КРАТКИЙ АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНСТИТУТА ЗА 1981-1995 ГОДЫ


Период 1981-1995 годов, отмеченный кардинальными изменениями в общественно-политической жизни страны, в немалой степени сказался на условиях существования академических учреждений и науки в целом. Очень важно, что в этот нестабильное время ИМЗ сумел подтвердить и укрепить свой высокий российский и международный авторитет ведущей организации в области геокриологии, а главное - сохранить научный потенциал, способный вести фундаментальные геокриологические исследования.

Численность сотрудников института на 1.01.96 г. составила 343 человека (из них 116 - в региональных подразделениях), включая 98 научных сотрудников. В конце 1980 г. общая численность была значительно выше (476), но при практически том же количестве научных сотрудников (99). Существенно возросло число научных сотрудников, имеющих ученые степени - с 44 в 1980 до 56 в конце 1995 года, из которых 13 докторов наук. В этот период докторами наук стали многие ученые, стоявшие еще у истоков "якутского мерзлотоведения": Н.П.Анисимова, Ф.Э.Арэ, В.Т.Балобаев, М.К.Гаврилова, Р.М.Каменский, а также более "поздние": П.П.Гаврильев, Б.И.Геннадиник, Ю.М.Гончаров, М.М.Дубина, В.Н.Макаров, Ю.А.Ним, Б.А.Оловин, И.К.Растегаев, А.М.Снегирев, В.Б.Спектор, В.В.Шепелев, Ю.В.Шумилов. В немалой степени этому способствовало создание при ИМЗ в 1983 г. диссертационного совета Д 003.48.01 по защите докторских диссертаций по географическим, геолого-минералогическим и техническим наукам по специальности 04.00.07 - "инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", в состав которого вошли ведущие ученые-мерзлотоведы России. Первым председателем совета был назначен и руководил его работой до конца своей жизни академик П.И.Мельников. Создание совета значительно активизировало работу сотрудников института по обобщению результатов своих исследований, написанию монографий и подготовке диссертаций. Положительную роль в этом сыграла и подготовка первым ученым секретарем совета С.И.Заболотником методических пособий "Памятка соискателю ученой степени" (1984) и "Методические рекомендации для соискателя ученой степени" (1986). С 1983 по 1995 гг. в диссертационном совете при ИМЗ защитили докторские диссертации 21, а кандидатские 27 ученых из разных городов страны, в том числе соответственно 9 и 14 сотрудников института.

Многие ученые института получили в этот период признание всесоюзного, российского, республиканского, а также международного научных сообществ. В частности, действительным членом АН СССР в 1981 г. был избран П.И.Мельников, членами-корреспондентами РАН стали В.П.Мельников (1987) и В.Т.Балобаев (1994), членами отраслевых академий были избраны Р.М.Каменский (Международная и Российская инженерная академии, 1993, 1995), М.К. Гаврилова (Академия естественных наук РФ, 1993). В 1994 г. Р.М.Каменский и М.К. Гаврилова избраны действительными членами Академии наук РС(Я), а В.И.Федосеева в 1995 г. стала действительным членом Нью-Йоркской академии наук. Ряду ученых присвоены почетные звания "Заслуженный деятель науки", "Заслуженный работник народного хозяйства" и др. Многие сотрудники Института мерзлотоведения в эти годы были отмечены такими правительственными наградами, как медали "За трудовую доблесть", "За трудовое отличие", "За строительство Байкало-Амурской магистрали" и др.

Институт мерзлотоведения активно участвовал и успешно представлял геокриологическую науку как в СССР, России, так и за рубежом. На IV Международной конференции по мерзлотоведению (1983, Фербэнкс, США) были отмечены значительные успехи советской геокриологии в фундаментальных и прикладных исследованиях, ее ведущее положение в мире. На этой конференции представителями 25 стран мира была образована Международная ассоциация мерзлотоведов, и первым ее президентом стал академик П.И.Мельников. На V Международную конференцию (1988, Тронхейм, Норвегия) из-за отсутствия средств удалось поехать только двум сотрудникам ИМЗ, но доклады, опубликованные перед началом конференции, продемонстрировали мировой научной общественности по-прежнему высокий уровень исследований ученых ИМЗ. Следующая, VI Международная конференция (1993, Пекин, Китай), была показательной в плане представительности российской делегации, в числе которой было 19 ученых ИМЗ. Во многом это стало возможным благодаря политике нового директора института Р.М.Каменского, избранного на этот пост в 1988 г. На этой конференции ученые института вошли в состав различных рабочих групп Международной ассоциации по мерзлотоведению, что несомненно способствовало и способствует дальнейшему развитию международных контактов института.


После вручения медалей “Ветеран труда “ группе сотрудников института (1981г.)Сидят слева направо: второй инженер И.Ф.Чеховский, ст.лаборант И.К.Балобаева, директор Института П.И.Мельников, зав.плановым отделом Л.Я.Токарева, ст.библиотекарь К.Н.Большедворская Стоят нижний ряд слева направо: нач.отдела кадров Н.И.Хрунков, ст.редактор Л.К.Торопчинова, с.н.с. Н.П.Анисимова, редактор К.П.Ким, лаборант М.Р.Афанасьева, с.н.с. П.А.Соловьев. Стоят верхний ряд слева направо: лаборант А.Ф.Карпова, зав.библиотекой Р.И.Ушницкая, слесарь С.А.Карасов,
с.н.с. А.Л.Арэ, лаборант А.А.Нисковских

За последние годы (c 1989 г.) заключены договора о научно-техническом сотрудничестве со многими зарубежными организациями: Государственным техническим исследовательским центром Финляндии, Монреальской политехнической школой (Канада), Институтом технологии строительства (Южная Корея), Институтом низких температур и Институтом охраны окружающей среды (Япония), Институтами гляциологии и геокриологии, Институтом водных проблем и Институтом по строительству в холодных регионах (Китай). Проведены совместные экспедиционные работы с монгольскими (1986-1987, Монголия), китайскими (1990, Казахстан, Китай) и японскими учеными (1993-1995, Якутия).

Участники Всесоюзной конференции по рациональному природопользованию в криолитозоне (борт теплохода “Россия”, июнь 1990 г.).
Слева направо инженер-программист Г.А.Борискова, м.н.с. Л.С.Аргунова, ведущий инженер Е.А.Метляева, в.н.с. Г.П.Кузьмин, зав.лабораторией Р.В.Чжан, зав.лабораторией Б.А.Оловин, ученый секретарь А.А.Мандаров
Участники Всесоюзной конференции по рациональному природопользованию в криолитозоне (борт теплохода “Россия”, июнь 1990 г.). Слева направо инженер-программист Г.А.Борискова, м.н.с. Л.С.Аргунова, ведущий инженер Е.А.Метляева, в.н.с. Г.П.Кузьмин, зав.лабораторией Р.В.Чжан, зав.лабораторией Б.А.Оловин, ученый секретарь А.А.Мандаров

Регулярно (один раз в два года) в институте проводились достаточно представительные всесоюзные конференции научной молодежи. В их работе принимали участие представители Якутска, Москвы, Магадана, Читы, Иркутска, Воркуты, Норильска, Новосибирска и других городов страны. Эти конференции позволяли молодым ученым и специалистам входить в круг научного общения, публиковаться, апробировать свои "геокриологические искания". Все эти годы в институте активно работал отдел аспирантуры. Так с 1979 по 1989 год аспирантуру закончили 14, а с 1989 по 1994 год - 12 сотрудников, что свидетельствует о сохранении молодыми учеными тенденции к повышению своей научной квалификации. В 1991 году при институте был открыт и успешно работает филиал кафедры мерзлотоведения (рук. В.В.Шепелев), а с 1994 года - филиал кафедры экологии (рук. А.Н.Федоров) Якутского государственного университета (ЯГУ). Многие сотрудники ведут различные учебные курсы как в рамках этого филиала, так и в самом ЯГУ.

В структуре ИМЗ были созданы новые региональные подразделения: Читинский отдел геокриологии (1987, Чита, заведующий П.И.Сальников), Северо-Восточный отдел геокриологии (1989), реорганизованный в 1994 году в научно-исследовательскую мерзлотную станцию (г. Магадан, заведующий - Г.З.Перльштейн), Черский стационар (пос. Черский, Якутия). Это значительно усилило региональную направленность исследований. Основные лаборатории института были объединены в три отдела: общей геокриологии, геофизики и геохимии, инженерной геокриологии.

В конце 80-х годов научно-исследовательские институты перешли на программно-целевое планирование и финансирование научных работ. Институт мерзлотоведения успешно включился как в международные и федеральные, так и региональные и республиканские программы. Многие ученые стали получать стипендии Российской Академии Наук, гранты РФФИ и других научных фондов. Тем не менее, и в этот период ИМЗ традиционно вел фундаментальные исследования по основным направлениям современной геокриологии.

Важное место в фундаментальных исследованиях института в рассматриваемый период занимало изучение физических, физико-химических, теплофизических, гидрогеохимических, механических и литогенетических процессов и явлений в криолитозоне. Изучались теплофизические основы формирования и развития криолитосферы: закономерности процессов теплообмена в системе атмосфера - наземный покров - почва; процессы тепло- и массопереноса в промерзающих, мерзлых и оттаивающих грунтах; взаимодействие мерзлых грунтов с подземными водами. Развивались исследования по разработке и применению новейших геофизических и дистанционных методов изучения мерзлых горных пород.

