Современное состояния подземного оледенения Сибири

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасская Государственная Педагогическая Академия»

Естественно-географический факультет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по физической географии России

«Современное состояния подземного оледенения Сибири»

 

 

 

 

 

 

 

                                                Выполнил:

                                                         Студент 4 курса

                                                     ЗФО, Гз-10-01

                                                       Нагайцев  А. А.

 

 

                                                 Проверила:

                                                      Доцент, к.п.н.

                                                   Багмет Г. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк, 2014 г

 

Содержание.

Введение

Глава I. Понятие вечной мерзлоты.

1.Мерзлотоведение как наука

2.Распространение  вечной мерзлоты

3.Закономерности и факторы формировании вечной мерзлоты

Глава II. Многолетняя мерзлота Сибири.

1.Западная Сибирь

2.Средняя Сибирь

3.Северо - Восточная Сибирь

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Геологическая деятельность ледников последнего глобального похолодания, начавшегося примерно 100000 лет назад и сменившего умеренный климат земского межледниковья, оказала колоссальное влияние на строение верхней части осадочных бассейнов, рельеф, миграцию флоры и фауны, расселение человека, распределение подземных вод и углеводородов и многие другие ныне существующие элементы природной среды северных материковых окраин. Реконструкции ледниковых систем прошлого совершенно необходимы в качестве граничных условий в компьютерных моделях глобального климата (GCM), направленных на предсказание изменений окружающей среды, включая столь мобильные ее компоненты как уровень океана, температура воздуха, содержание парниковых газов в атмосфере и состояние вечной мерзлоты. Особенно чувствительны глобальные модели климата к любым изменениям граничных условий в Арктике. В частности, анализ скорости и амплитуды изменений уровня Мирового океана в ходе последней эвстатической трансгрессии прямо связан с оценками объема материковых льдов Арктики на временном срезе 18- 20 тыс. л.н.

Подземное оледенение – процесс формирования льдов и совокупность форм их существования под земной поверхностью. К подземным льдам нередко относят и лед, цементирующий многолетнемерзлые породы. Но процессы формирования и существования ледяных тел все же очень специфичны, хотя и приурочены к районам распространения многолетней мерзлоты. Как и многолетняя мерзлота, подземные льды по своему происхождению могут быть сингенетичными (например, погребенный лед – первично наземный, позже перекрытый осадками) и эпигенетичный (миграционный, вторичный) – продукт кристаллизации воды и водяных паров в трещинах (жильный, полигонально– жильный, гидролакколиты, ледяные клинья), в пустотах и порах (пещерный лед). Основными районами распространения подземного льда являются Северо – Восток Сибири, заполярная часть Западной и Средней Сибири, Центральная Якутия, Забайкалье.

Многолетняя мерзлота – специфичный компонент ландшафта, тесно связанный с другими компонентами. Сама по себе она является частью литосферы, своеобразной горной породой. Под ее влиянием возникают многие формы криогенного рельефа, а в ряде регионов он играет ведущую роль. Выше уже подробно рассматривались связи многолетней мерзлоты с климатом и внутренними водами. Для северной и средней подзон тайги в Средней и Северо– Восточной Сибири характерны мерзлотно– таежные почвы, коренным образом отличающиеся от подзолов, считающихся “эталонным таежным” типом почв. Под влиянием мерзлоты более или менее сомкнутые хвойные леса уступили место лиственничным редколесьям из лиственницы Даурской и Каяндера. Животные регионов с многолетней мерзлотой имеют комплекс приспособлений к такому характеру поверхности (например, отказ от рытья нор). В конечном итоге под влиянием мерзлоты возникают специфичные ПТК (полигональные тундры, аласные ландшафты, криогенно- озерные ПТК, разновидности лиственничных редколесных ПТК и другие). Наконец, многолетняя мерзлота создает особые условия для хозяйственного освоения районов ее распространения.

 

 

Глава I. Понятие вечной мерзлоты.

1. Мерзлотоведение

Мерзлотоведение – это наука о мерзлых зонах литосферы, т.е. зонах устойчивого охлаждения Земли, о формировании в их пределах низкотемпературного поля, о составе и свойствах горных пород при отрицательных температурах, о специфических и разнообразных процессах литогенеза в этих условиях.

Общее мерзлотоведение изучает мерзлые горные породы и их распространение, состав и строение, тепловые процессы в них и их температурное состояние, физико-механические и др. свойства, историю и закономерности развития.

