Аннотация: Настоящее исследование посвящено длительной ползучести мерзлых засоленных грунтов (песка, супеси и суглинка) в условиях постоянных температур и механических нагрузок, образцы мерзлых грунтов отбирались из современных морских и аллювиальных четвертичных отложений в природных условиях на п-ве Ямал. Особое внимание уделено изучению динамики деформаций во времени при одноосном сжатии. Работа направлена на выявление закономерностей изменения скорости деформации, анализ стадии затухающей и незатухающей ползучести, а также на сопоставление экспериментальных данных с теоретическими моделями старения, упрочнения и течения. Эксперименты проводились в подземной лаборатории Амдерминской мерзлотной станции на глубине 14 м в течение до 9 лет, что позволило исследовать долгосрочное поведение мерзлых грунтов. Результаты имеют важное значение для прогноза устойчивости оснований зданий в условиях вечной мерзлоты и предотвращения их разрушений. Методом исследования являлось длительное лабораторное испытание образцов мерзлых грунтов методом одноосного сжатия при постоянной температуре и нагрузке. Научная новизна данного исследования заключается в продолжительности экспериментов (до 9 лет), что существенно превышает временные рамки большинства ранее проведённых испытаний. В большинстве известных исследований максимальная продолжительность ползучих испытаний мерзлых грунтов в различных режимах не превышала нескольких месяцев.Впервые на большом временном интервале показано, что для песков и супесей наблюдается переход от неустойчивой стадии деформации к стабильной, в то время как для суглинков выявлены нелинейные зависимости, предположительно связанные с трещинообразованием и изменением внутренней структуры. Использование математических моделей позволило уточнить параметры прогноза деформаций, что имеет прикладное значение для инженерных расчётов. Полученные результаты повышают достоверность оценки устойчивости фундаментов и обеспечивают научную основу для проектирования зданий и сооружений в районах вечной мерзлоты.

Ключевые слова: сооружение, адмерминская подземная лаборатория, инженерная геокриология, вечная мерзлота, деформациия, длительное испытание, теория, одноосное сжатие, ползучесть мерзлых грунтов, затухающая ползучесть

Abstract: This study focuses on the long-term creep behavior of frozen saline soils (sand, silty, loam) under constant temperature and mechanical loading conditions. The frozen soil samples were collected in situ from modern marine and alluvial Quaternary deposits on the Yamal Peninsula. Special attention is given to the temporal deformation dynamics under uniaxial compression. The research aims to identify patterns in deformation rate changes, analyze both primary (transient) and secondary (steady-state) creep stages, and compare experimental results with theoretical models of aging, hardening, and flow behavior. Experiments were conducted during 9 years in the underground laboratory of the Amderma Permafrost Station at a depth of 14 meters, which enabled investigation into the long-term mechanical behavior of frozen soils. The findings are of significant importance for predicting the stability of building foundations in permafrost regions and for preventing structural failures. The research method involved prolonged laboratory testing of frozen soil specimens using uniaxial compression under constant temperature and stress conditions. The scientific novelty of this study lies in the unprecedented duration of the experiments (to 9 years), which far exceeds the time frames of most previously conducted creep tests. In most existing studies, the maximum duration of creep testing for frozen soils in various conditions did not exceed several months. For the first time over such an extended time span, it has been shown that sands and silty exhibit a transition from unstable to stable deformation stages, whereas loams demonstrate nonlinear behavior, presumably due to crack formation and internal structural changes. The application of mathematical modeling enabled refinement of deformation prediction parameters, which is of practical significance for engineering calculations. The obtained results enhance the reliability of foundation stability assessments and provide a scientific basis for the design of buildings and infrastructure in permafrost regions.

Keywords: structure, admerminskaya underground laboratory, engineering geocryology, permafrost, deformation, long-term testing, theory, uniaxial compression, creep of frozen soils, damped creep