В региональных исследованиях, в отличие от прошлых лет, значительно большее внимание уделялось геоэкологии и разработке методов рационального природопользования в криолитозоне, а также мониторинговым исследованиям, направленным на углубление и расширение представлений о распространении, мощности, составе и строении, льдонасыщенности и температуре мерзлых толщ земной коры и их изменении в пространстве и во времени. Успешное проведение этих исследований определялось качеством экспедиционных работ, активность которых в рассматриваемый период оставалась весьма высокой. Каждый сезон на полевые работы обычно выезжали 20-25 отрядов в составе 2-3 экспедиций. Продолжались стационарные режимные исследования на научных полигонах. Несмотря на то, что финансовые проблемы и трудности с обеспечением полевых работ транспортом, буровым оборудованием и другим снаряжением становились все ощутимее, в эти годы были получены уникальные геокриологические материалы, ставшие основой важных теоретических обобщений.

Хочется высказать большую признательность коллегам - научному, научно-техническому персоналу института, буровикам, водителям, рабочим - многочисленным участникам полевых исследований, всем, принимавшим участие в обработке и оформлении громадного количества натурных данных. К большому сожалению, в данной главе не представляется возможным перечислить всех сотрудников и упомянуть о вкладе каждого из них.

Коллективами ряда лабораторий и станций института проведены комплексные геокриологические исследования в различных районах Сибири.

В высокогорье, в пределах зоны БАМ, впервые закартированы крупные талики, приуроченные к зонам тектонических нарушений (И.А.Некрасов и др., 1981). Последующими исследованиями было установлено, что формирование этих таликов связано с напорной фильтрацией подземных вод и инфильтрацией поверхностных вод (Железняк, 1989, 1992). Детально были изучены особенности распространения и параметры криолитозоны в пределах Лено-Алданского плато и Олекмо-Чарского плоскогорья (Железняк, 1984, 1989, 1994). Выявлены основные закономерности распределения температурного поля горных пород по площади и разрезу, проведено районирование этого региона по динамике развития криолитозоны с выделением площадей с квазистационарным и деградационным характером современного развития многолетнемерзлых пород.

В восточной Якутии установлена относительная устойчивость СТС во времени и получена исчерпывающая региональная характеристика сезонного протаивания грунтов, основанная на геоморфологическом подходе к мерзлотной обстановки (И.С.Васильев, 1984).

Сотрудники лаборатории общей геокриологии - участники исследований по БАМу (1983г.)
Сидят слева направо: инженер Ю.А.Мурзин, инженер Л.Н.Соловьева, зав.лабораторией И.А.Некрасов, м.н.с. З.Г.Сорокина, ст.лаборант И.И.Чувашова, ст.лаборант В.В.Бурнашова (Самсонова), лаборант Н.Б.Королева, ст.лаборант Е.С.Позднякова
Стоят слева направо: с.н.с. Ю.В.Шумилов, м.н.с. В.В.Ан, м.н.с. М.М.Шац, ст.лаборант А.А.Самсонов, м.н.с. С.П.Готовцев, м.н.с. И.В.Дорофеев, м.н.с. И.С.Васильев
Сотрудники лаборатории общей геокриологии - участники исследований по БАМу (1983г.) Сидят слева направо: инженер Ю.А.Мурзин, инженер Л.Н.Соловьева, зав.лабораторией И.А.Некрасов, м.н.с. З.Г.Сорокина, ст.лаборант И.И.Чувашова, ст.лаборант В.В.Бурнашова (Самсонова), лаборант Н.Б.Королева, ст.лаборант Е.С.Позднякова Стоят слева направо: с.н.с. Ю.В.Шумилов, м.н.с. В.В.Ан, м.н.с. М.М.Шац, ст.лаборант А.А.Самсонов, м.н.с. С.П.Готовцев, м.н.с. И.В.Дорофеев, м.н.с. И.С.Васильев

Обобщены материалы по эволюции аласов Центральной Якутии. В частности, установлено, что ход развития аласных котловин определяется их водным режимом и криолитологическими характеристиками межаласных отложений (Н.П.Босиков, 1985).

Были выяснены особенности развития криолитозоны в Саяно-Байкальской горной области. Так, было доказано отсутствие прямой связи между температурой и мощностью многолетнемерзлых грунтов во впадинах байкальского типа. Отмечено также, что температура верхних горизонтов горных пород соответствует современному климату, а нижние горизонты являются реликтами (Л.Н.Соловьева, 1988).

Исследованиями в Северном Приамурье установлено, что в горных районах ведущую роль в распределении температур ММП играет рельеф, а на равнинах - состав и строение рыхлых отложений (И.В.Поздняков, 1989). Впервые для высокогорной части этого региона выяснен характер изменения температуры и мощности многолетнемерзлых пород с высотой.

Комплексные многолетние исследования были проведены сотрудниками лаборатории региональной геокриологии в пределах Якутской алмазной провинции (И.В.Климовский, С.П.Готовцев, П.Я.Константинов, П.С.Заболотник и др.). По особенностям формирования температурного поля горных пород в верхней части криогенной толщи этой провинции выделена зона непостоянных геотермических градиентов, возникающая в результате сложного взаимодействия основных температуроформирующих факторов экзо- и эндогенного характера, а также проведено геотермическое районирование территорий с учетом геолого-тектонического строения и средних региональных характеристик горных пород (И.В.Климовский, С.П.Готовцев, 1990, Готовцев, 1993).

Н.Ф.Григорьевым (ИНИМС) выявлены закономерности формирования и строения криолитозоны прибрежной части Западного Ямала как в континентальных, так и в шельфовых условиях. Им же охарактеризованы мерзлотно-гидрогеологические условия района Игарки, специфический характер которых определяется распространением подземных вод и формированием водно-тепловых таликов, разделяющих островные массивы высокотемпературных ММП с азональной мощностью (1989).

Научными сотрудниками ИНИМС Г.Г.Карповым и Т.П.Кузнецовой разработана генетическая классификация залежеобразующих подземных льдов Енисейского Севера.

Коллективом сотрудников ряда лабораторий ( Н.А.Граве, А.Н.Федоров, Н.П.Босиков, И.С.Васильев, С.П.Варламов, Т.А.Ботулу, В.В.Самсонова и др.) в течение многих лет велись работы, в результате которых в институте сформировалось и продолжает развиваться новое научное направление - ландшафтное мерзлотоведение. Основными задачами данного направления являются изучение закономерностей пространственной дифференциации и динамики мерзлотных ландшафтов, разработка критериев их криоэкологической оценки и устойчивости. Большое внимание уделялось изучению и картографированию мерзлотных ландшафтов осваиваемых территорий - долины р.Амги, участка “Умайбыт”, железорудного месторождения “Таежный”, проектируемой части Амуро-Якутской железной дороги и так далее. Была апробирована методика картографирования, в результате чего были систематизированы мерзлотные ландшафты и составлена мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР (1991), проведено мерзлотно-ландшафтное районирование с выделением 54 провинций и их детальной характеристикой (1989). В 1991 году А.Н.Федоров в виде монографии обобщил методические вопросы выделения мерзлотных ландшафтов и их картографирования. Исследования маревых ландшафтов Вилюйского плато позволили П.Я.Константинову установить степень их влияния на температуру и состав ММП в зависимости от геоморфологического положения, а также провести их типизацию по степени заболачиваемости (1995). В 1993 году вышел в свет тематический сборник научных статей. посвященный закономерностям развития и дифференциации мерзлотных ландшафтов (ответственные редакторы Н.П.Босиков и А.Н.Федоров). В последние годы особое внимание уделялось изучению динамики мерзлотных ландшафтов как в естественном, так и посттехногенном развитии. Регулярные натурные наблюдения ведутся на мониторинговых полигонах “Юкэчи” близ с.Майя и “Умайбыт” около п.Мохсоголлох в Центральной Якутии. Совместно с Якутским Институтом биологии начаты работы на стационаре “Спасская падь”.

Разработана методика экспертной оценки состояния и устойчивости мерзлотных ландшафтов с учетом посттехногенной динамики параметров ММП - температуры, криогенного строения, льдистости и мощности сезонно-талого слоя. Определены особенности изменения криоэкологического состояния мерзлотных ландшафтов в зависимости от климата (грант РФФИ 93-05-9969), что обобщено в монографии “Влияние климата на мерзлотные ландшафты Центральной Якутии” (1996).

Мониторинговый полигон Умайбыт (Хангаласский улус РС(Я) по изучению динамики мерзлотных ландшафтов после вырубок леса и пожаров (1965 г.)
Слева направо: м.н.с. В.В.Самсонова, с.н.с. И.С.Васильев и зав.лабораторией А.Н.Федоров.
Мониторинговый полигон Умайбыт (Хангаласский улус РС(Я) по изучению динамики мерзлотных ландшафтов после вырубок леса и пожаров (1965 г.) Слева направо: м.н.с. В.В.Самсонова, с.н.с. И.С.Васильев и зав.лабораторией А.Н.Федоров.

