vfuzemlВестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Vestnik of North-Eastern Federal University. Серия «Науки о Земле». Earth SciencesVestnik of North-Eastern Federal University Series "Earth Sciences"2587-8751Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова10.25587/SVFU.2022.25.1.013vfuzeml-115Research ArticleГЕОКРИОЛОГИЯАктивизация термокарста после лесных пожаров на Янском плоскогорье на примере района г. ВерхоянскаActivation of thermokarst after forest fires on the Yansky plateau: tha case of Verkhoyansk areaФедоровН. А.FedorovN. A.

ФЕДОРОВ Николай Александрович – к.г.н., в.н.с.

г. Якутск

 

FEDOROV Nikolay Alexandrovich – Candidate of Geographical Sciences, Leader Researcher

Yakutsk

fedorov@mpi.ysn.ruБашаринН. И.BasharinN. I.

БАШАРИН Николай Ильич – м.н.с.

г. Якутск

BASHARIN Nikolay Ilyich – Junior researcher

Yakutsk

Nikolay_B89@mail.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian Federation202225072022014657Copyright © Федоров Н.А., Башарин Н.И., 20222022Федоров Н.А., Башарин Н.И.Fedorov N.A., Basharin N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/115

Термокарст является одним из ярких процессов, характеризующих динамику мерзлотных ландшафтов. Он представляет процесс проседания грунта вследствие оттаивания подземного льда. Под воздействием внешних факторов, таких как изменение климата, лесные пожары, вырубки лесов, нашествие шелкопряда и т.п., возникает ускорение процесса деградации многолетнемерзлых грунтов (ММГ). Так же усугубляет ситуацию высвобождение парниковых газов, заточенные в ММГ, которые, в свою очередь, ускоряют процесс потепления климата. Изучение термокарста позволяет оценить масштабы деградации ММГ и провести количественную оценку влияния на потепление климата.

Рассмотрены проявления термокарстовых процессов на льдонасыщенных грунтах Янского плоскогорья. Приведены климатические условия исследуемого участка, а также обзорные геоморфологические и литологические особенности распространения грунтов на ней. Оценена деградация многолетней мерзлоты под воздействием лесных пожаров. Рассчитано оттаивание подземных льдов на участке «Чогоро» по классификации цифровой модели рельефа с помощью дешифрирования снимков с беспилотных летательных аппаратов. Основными методами работ являются ландшафтно-криоиндикационные и дистанционные. Обработка аэрофотоснимков велась в программных обеспечениях Topodrone, Agisoft metashape и ArcGIS. Приведен пошаговый метод подсчёта объема вытаявшего льда на двух участках. Выявлены темпы деградации мерзлых грунтов для ключевых участков в пределах от 5,2 до 10,5 см/год. Объем вытаявшего льда составил 16364 м3 и 17985 м3.

Сравнительный анализ форм рельефа, полученными с цифровых моделей рельефа по данным аэрофотосъемки выявил хорошую корреляцию с цифровой моделью поверхности по данным космических снимков, что подтвердилось по данным полевых измерений. Объем вытаявшего льда указывает на масштабные высвобождения парниковых газов в атмосферу, ускоряя темпы глобального потепления. Темпы деградации ММГ после лесных пожаров на льдистых грунтах безусловно активизируются или ускоряются.

Thermokarst is one of the striking processes that characterize the dynamics of permafrost landscapes. It represents the process of soil subsidence due to thawing of underground ice. Under the influence of external factors, such as climate change, forest fires, deforestation, the invasion of silkworms, etc., there is an acceleration of the process of degradation of permafrost soils. The situation is also aggravated by the release of greenhouse gases trapped in permafrost soils, which, in turn, accelerate the process of climate warming. The study of thermokarst makes it possible to assess the scale of degradation of permafrost and to quantify the impact on climate warming.

Manifestations of thermokarst processes on ice-saturated soils of the Yanskiy plateau are considered. The climatic conditions of the investigated area, as well as survey geomorphological and lithological features of the distribution of soils on it. The degradation of permafrost under the influence of forest fires has been assessed. The thawing of underground ice in the “Chogoro” area was calculated according to the classification of the digital elevation model using the interpretation of images from unmanned aerial vehicles. The main methods of work are landscape cryoindication and remote sensing. Aerial photographs were processed using Topodrone, Agisoft metashape and ArcGIS software. A step-by-step method for calculating the volume of thawed ice in two areas is presented. The rates of degradation of frozen soils for key areas were revealed in the range from 5.2 to 10.5 cm / year. The volume of melted ice was 16364 m3 and 17985 m3.

Comparative analysis of landforms obtained from digital elevation models based on aerial photography data revealed a good correlation with a digital surface model based on satellite imagery data, which was confirmed by field measurements. The amount of ice that has melted indicates large-scale releases of greenhouse gases into the atmosphere, accelerating the rate of global warming. The rate of degradation of permafrost soils after forest fires on icy soils is undoubtedly intensified or accelerated.

