Геокриология : характеристики и использование вечной мерзлоты

Содержание книги "Геокриология : характеристики и использование вечной мерзлоты"

ПРЕДИСЛОВИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ ОТ РЕДАКТОРА
ОБ АВТОРАХ
БЛАГОДАРНОСТИ
ПОСВЯЩЕНИЕ
ЧАСТЬ I. ВВЕДЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОПИСАНИЕ
1.1. ВВЕДЕНИЕ
1.2. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕРМИНЫ, ВОЗНИКШИЕ В РОССИИ
1.3. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
1.4. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД
1.5. КОНДУКЦИЯ, КОНВЕКЦИЯ И АДВЕКЦИЯ
1.6. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ
1.7. ИНДЕКС КОНТИНЕНТАЛЬНОСТИ
1.8. ДВИЖЕНИЕ ВЛАГИ В АКТИВНОМ СЛОЕ ВО ВРЕМЯ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ
1.9. УСЛОВИЯ УВЛАЖНЕНИЯ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
1.10. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЕРЗАНИЯ ВЛАГИ
1.11. ПРОЧНОСТЬ ЛЬДА
1.12. КРИОСОЛИ, ГЕЛИСОЛИ И ЛЕПТОСОЛИ
1.13. ФРАГИПАНЫ
1.14. ЗАСОЛЕННОСТЬ В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
1.15. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
1.16. МИКРООРГАНИЗМЫ В ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ
1.16.1. Антарктическая вечная мерзлота
1.16.2. Вечная мерзлота высоких широт
1.16.3. Вечная мерзлота в горных областях Китая
1.16.4. Фенотипические черты
1.16.5. Связь с изменением климата на Тибетском плато
1.17. ГАЗ И ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ
1.18. ТЕРМОКАРСТ
1.19. ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА ПРИБРЕЖНЫХ ОБЛАСТЕЙ
ГЛАВА 2. КРИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ НИЖЕ 0 °С
2.1. ВВЕДЕНИЕ
2.2. ПРИРОДА ЛЬДА И ВОДЫ
2.3. ВЛИЯНИЕ УГЛЕВОДОРОДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ПРОМЕРЗАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
2.4. ПРОМЕРЗАНИЕ И ОТТАИВАНИЕ АКТИВНОГО СЛОЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ В РАВНОВЕСИИ С КЛИМАТОМ
2.5. СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ МИНЕРАЛЬНЫМ СОСТАВОМ ГЛИНИСТОЙ ФРАКЦИИ И ПОЛОЖЕНИЕМ КРОВЛИ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
2.6. ОГИБАЮЩИЕ ТЕМПЕРАТУР ГОРНЫХ ПОРОД
2.7. ИГОЛЬЧАТЫЙ ЛЕД
2.8. МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ
2.9. УПЛОТНЕНИЕ И ОСАДКА ПРИ ОТТАИВАНИИ
2.10. КРИОСТРАТИГРАФИЯ, КРИОСТРУКТУРЫ, КРИОТЕКСТУРЫ И КРИОФАЦИИ
2.11. МОРОЗОБОЙНОЕ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ
2.12. ДИЛАТАЦИОННОЕ РАСТРЕСКИВАНИЕ
2.13. ПУЧИНИСТОСТЬ ГРУНТОВ
2.14. КРИОТУРБАЦИИ, ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ИНЪЕКЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ
2.14.1. Криотурбации
2.14.2. Восходящие инъекции
2.14.3. Внедрения
2.15. ВЫПУЧИВАНИЕ ОБЪЕКТОВ
2.16. ПОВОРАЧИВАНИЕ ОБЪЕКТОВ
2.17. СОРТИРОВКА
2.18 ВЫВЕТРИВАНИЕ И МОРОЗНОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
2.19. КАРСТ В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
2.20. ПЛОТНОСТЬ И СОЛЕНОСТЬ МОРСКОЙ ВОДЫ
ГЛАВА 3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
3.1. ВВЕДЕНИЕ
3.2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
3.2.1 Баланс тепла на поверхности Земли и его влияние на климат
3.2.2. Взаимосвязь между температурами воздуха и температурами горных пород
