфотографировать.

☀   ☀   ☀

14. Бугристые торфяники в отличие от торфяников, развитых вне области распространения вечной мерзлоты, характеризуются:

а) постоянным мерзлым состоянием внутренней части бугра;

б) более деформированным залеганием, внешне проявляющимся в мелко- и крупнобугристых формах рельефа.

Надо описать формы рельефа, на которых произошло образование бугристых торфяников (плоские водоразделы, горизонтальные поверхности террас, днища озерных котловин, поймы с речными старицами) и дать их абсолютные и относительные высоты;закартировать площади, занятые бугристыми торфяниками, недеформированными торфяниками и открытыми или заторфовывающимиея водоемами и установить их взаимное расположение и площадное соотношение;провести нивелировки по определенным направлениям, которые должны отобразить морфологию бугристого торфяника, отдельных торфяных бугров, седловин и озерных водоемов, расположенных среди бугров.

Надо отметить размеры и форму торфяных бугров: длину, ширину, относительные высоты над общим низким уровнем недеформированной поверхности, характер вершины—плоская, выпуклая, конусообразная, склонов (уклоны в градусах, характер соединения склонов различных бугров);описать трещины на поверхности бугров—их длину, ширину и глубину, расположение на вершине и склонах бугра; установить расчистками крутых обнаженных склонов бугров, а также шурфами и скважинами их строение: характер талого и мерзлого торфянистого материала и минерального грунта (если он залегает под торфом)—состав, цвет, слоистость, нарушения (смятия, разрывы), наличие ледяных прослоев —толщина, густота и взаимное расположение;степень разложения и плотность торфа, примесь в нем иловато-пылеватого материала, песка, гальки, древесных и углистых остатков;установить глубину залегания верхней поверхности вечной мерзлоты над различными формами рельефа бугристых торфяников, в частности—резкое опускание ее от бугров к водоемам. Следует взять образцы торфа из типичных горизонтов бугров для определения его ботанического состава, содержащейся в нем пыльцы и диатомовых (см. гл. IX и XVIII ); дать описание понижений между буграми («ерсей»)—их форму, длину, ширину, глубину, характер соединения друг с другом, установить характер и направление по ним поверхностного и подземного стока;отметить характер и распространение на поверхности бугристых торфяников травянистого и мохового покрова, не происходит ли на оголенных участках бугров разложение или разрушение торфянистого материала и снос его с вершин и склонов в понижения, причины этого разрушения;каков характер древесной растительности—ее распространение, размеры стволов, положение их по отношению к горизонту, причины ненормального положения стволов.

Торфяные бугры, или сезонные бугры выпучивания, изучаются стационарными методами в период ноябрь—июль, когда проходит их полный цикл развития от начала образования до полного разрушения. С помощью этих наблюдений, сопровождающихся температурными измерениями на различных глубинах, следует выяснить происхождение торфяных бугров и механизм их формирования;пронаблюдать процесс замерзания деятельного слоя торфяных бугров и озерных водоемов, выпучивание торфянистой массы под влиянием замерзания воды и гидростатических напряжений;излияние на поверхность торфяника воды и плывунных масс и возможное выделение газов;образование и рост бугров, появление и развитие на них трещин, процесс разрушения торфяных бугров под влиянием ветра и переносимого им снега.

☀   ☀   ☀

15. Булгунняхи (гидролакколиты), или многолетние бугры выпучивания, изучаются, в противоположность сезонным буграм выпучивания, в течение всего года. Следует отмечать: места развития булгунняхов —низменные заболоченные пространства, днища озерных котловин со спущенными или заторфованными озерами;их размеры и форму —площадь, наибольшая высота, характер вершины и склонов, наличие трещин, провалов и озер;строение и состояние бугра (не наблюдается ли лед внутри булгунняха, развивается бугор или разрушается);источники питания: на юге—тип подземных напорных вод, создавших булгуннях;на севере—вырастает ли бугор среди озера, которое превращается в кольцо воды вокруг бугра;надо указать время появления булгунняхов и сезонные изменения их жизни: не наблюдается ли выпирание ледяного столба из воронки старого булгунняха с наступлением морозов, не изливается ли из них временами вода;проследить все стадии разрушения старых булгунняхов: растрескивание вершины и склонов, на каком склоне преимущественно трещины развиваются, проседание вершин и образование воронки, заполнение ее водой, прорыв воды через борт воронки и вытекание, появление в воронке древесной растительности, привело ли разрушение булгунняха к образованию озера протаивания.

☀   ☀   ☀

16. Бугристые мари, или могильники,—заболоченные горизонтальные или наклоненные участки рельефа, покрытые многочисленными, состоящими из минерального субстрата, мелкими буграми или грядками с относительными высотами 0,5—1 м и в несколько метров в поперечнике, промежутки между которыми заболочены, заполнены торфянисто-илистым материалом, покрыты сверху осоковыми кочками и мохово-травянистой растительностью.

Надо описать формы рельефа марей: относительные высоты бугров и грядок над общим низким уровнем западинок, расположение бугров и грядок на поверхности мари (одиночно, группами, рядами, полосами);формы отдельных бугров в плане и профиле: округлые, овальные или лопастные (на горизонтальных площадках) или вытянутые по склону (на наклонных участках);выпуклые (на глинистых и суглинистых грунтах) и почти плоские (на супесях и песках).