Аннотация: Предметом работы является развитие методики снегогеохимических исследований для эффективной экспрессной оценки качества атмосферного воздуха в условиях техногенного воздействия от различных промышленных источников, формирующих комплексное загрязнение окружающей среды, а также создание информационно-картографической основы для дальнейшего экологического мониторинга значимого района Байкальского региона. На примере детальной оценки загрязнения атмосферы в районе строительства экотехнопарка "Восточный" производится сопоставительный анализ информативности картограмм распределения загрязняющих веществ в снеговой воде и в твердом остатке. На рассматриваемой территории находятся различные источники техногенных воздействий – от металлургического предприятия до объектов теплоэнергогенерации, в связи с этим данный кейс отлично характеризует преимущества метода снегогеохимической съемки как наиболее представительного способа оценки загрязнения атмосферы в задачах экологического мониторинга "зимних" регионов, снятия экологических рисков с новых горных проектов в северной части Евразии, контроля производственной деятельности в городах с устойчивым снеговым покровом. Оптимизация данного вида геоэкологических исследований является весьма актуальной задачей. Произведен отбор проб сезонного снега, таяние и фильтрация снеговой воды с целью разделения растворимых и нерастворимых форм поллютантов. Выполнен химический анализ снеговой воды и твердого остатка. Определены ассоциации элементов, отвечающие различным источникам воздействий. Представлены картографические материалы, характеризующие распределение поллютантов на площади. Исследование позволяет наглядно сравнить результаты, получаемые по традиционной, но затратной методике анализа снеговой воды с помощью прецизионных химико-аналитических методов ICP-AES/MS, и по экспрессной и дешевой методике анализа твердого остатка с помощью неразрушающего анализа XRF. Показано, что второй способ также является весьма информативным, он позволяет с минимальными затратами детально охарактеризовать геоэкологическую обстановку на значительной площади, выявить и закартировать зоны с аномальными по техногенным причинам состоянием атмосферы. В результате дана наиболее детальная в пространственном отношении характеристика загрязнения воздуха в районе г.Усолье-Сибирское, который является постоянным объектом внимания со стороны государственных органов экологического контроля как рекультивируемый объект накопленного вреда окружающей среде и одновременно перспективная производственная площадка. Описанные методические подходы применимы для широкого перечня геоэкологических ситуаций в регионах с длительной зимой.

Ключевые слова: загрязнение атмосферы, снегогеохимическая съемка, экологический мониторинг, тяжелые металлы, снеговой покров, оценка фонового состояния, ртуть, Усолье-Сибирское, качество воздуха, объекты накопленного вреда

Abstract: The subject of the work is the development of a methodology for snow geochemical research for effective express assessment of air quality under technogenic influence from various industrial sources that shape complex environmental pollution, as well as the creation of an informational and cartographic basis for further ecological monitoring of a significant area in the Baikal region. By examining a detailed assessment of atmospheric pollution in the area of the construction of the "Vostochniy" ecotechnopark, a comparative analysis of the informativeness of cartograms showing the distribution of pollutants in snow water and solid residue is conducted. The surveyed area contains various sources of technogenic impact, ranging from metallurgical enterprises to heat energy generation facilities; thus, this case excellently illustrates the advantages of the snow geochemical survey method as the most representative way to assess atmospheric pollution in the tasks of ecological monitoring in "winter" regions, mitigating ecological risks from new mining projects in the northern part of Eurasia, and controlling industrial activities in cities with a persistent snow cover. Optimizing this type of geoecological research is a highly relevant task. Seasonal snow samples were collected, and the snow water was melted and filtered to separate soluble and insoluble forms of pollutants. A chemical analysis of the snow water and solid residue was performed. Element associations corresponding to various sources of impacts were determined. Cartographic materials characterizing the distribution of pollutants across the area were presented. The research allows for a clear comparison of results obtained using the traditional, yet costly, methodology for analyzing snow water through precision chemical-analytical methods such as ICP-AES/MS, and through an express and inexpensive methodology for analyzing solid residue using non-destructive analysis (XRF). It was shown that the latter method is also quite informative, allowing for a detailed characterization of the geoecological situation over a significant area with minimal costs, identifying and mapping zones with abnormally technogenic conditions in the atmosphere. As a result, the most detailed spatial characterization of air pollution in the area of Usolye-Sibirskoye is provided, which is a constant focus of attention from state ecological control authorities as a rehabilitated site of accumulated environmental damage and simultaneously a promising production site. The described methodological approaches are applicable to a wide range of geoecological situations in regions with prolonged winters.