Сотрудниками высокогорной казахстанской геокриологической лаборатории под руководством А.П.Горбунова и Э.В.Северского были проведены комплексные исследования криолитозоны гор Средней Азии (1981-1995). При этом были выяснены условия формирования подземных льдов Памира и Тянь-Шаня. Был определен абсолютный возраст льда погребенных глетчеров. Полученные данные о макро- и микростроении подземных льдов озерных отложений позволили сделать вывод о стабильности геокриологических условий на Восточном Памире в голоцене (1983). Было показано, что криолитозона в ультрааридных условиях высокогорных пустынь Памира и Тибета формируется выше на 500-800 м, чем в смежных районах, где годовая сумма атмосферных осадков больше 100 мм, а испаряемость меньше 1 000 мм. В разрезах криолитозоны были выявлены пластовые льды трех генетических типов - а) сегрегационные, б) инъекционные, в) льды погребенных глетчеров. А.П.Горбунов выдвинул оригинальную концепцию развития альпийской криолитозоны, на основе которой выявлены закономерности формирования сезоннопромерзающих грунтов и многолетнемерзлых пород Тянь-Шаня. В результате геотермического мониторинга, проводящегося в течение двух последних десятилетий, был сделан вывод о повышении температуры мерзлых пород гор Средней Азии.

Во время совместной с китайскими учеными экспедиции впервые были найдены массивы многолетнемерзлых пород в лесном поясе Восточного Тянь-Шаня на территории КНР в интервале абсолютных высот 2 200 - 2 400 м (1990). Впервые в масштабе 1:500 000 составлена геокриологическая карта Северного Тянь-Шаня (1993).

А.П.Горбуновым и С.Н.Титковым составлен каталог каменных глетчеров Заилийского Алатау, приведены данные об их криогенном строении, оценена роль каменных глетчеров в процессе массовой транспортировки продуктов разрушения мерзлых пород в высокогорье. Составлена карта распространения каменных глетчеров Северного Тянь-Шаня. Получены доказательства, подтверждающие высказанную ранее (1985) гипотезу о пульсационном характере движения каменных глетчеров. Выявлены главные диагностические признаки этих потоков. Обобщены результаты изучения каменных глетчеров как особой мобильной части криолитозоны Джунгарского Алатау, Памира и Тянь-Шаня. Впервые для Восточного Памира определена среднегодовая скорость (0,48 м/год) движения каменного глетчера.

В лаборатории криолитологии под руководством Е.М.Катасонова был обобщен обширный материал о составе, криогенном строении и льдистости чехла четвертичных отложений Лено-Алданской впадины. М.С.Ивановым впервые были приведены сводные криолитологические профили этого чехла, имеющие большую (десятки километров) протяженность. Выделены термоделяпсивные осадочные образования. Показано, что они - неотъемлемая часть новейших пород, которые выполняют термокарстовые котловины. Составлена карта изогипс подошвы четвертичных отложений, а также мелкомасштабные геокриологическая карта и карта распространения подземных льдов Лено-Алданской впадины. Проведено районирования этой территории по степени чувствительности ее поверхности к техногенным воздействиям (1984).

Сотрудниками той же лаборатории в результате изучения разрезов криолитозоны методом мерзлотно-фациального анализа и другими современными методами было установлено, что многолетнемерзлые породы в границах их наблюдаемого распространения в Северной и Центральной Якутии существуют непрерывно (без полной деградации) в течение более миллиона лет (1982). Вместе с тем был сделан вывод, что на равнинах Якутии 12-15 тысяч лет назад прекратилось накопление ледового комплекса, и началось массовое развитие термокарстовых форм рельефа. Методами минералогии, петрографии и геохимии были получены данные об аутигенном минералообразовании при диагенезе отложений ледового комплекса. Х.Зигерт с коллегами при изучении таких отложений были найдены в их континентальной толще своеобразные ассоциации аутигенных минералов, ранее известных в качестве диагенетических образований морских осадков. Это позволило выдвинуть гипотезу о накоплении ледового комплекса в переувлажненных ландшафтах области вечной мерзлоты (1988).

Новые научные результаты были получены в северных районах Якутии, где геокриологические исследования проводились по федеральной программе “Арктика”. В частности, на этой территории был В.В.Куницким выделен самостоятельный генетический тип формирующихся в криолитозоне континентальных отложений склонового ряда - криолитогенные приснежниковые отложения (1983), позже переименованные в экстранивиты (1986). Было установлено участие экстранивитов в строении ледового комплекса. Е.А.Слагодой были рассмотрены диагностические признаки минерального состава и микростроения криолитогенных отложений, позволяющие судить об условиях накопления и промерзания четвертичных толщ северной части Якутии, что важно для палеогеокриологоческих реконструкций (1993).

Сотрудники лаборатории криогенных процессов провели криогеоморфологическое изучение северных районов Якутии. В ходе этих исследований М.Н.Григорьевым были обобщены данные о процессах и явлениях криогенного рельефообразования в крупнейшей в Арктике устьевой области - в дельте р.Лены, и были разработаны основы криоморфогенетического анализа (1991). В.Б.Спектором в сотрудничестве с М.Г.Гросвальдом (ИГ РАН, г.Москва) и шведскими учеными в результате проведенных ими исследований были найдены гляциодислокации эпикриогенных пород, впервые выделены обширные участки друмлинного рельефа и представлены радиоуглеродные датировки начала (около 6 500 тысяч лет назад) эпохи дегляциации территории в районе дельты р.Лены. (1990).

Получение столь важных научных результатов было обеспечено деятельностью Северной (Арктической) экспедиции (1981-1985) - одной из наиболее крупных в истории Института мерзлотоведения СО РАН. В работах отдельных отрядов этой экспедиции, организованной по инициативе П.И.Мельникова и Ф.Э.Арэ, принимали участие сотрудники шести лабораторий. В разные годы начальниками Северной (Арктической) экспедиции были М.И.Тишин, В.В.Куницкий, С.Ю.Королев, М.Н.Григорьев. По ее материалам защищены три кандидатские диссертации (В.В.Куницкий, М.Н.Григорьев, Е.А.Слагода), опубликованы 2 монографии и более 40 докладов и статей. Участники экспедиции выполнили большой объем научно-исследовательских работ по изучению мерзлых толщ методами криолитологии, криогеоморфологии, минералогии, геохимии, геотермии, теплофизики.

Позже ( в 1991-1995 гг.) сотрудниками Института мерзлотоведения экспедиционные геокриологические исследования на континентальном побережье и островах арктических морей проводились при участии и финансовой помощи японских ученых, а также при поддержке организации “СахаИнтерНорд” - Якутского международного центра СО РАН по развитию северных территорий.

Важные результаты были получены за рассматриваемый период гидрогеологами института. В.М.Пигузовой, Н.С.Ломовцевой, Н.М.Никитиной и Л.Д.Ивановой под научным руководством д.г.-м.н. О.Н.Толстихина составлена карта мерзлотно-гидрогеологического районирования Восточной Сибири масштаба 1:2 500 000, опубликованная в 1984 году. Методика составления карты основывалась на принципе учета влияния глубокого промерзания горных пород на гидрогеологические условия и на геолого-структурном принципе. Это позволило выявить региональные особенности распространения подземных вод, формирования их химического состава и естественных ресурсов. Высокая информативность карты обусловила широкое ее применение в различных сферах научной и практической деятельности.

Сотрудниками лаборатории подземных вод мерзлой зоны написана и опубликована крупная обобщающая работа “Мерзлотно-гидрогеологические условия Восточной Сибири” (1984). В этой коллективной монографии дается описание физико-географических и геологических условий формирования подземных вод, рассматриваются особенности распространения многолетнемерзлых пород и их взаимовоздействия с подземными водами, приводятся детальное описание выделенных мерзлотно-гидрогеологических структур и оценка естественных ресурсов подземных вод данного региона.

Н.П.Анисимовой обобщены материалы многолетних исследований особенностей формирования химического состава подземных вод, залежеобразующих льдов и мерзлых рыхлых отложений в специфических условиях криолитозоны (1981). Ею разработано новое научное направление в мерзлотоведении - криогидрогеохимия, изучающая закономерности формирования химического состава подземных вод, льдов и мерзлых отложений в специфических условиях криолитозоны (1985). На основании выявленных закономерностей доказана возможность и необходимость использования гидрогеохимических данных в качестве дополнительных диагностических признаков в комплексе исследований синкриогенных или эпикриогенных условий формирования мерзлых отложений, генезиса подземных залежеобразующих льдов, степени промерзания водоносных таликов и условий водообмена в них, а также при палеогидрогеохимических и палеогеокриологических построениях. На основании опыта проведения многолетних экспедиционных работ ею предложены новые методические приемы при проведении натурных исследований химического состава подземных льдов, мерзлых грунтов и подземных вод.

Начиная с восьмидесятых годов под руководством Н.П.Анисимовой велись комплексные круглогодичные мерзлотно-гидрогеохимические исследования условий формирования техногенных криопэгов на ключевых участках долины Лены, различающихся по геоморфологическим условиям и техногенной нагрузке. Установлена ведущая роль в их формировании условий стока и криогенных процессов. Выявлена зависимость их химического состава и глубины залегания от годовых изменений температуры пород. Ею обоснована необходимость и возможность учета динамики засоленности пород при прогнозировании изменений мерзлотно-инженерно-геологических условий, выработке мероприятий по охране окружающей среды на освоенных площадках криолитозоны и предупреждению связанных с ними негативных последствий (1981-1996).