3.2.3. Температурная сдвижка
3.2.4. Связь с воздушными массами
3.2.5. Атмосферные осадки
3.2.6. Широта и долгота
3.2.7. Топография и высота
3.2.8. Сток холодного воздуха
3.2.9. Буферизация температуры в горных долинах
3.3. ЛАНДШАФТНЫЕ ФАКТОРЫ
3.3.1. Растительность
3.3.2. Гидрологические и гидрогеологические условия
3.3.3. Водоемы
3.3.4. Влияние дисперсных и скальных пород
3.3.5. Пожары
3.3.6. Ледники
3.3.7. Воздействие человека
ГЛАВА 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ТОЛЩ
4.1. ВВЕДЕНИЕ
4.2. ЗОНАЛЬНОСТЬ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
4.3. КАРТИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
4.4. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ
4.5. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ТОЛЩ
4.6. ПРОГРЕСС В ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
4.7. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ, ВЛИЯЮЩЕЙ НА ДОСТОВЕРНОСТЬ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ КАРТ
4.8. КАРТЫ МЕРЗЛОТНЫХ УСЛОВИЙ, ОСНОВАННЫЕ НА ДАННЫХ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.8.1. Мощность многолетнемерзлых толщ
4.8.2. Карты льдистости
4.8.3. Водные ресурсы вечной мерзлоты
4.8.4. Общее содержание углерода
4.9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ И АЭРОСЪЕМКИ
4.10. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ИЗМЕНЕНИЮ КЛИМАТА: ЗОНА ОПАСНОСТИ
4.11. КЛАССИФИКАЦИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНОЙ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ
ЧАСТЬ II . КРИОГЕННЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 5. МОРОЗОБОЙНЫЕ ТРЕЩИНЫ, ЛЕДЯНЫЕ ЖИЛЫ, ПЕСЧАНЫЕ, ЛЕССОВЫЕ И СКАЛЬНЫЕ ТЕССЕЛЛОНЫ
5.1. ВВЕДЕНИЕ
5.2. ПЕРВИЧНЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ЖИЛЫ (ТЕССЕЛЛОНЫ)
5.2.1. Первичные жилы
5.2.1.1. Ледяные жилы
5.2.1.2. Песчаные тесселлоны
5.2.1.3. Лёссовые тесселлоны
5.2.1.4. Каменные тесселлоны
5.2.2. Вторичные жилы
5.2.2.1. Касты (псевдоморфозы) по ледяным жилам
5.2.2.2. Грунтовые жилы
ГЛАВА 6. ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИЕ ЛЬДЫ НА НИЗМЕННОСТЯХ
6.1. ВВЕДЕНИЕ
6.2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИХ ЛЬДОВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
6.3. ИСТОЧНИКИ ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА
6.4. ДЕГЛЯЦИАЦИЯ ЛАВРЕНТИЙСКОГО ЛЕДНИКОВОГО ЩИТА
6.5. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИХ ЛЬДОВ
6.6. ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИЕ ЛЬДЫ, ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО ОБРАЗОВАННЫЕ ЗА СЧЕТ МИГРАЦИИ ВОДЫ К ФРОНТУ ПРОМЕРЗАНИЯ
6.7. ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИЕ ЛЬДЫ, ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО ЯВЛЯЮЩИЕСЯ ПОГРЕБЕННЫМИ ЛЕДНИКОВЫМИ ЛЬДАМИ
6.8. ДРУГИЕ ТЕОРИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИХ ЛЬДОВ
6.9. ЛЕДОВЫЙ КОМПЛЕКС, ВКЛЮЧАЯ ОТЛОЖЕНИЯ ЕДОМЫ
6.10. УСЛОВИЯ РОСТА МОЩНЫХ ЛЕДЯНЫХ ЖИЛ
6.11. МЕХАНИЧЕСКОЕ УСЛОВИЕ РОСТА ЛЕДЯНЫХ ЖИЛ И ЕГО СВЯЗЬ СО СВОЙСТВАМИ ВМЕЩАЮЩИХ ОТЛОЖЕНИЙ
6.12. ПЛАВУЧЕСТЬ ЗАЛЕЖЕОБРАЗУЮЩИХ ЛЬДОВ
6.13. РЕЗЮМЕ. ИДЕИ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ ЭВОЛЮЦИЮ ЕДОМЫ
6.14. НАЛЕДИ
6.15. МНОГОЛЕТНИЕ ЛЕДЯНЫЕ ПЕЩЕРЫ