Keywords: Usolye-Sibirskoye, mercury, assessment of background conditions, snow cover, heavy metals, environmental monitoring, snow geochemical survey, air pollution, air quality, accumulated harm objects

Аннотация: Автором описано более 20 булгунняхов на месторождении Песцовое, в 10-15 км севернее ст. Тундра, в 98-103 км от г.Новый Уренгой. Высота булгунняхов колеблется в основном от 15 до 20 м, диаметр составляет 150-200 м. Чаще всего в их профиле выделяется пьедестал, высотой около 5-7 м, над которым куполообразно возвышается основной бугор. На одном из бугров, высотой 17 м в 10 км севернее ст. Тундра выполнено более детальное датирование перекрывающего торфа, свидетельствующее о том, что эти булгунняхи формировались сравнительно недавно, во всяком случае не ранее 2,5 тыс. лет назад. Для определения возраста булгунняха был опробован торф, перекрывающий бугор в центральной части и близ подножия на пьедестале. Отбор образцов льда из ядра булгунняха, производился зимой 2013 г. Измерения макрокомпонентного состава льда проводились с помощью ионного хроматографа «Стайер» (Россия), предел детектирования по хлорид-иону 0,02 мг/л. Радиоуглеродное датирование торфа, продемонстрировало относительно молодой возраст перекрывающего торфа в разных частях бугра. В центральной части булгунняха поверхностный торф датирован в 2560 ± 70 лет, торф с глубины 0,3-0,4 м датирован в 5220 ± 50 лет и торф с глубины 0,85-0,9 м имеет возраст 5080 ± 50 лет. На пьедестале торф с глубины 0,05-0,15 м датирован в 5400 ± 40 лет. Во льду ядра булгунняха были определены ионы калия, натрия, кальция, магния, хлора, сульфатов и нитратов. В растворенной форме в изученном инъекционном льду среди катионов доминируют ионы натрия (от 1,5 до 4 мг/л), на втором месте ионы калия (от 0,5 до 2,1 мг/л). Среди анионов преобладает хлор-ион (от 0,6 до 3,3 мг/л), на втором месте сульфат-ион (от 0,3 до 1 мг/л). Отношение хлор-ионов к сульфат-ионам варьирует от 0,7 до 3,7, составляя в среднем 1,7.

Ключевые слова: растворимые ионы, анионы, катионы, макроэлементы, булгуннях, ледяное ядро, многолетнемерзлые породы, река Евояха, Песцовое, север Западной Сибири

Abstract: The author describes more than 20 pingos at the Pestsovoye gas field, located 10-15 km north of the Tundra station, 98-103 km from the town of Novy Urengoy. The investigated pingo's height ranges from 15 to 20 meters, and its diameter is 150 to 200 meters. Most often, the profile of these formations features a lower part – a pedestal, approximately 5-7 m high—over which the main hill rises in a dome-like shape. More thorough dating of the overlying peat was done on one of the 17-meter-tall hills, which is 10 kilometers north of the Tundra station (29–30 kilometers after the turn to Pestsovoye from the main highway leading from Novy Urengoy). The results showed that these pingos formed relatively recently, at least not earlier than 2,500 years BP. This timing suggests that the geological processes leading to their formation may have been influenced by climatic changes in the region. Understanding the age and development of these structures can provide insights into past environmental conditions and inform predictions about future landscape evolution in response to ongoing climate shifts. Peat covering the middle part of the hill and the area close to the pedestal's base was sampled in order to establish the pingo's age. In the winter of 2013, ice samples were taken from the pingo core. With a detection limit of 0.02 mg/L for chloride ions, the ion chromatograph "Stayer" (Russia) was used to measure the macro-component composition of the ice. Radiocarbon dating of the peat showed a relatively young age of the overlying peat in different parts of the hill. In the central part of the pingo, surface peat is dated at 2560 ± 70 BP, peat from a depth of 0.3-0.4 m is dated at 5220 ± 50 BP, and peat from a depth of 0.85-0.9 m has an age of 5080 ± 50 BP. On the pedestal, peat from a depth of 0.05-0.15 m is dated at 5400 ± 40 BP. In the ice core of the pingo were determined ions of potassium, sodium, calcium, magnesium, chlorine, sulfates, and nitrates. Among the anions, the chlorine ion predominates (from 0.6 to 3.3 mg/L), followed by the sulfate ion (from 0.3 to 1 mg/L). The ratio of chlorine ions to sulfate ions varies from 0.7 to 3.7, averaging 1.7.