При описании строения бугров и грядок отмечают характер слагающих их материалов на различных глубинах: цвет, плотность, структура;наличие гальки, валунов и щебенки, древесных и углистых остатков, железистых конкреций и т. д.;степень увлажнения на различных глубинах и отметку появления надмерзлотных вод, ледяные прослои и линзы;характер и глубину залегания мерзлого грунта.

Для характеристики западинок между буграми и ложбинок между грядками отмечают: мощность современного мохового покрова и отмершего торфянистого материала, его цвет, состав, плотность, степень разложения, наличие примесей, характер увлажнения.

Желательно делать поперечные разрезы через бугры и западинки марей и параллельно брать образцы для механического анализа, влажности грунтов (через каждые 10 см по вертикали), для определения ботанического состава торфов, пыльцы, диатомовых водорослей (см. гл. XVIII ).

Задачи годовых стационарных наблюдений на марях: а) скорость и глубина промерзания и оттаивания на марях в зависимости от микрорельефа, грунтов, почв и растительности (вести параллельные наблюдения над температурами и влажностью грунтов в течение года);б) вспучивание и растрескивание грунта, излияние плывунных масс на поверхность, образование молодых бугров, постепенный рост и дальнейшее разрушение.

ВОДЫ И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

17. Подземные воды. В районах распространения вечной мерзлоты вполне применимы обычные методы гидрогеологических работ, но они требуют учета местных специфических физико-географических условий, особенно своеобразного характера проявления подземных вод в пределах деятельного слоя (надмерзлотных вод), особенностей их залегания и режима в вечномерзлой толще (межмерзлотные воды) и под ней (подмерзлотные воды).

Специальные приемы гидрогеологических наблюдений изложены в §§18—24. Необходимо составить на основе одной из карт (гипсометрической, геоморфологической, четвертичных отложений) карту водных объектов—проявлений мерзлотно-гидрогеологического комплекса: источников, колодцев, грунтовых наледей, участков с развитием ископаемых льдов.

☀   ☀   ☀

18. Надмерзлотные воды. Выяснить условия залегания надмерзлотных вод: состав водоносных пород, трещиноватость и ноздреватость пород;вливание через них атмосферных осадков в надмерзлотный водоносный горизонт, циркуляция по ним водных жил, превращение их зимою в жильные льды. Указать мощность водоносного горизонта, характер питания и режим надмерзлотных вод;связь их с другими типами подземных вод;жидкую и твердую фазы вод, их взаимосвязь, взаимопереходы и сезонность; изменение количества вод при замерзании и оттаивании;характер перехода от свободной поверхности зеркала вод до напорной и сопровождающие этот переход явления: температурный режим—промерзающие и непромерзающие воды;химизм вод—богатство их органическими веществами, гумусовыми кислотами.

В результате детальных гидрологических исследований составляется карта надмерзлотных вод на топографической основе или на карте четвертичных отложений, в которых заключены эти воды;условными знаками изображают площади с отсутствием надмерзлотных вод и площади с их наличием, выделяют промерзающие и непромерзающие надмерзлотные воды, указывают мощность и глубину залегания по сезонам надмерзлотного горизонта.

☀   ☀   ☀

19. Межмерзлотные воды.Условия распространения ископаемого льда. Изучить жидкую и твердую фазу межмерзлотных вод - определить условия и формы залегания, режим и характер питания, движение и напор, температуру и химизм (газы) жидкой фазы межмерзлотных вод. Необходимо изучить связь ископаемого льда (массы льда, покрытые наносом, независимо от генезиса) с при родными условиями, формы его залегания, генетические типы, со став, структуру и отношение к вмещающим породам.

Следует выяснить закономерные зависимости между распространением ископаемого льда и следующими природными условиями:

а) тектоникой (обилие льдов в тектонических долинах, мульдах);

б) геоморфологическими особенностями: связь ископаемых льдов с отрицательными формами рельефа—котловинами, речными долинами, плоскими седловинами водоразделов;в) гидрографической сетью;г) растительным покровом и животным миром—наличие богатой растительности;норы песцов и леммингов на лишенных ископаемых льдов сухих грунтах склонов холмов.

Следует составить карту распространения ископаемых льдов и межмерзлотных таликов. Особое внимание следует уделить вопросу о деградации или развитии ископаемых льдов в пределах изучаемой территории.

☀   ☀   ☀

20. Формы залегания ископаемого льдаразделяются на три типа: 1) пластовая и линзовая (пропластки льда нередко чередующиеся с минеральным грунтом), характерная для поверхностных отложений ;2) жильная, выдерживает ориентировку на значительном протяжении, встречается на самых разнообразных глубинах; 3) неправильная—в виде глыб, гнезд, штоков, наблюдается тоже повсеместно. Для первого типа надо оконтурить площадь распространения ископаемого льда, определить толщину ледяного тела по нескольким поперечникам с помощью разведки шурфами или бурением;колонковое бурение позволяет извлечь пробы льда с ненарушенной структурой для определения его физических свойств.

При жильной форме надо определить падение и простирание ледяной жилы и ее мощность;является ли она самостоятельной или на глубине сливается с более мощным массивом льда, или выклинивается;не образовалась ли она в результате заполнения водою или снегом морозобоиной трещины или в коренных трещиноватых породах. При разведке изучают не только собственно ледяное тело, но также кровлю—залегающие на льде породы, и постель —породы, на которых лежит лед: их состав и строение, мощность и характер вечной мерзлоты и деятельного слоя, характер контакта между ископаемым льдом, кровлей и постелью, изменения в ископаемом льде при приближении к контакту, изменения в кровле и постели вблизи ископаемого льда.

