В условиях наблюдаемого потепления климата в высокогорьях Центральной Азии особую актуальность приобретают исследования теплового состояния и динамики многолетнемерзлых пород. В статье представлены результаты мониторинга температурного режима пород на двух ключевых участках в Северном Тянь-Шане - на перевале Жосалы Кезен и на склоне западной экспозиции в районе Большого Алматинского озера. На высокогорном перевале происходит статистически значимое повышение среднегодовой температуры мерзлых пород: от 0.13 °C/10 лет на подошве сезонноталого слоя (5 м) до 0.06 °C/10 лет в нижней части разреза (25 м). Особенно заметные изменения произошли после 2010 г., когда глубина сезонного протаивания стабильно превысила 5 м. Полученные результаты свидетельствуют о деградации мерзлоты за счет как увеличения мощности сезонноталого слоя, так и поднятия ее подошвы. Эти процессы развиваются на фоне роста среднегодовой температуры воздуха на 0.30 °C/10 лет. Во внутригодовой динамике наиболее интенсивное повышение температуры пород происходит в летние месяцы (до 0.89 °C/10 лет) в верхних горизонтах разреза (1-2 м) и связано с повышением температуры воздуха в апреле-июле (до 0.80 °C/10 лет). Среднегодовая температура сезонномерзлых пород на склоне вблизи Большого Алматинского озера на глубинах до 3 м стабильна, на глубинах 5.0-9.8 м имеет тенденцию к повышению на 0.31-0.35 °С/10 лет. Выявленные тенденции согласуются с данными по температуре талых и многолетнемерзлых пород в других районах горной криолитозоны Азии. Under the observed climate warming in the highlands of Central Asia, studies of the thermal state and dynamics of permafrost have become particularly relevant. This paper presents the results of rock temperature monitoring at two key sites in the northern Tian Shan: Zhosaly Kezen Pass and a west-facing slope near Bolshoye Almatinskoye Lake. At the high-mountain pass, a statistically significant increase in mean annual permafrost temperatures was observed: from 0.13 °C/decade at the base of the active layer (5 m depth) to 0.06 °C/decade in the lower part of the section (25 m depth). Particularly noticeable changes occurred after 2010, when the active layer thickness consistently exceeded 5 m. The results indicate permafrost degradation through both the thickening of the active layer and the upward shift of permafrost base. These processes occur against the background of increasing mean annual air temperature (0.30 °C/decade). In the intra-annual dynamics, the most intensive rock warming occurs during summer months (up to 0.89 °C/decade) in the upper layers (1-2 m) and correlates with April-July air temperature rise (up to 0.80 °C/decade). Near Bolshoye Almatinskoye Lake, mean annual temperatures in seasonally frozen layers (to a depth of 3 m) remain stable, while at depths of 5.0-9.8 m, they show a warming trend of 0.31-0.35 °C/decade. These trends align with data on temperatures of thawed rocks and permafrost from other areas of Asia’s mountain permafrost.
Представлены результаты шестилетнего (2018-2024) геокриологического мониторинга на площадке CALM R24A-2 “Кумжа” в дельте реки Печоры. Исследование основано на комплексном применении георадиолокационных методов: профилирования для прослеживания границ с антенной 300 МГц и зондирования для точного определения скоростей с антенной 150 МГц. Установлено, что средняя глубина залегания кровли многолетнемерзлых пород увеличилась на (1.3 ± 0.2) м, что соответствует среднему тренду 20 см/год. Применение комплекса георадиолокационного профилирования и зондирования продемонстрировало свою эффективность в качестве метода ненарушающего геокриологического мониторинга. Полученные данные являются основой для верификации и усовершенствования прогнозных моделей развития криолитозоны, что крайне важно для планирования устойчивого природопользования и минимизации ущерба от деградации мерзлоты. The results of six years (2018-2024) of geocryological monitoring at the CALM R24A-2 site (Kumzha) in the Pechora River Delta are presented. The study is based on the integrated application of ground-penetrating radar (GPR) with different offsets: zero-offset profiling with a 300 MHz antenna for boundary tracing and multi-offset sounding with a 150 MHz antenna for precise velocity determination. It was found that the average depth of permafrost table increased by (1.3 ± 0.2) m, which corresponds to a trend of 20 cm/year. A set of different offset GPR techniques has demonstrated its effectiveness as a non-destructive method of geocryological monitoring. The obtained data provide the basis for verifying and improving predictive models of permafrost development, which is crucial for planning sustainable nature management and minimizing damage from permafrost degradation.