Составлена в 1990 и опубликована в 1993 году карта надмерзлотных вод Республики Саха (Якутия) масштаба 1:2 500 000 (О.Н.Толстихин, В.М.Пигузова, Н.С.Ломовцева, Н.М.Никитина и Л.Д.Иванова). Подобное картографирование выполнено впервые для столь обширного региона. На карте отображены литологический состав сезонно-обводненных отложений. глубины залегания криогенных водоупоров, типы режима формирования надмерзлотных вод, их гидрохимическая характеристика и количественные показатели надмерзлотного стока в реки. Составителями карты написана и издана в 1991 году пояснительная записка, в которой излагается методика и раскрывается основное содержание выполненного картографического обобщения.

На основе многолетних наблюдений в Центральной Якутии А.В.Бойцовым установлены основные закономерности формирования уровенного и гидрохимического режима над- и межмерзлотных вод, их гидродинамические особенности, характер разгрузки подземных вод под воздействием природных и техногенных факторов, зависимости водообильности таликовых зон, дебитов источников и колебаний уровня подземных вод от изменений климата. А.М.Федоровым в 1985 году обобщены результаты многолетних наблюдений за эксплуатацией подземных вод подозерных и подаласных таликов в Центральной Якутии и проведена оценка перспектив использования этих вод для водоснабжения.

В.В.Шепелевым (1994) обобщены результаты многолетних исследований надмерзлотных вод Якутии, унифицирована их классификация, выявлены роль и значение различных природных и техногенных факторов в формировании этих вод, рассмотрены особенности их распространения, разгрузки и режима.

Интенсивно велись исследования теплофизических основ формирования и развития криолитосферы. На основе обобщения данных геотермических исследований криолитозоны сотрудниками лаборатории геотермии под руководством В.Т.Балобаева (А.И.Левченко, Б.В.Володько, В.Г.Русаков, М.Н.Железняк, А.С.Егоров, Р.И.Гаврильев и другие) была составлена карта внутриземного теплового потока масштаба 1:10 000 000, устанавливающая тесную взаимосвязь теплового состояния земных недр и глубины промерзания с геотектоническими структурами и геодинамическими процессами (1982). Построены геотермические модели земной коры в полосе широт 62-650 от Урала до Охотского моря вдоль геотраверса глубинного сейсмического зондирования Березовое - Усть-Мая и по меридиану вдоль геотраверса Диксон-Хилок (1984). Обнаружена широкая зона аномально глубокого промерзания горных пород в Центральной Якутии (700-800 м), что связано с особенностями глубинных процессов (1987). Составлены каталог данных внутриземных тепловых потоков на всю территорию криолитозоны СССР (1988) и каталог геотермических параметров Сибирской платформы и Верхояно-Чукотской горно-складчатой области, содержащий обобщенную геотермическую характеристику пород до 5 км для построения карт теплового потока и температуры на глубинах 0,5; 1; 2; 3; 5 км от поверхности масштаба 1:5 000 000 (1994).

На основе карты-схемы распределения температуры горных пород севера Западной Сибири, составленной В.Т.Балобаевым, и сценария глобального потепления климата в северном полушарии Земли им рассчитана реакция криолитозоны на изменение климата в течение следующего столетия для всех пяти криогеотермических зон Западной Сибири (1994).

В лаборатории геофизики В.П.Мельниковым и Б.И.Геннадиником разработана теория низкочастотной вызванной поляризации геологических образований, обосновывающая применение электрометрии при изучении состава и структуры горных пород в криолитозоне (1982).

А.М.Снегиревым и С.А.Великиным (ВНИМС) разработаны физико-математические основы исследования магнитной восприимчивости и электропроводности горных пород с использованием модуляционного способа задания первичного и приема вторичного электромагнитных полей, характеризующегося разделением сигналов вторичного и первичного поля по частоте. Это открыло возможность создания системы унифицированной высокочувствительной измерительной аппаратуры для изучения электромагнитных параметров криолитозоны в скважинах и на поверхности Земли, а также с помощью воздушных и подводных носителей. Экспериментально и теоретически обоснованы методика и технические средства высокоточных измерений электропроводности горных пород в сухих скважинах. Выявлена широкая дифференциация типов моделей геоэлектрических разрезов верхних частей криолитозоны. Организованы площадки локального геофизического мониторинга криолитозоны в районах интенсивного техногенного воздействия (1989-1994).

Б.А.Оловиным ( ВНИМС, лаборатория геотермии) разработана методика определения ряда физических свойств многолетнемерзлых скальных пород в массиве, в том числе газопроницаемости, температуропроводности, льдистости, выявлена количественная зависимость интенсивности инфильтрационного стока в крупнообломочные породы от средней годовой температуры грунта и получены количественные оценки скорости роста льдогрунтового тела в упорных призмах каменно-набросных плотин, насыпях, склоновых коллювиальных отложениях. Им же предложена методика дифференциации массива ММП по проницаемости, а также новый метод изучения состава, теплофизических свойств, строения массивов ММП, основанный на их реакции на изменение параметров метеорологических полей. Это позволило предложить гипотезу, объясняющую наличие мощных, протяженных по площади высокопроницаемых зон в эпигенетических ММП (1987). На основе нового метода Б.А.Оловин разработал установку для исследования газопроницаемости и насыщенности льдом массивов трещиноватых скальных и грубообломочных мерзлых пород.

Продолжались лабораторные эксперименты по изучению процессов миграции влаги в промерзающих грунтах, позволившие сотрудникам лаборатории геокриологического прогноза Г.М.Фельдману, Н.И.Шендеру и А.С.Тетельбауму впервые выявить и обосновать принципиально новый механизм (вакуумно-фильтрационный) формирования мощных, более 2-3 см, шлиров льда и льдонасыщенных горизонтов в мерзлых грунтах и доказать, что при малых (менее 0,04 мм/час) скоростях однонаправленного промерзания грунтов отсутствует миграция влаги от уровня грунтовых вод к фазовой границе (1987). Важным научным результатом лаборатории является разработка математической модели развития термокарстового процесса и, как ее составляющей, - модели промерзания-протаивания водоемов, а также теплопереноса в криогенных средах, учитывающей процессы деструкции, седиментации и метаморфизма (1989).

На Игарской научно-исследовательской мерзлотной станции О.А.Казанским экспериментально установлены закономерности изменения параметров влагопереноса и льдонакопления в полиминеральных глинах в зависимости от граничных условий, близких к природным по тепловому и напряженному состоянию (1990).

В лаборатории криогенных процессов Ф.Э.Арэ, М.И.Тишиным, М.Н. Григорьевым, С.О.Разумовым и др. велись многолетние наблюдения за разрушением льдонасыщенных берегов морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Вилюйского водохранилища. М.Н.Григорьевым и О.С.Разумовым установлены закономерности развития термоабразионно-термоденудационных берегов, сложенных ледовым комплексом; выявлена функциональная связь между основными факторами динамики береговой зоны и темпом разрушения берегов (1994).

Коллективом лаборатории гидротермических мелиорации под руководством А.В.Павлова и участии М.И.Тишина обобщены результаты многолетних исследований тепловых процессов в водных массах термокарстовых озер и в горных породах озерных котловин, что позволило выяснить основные особенности и количественные закономерности формирования подозерных таликов в условиях таежной зоны Восточной Сибири (1982).

П.Н.Скрябиным (лаборатория геокриологического прогноза) и Б.П.Сергеевым (ИНИМС) впервые экспериментально изучен тепловой баланс подстилающей поверхности грунтов Енисейского Севера, оценено техногенное воздействие на теплообмен грунтов с атмосферой ( 1989).

В.М.Михайловым (Северо-Восточная НИМС ИМЗ СО РАН) установлены количественные характеристики теплообмена между русловым водотоком и водами пойменных таликов, а также эффекта понижения температуры воды в реке в зависимости от размеров этих таликов на Северо-Востоке России (1993).

На основании экспериментальных исследований криогенного выветривания руд сотрудником лаборатории геохимии Ю.П.Шишкиным установлена миграция золота в диапазоне отрицательных температур. Сотрудниками той же лаборатории В.Н.Макаровым и Н.Ф.Федосеевым выявлено существование наложенных геохимических ореолов элементов-индикаторов над скрытыми месторождениями в мерзлотных ландшафтах (1984). Ими же определены основные формы миграции золота и разработан метод поисков погребенных россыпей золота, перекрытых мощными толщами аллохтонных многолетнемерзлых отложений и ледников, а также установлено существование криогенной миграции химических элементов в ледниках, перекрывающих месторождения полезных ископаемых (1989).

Сотрудниками лаборатории криогенных процессов Н.М.Давиденко и Ю.В.Шумиловым разработаны основные принципы прогнозной количественной оценки ресурсов россыпного золота в различных геолого-геоморфологических условиях криолитозоны Северо-Востока Азии, что позволило более достоверно оценивать полноту разведанности старых золотодобывающих районов и определять вероятные масштабы россыпной золотоносности в новых перспективных районах (1985). Ими сформулированы основы теории эволюции россыпеобразующих формаций и россыпей и важнейшие принципы анализа связи россыпной и коренной золотоносности в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород (1987).