☀   ☀   ☀

21. Генетические типы ископаемого льда. При описании естественных обнажений с ископаемым льдом выясняют: является ли лед коренным, включенным в осадочные горные породы, или натечным, образовавшимся вследствие намерзания поверхностных или надмерзлотных вод на несодержащих лед горных породах, или лед только прислонен к обнажению (напр., выброшенные на берег и погребенные затем массы речного или морского льда). Для определения типа ископаемого льда надо предварительно убедиться—кровля старше или моложе залегающего под нею льда.

Если лед моложе кровли, то он может относиться к следующим типам: а) конденсационный (образование кристаллов в данном слое);б) инфипьтрационный (от замерзания просачивающейся в грунт воды);в) льды из надмерзлотных вод—карнизные льды на обрывах;г) конкреционные льды (заполнение грунтовыми водами и замерзание в пустотах);д) лед из речных вод—наносный лед, остающийся при спаде воды лед на островах, береговой лед (выдвигающийся на берег лед при сжатии);е) лед из торфяных вод (вода, выделяющаяся из торфа при его замерзании); ж) пещерный лед из грунтовых вод или навеянных сугробов в карстовых образованиях.

Если лед старше кровли, т. е. он законсервирован продуктами денудации, то он может относиться к следующим типам: а) лед погребенных ледников и фирновых полей (каменный лед);б) мертвые ледники —отторженцы отступающих ледников;в) лед погребенных снежных сугробов (заполняет депрессии; поверхность ледяного тела плоско-выпуклая, лед мутный от массы пузырьков воздуха);г) погребенные наледи (лед слоистый, белесоватого оттенка от пузырьков воздуха, иногда содержит частицы грунта).

Следует обратить внимание на мощный лед погребенных ледников (каменный): изучить развитые в его кровле полосатые суглинки с прекрасно выраженной сезонной слоистостью. Описать характерные морфологические элементы обрывов ископаемого льда на морских берегах: вертикальный, карниз, верхняя вогнутая ледяная стена, уступ с ледниковыми столами и вертикальными колодцами, нижняя ледяная стена, пещера размывания, ледяное дно моря и динамику разрушения берегов (см. гл. X ).

☀   ☀   ☀

22. Физические свойства ископаемого льда. Изучить физические свойства ископаемого льда: а) прочность;б) удельный вес;в) структуру (с помощью лупы): зернисто-кристаллическая—с кристаллами льда среди минеральной массы;плотная—в породах, пересыщенных льдом;ноздреватая—льдом выполнены отдельные пустоты;г) текстуру: ячеистая—ледяные прожилки облекают кусочки мерзлых пород;слоистая—перемежаются прослойки льда и минеральной массы;брекчиевидная—беспорядочная смесь обломков пород и льда;д) характер и распределение включений, содержание и состав газов;е) температуру грунта близ ископаемых льдов и в отдалении от них.

Следует взять образцы для исследования физических свойств и химического состава ископаемого льда с его включениями в породах кровли и постели и этих последних. Образны должны быть характерными, т. е. отражать особенности той породы или льда, которые изучаются;если они разнообразны, взять несколько образцов. Часть образцов должна состоять из ненарушенного (в смысле структуры) грунта или быть в естественно-влажном состоянии;надо заливать пробы парафином. Полезно образцы пород и структурного льда сфотографировать с приложением для масштаба линейки с делениями. Образцы перевозить при температурах ниже нуля.

☀   ☀   ☀

23. Подмерзлотные воды. Отметить состав породы водоносного горизонта, наличие в ней трещиноватости, размеры трещин (открытые или закрытые), материал, заполняющий трещины—лед, мерзлый грунт;глубину вод (неглубокие, глубокие);генетический тип вод (аллювиальные, карстовые, пластовые, трещинные, трещинножильные);характер напора вод, физические и химические их свойства, связанные с водами наледи. На карте подмерзлотных вод, на топографической или геологической основе, условными знаками (красками или штриховкой) показывается: глубина залегания подмерзлотных вод, распространение различных типов их;можно дать карты гидрохимического и удельного дебита скважин подмерзлотных вод.

☀   ☀   ☀

24. Источники. Определить типы источников: а) нисходящие, связанные с надмерзлотными водами и восходящие, обычные для подмерзлотных вод;б) постоянные (устойчивые по дебиту, составу, температуре и месту своего выхода) и непостоянные (с сильно- меняющимся дебитом;в этом случае повторные наблюдения крайне необходимы).

Лучшим временем для производства замеров дебита этих источников являются или февраль—март, когда некоторые источники уменьшают свой дебит, иногда совершенно промерзают, у других, наоборот, дебит увеличивается;или сентябрь—октябрь, когда происходит максимальное оттаивание деятельного слоя. Связь места выхода источника с элементами рельефа необходимо отметить, как и реформации почвы близ источников.

Исследовать газовый режим источников: непостоянство выхода вследствие зимнего промерзания- (надо определять выходы подземных вод по наличию пузырьков газа в реках зимою подо льдом);наиболее благоприятное время для поисков газовых струй: август—октябрь и март—апрель. Наблюдения сопровождаются измерениями температуры и взятием пробы воды в месте выхода источника на поверхность почвы.

