Картографирование морозобойного растрескивания пород и полигонально-жильных структур на участках современной аккумуляции арктического шельфа

Морозобойное растрескивание и образующиеся на его основе полигонально-жильные структуры (ПЖС), индицируемые полигональным микрорельефом, являются одними из самых распространенных в криолитозоне процессов и явлений. Наиболее распространенными ПЖС являются повторно-жильные льды (ПЖЛ), хотя есть примеры образования первично-песчаных и песчано-ледяных жил. О возможности развития морозобойного растрескивания и соответствующих ПЖС на арктическом шельфе, где накапливающиеся и промерзающие современные и голоценовые отложения засолены, в отличие от таких структур на суше, не известно почти ничего.
К основным факторам, определяющим развитие морозобойного растрескивания и ПЖС, относится величина максимальных за год градиентов температуры на поверхности и в слое сезонного оттаивания пород. Она обусловлена низкой среднегодовой температурой пород, высокими значениями их амплитуды, высокой дисперсностью и влажностью отложений (Романовский, 1977). Особое значение имеет также засоленность отложений. В пресных пылеватых суглинках и супесях морозобойное растрескивание становится возможным уже при температурах -2…-3°С, а в засоленных отложениях того же состава и влажности - только начиная с температур -10…-11°С (Зайцев, 1976). Различия в засоленности пород проявляются в размере полигональной решетки. В пресных отложениях она составляет 12-25 м, а в засоленных – 70-100 м.
Материалы и методы. Для исследований использовалось глобальное покрытие WorldImagery, созданное по КС с разрешением 0,3–1,7 м, полученным со спутников GeoEye, WorldView-2,4 (2010–2020 гг.) [https://bestmaps.ru/map/esri/sat/], а также картографические, литературные и метеоданные. Картографирование растрескивания и ПЖС проводилось с помощью дешифрирования полигонального микрорельефа. В качестве опорных при установлении закономерностей их распространения использовались данные о среднемноголетней температуре воздуха (Тв) и годовой амплитуде их колебаний (Ав), результаты литолого-фациального анализа и наземные данные по низовьям Колымы (Зайцев, 1976) и ряду малых островов Карского моря.
Результаты исследований показывают, что наибольшее количество участков ПЖС приурочено к самому низкотемпературному и континентальному шельфу морей Лаптевых и западной части Восточно-Сибирского. Здесь Тв оказываются более низкими (-10…-15°С) по отношению к опорным данным (-10…-11°С), а значения Ав, отражая океанизацию климата, сокращаются до 28 (острова Котельный, Известий ЦИК) и 24°С (север Новой Земли), что в 1,5 раза меньше, чем в низовьях Колымы (38-40°С). Этот процесс наиболее ярко проявлен во внутренних частях лагун, где микрорельеф зачастую является валиково-полигональным, а трещины развиты даже в обводненных понижениях. Такие условия позволяют прогнозировать здесь формирование синкриогенных лагунных отложений, вмещающих сингенетические ПЖЛ.
Выводы
1. Арктическому шельфу, несмотря на океанизацию климата, и засоленность отложений, свойственно развитие современных процессов криогенного растрескивания прибрежно-морских отложений и формирования повторно-жильных льдов.
2. Выявление и картографирование участков развития ПЖС должно осуществляться с помощью космических материалов субметрового разрешения.
3. Выяснено, что ПЖЛ на шельфе могут формироваться в диапазоне Тв= –11…–15°С, и Ав = 28-39°С в обводненных тонкодисперсных осадках и отложениях вне зон волнений. Фациально это почти повсеместно заполняющиеся осадками внутренние части лагун.