М.К.Гавриловой (мерзлотно-климатическая лаборатория) по результатам многолетних теоретических и экспериментальных исследований выявлены основные закономерности пространственных и временных связей в системе климат - вечная мерзлота, разработаны мерзлотно-климатические карты по Евразийскому и Североамериканскому континентам (1984). Построена также серия прогнозных карт распределения температуры воздуха в середине ХХI века на территории криолитозоны России при возможном глобальном потеплении климата на 2 и 4 0 С (1993).

Проводя фундаментальные исследования по основным научным направлениям геокриологии, коллектив института не оставался в стороне от решения актуальных прикладных задач. Основное внимание уделялось инженерно-геокриологической характеристике территорий первоочередного хозяйственного освоения, экспериментальному и теоретическому изучению и прогнозированию теплового и механического взаимодействия сооружений со средой, решению проблем, связанных с добычей природных ресурсов, транспортом газа, разработкой региональных нормативных документов на проектирование и строительство сооружений по рациональному землепользованию и мелиорации сельскохозяйственных земель в криолитозоне.

Значительный вклад в решение прикладных задач был сделан сотрудниками отдела инженерной геокриологии института, Игарской НИМС, Читинским отделом, лабораторией региональной геокриологии и других подразделений.

В лаборатории механики мерзлых грунтов под руководством И.Е.Гурьянова установлены закономерности изменения деформационных и прочностных свойств мерзлотных грунтов в широком диапазоне температур от минус 2 до минус 40 0 С при скоростях нагружения 10-7 - 105 МПа/с. Прочность при высокоскоростном нагружении, исследованная А.Г.Дерюгиным (1984), является исходным расчетным параметром при разработке механизмов для разрушения мерзлых грунтов. Им же изучены механические свойства гранулированного льда как строительного материала временных зимних сооружений - дорог, переправ, взлетных полос и др. (1986).

Делегация института в пути на юбилей Игарской НИМС (1980 г.)
Слева направо: зав.лабораторией В.П.Мельников, зав.амбулаторией института Е.П.Климовская, директор института П.И.Мельников, референт Л.В.Заболотник и начальник Вилюйской НИМС А.М.Снегирев.
Делегация института в пути на юбилей Игарской НИМС (1980 г.) Слева направо: зав.лабораторией В.П.Мельников, зав.амбулаторией института Е.П.Климовская, директор института П.И.Мельников, референт Л.В.Заболотник и начальник Вилюйской НИМС А.М.Снегирев.

Е.И.Гайдаенко (1994) получены новые данные по смерзанию грунтов с пластмассовыми конструкциями, а также исследованы покрытия свай, позволяющие добиться на контакте с грунтом более высокой прочности, чем прочность грунта внутри массива.

И.Е. Гурьяновым (1981-1985) выведены универсальные зависимости теплофизических характеристик промерзающих и оттаивающих грунтов от их состава, физических свойств и температуры, используемые для численного моделирования теплообмена инженерных сооружений с многолетнемерзлыми грунтами и являющиеся обобщением нормируемых характеристик СНиП. Им же разработаны новые конструктивные принципы фундаментостроения надшахтных зданий над техногенными таликами в криолитозоне и дан прогноз тепловой и деформационной устойчивости оснований (1981-1988). Кроме того, поставлена и решена задача оптимизации параметров напорных выработок, сооружаемых по скважинной технологии, при варьировании глубиной их заложения (1993).

Сотрудниками лаборатории инженерных сооружений (Р.В.Чжан, Г.П.Кузьмин, И.П.Константинов, О.И.Алексеева, А.В.Яковлев, Н.М.Бабий, И.Ф.Чеховский, Э.А.Метляева, Л.В.Каменская, В.М.Матковский, В.А.Попов) под руководством П.И.Мельникова и Р.М.Каменского получены новые данные об особенностях взаимодействия различных инженерных сооружений с многолетнемерзлыми грунтами.

Р.М.Каменским изучены особенности теплового взаимодействия подземного магистрального газопровода с грунтами при нестационарном теплообмене, обусловленного суточными и сезонными изменениями температуры газа; дана оценка применимости и точности существующих методов определения изменения температуры газа по длине трубопровода; разработана физико-математическая модель взаимодействия газопровода с грунтами, на основании которой проанализированы теплотехнические особенности транспорта газа при его отрицательной температуре (1981-1987).

Г.П.Кузьминым и А.В.Яковлевым с участием сотрудников лаборатории инженерных сооружений и других лабораторий института были проведены исследования для решения научных и технических задач создания и обеспечения устойчивости различных подземных сооружений. Основная цель этих работ в 1980-1989 годах заключалась в изучении особенностей и количественной оценке размываемости мерзлых грунтов, а также в разработке технологии гидроразмыва подземных резервуаров. Для решения поставленных задач были выполнены технически довольно сложные лабораторные эксперименты и опытно-промышленные испытания. В процессе доводки технологии и оборудования скважинной гидроразработки было построено в массиве мерзлых грунтов 8 подземных резервуаров объемом от 150 до 1250 м3. Выполнены длительные эксперименты в натурных условиях по изучению теплообмена мерзлых грунтов с подземными резервуарами в процессе их охлаждения холодным воздухом, заполнения водой и длительном (до 3-х лет) хранении воды, а также при замораживании воды и оттаивании льда в подземных резервуарах сезоннодействующими устройствами. Результаты исследований изложены в научно-технических отчетах (Кузьмин, 1984; Кузьмин, Яковлев, Гайдаенко, Гаврильев, Соловьев, Метляева, 1986; Кузьмин, 1989).Исследованиями установлены закономерности размыва мерзлых грунтов, необходимые для конструирования и расчета параметров скважинного оборудования, впервые показаны возможность и эффективность аккумулирования холода в подземных резервуарах путем намораживания в них льда, доказана применимость для этих целей усовершенствованного воздушного замораживающего устройства конвективного действия, выявлена особенность криохимического изменения воды в замкнутом объеме, позволившая разработать гидрохимический метод контроля за кристаллизацией воды в подземных резервуарах. На основании результатов исследований разработаны “Рекомендации по проектированию и строительству геокриогенных охладителей” (Кузьмин, Яковлев, 1986), “Инструкция по эксплуатации геокриогенного охладителя” (Кузьмин, Яковлев, 1991), “Рекомендации по устройству воздушного термосифона” (Кузьмин, Яковлев, 1991).

Сотрудниками лаборатории по договорам с Министерством сельского хозяйства Якутской АССР и совхозами республики было построено 4 геокриогенных охладителя для охлаждения молока на летних фермах. Воздушные термосифоны новой конструкции были применены для создания мерзлотной завесы в теле водохранилищной земляной плотины у п.Жатай. По материалам исследований этого периода было получено 6 авторских свидетельств на изобретения и две медали ВДНХ СССР, А.В.Яковлевым в 1989 году была подготовлена и успешно защищена кандидатская диссертация на тему: “Создание подземных полостей в мерзлых отложениях методом скважинного гидроразмыва и использование их в народном хозяйстве”.

В 1984-1986 годах по договору с Омским научно-исследовательским институтом приборостроения были проведены исследования, связанные с возможностью использования подземных резервуаров для создания и передачи на большие расстояния колебаний инфразвукового диапазона.

В 1989-1993 годах Г.П.Кузьминым и А.В.Яковлевым с участием сотрудников лаборатории Н.М.Бабия, К.Г.Мозолевского, В.П.Попова, Л.В.Каменской и Э.А.Метляевой были выполнены исследования теплового взаимодействия подземных хранилищ сельскохозяйственных продуктов с окружающими мерзлыми грунтами. Исследования проводились в опытном хранилище картофеля, оборудованном на глубине 9 м, и по договору с Институтом “Агропромпроект” в отработанных камерах Олекминского гипсового рудника. В результате разработаны рекомендации по использованию отработанных камер Олекминского гипсового рудника в качестве хранилищ сельхозпродуктов (Кузьмин, Яковлев, Попов, Метляева. 1990; Кузьмин, Яковлев, Метляева, Каменская, 1991), на основании которых в 1992 году Институтом “Агропромпроект” была составлена проектно-сметная документация на оборудование двух камер рудника под хранилище 400 тонн картофеля и 80 тонн капусты. По договору с межхозяйственным объединением “Булун” сотрудниками лаборатории эти камеры были полностью оснащены датчиками для дистанционных наблюдений за температурой в хранилищах и окружающих грунтах. Кроме того на основании теоретических и экспериментальных исследований были предложены два способа защиты мерзлых грунтов от теплового влияния хранилищ, один из которых защищен авторским свидетельством.

Вовлечение в отработку месторождений со сложными горнотехническими условиями и повышение требований охраны природной среды сделали затруднительной, а в некоторых случаях и неприемлемой добычу золота традиционными методами. В связи с этим Республиканской научно-технической программой РС(Я) “Цветные металлы Якутии” было предусмотрено проведение исследований с целью оценки возможности добычи золота из россыпных месторождений методом скважинного гидроразмыва. Изучение природных условий и строения россыпных месторождений Якутии показало возможность отработки гидроразмывом через скважины месторождений только определенного строения. Для проведения промышленного испытания технологии, на отведенном объединением “Джугджурзолото” месторождении “Усть-Бам”, была сконструирована и изготовлена гидродобычная установка (Кузьмин, 1994), Однако из-за отсутствия финансирования опытные работы не были проведены.