Рассматривается вопрос применимости машинного обучения для прогнозирования динамики берегов, сложенных мерзлыми дисперсными породами. Для тестирования данных технологий выбраны три хорошо изученных участка побережья в юго-западной части Карского моря, на которых лаборатория геоэкологии Севера МГУ ведет мониторинг береговых процессов с 80-х годов прошлого века. Для каждого участка с шагом 10 м были собраны данные о категориальных характеристиках береговой зоны (геоморфологический уровень, литология, доминирующий мерзлотный процесс) и количественные показатели темпов отступания берегового уступа. Последовательное применение корреляционного анализа с использованием алгоритма случайного леса и дисперсионного анализа (Welch’s ANOVA) позволило выявить признаки, наиболее сильно влияющие на динамику береговых уступов, определить сегменты береговой линии с наибольшим риском интенсивных изменений и средними значениями темпов отступания берега c определенной комбинацией категориальных признаков. Предложен подход, позволяющий на основе технологий машинного обучения проводить сегментацию морского побережья в криолитозоне по устойчивости берегов к основным природным факторам. The article considers the application of machine learning methods for predicting the retreat rates of the coasts composed of frozen unlithified sediments. To test machine learning technologies, three well-studied coastal sites in the southwestern part of the Kara Sea were selected. These sites have been monitored by the Laboratory of Geoecology of the North at Lomonosov Moscow State University since the 1980s. Data have been collected at 10-meter intervals for each site, including categorical characteristics of the coastal zone (geomorphological level, lithology, dominant permafrost process) and quantitative indicators of coastal retreat rate. A sequential application of correlation analysis using the Random Forest algorithm and the dispersion analysis (Welch’s ANOVA) made it possible to identify features that most significantly affect the retreat rate of the bluff, as well as to determine zones with the highest risk of intensive changes and average values of the coastal retreat rate with a certain combination of categorical features. The study proposes an approach that enables the segmentation of the sea coastline based on its resilience to key natural factors affecting coastal dynamics in the permafrost zone using machine learning technologies.
Геотехнический мониторинг зданий и сооружений, возведенных на территории распространения многолетнемерзлых пород, в настоящее время стал неотъемлемой частью нормативной документации. Так, существуют четкие требования к методике и периодичности наблюдений, однако в отношении геотехнического прогноза нормативный документ от 2020 г. дает общие требования к выполнению прогнозных тепло- и геотехнических расчетов. Анализ же результатов мониторинга и сопоставление их с прогнозом остаются в руках неких “специализированных организаций”. В настоящей статье показано, что разработка программы (документа, на основании которого выполняются работы) геотехнического мониторинга требует не только составления прогноза теплового поля и планирования сети наблюдений за геокриологическими параметрами, но и обязательной проработки способов восстановления геокриологических условий в случае выявления отклонений от прогноза. Это позволит оценить время, необходимое для выполнения работ по возвращению температурного поля в проектное состояние. Geotechnical monitoring of buildings and structures in permafrost regions has become an integral part of regulatory documentation. There are clear requirements for the methodology and frequency of observations. However, with regard to geotechnical forecasting, the regulatory document adopted in 2020 provides only general requirements for predictive thermal and geotechnical calculations. Analysis of monitoring results and comparison with forecast values are left to “specialized organizations”. This paper aims to show that a geotechnical monitoring program (the document on the basis of which the work is carried out) requires more than just making a thermal field forecast and planning observation networks. It also requires developing measures for restoring geocryological conditions in case deviations occur. This allows estimating the time needed to return the temperature field to its design conditions.
Приводится обзор монографии Ильи Аркадьевича Комарова, представляющей собой учебное пособие по одному из основных направлений геокриологии - термодинамике и теплофизике мерзлых пород, вышедшей в издательстве “Научный мир” (Москва) в 2025 г. The review is devoted to the Ilya Arkadyevich Komarov’s monograph, which is a textbook on one of the main areas of geocryology - thermodynamics and thermophysics of frozen soils, published by “Nauchny Mir” (Moscow) in 2025.