Вследствие шарообразности Земли имеет место систематический дефицит тепла в ее приполярных зонах. Вызванное этой причиной, а также наклоном земной оси к эклиптике неравномерность распределения на поверхности Земли поступающей от Солнца лучистой энергии, преобразуемой в тепловую, создает избыточно и устойчиво охлажденные области земной коры, тяготеющей к обоим полюсам, а в пределах крупных материков охватывающие и средние широты. Избыточное охлаждение проявляется в устойчивом как в многолетнем и многовековом, так и сезонном, т.е. только зимнем промерзании земной коры, а также в образовании при благоприятных условиях наземных ледников. Так возникают мерзлые зоны земной коры как географическое зональное явление.

Мерзлые зоны литосферы являются составной частью криосферы – оболочки с отрицательной температурой, охватывающей атмосферу, гидросферу и литосферу (А.Б. Добровольский, 1923). По мере удаления от полюсов в сторону экватора криосфера выходит за пределы земной коры и фиксируется лишь в атмосфере. В низких широтах в нее могут попадать только высокие горные системы или отдельные горные вершины. На этих горах происходит глубокое промерзание горных пород и возникают ледники.

Обширные зоны устойчивого охлаждения Земли, которым свойственно льдообразование в земной коре, присутствие подземного льда в горных породах, относится к областям подземного оледенения ( В.Ф. Тумель, 1946).

Оба вида оледенения – подземное и наземное - явления, причинно взаимосвязанные и в своем развитии обязанные как некоторым общим ( явления охлаждения в условиях криосферы), так и существенно различным факторам ( подземное оледенение - результат замерзания воды в земной коре; наземное оледенение – следствие превращения снега в фирн и лед).

В зонах устойчивого охлаждения Земли формируются толщи длительно существующих мерзлых горных пород, называемых вечной мерзлотой, понятие о которой, по существу, совпадает с понятием о подземном оледенении.

Под вечной мерзлотой следует понимать толщи мерзлых горных пород, не оттаивающие в течение времени от нескольких лет до десятков и сотен тысяч лет. Таким образом, следует еще раз подчеркнуть, что продолжительность существования вечной мерзлоты, т.е. подземного оледенения, соизмерима с отрезками геологического времени.

Над вечной мерзлотой формируется слой ежегодного сезонного промерзания – протаивания, называемый деятельным слоем.

Длительное промерзание земной коры, т.е. формирование вечной мерзлоты, сопряжено с изъятием из обычного кругооборота воды в атмосфере, гидросфере и литосфере. При этом имеет место консервация части подземных вод. Выбывает из кругооборота часть воды из океанов и вод суши. Таким образом, подземное оледенение, как и наземное, нарушает кругооборот воды на Земле, что имеет важное палеогеографическое значение.

 

Вечная мерзлота – это мерзлые горные породы, характеризующиеся температурой от 0 градусов и ниже, содержащей в своем составе лед и находящиеся в таком состоянии в течение длительного времени - от нескольких лет до многих тысяч столетий.

2. Распространение вечной мерзлоты.

Вечная мерзлота на земной шаре распространена, главным образом в полярных и приполярных областях, а также в высокогорных районах умеренных и даже тропических широт и занимает около 25% всей суши Земли. Это обширные территории на севере и северо-востоке Евразии и Северной Америки, это вся Гренландия и вся Антарктида. В бывшем СССР вечная мерзлота занимает около 48% его площади ( примерно 10 млн. кв. км).

В Западной Европе вечная мерзлота возможна только в Альпах. В европейской части бывшем СССР вечная мерзлота распространена на Крайнем Севере - в тундре и лесотундре. От Кольского полуострова, где вечная мерзлота имеется только в северной его части, южная граница мерзлоты идет к устью р. Мезени и далее почти по северному полярному кругу до Урала, смещаясь здесь довольно сильно к югу. В пределах Западной Сибири граница занимает почти широтное положение до реки Енисея вблизи устья реки Подкаменная Тунгуска, где она резко поворачивает на юг и, следуя вдоль правого берега реки Енисея, уходит за пределы бывшего СССР, отграничивая значительные районы Монголии. Снова южная граница вечной мерзлоты появляется в бывшем СССР западнее Благовещенска, следуя на северо-восток примерно до 131030’ в.д., откуда опять поворачивает на юг, пересекает р. Амур вблизи устья р. Архары и снова уходит за пределы бывшего СССР. Затем она еще раз появляется в бывшем СССР восточнее М. Хингана, далее идет на северо-восток и обрывает у берега Сахалинского залива. На полуострове Камчатка южная граница проходит с юго-запада на северо-восток примерно в середине полуострова.

По характеру распространения вечная мерзлота может быть разделена на 3 зоны: 1 – сплошная, 2 – мерзлота в островами талых грунтов, 3 – островная острова мерзлоты среди талых пород ( Сумгин, 1937).