При осмотре колодцев выяснить: связан ли данный колодец с подземными водами (для проверки произвести откачку воды), промерзает ли колодец, каковы изменения качества воды по сезонам, выпираются ли срубы колодцев (при замерах уровня воды в колодце учесть эти движения сруба). Выяснить, как обеспечено водоснабжение данного населенного пункта летом и зимою (пользуются ли льдом вместо воды, заведомо недоброкачественной водой омутов и т. д.).

☀   ☀   ☀

25. Реки. Охарактеризовать зимний режим рек: время начала ледостава, мощность льда и слоя воды под ним, наблюдается ли на реках лед «сушник»(несколько пластов льда, разделенных воздушными полостями), промерзает ли река до дна или нет, промервают ли лишь мелкие порожистые участки («аяны») или и плесы, промерзает ли дно реки и на какую глубину. Отметить участки, позднее замерзающие, с тонким льдом, или совсем не замерзающие («полыньи», «пропарины», «окна»), и связь их с теплыми восходящими источниками или «быстротоками»; указать участки рек, на которых появляются наледи в связи с подземными водами;загнивает ли вода в глубоких плесах зимою и наблюдается ли в них «замор»рыбы (пользуется ли население рыбою этих изолированных «рыбных садков»); каков характер весеннего таяния льда.

Большие выходы подземных вод на дне реки можно установить различным путем: температурными замерами, по выходам газов и изменению химического состава воды;признаком является также незамерзание или позднее замерзание воды в районе выхода в реке подземных вод. Замер расхода воды в реке летом на различных участках, на некотором расстоянии один от другого, может показать увеличение расхода сверху вниз по течению при отсутствии впадающих в реку поверхностных притоков.

☀   ☀   ☀

26. Озера. Происхождение озерной впадины (просадочное, суффозионное и др.), расширяется ли она из года в год, вечная мерзлота на дне озера, нет ли по берегам, особенно в свежих обрывах, ископаемого льда, не развиваются ли наледи. Не вырастают ли зимою на дне озера бугры выпучивания, исчезают ли они летом или сохраняются до следующей зимы, возобновляя свой рост;не наблюдается ли растрескивание толстого пласта льда под давлением подземных вод. Имеются ли в понижениях рельефа ископаемые, или законсервированные озера, представляющие массы льда, прикрытые грунтом и растительностью. Деградация озер: протаивание дна и берегов, понижение уровня подземных вод, исчезновение надмерзлотных вод, понижение уровня озер, вытекание одного озера в другое, превращение два озера в луг («алас») или солончак.

Отметить особенности режима минеральных озер: ярусность в распределении вод разной температуры, плотности и солености;когда замерзает минеральное озеро, какова температура воды при образовании льда, как происходит процесс весеннего таяния льда.

НАЛЕДИ

27. Задачи и методы изучения. Наблюдения над наледями могут быть маршрутными и стационарными. Задачи маршрутного изучения наледей заключаются в описании наледей, в фиксировании тех, о которых получены сведения по опросным и литературным данным, в предварительном выяснении вопросов генезиса наледей, борьбы с ними и использования питающих их источников. Пользуясь программой, можно сделать свои записи с возможной полнотой, но не все ее пункты могут быть заполнены при маршрутных исследованиях.

Стационарные исследования наледей имеют в виду дать подробную характеристику режима наледи и наледного процесса в целом. Исследовательская партия ведет специальный наледный журнал, в который заносятся все сведения по изученным наледям. В нем же обязательно указываются: наименование и адрес исследующего учреждения, дата наблюдений и подписи наблюдателей, №№ и названия наледей, источников или речек, питающих наледи. Одновременно местоположение наледей отмечается на карте обязательно в поле и за теми же №№, что и в журнале.

Планы групп или отдельных наледей составляются в масштабах: 1 : 100, 1 : 200, 1 : 1 000 (1 : 10 000 для крупных наледей) с горизонталями через 0,5 м, с показанием ориентировки. На планах наледей наносят бугры и трещины, выход питающего наледь источника, окружающую растительность, дороги, страдающие от наледи сооружения. При планах прилагаются продольный и поперечный профили наледей.

☀   ☀   ☀

28. Типы наледей и их географическое положение. С генетической точки зрения различают: а) наледи речных вод, б) наледи подземных вод, в том числе ключевые и в) смешанные. Среди наледей речных вод выделяют бортовые наледи: прибывающая в реку вода поднимается по речным наносам на берега и с берегов стекает к руслу, образуя наледь. Среди наледей подземных вод- различают: наледи надмерзлотных й подмерзлотных вод. Различают наледи, образовавшиеся на поверхности земли—наземные и развившиеся в пределах деятельного слоя—подземные, в том числе и гидролакколиты. Вопрос о типе наледей решается в предварительной или окончательной форме в зависимости от обстановки, но каждый раз с соответствующей оговоркой.

. Необходимо определить географическое положение наледи: указать широту и долготу места, наименование административной единицы, абсолютные высоты (с помощью точной или барометрической нивелировки или по горизонталям карты), положение по отношению к странам света, населенному пункту, элементам рельефа (экспозиция и угол падения склона, .у подошвы которого расположилась наледь). Если наледь речная, то тщательно охарактеризовать тот участок долины и реки (название, бассейн крупной реки), к которому приурочена наледь; положение наледи по отношению к элементам рельефа —на дне долины, у подошвы склона, на конусе выноса, на такой-то террасе (ее высота, ширина, длина, степень расчлененности);относительную высоту над урезом воды или тальвегом долины (определяется всегда по прямому направлению от наледи перпендикулярно к данной реке или ее руслу.)