Рассмотрены результаты бурения профиля скважин в Центральной Якутии. Скважинами на глубине 250-300 м в карбонатных отложениях кембрия и терригенно-осадочной толще нижней юры были вскрыты зона сульфидной минерализации и контрастные геохимические аномалии. Зона горных пород, насыщенная сульфидами, локализована в интервале: подошва вечномерзлых отложений - кровля подмерзлотных вод, распространяется по латерали на 80 км и не зависит от состава и возраста отложений. Формирование зоны сульфидной минерализации в карбонатных отложениях кембрия и терригенно-осадочной толще нижней юры обусловлено процессами криогенеза в ходе резкого и глубокого похолодания климата. В этот период сформировались подземные воды преимущественно гидрокарбонатно-натриевого состава, обедненные литохалькофильными элементами. Этот процесс сопровождался образованием зоны сульфидной минерализации и контрастных аномалий Mo, V, Ni, Cu, Li, Sn, Ta, Nb, Ge, Au у подошвы многолетнемерзлых пород. The results of drilling a series of boreholes in Central Yakutia are discussed. At a depth of 250-300 m, in the Cambrian carbonate rocks and in the Lower Jurassic terrigenous sediments, a zone of sulfide mineralization with contrasting geochemical anomalies was discovered. The zone of sulfide-saturated rocks is localized in the interval from the permafrost base to the table of subpermafrost groundwater; it extends laterally for 80 km and does not depend on the composition and age of sediments. The development of sulfide mineralization in the Cambrian carbonate rocks and Lower Jurassic terrigenous sediments was due to cryogenic processes during sharp and strong cooling of the climate. In that period, the groundwater of bicarbonate-sodium composition depleted of lithochalcophile elements was formed. This was accompanied by the formation of the zone of sulfide mineralization and contrasting anomalies of Mo, V, Ni, Cu, Li, Sn, Ta, Nb, Ge, and Au at the permafrost base.
На основе анализа космических снимков и полевых данных проведен анализ поэтапного сокращения ледников трансграничного массива Таван-Богдо-Ола (Алтай) с максимума малого ледникового периода по 2024 г. Получена информация о ледниках массива в максимум малого ледникового периода, 1968, 1977, 1989, 2000, 2010, 2020, 2024 гг. С максимума малого ледникового периода площадь ледников массива сократилась на 49 %, высота фирновой границы в среднем поднялась на 149 м. Расчетный объем ледников сократился на 69.1-75.7 %. Высотный диапазон развития оледенения уменьшился на 330 м. Сокращение ледников ускоряется, что проявилось для фронтов крупных долинных ледников после 2010 г., для суммарной площади оледенения с 2020 г., когда потери площади стали составлять в среднем 1.6 % в год. Усилились контрасты в распределении ледников по экспозиции, что, возможно, отражает рост прихода солнечной радиации. Сохранилось доминирование по площади долинных ледников, но их доля в суммарной площади уменьшилась. Ускорение сокращения является отложенной реакцией ледников на резкое повышение летних температур в 1990-е годы. The analysis of satellite imagery and field data allowed a reconstruction of gradual glacier shrinkage in the Tavan-Bogd transboundary massif (Altai) from the maximum of the Little Ice Age to 2024. Information on the glaciers has been obtained for the maximum of the Little Ice Age and the years 1968, 1977, 1989, 2000, 2010, 2020, and 2024. Since the Little Ice Age maximum, the area of the Tavan-Bogd glaciers decreased by 49 % whereas the firn line increased in altitude by 149 m, on average. An estimated volume of the glaciers decreased by 69.1-75.7 %. A vertical range of glaciation reduced by 330 m. Glacier shrinkage is accelerating which has manifested itself for the fronts of large valley glaciers after 2010, and for the total glaciation area since 2020, when area losses began to average 1.6 % per year. Contrasts in the aspect distribution of glaciers have increased, which may reflect an increase in the incoming solar radiation. Valley glaciers remain dominant in area, but their share in the total area has decreased. Accelerated glacier shrinkage appears to be a delayed response to an abrupt rise in summer temperatures during the 1990s.
Изложены результаты изучения закономерностей и причин неоднородностей прекращения стока в октябре - первой половине ноября в верховьях горных рек Верхней Колымы. Выявлены неоднородности трех уровней. Первый уровень связан с разнообразием геологических структур - террейнов на площади исследования. Наибольшие значения показатели стока (годовой слой, модули стока в сентябре и первом зимнем месяце - октябре) имеют на площади Вилигинского террейна, в литодинамическом комплексе которого преобладают туфогенные породы. Наименьшие значения отмечены на площади Иньяли-Дебинского террейна, где преобладают глинистые и кремнистые сланцы. Второй уровень неоднородностей выражен в длительности стока после начала зимней межени, которая меняется от нескольких до 45 дней. Это определяется различием в питании водотоков подземными водами, которое зависит от их естественных запасов и пополнения за счет таяния льда в подошве слоя нулевой завесы, формирующегося при промерзании сезонно-водоносного горизонта. Следовательно, неоднородность данного уровня является показателем водообильности прирусловых сезонно-водоносных отложений и льдистости их основания. Третий уровень неоднородностей отражает наличие или отсутствие водопоглощающего талика выше гидрометрического створа, о чем можно судить по форме гидрографа стока. The article presents the results of a study of the patterns and causes of heterogeneity in the cessation of runoff in October and the first half of November in the upper reaches of the mountain rivers of the Upper Kolyma. Three levels of heterogeneity were identified. The first level is associated with the diversity of geological terranes in the study area. The highest runoff values (annual layer, runoff modules in September and in the first winter month of October) are found in the area of the Viliginsky terrane which lithodynamic complex is dominated by tuffaceous rocks. The lowest values are observed in the Inyali-Debinsky terrain, where clayey and siliceous shales prevail. The second level of heterogeneity is expressed in the duration of runoff after the onset of the winter low water period, which varies from several days to 45 days. This is determined by the recharge of groundwater due to the melting of ice at the base of the seasonally thawed layer (STL). Consequently, the heterogeneity of this level is an indicator of water saturation of seasonally aquiferous sediments near the riverbed and of the ice content of the base of the seasonal aquifer. The third level of heterogeneity reflects the presence or absence of a water-absorbing talik above the hydrometric alignment.