Каждая из этих зон характеризуется различным мощностями и температурами мерзлых толщ. При этом и внутри зон мощности и температуры изменяются в направлении с севера на юг – мощности уменьшаются, температуры повышаются.

Зона сплошной вечной мерзлоты характеризуется наибольшими мощностями мерзлых толщ – от 500 и более метров до 300 метров и самыми низкими их температурами – от -2 градуса до 10 градусов и ниже.

Сплошная вечная мерзлота в бывшем СССР развита в северной части Большеземельской тундры, на Полярном Урале, в тундре Западной Сибири, северной части Средне-Сибирского плоскогорья (к северу от долины реки Нижней Тунгуски), на всем Таймырском полуострове, на островах архипелага Северной Земли, на Новосибирских островах, на Яно-Индигирской и Колымской приморской равнине и дельте реки Лены, на Лено-Вилюйской аллювиальной равнине, на Лено-Алданском плато и в обширной области хребтов Верхоянского, Черского, Колымского ( Гыдан), Анадырского, а также Юкагирского плоскогорья и других внутренних межхребтовых нагорьях, на Анадырской равнине.

В зоне, где среди вечной мерзлоты встречаются острова талых пород, мощности вечномерзлых толщ иногда достигают 250-300 м, но чаще от 100-150 до 10-20 м, температуры – от -2до 0 градусов. Этот тип вечной мерзлоты имеется в Большеземельской и Малоземельской тундре, на Средне-Сибирском плоскогорье между реками Нижняя и Подкаменная Тунгуска, в южной части Лено-Алданского плато, в Забайкалье.

Островная вечная мерзлота характеризуется малыми мощностями вечномерзлых толщ – от нескольких десятков метров до нескольких метров – и температурами, близкими к 0 градусам.

Островная мерзлота встречается на Кольском полуострове, в Канинско – Печорском районе, в таежной зоне Западной Сибири, в южной части Средне-Сибирского плоскогорья, на Дальнем Востоке, в северной части острова Сахалин, вдоль побережья Охотского моря и на Камчатке.

В горной зоне от Саян до Копет-Дага и на Кавказе вечномерзлые породы встречаются главным образом по периферии районов оледенения и имеют чаще всего островное распространение. Имеются данные о присутствии вечной мерзлоты в породах, слагающих дно полярных шельфовых морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Вечная мерзлота вероятна и на шельфе к северу от Аляски.

Значительные районы вечной мерзлоты в Центральной Азии; это области хребтов Гиндукуш, Восточного Тянь-Шаня, Нань-Шаня, Кунь-Луня, Гималаев и высокого плоскогорья Тибет.

На североамериканском континенте граница вечной мерзлоты идет вдоль побережья Тихого океана, немного его не достигая, далее проходит по западному склону североамериканских Кордильер, пересекает их близ 530 с.ш. и довольно круто поворачивает на север, следуя в этом направлении до 570с.ш. Затем эта граница идет на юго-восток, достигая южного берега Гудзонова залива и, оставляя к северу полуостров Лабрадор, она оканчивается у берегов Атлантического океана.

К области вечной мерзлоты относятся также острова Гренландия и, возможно, Исландия.

В южном полушарии вечной мерзлой охвачен весь материк Антарктиды, и ее присутствие несомненно в высокогорных участках Анд в Южной Америке. Африка и Австралия, по-видимому, полностью лишены вечной мерзлоты.

Основные черты климата, которые характерны для районов распространения мерзлой зоны, в целом следующие (Толстихин, 1941): отрицательная среднегодовая температура воздуха, сухие, холодные длительные зимы, короткое лето, малое количество осадков, особенно зимою. Характерно антициклональное состояние атмосферы зимой, которое благоприятствует малому количеству осадков, большой прозрачности воздуха, сильным теплопотерям земной коры. Поэтому наиболее крупные территории, занятые вечной мерзлотой в Евразии и Северной Америке, до некоторой степени совпадают с пространствами, занимаемыми среднеазиатским и североамериканским антициклонами.

3. Закономерности и факторы формировании  вечной мерзлоты.

Анализ компонентов природной среды, как факторов, влияющих на мерзлотный процесс, с наибольшей полнотой произведен В.А. Кудрявцевым. Поэтому нижеприведенные данные по этому поводу заимствованы у этого автора.

Температурный режим грунтов в значительной степени определяется характером снежного покрова. В большинстве случаев снежный покров приводит к повышению средних годовых температур земной коры. Снежный покров может играть роль теплоизолятора.