Лекции по геокриологии

Четвертичный период

Многолетними мерзлыми породами занимается наука, выдилившаяся в самостоятельную дисциплину: общее мерзлотоведение или геокриология. Она (геокриология) изучает мерзлую зону литосферы и слагающие толщи мерзлых пород. Отсюда, геокриология является геологической наукой и тесно связана с исторической и четвертичной геологией, геоморфологией, тектоникой, гидрогеологией, грунтоведением, инженерной геологией, физической географией, физикой, физикохимией.

В начале четвертичного периода в Северном полушарии существовало два огромных материка – Евразия и Северная Америка, площадь которых была больше, чем в настоящее время.

В Южном полушарии существовали изолированные друг от друга Южно-Американский, Африканский, Австралийский и Антарктический материки.

Четвертичный период характеризуется резкой климатической зональностью. Начало этого периода – время развития мощных материковых ледников. Уже в конце неогена климат в северном полушарии стал очень холодным и суровым, на вершинах горных сооружений начали скапливаться массы льда, давшие начало горным и материковым ледникам.

Установлено, что оледенение было не одно, и что эпохи сурового климата чередовались с эпохами потепления.

Наибольшим ледником на территории СССР был днепровский. Он спускался до 50^о с.ш. На русской равнине два языка этого ледника доходили до Днепетровска и Волгограда.

Причиной появления материковых оледенений является миграция полюсов. Однако миграция полюсов не объясняет чередования ледниковых и межледниковых эпох при относительно постоянном положении полюсов. Для объяснения чередования ледниковых и межледниковых эпох предложена гипотеза связывающая оледенения с изменением рельефа и распространением суши и моря. Лед отражает солнечную радиацию в 30 раз больше, чем водная поверхность, а она в 5 раз меньше, чем поверхность суши. Поэтому море смягчает климат, делает его более ровным и теплым. Изменения климата связаны с солнечной радиацией с положением поверхности Земли к Солнцу, формы орбиты Земли и других причин.

Мерзлые породы история их возникновения и развития

Вечная мерзлота – явление и геологическое и географическое, познание структуры, организации и развития литосферы, а также функционирования и становления ландшафтов Севера, Сибири и Дальнего Востока без учета этого явления невозможно.

Под данным термином понимается длительное оледенение приповерхностных толщ и подземных вод, т.е. подземное оледенение. Это явление привело к формированию ГЕОКРИОЗОНЫ или КРИОЛИТОЗОНЫ т.е. зоны мерзлых льдистых пород с прослоями и линзами льда.

Лат. Гео – земля, литос – камень, криос – лед.

Другими словами, криолитозона и геокриозона – зона подземного оледенения и зона устойчивой мерзлоты.

Геокриология – наука о мерзлой зоне литосферы

Она (геокриология) является самостоятельной отраслью в системе наук о Земле со своим объектом и предметом исследований.

Объектом криологии служит литосфера, т.е. часть земной коры, которая находится в вечномерзлом состоянии, подвергающаяся промерзанию и протаиванию в течение года.

Предмет геокриологии образует совокупность предложений, фиксирующих прблемы промерзания – протаивания грунтов, состава, строения, свойств мерзлых пород, а также закономерности их развития, географического распространения и залегания.

ГЕОКРИОЛОГИЯ – учение о составе, строении, свойствах мерзлых горных пород, закономерностях их формирования, развития, распространения, а также сопуствующих им процессах, как в естественном режиме, так и при хозяйственной деятельности человека.

История возникновения и развития геокриологии.

Первые правдивые сведения о наличии в Сибири и на севере Европы мерзлых пород, землепроходцы и путешествинники получали от аборигенов, для которых это было обычным явлением. В научную литературу сведения о вечномерзлых породах стали проникать лишь с 16 столетия, когда усилились поиски северного морского пути из Европы в Китай и Индию.

В древнем русском сочинении, написанном в 1598г «Описание чего ради невозможно от Архангельского города морем проходити в Китайское государство и оттоле к Восточной Индии» содержатся твердые представления о причинах существования многолетних льдов в Арктике.

В начале XVIIIв., в связи с развитием торгового капитала и общим подъемом научной деятельности в эпоху Петра I, все больше поступает сведений о существовании и распространении многолетнемерзлых пород на севере и Сибири, и о том, что в них находятся сохранившиеся кости и трупы крупных млекопитающих.

В середине XVIII столетия нашим земляком М.В.Ломоносовым, в его работе (6 сентября 1757г.) «Слово о рождении металлов от трясения Земли» было высказано, что существование многолетнемерзлых пород связано с двумя взаимно противоположными процессами – летним нагреванием и зимним охлаждением. Тем самым кладется начало учению о теплообмене между горными породами и окружающей средой как об основном факторе, определяющем тепловое состояние верхнего слоя литосферы.

Окончательное подтверждение широкого распространения вечной мерзлоты в Сибири, изложенное в трудах Татищева, Ломоносова и Бэра было получено бдагодаря неслыханному для того времени достижению практики.

Наш земляк, служащий Русско-Американской компании, Федор Шергин из Великого Устюга начал проходку колодца в вечной мерзлоте г. Якутска глубиной 116.4м. Работа в шахте длилась 9 лет, начиная с 1828г. и велась в основном зимой, он вел записи о температуре горных пород в шахте, о глубине сезонного протаивания.

Этим заканчивается 1^ый этап знакомства и изучения вечной мерзлоты, признания западноевропейскими учеными приоритета за русскими в открытии и изучении многолетнемерзлых пород и он совпал с оживленной деятельностью торгового капитала в Сибирь.