Рассмотрена этимология и история развития научных терминов “едома” и “ледовый комплекс”, широко используемых учеными разных направлений при исследовании ландшафтов, геоморфологических условий, геологии четвертичных образований и истории криолитогенеза на Северо-Востоке Евразии. Обсуждаются проблемы в употреблении этих терминов, неточности и разночтения, зафиксированные в справочной и учебной литературе. С учетом новых данных о строении сильнольдистых отложений, полученных за последние четверть века, приведены новые основания для их уточнения и предложены их определения. Показано, что терминологические проблемы часто связаны с недоизученностью определяемых объектов, а также с небрежностью исследователей в использовании терминов и изложении своих результатов. The article examines the etymology and history of the evolution of the scientific terms “yedoma” and “ice complex”, widely used by scientists of different fields in the study of landscapes, geomorphological conditions, Quaternary geology and the history of cryolithogenesis in the North-East of Eurasia. Some problems in the use of these terms, inaccuracies and discrepancies recorded in reference and educational literature are considered. Based on new data on the structure of ice-rich deposits obtained over the past quarter of a century, new grounds for their clarification are given and their definitions are proposed. It is shown that terminological problems are often associated with under-exploration of the objects being defined, but to no lesser extent they are determined by the verbal carelessness of researchers in the presentation of their results.
Климатические изменения в криолитозоне приводят к ряду характерных изменений природной среды, в частности, к росту температуры мерзлых пород, увеличению глубины сезонного оттаивания почвы и к активизации экзогенных криогенных процессов. В статье представлены результаты многолетнего мониторинга мощности сезонноталого слоя и вертикальных движений поверхности на площадке Циркумполярного мониторинга деятельного слоя (CALM) “Лаврентия”, расположенной на полигоне “Приморские равнины Восточной Чукотки”. Выявлено, что в результате возросшей летней теплообеспеченности за период 2004-2024 гг. скорость опускания дневной поверхности варьировала от 1.4 до 3.5 см/год, при этом скорость изменения мощности сезонноталого слоя составляла от -3.2 до +1.6 см/год. Осадка пород происходила за счет равномерного оттаивания сильнольдистого переходного слоя мерзлоты, без образования термокарстовых форм рельефа. Исследования показали, что на фоне относительно стабильных вариаций мощности сезонноталого слоя наблюдается постепенное однонаправленное опускание дневной поверхности, вызванное прогрессирующим оттаиванием переходного и промежуточного слоев почвенно-мерзлотного комплекса. Это свидетельствует о заметной недооценке темпов понижения кровли мерзлоты, полученных традиционным механическим способом. Climate changes in permafrost regions lead to noticeable alteration of the environmental conditions, including, in particular, an increase in permafrost temperature and depth of seasonal thaw and an activation of exogenous cryogenic processes. This paper presents the results of monitoring the active layer thickness and vertical surface displacements at the Circumpolar Active Layer Monitoring (CALM) site Lavrentiya located in the area of the “Eastern Chukotka Coastal Plains” research station. Under conditions of the increased summer heat supply over the period of 2004-2024, the rate of ground surface subsidence varied from 1.4 to 3.5 cm/yr, while changes in the active layer thickness (ALT) were from -3.2 to +1.6 cm/yr. The ground surface subsidence took place due to the isotropic thawing of the ice-rich transient layer of the soil-permafrost complex without the formation of thermokarst landforms. Thus, against the background of relatively stable variations in the ALT, a gradual unidirectional subsidence of the surface caused by the progressive thawing of the transient and intermediate layers was observed. The results highlight a significant underestimation of the rates of permafrost table deepening obtained by the traditional mechanical probing method.