Изучение динамики температурного режима грунтовых плотин в условиях Якутии в конце 70-х вначале 80-х годов носило аналитический характер. В 1980 году была завершена работа по составлению атласа температурных полей земляных плотин низкого и среднего напора в различных геокриологических и климатических условиях Якутии (Чжан Р.В., Метляева Э.А., 1980), а в 1983 году были подготовлены и изданы Чжаном Р.В. две брошюры: “Прогноз температурного режима низко- и средненапорных грунтовых плотин” (временные рекомендации) и “Грунтовые плотины Якутии” (пособие проектировщикам и строителям). В этом же году, впервые в практике водохозяйственного плотиностроения в центральной Якутии были внедрены жидкостные термосифоны на двух плотинах на р.Маганка в окрестностях г.Якутска. Устройство искусственного мерзлого ядра обеспечило устойчивость плотин до настоящего времени, тогда как до этого обе плотины подвергались разрушению дважды (Чжан, 1984). Одновременно с практическим внедрением жидкостных термосифонов, велись исследования в них конвекции в теплый период года. Исследования показали ее отсутствие ниже слоя сезонного оттаивания (Чжан, 1984).

В 1986 году было проведено обследование мелиоративных каналов на системах лиманного орошения и осушения в Центральной Якутии, которое позволило вскрыть механизм разрушения грунтовых каналов периодического действия (Чжан, 1987).

Исследования водопропускных сооружений были организованы в 1989 году на головном гидроузле Хоробутской мелиоративной системы. Полевые исследования проводились Чжаном Р.В., Бабий Н.М.: Голиковым Г.И., Давыдовым В. и Мозалевским К.К. В результате натурных наблюдений была подтверждена гипотеза отслоения грунта обратной засыпки от стенок устоя водопропуска. Это явление было изучено и в лабораторных условиях в Центральной инженерной лаборатории физического моделирования при Институте гляциологии и геокриологии АН КНР (г.Ланьчжоу). В результате была предложена конструкция сопрягающего устоя, на которую получено авторское свидетельство (Чжан, 1989,1990,1991,1992,1993).

Кроме этого, Чжаном Р.В. и Метляевой Э.А. в 1988 году были выполнены прогнозные расчеты формирования температурного режима грунтовых плотин в заречной группе районов Якутии.

Накопленный опыт гидротехнического строительства водохозяйственного и мелиоративного назначения в Якутии, а также научные разработки в этой области, решено обобщить в “Территориальных строительных нормах” (ТСН). В 1995 году составлена первая редакция ТСН по проектированию, строительству и эксплуатации низконапорных гидроузлов на малых реках Якутии (Чжан, Биянов, Константинов, Гречищев и др., 1995).

Монтаж охлаждающих устройств на насыпной дамбе (г.Якутск, территория Института мерзлотоведения, 1991 г.)
Монтаж охлаждающих устройств на насыпной дамбе (г.Якутск, территория Института мерзлотоведения, 1991 г.)

В 1984-1991 годах И.П.Константиновым, В.М.Матковским и В.А.Поповым проведен новый цикл натурных наблюдений на газопроводе Мастах - Якутск с целью организации геокриологического мониторинга и разработки рекомендаций по комплексному инженерно-экологическому обеспечению объектов нефтегазового комплекса Якутии. Все работы по организации и проведению экспериментальных исследований подразделялись на два этапа.

Первый - подготовительный включал: визуальное обследование всей трассы газопровода, которое показало, что все наземные участки находятся в аварийном состоянии и требуют проведения восстановительных работ или переукладки. На участках, где применена наземная укладка труб в обваловке наблюдались процессы эрозии, нарушения гидрологического режима, развитие термокарста, образование водоемов, заболоченных мест. В некоторых случаях имело место подпруживание поверхностных вод насыпью и трубой. В наиболее худшем состоянии находились участки газопровода в местах пересечения ложбин стока и обводненных марей. В указанных местах были разрушены насыпи, трубы обнажены и, не имея пригрузки, всплыли (Константинов, Матковский, 1984).

Второй этап - основной, включал бурение скважин, оборудование створов и собственно наблюдения, которые продолжались в течение 6 лет. Проведение таких длительных наблюдений за динамикой изменений геокриологической обстановки и деформаций газопровода, прогноз методом численного моделирования тепловых режимов магистральных газо- и нефтепроводов, а также их напряженного состояния, позволили разработать практические рекомендации по предотвращению вредного воздействия криогенных процессов на сооружаемые объекты газо- и нефтяного комплекса РС(Я) (Константинов, Гайдаенко, Матковский, Турбина, 1985; Константинов, Гайдаенко, 1987; Константинов, Попов, Демченко, Гайдаенко, 1989; Константинов, Попов, Гурьянов, Вотякова, 1990; Константинов, Попов, 1993-а, 1993-б).

На основе накопленных материалов исследований И.П.Константинов разработал первую редакцию “Природоохранного регламента нефтегазового строительства в РС(Я)”, с целью обеспечения надежности и безопасности эксплуатации магистральных газо- и нефтепроводов на всей обширной территории Якутии (Константинов, 1995).

Сотрудниками Игарской НИМС под научным руководством и непосредственном участии Р.М.Каменского впервые в стране выполнены экспериментальные исследования по созданию и обеспечению устойчивости ледовых островов на арктическом шельфе для целей разведочного бурения (1980-1984).

Ю.М.Гончаровым и Ю.В.Бердичевским (ИНИМС) установлены закономерности теплообмена в системе "Основание - поверхностный фундамент - здание", на основе которых разработан инженерный метод теплотехнического расчета поверхностных пространственных фундаментов на подсыпках. В частности ими предложен вариационно-разностный метод расчета пространственных фундаментов, состоящих из конструктивно-анизотропных полых оболочек на нелинейном основании. Обоснована необходимость изменения сложившейся концепции фундаментостроения в криолитозоне в связи с возможным глобальным потеплением климата в Арктических районах: переход от свайных, заглубленных типов фундаментов к поверхностным (1988-1991). Ими же разработаны, экспериментально исследованы и внедрены в практику строительства принципиально новые пространственные вентилируемые фундаменты, совмещающие функции несущей конструкции и устройства для охлаждения грунтов основания через промежуточный слой (1986-1991).

Монтаж поверхностных пространственных фундаментов лабораторного корпуса Игарской НИМС института (1989 г.)
Монтаж поверхностных пространственных фундаментов лабораторного корпуса
Игарской НИМС института (1989 г.)

В.И.Макаровым (ИНИМС) на основе многолетних экспериментальных исследований предложена классификация способов и технических средств управления температурным режимом грунтовых массивов в северном строительстве. Установлены особенности и закономерности теплообмена в термосифонах (1981-1985). Им же предложен и экспериментально опробован способ аккумуляции холода в грунтовых основаниях для повышения несущей способности свайных фундаментов, включающий применение термосифонов, встроенных в бетонную сваю, в комплексе с поверхностным теплоизоляционным покрытием (1980).

На основании лабораторных и натурных экспериментов сотрудником Читинского отдела Д.М.Шестерневым разработаны научно-методические основы исследований состава, криогенного строения и свойств скальных и крупнообломочных дисперсных пород, с учетом криогипергенеза на изменение состава, строения и свойств скальных и крупнообломочных пород. Разработан расчетный метод определения показателей сжимаемости оттаивающих грунтов по их физическим характеристикам (1989-1994).

В.П.Власовым (Северо-Восточная НИМС) охарактеризованы особенности фундаментостроения в талых и оттаивающих грунтах Магаданской области. Даны рекомендации по проектированию свайных фундаментов с учетом региональных особенностей района строительства (1992).

Сотрудниками сектора термомеханики под руководством М.М.Дубины разработана приближенная модель параметров льдообразования в замкнутых полостях с учетом засоленности замерзающей водосодержащей массы (1986-1992).

И.К.Растегаевым и другими сотрудниками Норильской геокриологической лаборатории ИМЗ СО АН СССР было выполнено научное обобщение результатов исследований свойств многолетнемерзлых грунтов как материала, разрабатываемого в процессе устройства оснований сооружений. Экспериментально и теоретически обоснованы принципы и методы разработки многолетнемерзлых грунтов в естественном, оттаяшем и охлажденном состояниях, показано единство физической природы ударного бурения и статического рыхления многолетнемерзлых грунтов, базирующееся на тепломеханическом воздействии рабочих органов на грунт (1987-1990).

А.М.Снегиревым и С.А.Великиным (ВНИМС) разработан новый лабораторный информационно-вычислительный комплекс с пакетом прикладных и сервисных программ для изучения электрофизических свойств мерзлых грунтов в широком диапазоне температур. Получены новые данные о составе, строении и свойствах рыхлых и полускальных пород в ложе и бортах будущего водохранилища Вилюйской ГЭС-3 и выявлены участки возможной активизации инженерно-геологических процессов. Разработаны новые модификации аппаратуры электрокаротажа сухих скважин, позволяющие эффективно отслеживать временную изменчивость естественных и наведенных электромагнитных полей, отражающих влияние антропогенных воздействий на состояние мерзлых пород (1989).