☀   ☀   ☀

29. Географические условия мест образования наледей. При изучении наледей составляют краткую геологическую характеристику района ее действия: состав и условия залегания горных пород, наличие вблизи тектонических разломов, характер подстилающих или вмещающих ледяное тело наледи пород. Выясняют гидрогеологические особенности приналедного участка: выход водоносного пласта или водоносной трещины, наличие под наледью талика с водой и его связь с наледью, мощность надмерзлотного водоносного горизонта и направление движения над- мерзлотного потока, глубина залегания и характер вечной мерз лоты, глубина зимнего промерзания.

При съемке наледи попутно производят наблюдения над снежным покровом вокруг наледи на расстояние до 100 м от нее (см. гл. XIII ). При исследовании речных наледей следует описать гидрогеологический режим водотоков (частично по опросным и литературным данным): строение и характер русла и берегов, скорость и расход реки, состояние льда (его деформации), незамерзающие или поздно замерзающие участки рек (полыньи), как возможные «отдушины»для наледной воды. Отметить роль искусственных сооружений (дорог, канав, отапливаемых или неотапливаемых построек и т. д.) в образовании наледей;уничтожение растительного покрова и обнажение горных пород, вскрытие водоносного горизонта, полное или частичное его промерзание во время морозов, образование мерзлотных пробок на пути движения надмерзлотных вод, образование наледей и их миграцию в результате постройки искусственных сооружений.

☀   ☀   ☀

30. Формы и размеры наледей. Указать форму наледи—пластовая (наледные поля), округлая, эллиптическая, однолопастная или многолопастная, в виде сосулек, натеков, каскадов;распределение на ней наледных бугров. Характер трещин наледей и наледных бугров;размеры трещин (длина, ширина, глубина);выходит ли трещина за пределы наледи, рассекая прилегающую почву;система связи и ориентировка трещин;водоносность трещин: сухая, зияет или заполнена грязью;время и порядок появления и исчезновения трещин. Дать размеры наледей—длину, ширину, площадь, максимальную и среднюю толщину льда (определяется шурфовкой или разбуриванием наледи).

В случае наледи, образовавшейся в лесу, сделать засечки на деревьях на высоте льда наледи с тем, чтобы летом, когда наледь растает, замерить толщину льда, считая от засечки на дереве вниз до поверхности земли. Желательно определить объем льда наледи.

Съемка наледи производится или обходом (с гониометром), или засечками (мензулой) или, если наледь небольших размеров, непосредственным измерением рулеткой и зарисовкой на глаз. При съемке не ограничиваться только планом самой наледи, а заснять и окружающий ее участок, где четко отразить взаимоотношения ее с рельефом, гидрологическими условиями (питающий источник), растительностью (деформированные деревья, разорванные пни, «пьяный лес»и т. д.);на плане дать поперечные и продольные разрезы. Описать наледные бугры: количество, высоту, диаметр, форму, ориентировку, водоносность бугров и их строение—мощность почвы надо льдом, толщину и характер льда, мощность слоя подо льдом (определить шурфованием). При съемке надо бугры зарисовать.

☀   ☀   ☀

31. Вода и лед наледей. Замерить дебит воды, вытекающей из наледи, или дебит источника, питающего наледь. Замеры весною желательно делать рано утром и в 1—2 ч. дня, чтобы получить представление о величине талой наледной воды. Замер производить, по возможности, ближе к месту выхода воды. Обязательно отмечать дату наблюдения, способ и место замера. Определить физико- химические свойства наледной воды: цвет, вкус, прозрачность, запах (определяется подогревом воды до 30—40°), количество и характер пузырьков воздуха или другого газа (см гл. V , VI и VII ).

Температура наледной воды измеряется родниковым термометром в месте выхода ее из наледной трещины или в источнике, питающем наледь. Если вода выходит из нескольких трещин или бугров, то производят замеры для каждого выхода;одновременно измеряется температура воздуха в тени.

В случае речной наледи, наряду с замерами температуры наледной воды н месте ее появления на поверхности, интересны данные по температуре речной воды немного выше и ниже наледи, в наиболее глубоких участках реки. Если источник, питающий наледь, выделяет пузырьки газа, следует взять пробу газа для исследований природы наледной воды. Надо определить па месте цвет, прозрачность, структуру, плотность льда; количество, характер и распределение во льду пузырьков воздуха . и других примесей (песок, куски породы), проследить изменение физических свойств льда в вертикальном и горизонтальном направлениях.

☀   ☀   ☀

32. Динамика наледей. Стационарное, а частично и маршрутные, наблюдения наледей, производимые по специальной программе, должны зафиксировать начало их возникновения и процесс роста, время наибольшего развития и окончательного исчезновения;появление и развитие наледных бугров и трещин, последовательность этих явлений, время и причины их возникновения и исчезновения. Насколько постоянно появляется наледь в данном месте из года в год, имеется ли приток воды в данное время, когда он прекратился, какова причина прекращения роста наледи;когда «закипают»воды (дата, всегда ли в одно время), долго ли продолжается «кипение»(в течение всей зимы или оканчивается ранее);в какие годы наледь отсутствовала, совпадает ли ее отсутствие с сухим или теплым годом;изменяет ли в разные годы место своего образования в связи с миграцией питающих ключей;когда растаивает наледь (месяц, каждый ли год в одно и то же время); динамика наледной воды (изливает бугор в настоящее время воду или он сухой, недоразвившийся;каковы сроки между отдельными моментами водоизлияния;имеются ли следы многократных излияний воды по трещинам);если притока воды из наледи не наблюдается (наледь сухая), то выяснить, когда водоизлияние прекратилось, временно или окончательно;имеются ли вместе с водой выносы грязи, охры и т. Д. Каково поведение наледных бугров до взрыва (потрескивание, вздрагивание).