Разработано конструктивно-технологическое решение, направленное на изменение температурного режима и сохранение верхней границы многолетнемерзлых грунтов основания на требуемой глубине. Выявлены основные причины разрушения автомобильных дорог в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов. Численным моделированием установлено влияние воды, скопившейся у подошвы земляного полотна, на изменение во времени наклонной границы многолетнемерзлых грунтов основания в зависимости от заложения откоса автомобильной дороги. Численным моделированием подобраны основные геометрические параметры конструктивно-технологического решения, влияющие на изменение температуры грунтов основания. Методом математического планирования эксперимента выведены уравнения регрессии, описывающие изменение во времени угла наклонной границы многолетнемерзлых грунтов в основании автомобильной дороги. A design and technological solution to modify the soil temperature regime and maintain the upper boundary of permafrost in the roadbed at the required depth was developed. The main causes of road failure in permafrost regions were identified. The effect of water accumulated at the base of the roadbed on the temporal variation of the inclined permafrost table depending on the road slope was studied using numerical modeling. Numerical modeling was used to select the key geometric parameters of the design and technological solution controlling the temperature variation of the foundation soils. Regression equations describing the temporal variation of the slope of permafrost table in the roadbed were obtained using the mathematical planning of the experiment.
Представлены результаты исследований влияния начального режима замораживания тонкодисперсного модельного грунта (каолинитовой глины в полностью водонасыщенном состоянии с влажностью в интервале 0.43-0.51) и циклов нагрева-охлаждения на его фильтрационные свойства, когда в качестве фильтрата используется вода. В ходе экспериментов было показано, что фильтрационная способность каолинитовой глины зависит не только от температуры мерзлого грунта, но и от условий замораживания. Приведены графики зависимости коэффициента фильтрации мерзлого грунта от температуры в диапазоне -0.05…-0.3 C, полученные при различных режимах замораживания грунта, которые демонстрируют существенное влияние условий замораживания на фильтрационные свойства мерзлого грунта. Экспериментальные исследования в этой области имеют важное значение для прогнозирования поведения мерзлых тонкодисперсных грунтов вблизи температуры начала замерзания, что особенно актуально в условиях меняющегося климата. The results of experimental studies of the influence of the initial freezing conditions and heating-cooling cycles of a finely dispersed model soil (kaolinite clay in a fully water-saturated state with the moisture content of 0.43-0.51) on its water filtration properties in the frozen state are presented. The filtration capacity of frozen kaolinite clay depends not only on its temperature but also on the freezing conditions. Graphs of the water permeability coefficient of the frozen soil versus temperature in the range of -0.05…-0.3 °C have been obtained for various soil freezing conditions. These graphs demonstrate the significant influence of freezing conditions on the filtration properties of frozen soil. Experimental research in this area is important for predicting the behavior of frozen heavy-textured soils near the initial freezing temperature, which is especially relevant in a changing climate.
Наледи широко распространены в криолитозоне. Оценка их морфометрических характеристик связана с техническими трудностями, значительными временными и трудовыми затратами при использовании контактных полевых методов. В статье предлагается методика определения площади и объема наледи методом аэрофотосъемки с использованием постобработки данных с глобальных навигационных спутниковых систем, которая позволяет достигать сантиметровой точности определения высотных и плановых координат. На основе данных полевых работ на Анмангындинской наледи в 2021-2023 гг., включающих результаты 21 аэрофотосъемки как в период образования, так и в период стаивания наледи при помощи беспилотных авиационных систем, а также материалов наземных геодезических высокоточных профилей были рассчитаны площади и объемы объекта на даты съемок. Максимальный объем наледи изменялся от 6.71 млн м3 30.03.2023 г. до 5.17 млн м3 24.03.2022 г. и составил 5.41 млн м3 24.05.2021 г. Рассчитанная средневзвешенная толщина льда варьируется от 0.50 до 1.69 м. Средняя погрешность определения средней толщины наледи методом аэрофотосъемки по сравнению с наземными геодезическими измерениями после выявления и корректировки систематической ошибки составляет 11 %. Сравнительный анализ площади наледи по спутниковым снимкам Sentinel-2 и аэрофотосъемке показал, что погрешность определения площади по космическим снимкам в бесснежный период составляет 11 %, в период залегания снежного покрова - 38 %. Aufeis are widespread in the permafrost zone. Morphometric characteristics are indicators of the aufeis dynamics and can be used in theoretical research and for practical purposes. Their assessment is associated with technical difficulties, significant time and labor costs when using contact field methods. In this paper, we propose a technique for determining the area and volume of aufeis by aerial photography using post-processing of data from global navigation satellite systems. It makes it possible to achieve centimeter accuracy in determining altitude and plan coordinates. The areas and volumes of the object on the dates of surveys were calculated based on the data of field work at the Anmangyndinskaya aufeis during 2021-2023. A total of 21 aerial photographs were processed during both the formation and melting periods of aufeis using unmanned aerial systems and materials from high-precision ground geodetic profiles. The maximum ice volume varied from 6.71 million m3 on 30.03.2023 to 5.17 million m3 on 24.03.2022, and amounted to 5.41 million m3 on 24.05.2021. The calculated weighted average of ice thickness varies from 0.50 to 1.69 m. The mean error in determining the average aufeis thickness by aerial photography compared to ground-based geodetic measurements is 11 % after identifying and adjusting for the systematic error. A comparative analysis of the aufeis area was performed using Sentinel-2 satellite images and aerial photography. The error in determining the area using space images during the snow-free period is 11 %, and during the period of snow cover - 38 %.
