Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. —
Возможность распознавания плоскобугристых и выпуклобугристых торфяников по соотношению углерода к азоту
// Арктика и Антарктика. – 2024. – № 4.
– С. 101 - 117.
DOI: 10.7256/2453-8922.2024.4.72306
URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_72306.html
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования являются плоскобугристые и выпуклобугристые торфяники. В районах распространения бугристых многолетнемерзлых торфяников инженерные изыскания для строительства учитывающие совокупность характеристик геокриологических компонентов геологической среды существенно осложняются отсутствием четких критериев разделения бугров разных типов, и в первую очередь плоскобугристых и выпуклобугристых, различающихся по высоте и форме, а главное по распределению их основных инженерно-геологических свойств, в первую очередь – льдистости. Плоскобугристые торфяные блоки представляют собой, останцовые формы рельефа, которые образовались “пассивно”, за счет термокарстовых процессов по разделяющим их морозобойным трещинам с жильным льдом. Выпуклобугристые торфяные массивы распространены преимущественно в зоне островной мерзлоты, хотя нередко отмечаются и в зоне прерывистого и, даже в зоне сплошного развития многолетнемерзлых пород. Мощность торфа, как на плоских, так и выпуклых торфяных буграх, обычно высока и составляет 1–3 м, достигая в отдельных случаях 5 м, а иногда на выпуклых буграх и 8-9 м. Плоскобугристые и выпуклобугристые торфяники, различаются по генезису, высоте и форме, а главное по распределению их основных инженерно-геологических свойств, в первую очередь – льдистости.
В процессе эксплуатации сооружений эти два вида бугристых многолетнемерзлых торфяников существенно по-разному реагируют на антропогенное воздействие и требуют принятия разных защитных мер.
Необходима разработка способов более точной идентификации бугров уже на первых стадиях инженерно-экологических изысканий. Одним из методов может стать изучение распределения соотношения углерода и азота в торфе, перекрывающем бугры.
В выпуклобугристых торфяниках содержание углерода в среднем выше 50-55%, а азота несколько ниже ниже 0,5-2,0% по сравнению с плоскобугристыми торфяниками в которых содержание углерода в среднем составляет 35-40%, а азота 1,5-2,5%.
Величина C/N в этих торфяниках тоже различается: для выпуклобугристых торфяников это значение находится в пределах 30-36 (достигая — 240), а в плоскобугристых, если исключить показатели C/N для сезонно-талого слоя, редко превышает 25-27 (а часто составляет 10-20 ).
Abstract: The study focuses on palsa and high-centered polygonal peatlands. Engineering surveys for construction in bumpy permafrost peatlands are complicated by the lack of clear criteria for distinguishing between different types of mounds, such as palsa and high-centered polygonal peatlands. These mounds differ in height, shape, and distribution of their main engineering components. These two kinds of bumpy permafrost peatlands respond to human impact in rather different ways throughout structure operation, necessitating distinct safeguards. In this sense, techniques for more precise mound identification needs to be developed early on in engineering and environmental surveying. Examining the distribution of the carbon to nitrogen ratio in the peat that covers the mounds could be one strategy. The remaining landforms known as high-centered polygonal peat blocks were created "passively" by thermokarst processes along the frost-breaking cracks, with vein ice separating them. Palsa peat massifs are mostly found in the sporadic permafrost zone, though they are also frequently observed in the discontinuous and even continuous permafrost development zones, such as the Norilsk region, the Putorana plateau, the Mirny region of Yakutia, Chukotka and Kamchatka, etc. The thickness of peat on both convex and flat surfaces It is typically high, ranging from 1 to 3 meters, but rising to 5 meters and occasionally 8 to 9 meters on convex mounds. Palsa and high-centered polygonal peatlands exhibit distinctive genesis, height, shape, and distribution of engineering and geological characteristics, particularly ice content. Improved methods for identifying mounds during early stages of engineering and environmental studies are needed. One approach could be to analyze the carbon and nitrogen ratios in the peat covering the mounds. Palsa peatlands have higher carbon content (50-55% on average) and lower nitrogen content (0.5-2.0%) compared to high-centered polygonal peatlands (35-40% carbon and 1.5-2.5% nitrogen). The C/N value in peatlands varies, with palsa ranging from 30-36 (reaching -240) and high-centered polygonal peatlands rarely exceeding 25-27 (often 10-20).