stringtranslate.com

Термокарст

Пруды с талой вечной мерзлотой в Гудзоновом заливе , Канада, 2008 год.

Термокарст — это тип местности , характеризующийся очень неровными поверхностями болотистых впадин и небольших торосов , образующихся при таянии богатой льдом вечной мерзлоты . Тип поверхности суши встречается в арктических районах и, в меньших масштабах, в горных районах, таких как Гималаи и Швейцарские Альпы .

Эти изрытые поверхности напоминают скопления небольших озер, образовавшихся в результате растворения известняка в некоторых карстовых областях, именно поэтому к их названию было приписано слово « карст », хотя на самом деле известняка нет. Небольшие купола, образующиеся на поверхности из-за морозного пучения с наступлением зимы, являются лишь временными явлениями. Во время следующей летней оттепели они разрушаются, оставляя небольшую впадину на поверхности. Некоторые ледяные линзы разрастаются и образуют более крупные поверхностные торосы (« пинго »), которые могут сохраняться в течение многих лет, а иногда покрываются травой и осокой , пока не начинают таять. Эти куполообразные поверхности в конечном итоге разрушаются – либо ежегодно, либо через более длительные периоды – и образуют впадины, которые становятся частью неровной местности, входящей в общую категорию термокарста .

Образование талых озер вечной мерзлоты в результате потепления климата представляет собой петлю положительной обратной связи, поскольку при таянии вечной мерзлоты высвобождаются метан, закись азота и углекислый газ, что способствует дальнейшему потеплению климата. [1] [2] Кратер Батагайка в Сибири является примером большой термокарстовой депрессии.

Термокарстовые озера

Под термокарстовым озером, также называемым талым озером , тундровым озером , проталиной впадиной или тундровым прудом , [3] понимается водоем с пресной водой, обычно неглубокий, который образуется во впадине, образованной таянием богатой льдом вечной мерзлоты. [4] Ключевым показателем термокарстовых озер является наличие избыточного грунтового льда, а также содержание льда более 30% по объему. [5] Термокарстовые озера имеют тенденцию образовываться и исчезать циклическим образом, что приводит к предсказуемому жизненному циклу (см. «Жизненный цикл» ниже). Продолжающееся оттаивание вечномерзлого субстрата может привести к осушению и конечному исчезновению термокарстовых озер, превращая их в таких случаях в геоморфологически временное явление, образовавшееся в ответ на потепление климата. [6]

Эти озера обычно встречаются в арктических и субарктических низменностях, включая западную часть канадской Арктики [7] (например, остров Банкс, остров Виктория), прибрежную равнину Аляски, [8] [9] внутренние территории Юкона [10] и аллювиальные низменности Северная Евразия и Сибирь. [11] [12] [13] [14] Наличие талых озер в регионе приводит к тепловым нарушениям, поскольку вода нагревает землю.

Глубина вечной мерзлоты под озером обычно меньше, и если озеро имеет достаточную глубину, там присутствует талик . Общая морфология (форма, глубина, окружность) изменчива, некоторые талые озера ориентированы, то есть обычно вытянуты в определенном направлении. Хотя механизм их образования окончательно не доказан, считается, что он связан с преобладающими ветрами или штормами. [15] Нарушение (любого рода) приводит к общему потеплению и таянию подземного льда, после чего происходит проседание поверхности, что приводит к инфильтрации воды либо из поверхностных вод, либо из растаявшего подземного льда. [5]

Озеро Тешекпук на северном склоне Аляски на территории Национального нефтяного заповедника Аляски является крупнейшим термокарстовым озером в мире. [16]

Жизненный цикл озера

Инициация

Образование талого озера начинается с деградации богатой льдом вечной мерзлоты. Естественное возникновение термокарстовых озер можно разделить на два отдельных процесса; будь то сплошная или прерывистая вечная мерзлота. В сплошной вечной мерзлоте вода накапливается при наличии ледяных жил и полигонального грунта. [17] В условиях прерывистой вечной мерзлоты происходит оттаивание палс (замороженных торфяных кернов) или литальз (насыпей минеральных кернов). [18] Деградация вечной мерзлоты обычно связана с нарушением поверхности, естественным или искусственным, в сочетании с факторами, специфичными для конкретного участка, такими как содержание вечной мерзлоты, температура грунта и т. д. [19]