Представлены результаты исследований мерзлых горных пород на Окинском плоскогорье в Восточных Саянах. Комплекс научно-исследовательских работ, выполненных в долине р. Сенца, включал параметрическое бурение, режимные геотермические наблюдения в скважинах, криолитологический анализ рыхлых отложений и петрографические исследования подземных льдов с определением их структурно-генетических особенностей. Установлено, что геологический разрез до глубины 45 м представлен глинами, суглинками, супесями и песками с прослоями и линзами льда. Мощность многолетнемерзлых пород в долине р. Сенца не превышает 44 м, а их среднегодовая температура на глубине 10 м составляет -1.1…-2.1 °C. Параметры структуры подземных льдов указывают на их сегрегационный и инъекционный генезис. Устойчивый многолетний положительный тренд среднегодовой температуры воздуха на Окинском плоскогорье способствует постепенному повышению температуры мерзлых отложений в слое годовых теплооборотов, разрушению ледоминеральных бугров пучения и опусканию их кровли. This article presents the results of the permafrost research of the Oka Plateau in the Eastern Sayan Ridge. The complex of scientific research works carried out in the Sentsa River valley involved parametric drilling, geothermal regime observations in boreholes, cryolithological analysis of unconsolidated sediments, and petrographic studies of ground ice, as well as its structural and genetic features. It was established that the geological section down to 45 m consists of clays, clayey silts, silts and sands with ice interlayers and lenses. Permafrost thickness in the Sentsa River valley does not exceed 44 m, and a mean annual ground temperature at a depth of 10 m ranges from -1.1 to -2.1 °C. The parameters of the structure of ground ice indicate its segregation and injection origin. The stable multi-year positive trend in the mean annual air temperature on the Oka Plateau contributes to a gradual increase of the frozen sediments temperature in the layer of annual heat fluctuation, the destruction of ice-mineral frost mounds and the lowering of the surface.
23 сентября 2024 г. на 81-м году жизни после тяжелой продолжительной болезни ушел из жизни ветеран Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, кандидат географических наук Марк Михайлович Шац. Он был известным специалистом в области региональной геокриологии, дистанционного исследования криолитозоны и геоэкологии северных территорий. Марк Михайлович останется в памяти как видный ученый-мерзлотовед. Mark Mikhailovich Shatz, Candidate of Geographical Sciences, passed away on September 23, 2024, at the age of 81, after a long serious illness. He worked at the Melnikov Permafrost Institute in Yakutsk for several decades where he became a renowned specialist in the fields of regional geocryology, remote sensing of permafrost regions, and northern geoenvironmental studies. Dr. Shatz will be remembered as a remarkable permafrost researcher.
Исследованы ландшафтно-гидрологические и гидрогеологические трансформации в долине IIпорядка, где сформированы водопоглощающие талики по двум линейным разломам и замыкающей нижний разлом изометричной депрессией. С использованием аэрокосмических материалов, натурных наблюдений и справочных данных обоснована гипотеза о тектонической обусловленности происходящих изменений. Как минимум до 1965 г. сток в долине ниже депрессии отсутствовал, максимальная интенсивность инфильтрации превышала 4 м3/с. Поглощение поверхностных вод происходило главным образом в депрессии, там же откладывались поступающие с ними наносы. Впоследствии оба процесса здесь практически прекратились вследствие подъема днища впадины относительно тальвега ручья, и ниже по долине сформировалось полноценное русло. Инфильтрация при этом уменьшилась более чем на порядок, сохраняясь в основном в линейных разломах. Во впадине она происходит эпизодически на ее окраине, где образовался тектонический ров, вытянутый перпендикулярно руслу ручья. Сохраняющаяся тектоническая активность может обусловливать высокую интенсивность водопоглощения, вплоть до спонтанного сброса русловых вод. В зафиксированном случае сбросовый поток развивался в русле ручья, но в направлении, противоположном уклону его тальвега. Подобные явления не находят объяснений в рамках современных представлений о минимальных размерах подвижных тектонических блоков, что свидетельствует о необходимости их существенного расширения. Landscape-hydrological and hydrogeological changes have been studied in a second-order creek valley with water recharge taliks formed along two linear faults and an isometric depression closing the lower fault. A hypothesis about the tectonic origin of these changes is advanced based on the analysis of aerospace materials, in situ observations, and reference data. At least until 1965, there was no runoff in the valley downstream of the depression, and the maximum water infiltration rate exceeded 4 m3/s. Surface water infiltration, together with the deposition of sediment load, took place mainly in the depression. Subsequently, both processes virtually stopped there because of the rise of the bottom of the depression relative to the valley thalweg, and a fully developed channel was shaped downstream. Surface water infiltration has decreased by more than an order of magnitude and is observed now mainly in the area of linear faults. In the depression, it occurs sporadically at its margin, where a tectonic ditch is perpendicular to the creek channel. The ongoing tectonic activity may cause high intensity of water intake, up to the spontaneous discharge of the channel flow. In the observed case, such a discharge flow developed in the channel in the direction opposite to the slope of the creek thalweg. Such spontaneous phenomena cannot be explained within the framework of modern concepts about the minimum size of mobile tectonic blocks and attest to the need for their revision.