В наледях, деформированных взрывом, когда отдельные глыбы льда переместились с места своего первоначального образования, следует отметить длину, ширину и толщину глыб;расстояние и направление, в каком произошло их перемещение;нанести их на план , зарисовать и сфотографировать.

В ряде случаев совершенно необходимо строить маршрут так, чтобы иметь возможность вторично осмотреть все главнейшие наледи, с повторными съемочными и нивелировочными работами и повторным взятием образцов воды и льда. Без подобных работ трудно охарактеризовать динамику наледного процесса. При повторном осмотре надо определить количество льда, наросшего за истекший между первым и вторым сроками наблюдений отрезок времени, направление, по которому происходило увеличение наледи (соответствующие стрелки ставятся на плане). На план и профиль наледи первой съемки наносят цветной тушью или карандашом очертания горизонталей поверхности наросшего льда и датируют соответствующим числом. Для повторных наблюдений полезно окрасить наледь и наледную воду краской, чтобы отметить рост и его направление.

Используется ли наледь населением и в каком отношении: водоснабжение, использование в жаркое засушливое лето воды тающих наледей, хранение скоропортящихся продуктов;охота летом на животных, спасающихся на наледях от комаров и мошек;санный путь зимой по наледям и летом—верховые тропы.

ПОЧВА И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

33. Физические и химические свойства почв. При изучении почв в каждом отдельном пункте наблюдений определяют географическое положение, высоту над уровнем моря, топографические условия, расстояние от ближайшего водоема, не заливается ли место водой и т. д. Надо изучить влияние низких температур на интенсивность физического и химического выветривания материнских пород, на характер, энергию и направление разложения органического вещества в почве. Определение влажности грунта, а особенно его льдонасыщенности весьма ценно для выяснения вопросов, связанных с естественной просадкой грунтов при искусственном их обогревании. Следует определить влажность почвы на различных глубинах, ее изменение по сезонам года в почвах разного механического состава и степени окультуренности. Особое внимание надо обратить на влажность слоя грунта, непосредственно соприкасающегося с верхней границей вечной мерзлоты. Мерзлые грунты характерны своей неоднородностью по влажности, что требует многократных ее определений.

Из шурфов обязательно брать пробы мерзлого грунта естественной, ненарушенной структуры для испытаний их на оттаивание и размокание.

Следует изучить влияние вечной мерзлоты на характер миграции почвенного раствора и солей. Наличие последних определяется испытанием образца на вскипание 5% раствором соляной кислоты: бурное вскипание и выделение пузырьков газа укажет на значительную карбонатность грунта. Надо отметить накопление над водонепроницаемым слоем вечной мерзлоты вымытых из почвы солей и перегноя, которые нередко образуют пятна или сплошные прослойки солей и гумуса. В областях с засушливым летом растворы солей, вследствие сильного испарения влаги, поднимаются на поверхность почвы, образуя налеты или корки;подобные места посещаются козами, оленями, лосями.

☀   ☀   ☀

34. Влияние внешних факторов на процесс промерзания и оттаивания почв. Изучение хода промерзания и оттаивания почв стационарным методом проводят путем измерения температур на разных глубинах, а дополнительные и контрольные наблюдения с помощью шурфов, щупа и бура систематически, через определенные промежутки времени измеряя глубины промерзания и оттаивания почв на выбранных опытных площадках. Работы сопровождаются параллельными микроклиматическими наблюдениями (температура почвы на различных глубинах, особенно в корнеобитаемом слое, на поверхности почвы, на различных почвенных разностях), изучением физических свойств промерзающих и оттаивающих грунтов, взятием образцов для лабораторных анализов. Мощность промерзания и оттаивания измеряется всегда от поверхности почвы, без учета растительного покрова. При всех земляных работах необходимо зафиксировать глубины промерзания и оттаивания (в колодцах, могилах, котлованах).

Наблюдения можно провести по профилям через интересующие участки для выяснения сравнительного хода промерзания и оттаивания в различных географических условиях. Для полного освещения вопроса о характере и интенсивности процессов промерзания и оттаивания почвы необходимо изучить эти явления: а) на различных элементах рельефа (вершина, дно долины, склоны разной крутизны и экспозиции), б) на разнообразных почвенных разностях и при различном механическом составе почв, в) в разных гидрогеологических условиях (наличие подземных вод, близость выхода ключей), г) в зависимости от глубины залегания вечной мерзлоты и ее воздействия на температуру деятельного слоя, д) при различной толщине снежного покрова, е) в условиях разнообразной растительности в сельскохозяйственных культур, ж) на голых, лишенных растительного покрова площадках, с разной плотностью и механическим составом грунта.

☀   ☀   ☀

35. Промерзание почв. Указать время промерзания (месяц и число начала промерзания). В случае стационарных наблюдений при первых морозах утром, перед восходом солнца, осматривают опытные площадки с целью отыскания пятен промерзания, залегающих обычно в маленьких западинках, особенно в пониженных частях рельефа, где раньше всего можно обнаружить ледяную корку на почве, ледяные стебельки и т. д. На какую глубину промерзает почва при глубоком и неглубоком промерзании;отметить годы с глубоким и годы с неглубоким промерзанием, учитывая, что максимальная глубина промерзания бывает в марте—апреле. Смыкается ли промерзающий слой в момент максимального промерзания весною с вечной мерзлотой или между ними остается непромерзший слой талика;величину талого слоя. Не имеет ли место двустороннее замерзание, т. е. одновременное замерзание талых слоев сверху и снизу (со стороны вечной мерзлоты); для этого измеряют толщину сезонного промерзания и мощность талого слоя.