Развитие/расширение

Развитие тающих озер поначалу происходит медленно, но как только средняя температура дна озера превышает 0 ° C, озеро перестает промерзать до дна, и оттаивание становится непрерывным. Озеро растет по мере таяния льда, что может привести к обвалу береговой линии или затоплению растительности, поэтому талые озера в бореальном лесу обычно окружены « пьяными деревьями ». [19] Следует уточнить, что «пьяные деревья» (также известные как «пьяные леса ») встречаются в рамках режимов «Едомы» . Эта особенность присутствует не во всех термокарстовых регионах. При расширении на этой стадии термокарстовые озера часто принимают вытянутую форму с упорядоченным расположением по длинной оси. [15]

Если озера образуются на участке вечной мерзлоты, богатой льдом, может произойти слияние нескольких озер меньшего размера, в результате чего образуется больший объем воды, что усиливает термическое возмущение. Разработке может способствовать еще и боковая береговая эрозия. [15] Кроме того, термическая абразия краев термокарстового озера может увеличить размер озера, а также опуститься дно озера. [20]

Ориентированная морфология озер может принимать такие формы, как «эллиптическая, яйцевидная, треугольная, прямоугольная, моллюсковая или D-образная» [5] и обычно встречается на местности с песчаными отложениями. [5] Полемические схоластические дискуссии по поводу развития форм озер являются обычным явлением в литературе по ориентации и морфологии термокарстовых озер. Однако очевидно, что существует множество причин, помимо только движения ветра, которые влияют на форму озер. Гросс и др . (2013) [5] суммируют эндогенные и экзогенные элементы, которые являются ключевыми факторами ориентации, включая:

Дренаж

До полного осушения края озера отступают из-за регрессивных оттепелей (РТС) и субаэральных селей. Фактический дренаж может быть вызван речной эрозией или расширением прилегающих бассейнов во внутренних районах. В прибрежных районах дренаж может происходить из-за отступления берегов, что приводит к термической абразии или эрозии из-за воздействия волн. Более постепенный дренаж (частичный или полный) может быть вызван местной деградацией и эрозией вечной мерзлоты. [5] Озера перестают расти после начала дренажа, и в конечном итоге впадины заполняются отложениями, водными растениями или торфом. Другой вариант судьбы осушенного талого озера заключается в том, что активный слой, окружающий озеро, углубляется до уровня ниже уровня воды после истощения грунтового льда, позволяя оставаться остаточному озеру. [19]