8 августа 2025 г. на 91-м году жизни скончался Игорь Владимирович Климовский - старший научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, кандидат географических наук, заслуженный деятель народного хозяйства Республики Саха (Якутия), ветеран труда, заслуженный ветеран Сибирского отделения Российской академии наук. Игорь Владимирович останется в памяти как замечательный ученый-мерзлотовед, искренне преданный геокриологической науке, неутомимый исследователь и великолепный полевик. On August 8, 2025, Igor Vladimirovich Klimovsky, a senior researcher at the Melnikov Permafrost Institute, Candidate of Geographical Sciences, Honored Worker of the Economy of the Republic of Sakha (Yakutia), Veteran of Labor, and Honored Veteran of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, passed away at the age of 90. He will be remembered as a remarkable permafrost researcher committed to geocryological science, a tireless explorer, and an excellent field worker.
Наледеобразование является опасным инженерно-геологическим процессом, оказывающим негативное влияние на инженерные объекты. Для прогнозирования развития наледей или разработки эффективных противоналедных мероприятий необходимо определять местонахождение источника питания наледи и планировать места расположения водозаборных скважин. Эти задачи помогают решить геофизические методы. Целью работы было изучение строения участка разгрузки подземных вод, питающих гидрогеогенную наледь, для планирования противоналедных мероприятий. Исследования проведены методами георадиолокации георадаром ОКО-3 с антенной 250 МГц, бесконтактного измерения электрического поля с аппаратурой ВЕГА на частоте 16.5 кГц и методом электротомографии с измерением вызванной поляризации с аппаратурой Скала 64к15. По данным георадиолокации установлено, что глубина сезонного промерзания в пределах наледного бугра достигает 1.8-2.7 м. Выявлены признаки разгрузки подземных вод в виде локальных аномалий с уменьшением глубины сезонного промерзания до 1.3 м. Установлено, что наледный бугор располагается на сезонном бугре пучения с ледяным ядром, а в основании бугра в коренных породах выделены признаки разломной зоны. Зондирования методом электротомографии и построение объемных моделей распределения удельного электрического сопротивления и нормированной заряжаемости на глубину до 100 м позволили выявить и оконтурить ветвящиеся вертикальные каналы восходящей фильтрации подземных вод, питающих наледь групповым источником. Icing formation represents a hazardous engineering-geological process that adversely affects infrastructure facilities. To predict icing development and suggest adequate control measures, it is necessary to identify the location of the icing water source and plan the placement of water intake wells. Geophysical methods help solve these tasks. The objective of this study was to investigate the structure of the groundwater discharge zone feeding a hydrogeogenic icing to plan anti-icing measures. The investigations employed ground-penetrating radar (GPR) equipped with an OKO-3 system and a 250 MHz antenna, capacitive-coupled resistivity measurements using VEGA instrument at 16.5 kHz frequency, and electrical resistivity tomography with induced polarization measurements using Skala-64k15 system. GPR data revealed that the seasonal freezing depth within the icing mound reaches 1.8-2.7 m. Signs of groundwater discharge were identified as local anomalies with reduced seasonal freezing depth down to 1.3 m. The study established that the icing mound forms over a seasonal frost heave mound containing an ice core, while the bedrock base shows evidence of a fault zone. Electrical resistivity tomography surveys and 3D modeling of resistivity and normalized chargeability distributions to a depth of 100 m enabled the identification and delineation of branching vertical channels of ascending groundwater filtration. These channels form a group source feeding the icing.