6.16. ТИПЫ ЛЬДА, НАЙДЕННОГО В МНОГОЛЕТНИХ ЛЕДЯНЫХ ПЕЩЕРАХ
6.17. ПРОЦЕССЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ФОРМИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЫ
6.18. ЦИКЛЫ РАЗВИТИЯ МНОГОЛЕТНЕЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЫ
6.18.1. Многолетние ледяные пещеры с глубокими отверстиями
6.18.2. Наклонные пещеры с двумя входами
6.18.3. Многолетние ледяные пещеры с одним входом и системой трещин в коренных породах, через которые поступает воздух
6.18.4. Многолетние ледяные пещеры с единственным входом без дополнительных источников охлаждения
6.19. ЛЕДЯНЫЕ ПЕЩЕРЫ В СУБТРОПИЧЕСКОМ КЛИМАТЕ
6.20. МАССИВНЫЕ ГЛЫБЫ ЛЬДА В СКАЛЬНЫХ ИЛИ ДИСПЕРСНЫХ ПОРОДАХ
ГЛАВА 7. МНОГОЛЕТНИЕ БУГРЫ ПУЧЕНИЯ
7.1. ВВЕДЕНИЕ
7.2. БУГРЫ ДИАМЕТРОМ БОЛЕЕ 2,5 м
7.2.1. Бугры, сформированные преимущественно из инъекционного льда
7.2.1.1. Бугры пинго
7.2.1.2. Гидростатические пинго
7.2.1.3. Гидравлические пинго
7.2.1.4. Пинго с плоской поверхностью
7.2.1.5. Сезонные (осциллирующие) бугры пучения
7.2.1.6. Наледные бугры
7.2.1.7. Многолетние бугры неопределённого происхождения
7.2.1.8. «Псевдоинъекционные» бугры
7.2.2. Бугры, образовавшиеся преимущественно в результате сегрегационного льдовыделения
7.2.2.1. Пальсы
7.2.2.2. Пальсы в морском климате
7.2.2.3. Пальсы в холодном континентальном климате
7.2.2.4. Литальсы
7.2.2.5. Похожие на пальсы и литальсы формы рельефа
7.2.3. Бугры, образованные скоплением льда в торфяных плато
7.3. КРИОГЕННЫЕ БУГРЫ МЕНЕЕ 2,5 м В ДИАМЕТРЕ
7.3.1. Осциллирующие кочки
7.3.2. Туфуры
7.3.3. Циклические пылеватые кочки
7.3.4. Нивально-эоловые кочки
7.3.5. Кочки неясного происхождения
7.3.6. Шнурковые болота
7.3.7. Пуны
ГЛАВА 8. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ В УСЛОВИЯХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА
8.1. ВВЕДЕНИЕ
8.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
8.3. МЕДЛЕННЫЕ ПОТОКИ
8.3.1. Криогенный крип
8.3.1.1. Крип за счёт игольчатого льда
8.3.1.2. Морозное пучение и морозный крип
8.3.1.3. Гелифлюкция
8.3.1.4. Вклад других, похожих на крип процессов в перемещение отложений вниз по склону
8.3.2. Формы рельефа, образующиеся криогенными медленными потоками в гумидных областях
8.3.3. Формы рельефа, формирующиеся криогенным крипом в аридных регионах
8.4. БЫСТРЫЕ КРИОГЕННЫЕ ПОТОКИ
8.4.1. Криогенные обломочные потоки (сели)
8.4.2. Криогенные оползни и оплывины
8.4.3. Сложные криогенные склоновые явления
8.4.3.1. Сплывы активного слоя
8.4.3.2. Ретрогрессивные оплывины при оттаивании
8.4.3.3. Снежные и слякотные лавины
8.4.3.4. Снежные лавины
8.4.3.5. Слякотные лавины
8.5. ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЛОМКОВ ВНИЗ ПО СКЛОНУ В ГОРНЫХ ОБЛАСТЯХ
ГЛАВА 9. ФОРМЫ РЕЛЬЕФА, СОСТОЯЩИЕ ИЗ КРУПНООБЛОМОЧНОГО МАТЕРИАЛА
9.1. ВВЕДЕНИЕ
9.2. ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА
9.3. ВЛИЯНИЕ ТИПА ГОРНОЙ ПОРОДЫ
9.4. ПРОДУКТЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ
9.5. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
9.6. СУДЬБА РАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ХИМИЧЕСКОГО И БИОЛОГИЧЕСКОГО ВЫВЕТРИВАНИЯ
9.7. СКОРОСТЬ ОТСТУПАНИЯ СКАЛЬНЫХ ОБРЫВОВ