Keywords: northwestern Siberia, cations, macroelements, pingo, ice core, permafrost, Pestsovoe, Evoyakha River, anions, soluble ions

Аннотация: В работе рассматривается малоизученный аспект реализации крупнейшей по масштабам и задачам научно-исследовательской инициативы своего времени – Якутской комплексной экспедиции Академии наук СССР 1925 – 1930 гг. Целевой установкой исследования является реконструкция истории аккумулирования участниками данной экспедиции сведений, касающихся осмысления феномена многолетнемерзлых пород. На основе материалов, выявленных в архивных и музейных фондах гг. Москвы, Санкт-Петербурга и Якутска, в том числе, впервые вводимых в научный оборот, привлечения опубликованных по итогам работы экспедиции документов, показана история изысканий, проведенных в шахте Шергина в г. Якутске. Представлены наиболее репрезентативные выводы, сделанные исследователями в ходе работы в ряде административных округов Якутской АССР, в первую очередь, в составе отрядов сельскохозяйственной направленности. В методологическом отношении данная статья базируется в основном на применении специально-исторических подходов к научному познанию: принципе историзма, историко-типологическом, историко-сравнительном и историко-генетическом методах. В результате проведенных исследований представлена история аккумулирования участниками Якутской комплексной экспедиции сведений о многолетнемерзлых породах, сделаны выводы о значении выполненных изысканий. В этой связи установлено, что несмотря на отсутствие специализированного геокриологического отряда, неудавшуюся попытку организации планомерного научного изучения феномена «вечной мерзлоты», участники экспедиции получили комплекс важных сведений, характеризующих специфику и масштабы протекания некоторых криогенных процессов. В частности, они свидетельствуют о значительной активности термокарста в пределах земель сельскохозяйственного назначения в первой четверти ХХ в. Значительный интерес представляет также отмеченные участниками Якутской комплексной экспедиции примеры традиционного знания сельского населения Якутии в отношении некоторых особенностей формирования термокарстовых форм рельефа, которые впервые в историографии позволили сделать определенные сопоставления в отношении степени соответствия современным представлениям о криогенных процессах.

Ключевые слова: Арктика, Якутия, Академия наук СССР, многолетнемерзлые породы, геокриология, комплексная экспедиция, шахта Шергина, термокарст, история науки, интеллектуальное освоение

Abstract: The paper examines a poorly studied aspect of the implementation of the largest in scale and objectives scientific research initiative of its time – the Yakut complex expedition of the USSR Academy of Sciences in 1925-1930. The objective of the study is to reconstruct the history of accumulation of information by the participants of this expedition concerning understanding of the phenomenon of permafrost. Based on materials found in archival and museum collections of the cities of Moscow, St. Petersburg and Yakutsk, including those introduced into scientific circulation for the first time, and the use of documents published based on the results of the expedition, the history of research conducted in the Shergin mine in Yakutsk is shown. The most representative conclusions made by researchers during their work in a number of administrative districts of the Yakut ASSR, primarily as part of agricultural detachments, are presented. In methodological terms, this article is based mainly on the application of special historical approaches to scientific knowledge: the principle of historicism, historical-typological, historical-comparative and historical-genetic methods. As a result of the studies, the history of accumulation of information on permafrost by the participants of the Yakut complex expedition is presented, conclusions are made on the significance of the research performed. In this regard, it was established that despite the absence of a specialized geocryological squad, an unsuccessful attempt to organize a systematic scientific study of the phenomenon of permafrost, the expedition participants received a set of important information characterizing the specifics and scale of some cryogenic processes. In particular, they indicate significant thermokarst activity within agricultural lands in the first quarter of the twentieth century. Of considerable interest are also the examples of traditional knowledge of the rural population of Yakutia noted by the participants of the Yakutsk complex expedition regarding some features of the formation of thermokarst landforms, which for the first time in historiography made it possible to make certain comparisons regarding the degree of correspondence with modern ideas about cryogenic processes.