термокарстподземный ледмерзлотные ландшафтымерзлотарасчёт объема льдадистанционные методыбеспилотные летательные аппаратыпросадки грунтовthermokarstunderground icepermafrost landscapespermafrostice volume calculationremote sensing methodsunmanned aerial vehiclessoil subsidenceReferencesФедоров А.Н. Эволюция и динамика мерзлотных ландшафтов Якутии: автореф. дисс. д.г.н. – Федоров Александр Николаевич. – Якутск: ИМЗ СО РАН, 2020. – 37 с.Fedorov A.N. Evolyuciya i dinamika merzlotnyh landshaftov YAkutii: avtoref. diss. d.g.n. – Fedorov Aleksandr Nikolaevich. – YAkutsk: IMZ SO RAN, 2020. – 37 s.Fedorov A.N., Gavriliev P.P., Konstantinov P.Y., Hiyama T., Iijima Y. and Iwahana G. Estimating the water balance of a thermokarst lake in the middle of the Lena River basin, eastern Siberia // Ecohydrology. – 2014а. – Vol. 7, Issue 2. – P. 188–196. doi:10.1002/eco.1378.Fedorov A.N., Gavriliev P.P., Konstantinov P.Y., Hiyama T., Iijima Y. and Iwahana G. Estimating the water balance of a thermokarst lake in the middle of the Lena River basin, eastern Siberia // Ecohydrology. – 2014a. – Vol. 7, Issue 2. – P. 188–196. doi:10.1002/eco.1378.Босиков Н.П. Эволюция аласов Центральной Якутии. – Якутск: ИМЗ, 1991. – 127 с.Bosikov N.P. Evolyuciya alasov Central’noj YAkutii. – YAkutsk: IMZ, 1991. – 127 s.Гаврильев П.П. Реакция пород ледового комплекса Центральной Якутии на потепление климата / П.П. Гаврильев, И.С. Угаров // Криосфера Земли. – 1999. – том 13, № 1. – С. 24–30.Gavril’ev P.P. Reakciya porod ledovogo kompleksa Central’noj YAkutii na poteplenie klimata / P.P. Gavril’ev, I.S. Ugarov // Kriosfera Zemli. – 1999. – tom 13, № 1. – S. 24–30.Murton J.B., Edwards M.E., Lozhkin A.V., Anderson P.M., Savvinov G.N., Bakulina N., Bondarenko O.V., Cherepanova M.V., Danilov P.P., Boeskorov V., Goslar T., Grigoriev S., Gubin, Korzun J.A., Lupachev A.V., Tikhonov A., Tsygankova V.I., Vasilieva G.V., Zanina O.G. Preliminary paleoenvironmental analysis of permafrost deposits at Batagaika megaslump, Yana Uplands, northeast Siberia // Quaternary Research. – 2017. – 87, 2. – P. 314-330.Murton J.B., Edwards M.E., Lozhkin A.V., Anderson P.M., Savvinov G.N., Bakulina N., Bondarenko O.V., Cherepanova M.V., Danilov P.P., Boeskorov V., Goslar T., Grigoriev S., Gubin, Korzun J.A., Lupachev A.V., Tikhonov A., Tsygankova V.I., Vasilieva G.V., Zanina O.G. Preliminary paleoenvironmental analysis of permafrost deposits at Batagaika megaslump, Yana Uplands, northeast Siberia // Quaternary Research. – 2017. – 87, 2. – P. 314-330.Opel T., Murton J.B., Wetterich S., Meyer H., Ashastina K., Gunther F., Grotheer H., Mollenhauer G., Danilov P.P., Boeskorov V., Savvinov G.N., and Schirrmeister L. 2019. Past climate and continentality inferred from ice wedges at Batagay megaslump in the Northern Hemisphere’s most continental region, Yana Highlands, interior Yakutia // Climate in Past. – 2019. – 15,4. – P. 1443-1461. doi:10.5194/cp-15-1443-2019.Opel T., Murton J.B., Wetterich S., Meyer H., Ashastina K., Gunther F., Grotheer H., Mollenhauer G., Danilov P.P., Boeskorov V., Savvinov G.N., and Schirrmeister L. 2019. Past climate and continentality inferred from ice wedges at Batagay megaslump in the Northern Hemisphere’s most continental region, Yana Highlands, interior Yakutia // Climate in Past. – 2019. – 15,4. – P. 1443-1461. doi:10.5194/cp-15-1443-2019.Васильчук Ю.К. Изотопный состав углерода и полиарены в педогенном материале ледяных жил Батагайской едомы (Якутия) / Ю.К. Васильчук, А.Д. Белик, Н.А. Буданцева, А.Н. Геннадиев, Д.Ю. Васильчук // Почвоведение. – 2020. – № 2. – С. 188-198.Vasil’chuk YU.K. Izotopnyj sostav ugleroda i poliareny v pedogennom materiale ledyanyh zhil Batagajskoj edomy (YAkutiya) / YU.K. Vasil’chuk, A.D. Belik, N.A. Budanceva, A.N. Gennadiev, D.YU. Vasil’chuk // Pochvovedenie. – 2020. – № 2. – S. 188-198.Вдовина Л.Г. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. – Санкт-Петербург: Изд-во ВСЕГЕИ, 2002. – 1 л.Vdovina L.G. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossijskoj Federacii masshtaba 1:200 000. – Sankt-Peterburg: Izd-vo VSEGEI, 2002. – 1 l.Мурзин Ю.А. Кигиляхи Якутии / Ю.А. Мурзин // Природа. – 2004. – № 5. – С. 54–57.Murzin YU.A. Kigilyahi YAkutii / YU.A. Murzin // Priroda. – 2004. – № 5. – S. 54–57.Гриненко О.В., Сергеенко А.И., Белолюбский И.Н. Палеоген и неоген Северо-Востока России. Ч. II. Региональная стратиграфическая схема палеогеновых и неогеновых отложений Восточной Якутии и Объяснительная записка к ней. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 1998. – 60 с.Grinenko O.V., Sergeenko A.I., Belolyubskij I.N. Paleogen i neogen Severo-Vostoka Rossii. CH. II. Regional’naya stratigraficheskaya skhema paleogenovyh i neogenovyh otlozhenij Vostochnoj YAkutii i Ob”yasnitel’naya zapiska k nej. – YAkutsk: Izd-vo YANC SO RAN, 1998. – 60 s.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.