1.3. Структура современной геокриологии и ее связь с другими

науками.

Геокриология – наука геологического цикла, она связана со многими разделами геологии: литологией, гидрогеологией, тектоникой, четвертичной геологией, геофизикой и пр. В то же время мерзлая зона литосферы формировалась при определенных физико-географических условиях, существующих на поверхности Земли, поэтому геокриология должна использовать достижения метеорологии, гидрологии, океанологии, гляциологии и др. наук географического профиля.

Практические направления геокриологии связаны с запросами промышленного и гражданского строительства, вследствие чего она использует методы технических и физико-математических наук.

В настоящее время развитие геокриологии осуществляется по следующим основным направлениям:

- Физика, химия и механика мерзлых пород;

- Динамическая геокриология;

- Литогенетическая геокриология (или криолитология);

- Региональная и историческая геокриология;

- Инженерная геокриология;

- Геокриологический прогноз и геоэкология криолитозоны;

- Планетарная криология.

Физика, химия и механика мерзлых пород. Задачей этого направления является изучение закономерностей протекания физико-химических, механических и теплофизических процессов в мерзлых, промерзающих и оттаивающих горных породах. Физика, химия и механика мерзлых пород в целом является важнейшей теоретической базой для всех других направлений.

Динамическая геокриология изучает тепловое состояние Земли и факторы, влияющие на его изменение. Прямой задачей динамической геокриологии является рассмотрение процессов, приводящих к формированию сезонно- и многолетнемерзлых пород. Разработка термодинамических и теплофизических основ формирования мерзлых толщ базируется на изучении теплообмена в системе «атмосфера – литосфера», радиационного и водно-теплового балансов, температурного режима и фазовых переходов влаги, содержащейся в горных породах. Другой важной частью динамической геокриологии является изучение и прогнозирование мерзлотно-геологических (геокриологических) процессов, выявляемых при региональных исследованиях.

Литогенетическая геокриология (криолитология) выявляет общие и частные закономерности формирования структурно-текстурные особенностей и строения мерзлых осадочных пород и льдов, их минералогического и химического состава. Важная роль при этом отводится учению о фациях. Понятие «фация» введено в геологию А.Гресли в 1838 г., наиболее полно отразил сущность понятия фации Д.В.Наливкин (1956). В геокриологии автором мерзлотного фациального анализа является, в первую очередь, Евгений Маркович Катасонов.

Основные задачи этого научного направления: исследование вещественного состава и структурно-текстурных особенностей мерзлых пород и льдов; выявление на основе мерзлотно-фациального анализа особенностей и закономерностей формирования различных генетических типов мерзлых отложений.

Региональная и историческая геокриология изучает зональные и региональные закономерности формирования и распространения мерзлых пород; особенности их распространения по площади и в разрезе; криогенное строение, мощность и температурный режим мерзлых толщ и подземных льдов; влияние на их образование многолетних колебаний климата, ландшафтно-геоморфологических и геологических условий; развитие и существование геологических процессов и явлений. Изучение взаимодействия мерзлых толщ с подземными водами, различными флюидами и газогидратами – также одна из основных задач, решаемых региональной геокриологией. Наряду с криолитологами специалисты рассматриваемого направления занимаются выяснением истории возникновения и развития мерзлых толщ в отдельном регионе и на всей планете в целом.

Инженерная геокриология представляет собой раздел практической геокриологии, она занята инженерно-геологическим обеспечением проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в криолитозоне; разрабатывает наиболее надежные и экономически выгодные решения при хозяйственном освоении территории.

Вопросы теплофизического и механического взаимодействия инженерных сооружений с мерзлыми, промерзающими и протаивающими грунтами решаются на основе разработок инженерной теплофизики и механики грунтов.

Геокриологический прогноз и геоэкология криолитозоны. Задачами этого направления являются выяснение характера взаимодействия объектов строительства и мерзлых пород, устойчивости компонентов природной среды к влиянию изменяющихся естественных и антропогенных факторов. В настоящее время геокриологический прогноз является обязательной составной частью исследований мерзлых пород для целей строительства, поскольку фазовые переходы воды в грунтах резко меняют их физико-механические свойства.

Усиливающиеся техногенные нагрузки на природную среду ведут к существенному негативному изменению существующих геокриосистем. Криолитозона очень уязвима в экологическом отношении, а восстановление природных ландшафтов в условиях Севера происходит весьма медленно. Последствия антропогенного воздействия на криолитозону в ряде случаев имеют слабо предсказуемый и трудно контролируемый характер, поэтому требуют безотлагательного решения сложных экологических задач.

Криология планет – одно из самых молодых направлений геокриологии, оно зиждется на достижениях астрономии и космонавтики. Познание закономерностей развития криогенных оболочек планет солнечной системы, состоящих не только из водного, но и углекислотного и метанового льда, облегчит человеку познание криогенной оболочки Земли.