9.8. ФОРМЫ РЕЛЬЕФА, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПРИ АККУМУЛЯЦИИ ОБЛОМОЧНОГО МАТЕРИАЛА В ХОЛОДНОМ КЛИМАТЕ
9.8.1. Криогенные блоковые (каменные) поля
9.8.1.1. Измерение скорости движения обломков на склонах
9.8.2. Криогенные осыпные склоны и конуса выноса
9.8.3. Классификация криогенных осыпных склонов
9.8.3.1. Глыбовые осыпи
9.8.4. Защита инфраструктуры
9.9. СМЕШАННЫЕ ОСЫПИ
9.9.1. Каменные глетчеры
9.9.1.1. Состав отложений и строение активных каменных глетчеров
9.9.1.2. Происхождение льда в активных каменных глетчерах
9.9.1.3. Соотношение с растительностью
9.9.2. Движение активных каменных глетчеров
9.9.2.1. Горизонтальное перемещение
9.9.2.2. Движение фронта
9.9.3. Распространение активных каменных глетчеров
9.9.4. Неактивные и реликтовые каменные глетчеры
9.9.5. Потоки, протекающие под каменными глетчерами
9.10. КУРУМЫ
9.10.1. Характеристика курумов
9.10.2. Классификация курумов
9.10.2.1. Сибирские активные динамические курумы
9.10.2.2. Тибетские активные динамические курумы
9.10.2.3. Активные запаздывающие курумы
9.10.2.4. Неактивные и реликтовые курумы
9.11. ВНЕШНИЙ ВИД ПОВЕРХНОСТИ БЛОКОВЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА И ИХ ЗНАЧЕНИЕ
ГЛАВА 10. КРИОГЕННЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ГРУНТЫ
10.1. ВВЕДЕНИЕ
10.2. ФОРМЫ КРИОГЕННЫХ СТРУКТУРНЫХ ГРУНТОВ
10.3. ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ КРИОГЕННЫХ СТРУКТУРНЫХ ГРУНТОВ
10.4. МАКРОФОРМЫ КРИОГЕННЫХ СТРУКТУРНЫХ ГРУНТОВ
10.4.1. Криогенные несортированные кольца
10.4.1.1. Криогенные грязевые фурункулы (пятна-медальоны)
10.4.1.2. Арктические грязевые фурункулы (пятна-медальоны)
10.4.1.3. Субарктические грязевые фурункулы (пятна-медальоны)
10.4.1.4. Ксерические несортированные кольца
10.4.1.5. Несортированные кольца в морских климатических условиях
10.4.1.6. Морозные фурункулы (пятна-медальоны)
10.4.1.7. Круги-пробки
10.5. КРИОГЕННЫЕ СОРТИРОВАННЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ГРУНТЫ
10.5.1. Криогенные сортированные кольца
10.5.2. Криогенные сортированные полигоны и сети
10.5.2.1. Сортированные полосы
10.5.2.2. Каменные ямы
10.6. ИДЕНТИФИКАЦИЯ АКТИВНЫХ И НЕАКТИВНЫХ МАКРОФОРМ СОРТИРОВАННЫХ ГРУНТОВ
10.7. МИКРОФОРМЫ КРИОГЕННЫХ СТРУКТУРНЫХ ГРУНТОВ
ГЛАВА 11. ТЕРМОКАРСТ И ТЕРМОЭРОЗИЯ
11.1. ВВЕДЕНИЕ
11.2. ПРИЧИНЫ ТЕРМОКАРСТА
11.3. ОБРАЗОВАНИЕ ПОЛОСТЕЙ В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ
11.4. ВЛИЯНИЕ ТЕРМОКАРСТА НА ОТЛОЖЕНИЯ
11.5. ТЕРМОКАРСТОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
11.5.1. Термокарстовые ямы
11.5.2. Термокарстовые бугры
11.5.3. Шрамы пинго, пальс и литальс
11.5.4. Бисерные потоки (чётковидные русла)
11.5.5. Термокарстовые озера
11.5.6. Ориентированные озера
11.5.7 Аласы
11.5.8 Цикл образования аласа
11.6. ТЕРМОКАРСТ И ТЕРМОЭРОЗИЯ ВДОЛЬ РЕК
11.6.1. Ледяные заторы
11.7. ТЕРМОАБРАЗИЯ И ТЕРМОКАРСТ ВДОЛЬ БЕРЕГОВ МОРЕЙ
11.7.1. Влияние сезонного морского льда
11.7.2. Влияние геологических условий
11.7.3. Влияние рельефа
11.7.4. Морские условия
11.7.5. Осадконакопление
11.8. ПРОЦЕССЫ, ВОВЛЕЧЕННЫЕ В ТЕРМОАБРАЗИЮ ЛЬДИСТЫХ АРКТИЧЕСКИХ ПРИБРЕЖНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
11.9. ЗНАЧЕНИЕ БЕРЕГОВОЙ ЭРОЗИИ И АБРАЗИИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