Успешно решались прикладные задачи и сотрудниками других отделов. В лабораториях гидротермических мелиораций и мерзлотно-климатической велись мониторинговые исследования в Центральной, Западной и Арктической Якутии по изучению влияния сельхозосвоения и мелиораций земель на геокриологические условия. П.П.Гаврильевым, А.А.Мандаровым, И.С.Угаровым и другими проводились многолетние экспериментальные исследования гидротермического и теплобаласнового режимов сельскохозяйственных земель при различных видах мелиорации мерзлых почвогрунтов: орошение - в области недостаточного увлажнения в Центральной и осушение - в области избыточного увлажнения в Заполярной Якутии. Впервые на основе большого экспериментального материала обоснована целесообразность мелиоративных мероприятий при наличии очень суровых мерзлотных условий: близкое залегание подземных льдов и быстрое промерзание подозерных таликов при спуске озер. Установлены закономерности изменения мерзлотных условий при мелиоративных воздействиях: увеличение глубины протаивания, оттаивание верхних горизонтов подземных льдов при орошении, уменьшение глубины протаивания и понижение температуры сезоннопротаивающего слоя при осушении (спуске озер). Установлены режимы орошения и осушения исключающие или уменьшающие воздействие мелиоративных мероприятий на мерзлотные условия сельскохозяйственных земель.

П.П.Гаврильевым и И.С.Угаровым исследовались закономерности изменения мерзлотных условий при сельскохозяйственном освоении таежных земель: увеличение глубины протаивания вследствие раскорчевки леса и последующего создания пашен для картофеля, оттаивание подземных льдов и деформация поверхности земли вплоть до образования термокарстовых понижений с накоплением воды. Ими разработаны и внедрены мероприятия по восстановлению поверхности и мерзлотных условий почвогрунтов таких сельскохозяйственных угодий (1980-1995).

В 1980-1983 годах лабораторией геохимии совместно с геологами ЯТГУ (В.Н.Макаров, В.Н.Симурзин, В.Р.Туманов) изучены геохимические особенности кайнозойских отложений нижнего течения р.Колымы, вскрытых при бурении глубоких параметрических скважин. Проведена обработка геохимической информации на ЭВМ в системе многомерных полей. Впервые установлены основные закономерности распределения химических элементов в кайнозойских отложениях. Показана специфика поведения химических элементов в ходе осадконакопления и гипергенеза кайнозойского периода. Проанализировано изменение содержания редких и рассеянных элементов в песчаной и пелитовой фракциях. Выделены слои и горизонты кайнозойских отложений перспективные на поиски россыпей. Результаты изучения геохимии кайнозойских отложений обобщены в монографии “Геохимия кайнозойских отложений нижнего течения р.Колымы” (1984).

В 1982 году лабораторией геохимии (В.Н.Макаров, Н.Ф.Федосеев и др.) начаты исследования эколого-геохимических проблем в криолитозоне. Проведено изучение геохимических потоков веществ поступающих на урбанизированную территорию. Исследована динамика химических элементов и соединений в снежном покрове, природных водах и почвах города Якутска и его окрестностей. Рассмотрены особенности миграции и концентрации химических элементов в городских мерзлотных ландшафтах. Методами геохимического картирования выявлены очаги загрязнения, параметры техногенных геохимических аномалий в миграционных и депонирующих природных средах, проанализирована их взаимосвязь с источниками загрязнения. Дана оценка особенностей техногенного загрязнения Якутска - одного из наиболее крупных городов в криолитозоне. Составлен “Геохимический атлас Якутска” (1985) с серией карт показывающих распределение химических элементов в снежном покрове и почвах города.

В 1985-1995 годах изучение эколого-геохимических проблем урбанизированных территорий в криолитозоне было продолжено в городах Алдан, Мирный, Нерюнгри, поселках и селах долины Туймаада.

Результаты исследований эколого-геохимических проблем в Якутии и Сибири, проведенных в период 1982-1992 годы, были обобщены по инициативе ИМЗ СО РАН и ИГХ СО РАН, и стали основой первой монографической сводки по экологической геохимии городов Восточной Сибири - “Экогеохимия городов Восточной Сибири” (1993).

В период 1980-1995 годы В.Н.Макаровым, Б.К.Мокшанцевым, Н.Ф.Федосеевым и другими были проведены эколого-геохимические исследования по изучению специфики техногенеза на отрабатываемых месторождениях полезных ископаемых. Экспедиционными исследованиями охвачены месторождения золота - Кулар (1980-1988), олова - Северо-Янский оловоносный район (1990-1992), алмазов - трубка “Мир”, бассейн р.Вилюй (1986-1995), каменного угля - Нерюнгри, Кангалассы, Эльгинское (1986-1994), нефти и газа - Ирелях, Тас-Юрях (1994-1995). Были изучены особенности геохимических процессов, определяющих рассеяние и концентрацию вещества в криолитозоне и имеющих важное значение для экологии северных территорий. Установлено, что антропогенное воздействие на окружающую среду при отработке месторождений полезных ископаемых приводит к нарушению природных геохимических равновесий, привносу в мерзлотные ландшафты огромного количества химических элементов и соединений.

В 1991-1992 годах В.Н.Макаровым, Б.К.Мокшанцевым и В.И.Федосеевой проведена эколого-химическая оценка последствий строительства второй очереди Колымской ГЭС на окружающую среду Якутии. От Тенке до Среднекана были изучены природные воды и аллювиальные отложения , содержащие наиболее полную информацию о загрязнении окружающей среды , преобразовании техногенных геохимических полей при изменении гидрологического режима. Установлено, что водохранилища Колымской ГЭС являются геохимическими барьерами на пути миграции химических элементов в системе водная-твердая фазы, выводящими элементы из речного стока. Показано, что строительство Усть-Среднеканской ГЭС не вызовет существенного ухудшения эколого-геохимической обстановки в Якутии.

В.Н.Макаровым, В.И.Федосеевой и Н.Ф.Федосеевым в 1982-1990 годах проведены многолетние исследования снежного покрова Якутии, направленные на изучение физико-химических особенностей миграции химических элементов в снежном покрове, особенностей регионального и локального техногенного загрязнения атмосферы Якутии в зимнее время и возможностей использования снежного покрова при оценке техногенного загрязнения и поисков полезных искапаемых. В результате проведенных исследований дана качественная и количественная оценка растворимых и нерастворимых компонентов, поступающих из атмосферы на территорию Якутии. Рассмотрены физико-химические основы динамики вещества в системе снег-почва и снег-лед. Установлены особенности химического состава снежного покрова на месторождениях золота и предложены методические приемы изучения снежного покрова при поисках месторождений полезных ископаемых и оценке техногенного загрязнения (АС СССР № 1543365). Полученные результаты обобщены в монографии “Геохимия снежного покрова Якутии” (1990).

В 1985-1995 гг. Ю.П.Шишкиным были проведены исследования по выяснению влияния физико-химических факторов на прочностные, фильтрационные и электрические свойства талых и мерзлых пород. Выявленные им теоретические закономерности были подтверждены опытно-производственными работами на карьере трубки “Юбилейная” и на Кангаласском угольном разрезе.

Н.И.Шендером и А.С.Тетельбаумом подготовлены прогнозные картограммы развития термокарста в Якутии (1989-1990).

Ю.В.Шумиловым и М.Н.Григорьевым выявлены закономерности, темпы и масштабы проявления мерзлотно-геоморфологических процессов вследствие проведенных горных работ в Куларском горнопромышленном районе, даны оценки влияния этих процессов на гидросеть, ландшафты, предложены рекомендации по уменьшению негативных последствий деятельности горных предприятий (1988-1992).

При проведении полевых работ на Амуро-Якутской магистрали (АЯМ) сотрудники лабораторий геокриологического прогноза и подземных вод А.В.Бойцов, Ю.Б.Скачков, С.П.Варламов и другие под руководством В.М.Пигузовой и Н.И.Шендера вели изучение геокриологических условий трассы: составлены ландшафтно-геокриологические карты на ее различные участки, обоснованы граничные условия и свойства среды для прогноза изменения температурного режима грунтов при освоении территории, изучен режим надмерзлотных и межмерзлотных вод, закономерности их формирования и распределения, оценено возможное их влияние на трассу железнодорожной магистрали (1989).

Исследованиями, проведенными в 1990-1994 годах, выявлены закономерности пространственной изменчивости инженерно-геокриологических условий северного участка трассы АЯМ, обусловленные взаимодействием над- и межмерзлотных вод с песчаными мерзлыми массивами. Это позволило внести коррективы в проектные решения на участке проектируемой железнодорожной линии Беркакит - Томмот - Якутск и сохранить зону уникальных источников подземных вод.