☀   ☀   ☀

36. Оттаивание почв. Время оттаивания: когда (месяц и число) начинается оттаивание почвы н годы раннего или позднего начала оттаивания. При стационарных наблюдениях начало работ относится к моменту схода снега с опытных площадок. Оттаивание первых 30—40 см определяется с помощью лопаты, в дальнейшем пользуются мерзлотным щупом или буром. Наблюдения производятся один раз в декаду. Каждое последующее определение производится в новой точке, отстоящей от старой на расстоянии не менее 1 м для щупа и бура и 3—5 м для шурфа. Максимальная глубина сезонного оттаивания происходит в октябре— декабре. Измеряя глубину оттаивания осенью, когда уже начинается промерзание почвы сверху, определяют мощность мерзлого и талого слоя почвы. На какой глубине встречается мерзлый грунт в июне, июле, августе и сентябре под различной растительностью, на разных почвах и формах рельефа. После того, как зимнее промерзание сольется с вечной мерзлотой, наблюдения прекращаются.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

37. Взаимодействие растительности и вечной мерзлоты. При комплексном изучении вечной мерзлоты следует определить характер ее (глубину залегания, количество ископаемого льда, изменение температур деятельного слоя на протяжении вегетационного периода и т. п.) под различными типами растительности—лесом, лугом, болотом, пашней;дать подробное описание растительности в точке наблюдения, особенно леса (состав по породам, возраст, средние высота и диаметр, добротность и состояние древостоя, состав и количество подроста, характер подлеска, травянистого и мохового покровов, а также мертвой лесной подстилки);выяснить условия хорошего роста деревьев с наиболее ценной древесиной и плохого роста (болезненных); причины быстрой смены растительности в связи с изменением характера вечной мерзлоты в различных условиях рельефа (на «солнопеках», «сиверах», вершинах гор, долинах);отметить признаки большой защитной роли растительного покрова в горных местностях; проверить, какое влияние оказывает вечная мерзлота на культурную- растительность (медленное развитие растений, летние заморозки, просадки распаханных участков, использование влаги тающей мерзлоты растениями в сухое и жаркое лето, не является ли она причиной ускорения развития растений).

Следует провести фенологические наблюдения, проследить одинаковые фазы развития растений на вечной мерзлоте и без нее, зависимость фенологических явлений (цветение, покрытие листвой растений) от глубины и скорости протаивания почвы, от наличия больших масс наледного льда.

☀   ☀   ☀

38. Особенности корневой системы и роста древесной растительности. В деятельном слое надо следить за характером развития корневой системы: сосредоточение корней в более теплых верхних слоях почвы (поверхностные корневые системы), отмирание стержневого корня у хвойных, способность их давать побочные корни. По глубине, на которую распространяются корни деревьев, можно определить толщину деятельного слоя, максимальную мощность надмерзлотного водоносного горизонта. Нахождение старых отмерших корневых систем в верхних горизонтах вечной мерзлоты говорит о недавнем поднятии ее уровня.

Обратить особое внимание на некоторые специфические особенности растительного покрова, различные отклонения от нормального развития растений: а) внешний вид деревьев на вечной мерзлоте (низкий рост, укороченные ветви, мелкая хвоя, наличие наростов на стволах, загнивание сердцевины, свилеватость, или скручивание стволов);б) необычное положение древесных стволов (искривленные саблевидной формы стволы на склонах со сползанием земляных масс по верхней поверхности вечной мерзлоты, наклонный -рост отдельных деревьев с вертикальными ветвями и «ветровалы», образовавшиеся под воздействием сильных ветров на деревья с поверхностной корневой системой;в) «пьяный лес»—в районах пучения грунтов;стволы, погруженные в воду в районах развития термокарста;следует отметить распределение, ориентировку и возраст ненормально стоящих стволов;г) усыхание и гибель древостоев летом в районах поздно оттаивающих наледных льдов; отметить характер и возраст деревьев, растущих на булгунннхах.

☀   ☀   ☀

39. Гари, вырубки, заболоченные участки. Произвести непосредственные наблюдения на свежих и старых гарях и вырубках: воздействие их на вечную мерзлоту (прогревание и обсыхание грунтов после пожара, понижение верхней поверхности вечной мерзлоты); признаки бывших пожаров в почвах: уплотненные и расцвеченные горизонты грунтового разреза, усиление деятельности почвенных и грунтовых вод, образование оплывин на склонах и суффозии; исчезновение ископаемого льда, образование бугристой поверхности почвы. Произвести систематические наблюдения над температурой и влажностью грунтов при неоднократном экспериментальном выжигании растительного покрова на опытных площадках.

В местах быстрого заболачивания лугов или расчисток под пашни следует выяснить условия, при которых происходит заболачивание.