Рассмотрен химический состав родниковых вод центральной части Чарской котловины и его трансформация за последние 40 лет. Современный химический состав родников - гидрокарбонатный преимущественно магниево-кальциевый с минерализацией 36-162 мг/л и содержанием фтора 0.01-4.0 мг/л. Впервые приводятся данные по составу стабильных изотопов кислорода и водорода в родниковых водах урочища “Пески”. Их осредненный состав следующий: d18O = (-16.95 ± 0.69) ‰, dD = (-130.20 ± 4.42) ‰, dexc = (5.40 ± 1.38) ‰. Результаты химического и изотопного анализов указывают на участие ледниковых вод хребта Кодар в формировании родников урочища. Эти родники формируются при смешении надмерзлотных вод эоловых и озерно-аллювиальных отложений с более минерализованными подмерзлотными водами флювиогляциальных отложений. Степень участия вод разных водоносных комплексов отражается в содержании фтора и изотопном составе родников. Для вод первого водоносного комплекса характерен утяжеленный изотопный состав и меньшие содержания фтора (около 0.4-2.0 мг/л), воды второго комплекса имеют легкий изотопный состав и концентрации фтора 2.0-4.0 мг/л и более. За последние 40 лет уменьшение минерализации, а также содержания Na+ + K+, Cl-, F- в родниковых водах косвенно указывают на увеличение доли в их питании ледникового стока. The study examines the chemical composition of spring waters in the central part of the Chara basin and its evolution over the past four decades. The current chemical composition of the spring waters is characterized as magnesium-calcium bicarbonate with total dissolved solids (TDS) ranging from 36 to 162 mg/L and fluorine content varying between 0.01 and 4.0 mg/L. This research presents, for the first time, data on the stable oxygen and hydrogen isotopes in the springs of the “Sands” massif. The isotopic composition of these springs is as follows: 18O = (-16.95 ± 0.69) ‰, D = (-130.20 ± 4.42) ‰, dexc = (5.40 ± 1.38) ‰. The combined results of chemical and isotopic analyses suggest the involvement of glacial waters from the Kodar mountains in the formation of the springs within the massif. These springs are formed through the mixing of waters from aeolian and lacustrine-alluvial deposits with more mineralized intrapermafrost waters of fluvioglacial deposits. The degree of participation of waters from different aquifers is reflected in the fluorine content and isotopic composition of springs. The first aquifer system waters have a heavy isotopic composition and contain less fluorine (0.4-2.0 mg/L). The waters from the second aquifer system have a light isotopic composition and a fluorine content of 2-4 mg/L or more. Over the past 40 years, a decrease in mineralization, the content of Na+ + K+, Cl- and F- in spring waters indirectly indicates an increase in the share of glacial runoff in their nutrition.
Рассматривается новая конструкция сверхглубинного напорного сезонно-действующего охлаждающего устройства, принцип действия которого заключается в напорном режиме течения хладагента за счет разности плотностей столбов жидкости в газожидкостной смеси. Разработана математическая модель функционирования системы, которая позволяет оценить многие параметры работы, ключевыми из которых являются температура в испарителе, массовые расходы и скорости течения хладагента в разных фазах, а также глубина закипания хладагента в испарителе. Проведены численные эксперименты, которые показали, что модель адекватно отражает реальные условия эксплуатации системы при существенном варьировании внешних условий, таких как температура окружающей среды и значения удельных тепловых нагрузок на испаритель сезонно-действующего охлаждающего устройства. Параметры определены для разных глубин испарительной части. Одним из основных показателей эффективности функционирования сверхглубинного напорного сезонно-действующего охлаждающего устройства стала максимальная температура хладагента в испарителе, которая оказалась наиболее чувствительной к изменениям удельной тепловой нагрузки и температуры воздуха. Динамика температуры хладагента и ее распределение по длине испарителя определяют возможность системы поддерживать необходимый температурный режим мерзлых грунтов. This paper considers a new design of a super-deep pressure seasonally-acting cooling device, the principle of operation of which consists in the pressure mode of refrigerant flow due to the difference in the density of liquid columns in the gas-liquid mixture. A mathematical model of the system functioning has been developed, which allows estimating many parameters of operation, the key ones being temperatures in the evaporator, mass flow rates and velocities of the refrigerant flow in different phases, as well as the depth of the refrigerant boiling in the evaporator. Numerical experiments have been carried out, which have shown that the model adequately reflects the real operating conditions of the system under significant variation of key external conditions, such as ambient temperature and values of specific heat loads on the seasonally-acting cooling device evaporator. The parameters are determined for different depths of the evaporator part. One of the key performance indicators of the super-deep pressure seasonally-acting cooling device was the maximum refrigerant temperature in the evaporator, which turned out to be the most sensitive to changes in the specific heat load and atmospheric temperature. The dynamics of the refrigerant temperature and its distribution along the length of the evaporator determine the ability to maintain the required frozen ground regime.