Keywords: intellectual development, history of science, thermokarst, Shergin mine, complex expedition, geocryology, permafrost, The USSR Academy of Sciences, Yakutia, Arctic

Аннотация: Настоящее исследование посвящено инженерно-геокриологической оценке теплового воздействия добычи минерального сырья на деградацию многолетнемерзлых пород в пределах арктической криолитозоны России. Работа сосредоточена на Юньягинском угольном разрезе и прилегающих подземных шахтах Печорского угольного бассейна, включая Воргашорскую, Воркутинскую и Заполярную шахты. Эти объекты размещены в районах с повсеместным распространением многолетнемёрзлых грунтов и подвержены возрастающему антропогенному тепловому воздействию, связанному с открытой и подземной добычей угля. В исследовании рассматривается, каким образом устойчивые тепловые нагрузки от производственной инфраструктуры, отвалов и вентиляционных выбросов способствуют увеличению глубины сезонного протаивания, перераспределению влаги и снижению прочностных характеристик мерзлых грунтов. Особое внимание уделено пространственной неоднородности температурных аномалий и их зависимости от технологических факторов, таких как интенсивность отработки, параметры вентиляции и температура шахтных вод. В работе использован комплексный подход, включающий натурный температурный мониторинг, бурение инженерно-геологических скважин, лабораторные испытания образцов мерзлых грунтов и численное моделирование процессов теплопереноса для оценки степени и темпов деградации многолетнемерзлых пород под тепловым воздействием. Научная новизна исследования заключается в количественной характеристике тепловых полей, формируемых в условиях промышленной эксплуатации месторождений на фоне многолетних многолетнемерзлых пород, а также в установлении пороговых условий, при которых процесс деградации существенно ускоряется. Моделирование и натурные наблюдения показали, что при плотности тепловой нагрузки, превышающей 100 Вт/м², протаивание многолетнемерзлой породы достигает глубины 3–4 метра за пять лет. В зоне влияния угледобычи глубина сезонного протаивания увеличивается вдвое по сравнению с фоновыми участками и достигает 2,8 м. Отдельные очаги полной деградации многолетнемерзлых пород зафиксированы в районах размещения отвалов и сброса шахтных вод, где температура грунта превышала 0 °C, а содержание влаги достигало более 35 %. Полученные результаты подтверждают необходимость внедрения инженерных мер термозащиты — теплоизолированных платформ, пассивных термосифонов и автоматизированных систем мониторинга — для снижения рисков потери устойчивости инфраструктуры и обеспечения экологически безопасного освоения Арктики.

Ключевые слова: геокриология, Печорский угольный бассейн, Юньягинский разрез, угледобыча, тепловое воздействие, деградация многолетнемерзлых пород, многолетнемерзлые породы, Арктика, теплоперенос, инженерная инфраструктура

Abstract: The present study focuses on the engineering and geocryological assessment of the thermal impact of mineral extraction activities on the degradation of permafrost within the Arctic cryolithozone of Russia. The research is centered on the Yunyaginsky coal strip mine and adjacent underground mines of the Pechora coal basin, including Vorgashorskaya, Vorkutinskaya, and Zapolyarnaya. These mining facilities are located in regions characterized by widespread permafrost and are subject to increasing anthropogenic pressure from thermal emissions associated with open-pit and underground coal extraction. The study examines how persistent thermal loads from mining infrastructure, spoil heaps, and ventilation emissions contribute to active layer deepening, moisture redistribution, and strength loss in frozen soils. The assessment accounts for the spatial variability of thermal anomalies and their correlation with operational factors, such as excavation intensity, ventilation flow rates, and drainage water temperature. The study uses a combination of field-based temperature monitoring, geotechnical borehole sampling, laboratory testing of permafrost samples, and numerical modeling of heat transfer processes to evaluate the extent and rate of permafrost degradation under thermal stress. The scientific novelty of the research lies in the quantitative characterization of thermal fields generated by mining operations in Arctic permafrost conditions and the identification of threshold conditions under which permafrost degradation accelerates. Numerical simulations and empirical data indicate that under a thermal load density exceeding 100 W/m², permafrost thawing reaches depths of 3–4 meters over five years. Field observations revealed that the maximum depth of seasonal thawing doubled in the impact zone compared to background sites, reaching 2.8 meters. Additionally, localized permafrost loss was documented in areas near spoil heaps and mine water discharge zones, where ground temperatures exceeded 0 °C and moisture content rose above 35%. The findings underscore the necessity for thermoprotective engineering measures, such as insulated platforms, passive thermosiphons, and automated thermal monitoring systems, to mitigate infrastructure risks and ensure sustainable mining operations in Arctic environments.

Keywords: engineering infrastructure, heat transfer, geocryology, Pechora coal basin, Yunyaginsky mine, coal mining, thermal impact, permafrost degradation, permafrost, Arctic