ЖИВОТНЫЙ МИР И ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

40. Влияние вечной мерзлоты на жизнь животных. Произвести наблюдения над животными, обитающими в почве в течение всей своей жизни (земляные черви) или же только часть жизни (личинки насекомых). В деятельном слое отмечают характер нор землероев: возвышенное место или низменное, почва и характер растительности, глубина залегания грунтовых вод;как пред охраняют животные свои жилища от воды. Как животные готовятся к зиме и устраивают на зиму жилища, как собирают запасы пищи, чем питаются перед тем, как залечь на зиму в нору, как проводят жизнь в земле, выходят ли зимою из норы или засыпают на весь холодный сезон, когда залегают животные осенью в норы и выходят из нор весною, выяснить причины, от которых это зависит. Пронаблюдать годовой цикл жизни амфибий, ящериц и змей. Сделать наблюдения над жизнью водных животных, обитающих в промерзающих до дна водоемах.

МЕРЗЛОТНАЯ СЪЕМКА

41. Мерзлотная карта. Сущность мерзлотной съемки заключается в установлении основных проявлений режима вечной мерзлоты как в деятельном слое, так и в породах верхней толщи вечной мерзлоты в зависимости от орографических, геологических, геоморфологических, климатических, гидрогеологических и почвенно-ботанических особенностей исследуемого района, т. е. производится изучение всего комплекса явлений вечной мерзлоты в целом. Представить себе весь этот комплекс в наглядной форме можно при нанесении его условными знаками на мерзлотную карту, которая составляется на соответствующей топографической основе.

Типы мерзлотных карт (планов) могут быть различными в зависимости от цели работ и детальности исследования.

На эти карты условными знаками наносят: 1) особенности вечномерзлотной толщи: характер распространения, глубина залегания, рельеф верхней поверхности, мощность, типы вечной мерзлоты в вертикальном разрезе, перелетки, типы таликов, мощность, состав и влажность деятельного слоя;2) формы мерзлотного рельефа (участки с обширным развитием морозных трещин), явления солифлюкции—оплывание, оползни; термокарстовые формы—просадки, провалы, воронки, блюдца, просадочные озерные котловины;сезонные и многолетние бугры пучения (гидролакколиты), бугристые торфяники, бугристые мари, места извержения плывунов;3) характер вод: глубина залегания и мощность надмерзлотного водоносного горизонта, источники, участки с развитием ископаемых льдов, участки рек не замерзающие или поздно замерзающие, промерзающие до дна и не промерзающие, озера родникового или термокарстового происхождения, наледи речные и грунтовые;4) особенности почвообразования (глубины промерзания и оттаивания грунтов, структурные почвы);5) «пьяный лес»и искривленные стволы деревьев, места находок остатков вымерших животных.

При составлении мерзлотных карт разного масштаба соблюдаются следующие правила: а) при нанесении местонахождения шурфов и скважин после их номеров ставится дробь: в числителе глубина залегания верхней поверхности вечной мерзлоты (деятель ного слоя), а в знаменателе—нижней (например, III №29 1.50 м/17. 75 м );б) площади, занятые толщей мерзлоты одинаковой мощности, окрашиваются на карте цветом одинаковой густоты;в) изогипсы, показывающие рельеф поверхности мерзлых пород, должны быть отличимы от гидроизогипс и горизонталей поверхности почвы цветом или различием пунктирной линии;г) талики и выходы ископаемых льдов должны по возможности оконтуриваться со всех сторон;д) механические разности грунтов изображаются штриховкой, а генезис—раскраской; е). данные по литологии вписывают словами, как и характер растительности.


Мощность вечной мерзлоты

Талик сквозной

Талик с вечномерзл. кровлей или постелью

Участки с обширным развитием морозных трещин

Участки широкого развития солифлюкционных натечных форм (валов.языкое)

On лывины

Оползни

Участки с развитием начальных термокарстовых форм (просад ки,провалы,воронки.западины, блюдца)

Крупные котловины оседания (просадочные озерные Котло вины)

Обширные площади проявления процесса пучения грунтов

Единичные сезонные бугры пучения (торфяные бугры)

Бугристые торфяники



Бугристые мари


Единичные многолетние бугры пучения (булгунняхи, гидроланко литы)

Надмерзлотные воды

Межмерзлотные воды

Подмврзлотные воды

Источники постоянные

« сезонные

« мигрирующие

Источник из бугра пучения

« из родникового озера

« перемерзающий зимой



Наледь речная

Наледь грунтовая

Ископаемые льды



Ископаемые льды-погребенные ледники и фирны

Ископаемые льды-погребенные снежные сугробы


Рнс. 1. Условные знаки для мерзлотных карт


Ископаемые льды:

подземных наледей

из надмерзлотных вод

из речных вод

из торфяных вод

Участки реки,не замерзающие- или поздно замерзающие

Участки реки, промерзающие до дна

Не промерзающие зимою омуты

Озера родниковые



Структурные почвы:

каменные кольца (венки)

каменные многоугольники

каменные полосы (ленты)

полигональные почвы

Искривленные (саблевидной формы) стволы деревьев

Стволы, погруженные в воду

„ Пьяный лес"

Места нахождения остатков вымерших животных


Рис. 1. Условные знаки для мерзлотных карт (продолжение)

Мы даем примерную таблицу условных знаков для мерзлотных карт (рис. 1). Следует избегать возможной перегрузки карт условными знаками. Мерзлотная карта может сопровождаться дополнительными картами (геологической, геоморфологической, четвертичных отложений, гидрогеологической, зимнего промерзания и т. д.), мерзлотно-грунтовыми профилями, подробными описаниями, климатическими данными, диаграммами, зарисовками и фотографиями.




 
Рейтинг@Mail.ru
один уровень назад на два уровня назад на первую страницу