В период с 1987 по 1992 год проведены комплексные геокриологические и мерзлотно-гидрогеологические исследования в районах проектируемых северных гидроэлектростанций - Адычанской (бассейн р.Яна), Амгуэмской (Чукотка) и Среднеканской (р.Колыма). В результате исследований составлены карты мерзлотной обстановки на территории будущего затопления, детально изучены температурный и водный режимы на участках основных сооружений, исследованы мощные толщи погребенных и повторно-жильных льдов и выявлены причины их возникновения. Важное значение имеют прогнозные оценки влияния водного режима водохранилищ и геокриологических условий территории на степень абразии берегов. Неординарные расчеты выполнены по створу Амгуэмской ГЭС, правый борт которого сложен ледогрунтами мощностью более 100 метров. Лимнологические, гидрогеологические и наледные наблюдения выявили ранее неизвестные закономерности взаимосвязи поверхностных и подземных вод в суровых геокриологических условиях данного региона (И.В.Климовского, Н.И.Шендера, В.В.Куницкого, В.А.Базылева, А.С. Любомирова, С.Ю. Королева, С.П. Варламова и А.В.Бойцова).

В результате многолетних исследований в Западной Якутии И.В.Климовским и С.П.Готовцевым выявлена динамика мерзлотно-гидрогеологических условий селитебных территорий Удачнинского ГОКа (1991).

Для совершенствования современных методик геокриологических исследований под руководством М.М.Шаца разрабатывалось направление по использованию материалов дистанционных съемок. Выявлены их наиболее эффективные виды, предложены принципиальные положения организации комплексных геокриологических исследований. Создана оригинальная система по получению и автоматизированной обработке дистанционных снимков, позволившая существенно повысить их информативность. Эти методические разработки реализованы при комплексных эколого-геокриологических исследованиях интенсивно осваиваемых районов Якутии и Красноярского края: селитебных - г.Якутск и долины Туймаада; горнодобывающих - Депутатский ГОК, Эльгинское угольное, Иреляхское нефтяное месторождения и т.д.; трасс масштабных линейных объектов - двух водоводов в Центральной Якутии, зоны затопления Вилюйской ГЭС-3, нефтепровода Талакан-Витим и т. д. В результате оценены масштабы и степень преобразования геосистем, темп и тенденции их динамики на различных стадиях освоения, то есть реализованы отдельные этапы эколого-геокриологического мониторинга (1980-1996). Полученные результаты позволили подготовить монографию, разделы в трех коллективных монографиях Сибирского Отделения, сборник статей и методические указания.

Сотрудники вычислительного центра института (1986 г.)
Сидят слева направо: оператор П.С.Суликова, ст.опрератор Т.П.Сафронеева, инженер-программист Г.М.Попова, инженер-программист А.С.Леонова, инженер-программист Н.М.Давыдова
Стоят слева направо: техник В.В.Афанасьев, инженер Л.Г.Ли, оператор О.В.Афанасьева, ст.оператор З.С.Кагирова, зам.начальника ВЦ Р.Х.Кагиров, инженер-электрик П.И.Канин
Сотрудники вычислительного центра института (1986 г.) Сидят слева направо: оператор П.С.Суликова, ст.опрератор Т.П.Сафронеева, инженер-программист Г.М.Попова, инженер-программист А.С.Леонова, инженер-программист Н.М.Давыдова Стоят слева направо: техник В.В.Афанасьев, инженер Л.Г.Ли, оператор О.В.Афанасьева, ст.оператор З.С.Кагирова, зам.начальника ВЦ Р.Х.Кагиров, инженер-электрик П.И.Канин

На примере территории Депутатского ГОКа В.Н.Макаровым, М.М.Шацем и др. установлена зависимость степени экологического загрязнения природной среды от типа месторождений, стадии и технологии их отработки, а также ландшафтных условий (1991-1992). В масштабе 1:25 000 картографически отображена пространственная динамика гидрологических и геоботанических компонентов природной среды территории г.Якутска за 20-летний период (1993-1995).

В результате комплексных эколого-геокриологических исследований Заболотником С.И., Макаровым В.Н., Железняком М.Н., Шацем М.М., Федоровым А.Н., И.В.Поздняковым, А.С.Любомировым, И.С.Васильевым, Б.К.Мокшанцевым в районе Эльгинского каменноугольного месторождения Южной Якутии установлены закономерности распространения ММП, отраженные на картах в масштабах 1:100 000 и 1:500 000. Оценена ландшафтная структура, степень ее антропогенной нарушенности, геохимической загрязненности и чувствительности природно-территориальных комплексов (ПТК) (1994).

Северо-Забайкальской экспедицией Читинского отдела изучались температурный режим, криогенное строение и свойства склоновых отложений крупнообломочных пород (1987-1994). Д.М.Шестерневым составлена инженерно-геокриологическая карта территории Ленского золоторудного комбината в масштабе 1:25 000, служащая основой для разработки природоохранных мероприятий (1992).

Полевыми отрядами лаборатории криогенных процессов выполнен комплекс морфоструктурных и геокриологических исследований в арктических районах Якутии - на Тиксинском полигоне под ТЭО Тиксинской АЭС, на территории деятельности ГОКа "Куларзолото" и в пределах северо-западных флангов горной системы Черского. Создана оригинальная тектоническая схема Восточно-Якутского сектора Арктики, выявлены закономерности, темпы и масштабы проявления мерзлотно-геоморфологических процессов вследствие проведения горных работ (1989-1992).

Ряд лабораторий института участвовал в комплексной экспедиции Якутского научного центра по оценке влияния строительства Вилюйской ГЭС и предприятий алмазодобывающей промышленности на окружающую среду.

Проводились режимные гидрогеологические и геотермические наблюдения на стационарах "Чабыда" и "Криопэг" в Центральной Якутии. Организован стационар в зоне будущего водохранилища Вилюйской ГЭС-3 (1989-1994).

С 1992 года в окрестностях города Якутска стационар для измерения содержания парниковых газов ( СО2 и СН4 ) в приземном слое атмосферы, оборудованный совместно с японскими учеными. Наблюдения и интерпретацию научной информации выполняет Н.Ф.Федосеев. Наблюдения показали, что содержание обоих газов имеет четко выраженный годовой ход с минимумом в летний период и максимумом - в зимний. Особый интерес представляют данные, полученные в период интенсивного промерзания деятельного слоя. В ноябре-январе наблюдается резкое повышение содержания парниковых газов, носящее характер выбросов, что связано, по-видимому, с явлением интенсивного морозобойного трещинообразования.

Наряду с полевыми исследованиями в институте как всегда интенсивно проводились камеральные, аналитические и экспериментальные работы, которые дополняли первые или же проводились самостоятельно. Велось радиоуглеродное датирование при исследованиях мерзлых пород. В широком масштабе проводились исследования физико-механических и водно-физических свойств мерзлых, промерзающих и оттаивающих пород (1980-1995).

Качественный скачок произошел в оснащении лабораторной базы института новыми приборами и оборудованием. За последние 3-4 года практически весь научный персонал перешел на использование в работе компьютерной техники и прогрессивных программных продуктов, ГИС-технологий. Это позволило, с одной стороны, перевести научную работу на более современный уровень, а с другой - в какой-то мере восполнить недостаток в инженерах и лаборантах, образовавшийся в последние годы.

В целом, анализ основных достижений института говорит о том, что его научная деятельность в течение последних 15 лет была успешной и плодотворной. Имелось множество проблем, затруднявших выполнение исследований, однако большинство таких сложностей, как правило, не имеющих принципиального характера, более или менее успешно преодолевалось.

Однако в настоящее время успешное проведение исследований становится все более проблематичным, что связано, в основном, с отсутствием достаточного объема финансирования и, в первую очередь, на проведение полевых исследований. Такая тенденция, последствия которой сказываются на качестве выполнения большинства фундаментальных тем, а следовательно и на нормальном функционировании института, вызывает немалое беспокойство. Выход многие подразделения находят в получении дополнительных средств от хоздоговорных работ, целевого программного финансирования, грантов РФФИ и совместными исследованиями с иностранными учеными.

Монтаж поверхностных пространственных фундаментов лабораторного корпуса Игарской НИМС института (1989 г.)
Посещение Института СО РАН президентом РАН академиком Ю.С.Осиповым

Тем не менее главная проблема - проблема молодежи. Ежегодно, особенно в начале 80-х годов в Институт приходило немало молодых специалистов - выпускников как центральных, в основном, московских и ленинградских ВУЗов, так и Якутского госуниверситета.

Многие из них стали сейчас сложившимися учеными, имеющими ученые степени, монографии, свое оригинальное видение научных проблем мерзлотоведения. В конце 80-х - начале 90-х годов этот приток резко сократился. Значительно уменьшилась и численность молодых научных сотрудников. Показательно, что IX молодежная конференция, проведенная в 1995 году, в отличие от предыдущих, имела лишь внутриинститутский статус. Приятным исключением явился всплеск энтузиазма институтской молодежи, команда которой в 1995 году заняла первое место по всем видам самодеятельных и научных номинаций на организованном ЯНЦ СО РАН конкурсе под девизом "Моя жизнь в науке" . Это вселяет некоторую надежду на то, что научная жизнь в институте с годами не иссякнет, а будет продолжаться за счет пополнения молодыми энтузиастами, готовыми решать проблемы геокриологии и стать достойной сменой старшему поколению ученых. На этой оптимистической ноте можно завершить характеристику столь сложного и противоречивого этапа в жизни института.



Первая страница (c) 2001


Яндекс.Метрика