Галерея

Больше фотографий можно посмотреть на Wikimedia Commons — Термокарст.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ван Хейстеден, Дж.; Берриттелла, К.; Парментье, FJW; Ми, Ю.; Максимов, ТЦ; Долман, Эй Джей (2011). «Выбросы метана из талых озер вечной мерзлоты, ограниченные дренажем озера». Природа Изменение климата . 1 (2): 119–123. Бибкод : 2011NatCC...1..119В. дои : 10.1038/nclimate1101.
  2. ↑ Нилд, Дэвид (12 декабря 2021 г.). «Ученые нашли новый источник выбросов парниковых газов в вечной мерзлоте Сибири». НаукаАлерт . Проверено 13 декабря 2021 г.
  3. ^ Блэк, РФ (1969). «Талые котловины и талые озера – обзор». Бюллетень Перигласный . 19 : 131–150.
  4. ^ Бакш, Герберт (1997). Словарь [] геотехнической инженерии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
  5. ^ abcdef Гросс, Г.; Джонс, Б. и Арп, К. (2013). «Термокарстовые озера, дренаж и дренированные котловины». В Шредере, Дж. (ред.). Ледниковая и перигляциальная геоморфология . Трактат по геоморфологии. Том. 8. Академическая пресса. стр. 325–353. ISBN 978-0-08-088522-3.
  6. ^ Филлипс, М.; Аренсон, Лу; Спрингман, С.М. (21–25 июля 2003 г.). Вечная мерзлота: материалы Восьмой международной конференции по вечной мерзлоте . Восьмая международная конференция по вечной мерзлоте. Цюрих, Швейцария. п. 660.
  7. ^ Маккей (1963). «Район дельты Маккензи». Мемуары географической отрасли . 8 : 202.
  8. ^ Хинкель, К.М.; Фрон, Р.К.; Нельсон, FE; Эйснер, WR; Бек, Р.А. (2005). «Морфометрический и пространственный анализ талых озер и осушенных талых озер на западно-арктической прибрежной равнине, Аляска». Вечная мерзлота и перигляциальные процессы . 16 (4): 327–342. Бибкод : 2005PPPr...16..327H. дои : 10.1002/ппп.532. S2CID  128488528.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Селлманн, ПВ; Браун, Дж.; Левеллен, Род-Айленд; Макким, Х.; Мерри, К. (1975). Классификация и геоморфические последствия талых озер на Арктической прибрежной равнине Аляски (Отчет). Ганновер, Нью-Хэмпшир: Исследовательская и инженерная лаборатория холодных регионов.
  10. ^ Берн, ЧР; Смит, Миссури (2–5 августа 1988 г.). «Термокарстовые озера в Мейо, территория Юкон, Канада». В Сеннесете, К. (ред.). Вечная мерзлота: Материалы Пятой Международной конференции по вечной мерзлоте . Пятая Международная конференция по вечной мерзлоте. Тапир, Тронхейм. стр. 700–705.{{cite conference}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
  11. ^ Достовалов, Б. Н.; Кудрявцев, В.А. (1967). «Общее мерзлотоведение». Москва, RU: МГУ: 463. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Моргенштерн, А.; Гросс, Г.; Федорова И.; Ширрмайстер, Л. (2011). «Пространственный анализ термокарстовых озер и котловин едомских ландшафтов дельты Лены». Криосфера . 5 (4): 849–867. Бибкод : 2011TCry....5..849M. дои : 10.5194/tc-5-849-2011 .
  13. ^ Романовский, Н.Н.; Хуббертен, Х.-В.; Гаврилов А.В.; Тумской, В.Е.; Типенко Г.С.; Григорьев, МН (2000). «Термокарст и взаимодействие суши и океана, регион моря Лаптевых, Россия». Вечная мерзлота и перигляциальные процессы . 11 (2): 137–152. Бибкод :2000ПППр...11..137Р. doi :10.1002/1099-1530(200004/06)11:2<137::aid-ppp345>3.0.co;2-l.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Томирдиаро, СВ; Рябчун, В.К. (1978). «Термокарстовое озеро на Нижне-Анадырской низменности». Вечная мерзлота: Вклад СССР во вторую международную конференцию . Вторая международная конференция [по вечной мерзлоте]. Якутск, СССР; Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук. стр. 94–100.
  15. ^ abc French, HM (2018). Перигляциальная среда . Джон Уайли и сыновья, ООО
  16. ^ "ОБСЕРВАТОРИЯ НА ОЗЕРЕ ТЕШЕКПУК - Обсерватория на озере Тешекпук" .
  17. ^ Чудек, Тадеас и Демек, Яромиш (1970). «Термокарст Сибири и его влияние на развитие равнинного рельефа». Четвертичные исследования . 1 (1): 103–120. Бибкод : 1970QuRes...1..103C. дои : 10.1016/0033-5894(70)90013-X. S2CID  140683660.
  18. ^ Луото, Миска и Сеппяля, Матти (2003). «Термокарстовые пруды как индикаторы бывшего распространения палс в финской Лапландии». Вечная мерзлота и перигляциальные процессы . 14 (1): 19–27. Бибкод : 2003ПППр...14...19Л. дои : 10.1002/ппп.441 . S2CID  129932317.
  19. ^ abc Burn, CR и Левкович, AG (1990). «Примеры канадского рельефа - 17 регрессивных оттепелей». Канадский географ . 34 (3): 273–276. Бибкод : 1990CGeog..34..273B. doi :10.1111/j.1541-0064.1990.tb01092.x.
  20. ^ Романовский, В.; Исаксен, К.; Дроздов Д.; Анисимов О.; Инстанес, А.; Лейбман, М.; Макгуайр, AD; Шикломанов Н.; Смит, С.; Уокер, Д. (2017). «Изменение вечной мерзлоты и его последствия». В Саймоне, К. (ред.). Снег, вода, лед и вечная мерзлота в Арктике (SWIPA) . Осло, Норвегия: Программа арктического мониторинга и оценки (AMAP). стр. 65–102.

Внешние ссылки