43. Геокриология – ее предмет, задачи и методы. Общая характеристика криолитозоны

Геокриология (krios с греческого лёд, холод) – это наука, изучающая ММП, их состав, строение, свойства, а также мерзлотно-геологические процессы и явления. Геокриология возникла из практических требований в результате освоения огромных территорий, занятых «вечной мерзлотой».

25 % всей суши Земли занимают ММП и > 50 % территории РФ. Толщи ММП составляют мёрзлую зону литосферы – криосферу. Это термодинамическая оболочка, в которой одновременно при отрицательных температурах могут существовать лёд, вода и пар.

Объект исследования геокриологии – ММП, а также снег и лёд.

Мёрзлые ГП – естественно исторические геологические образования, которые характеризуются строго определёнными, только им присущими законами возникновения, существования, развития и распространения на планете.

Криолитозона - это зона или область развития мерзлых пород, имеющих нулевую или отрицательную температуру в течение ряда лет В строении многолетнемерзлых толщ отчетливо выражена широтная зональность. На Крайнем Севере расположена зона сплошного распространения мерзлых пород, южнее она сменяется зоной прерывистого, а еще дальше к югу - зоной островного распространения мерзлых толщ. Это особенно отчетливо видно на примере платформенных областей, например, Западно-Сибирской низменности. Мощность мерзлых толщ в зоне их сплошного распространения превышает 100 м и закономерно увеличивается с повышением высот в горах и продвижением к северу до 600-800 м. Температура мерзлых пород в этой зоне изменяется от -1 до -10° и ниже. К югу от границы сплошного распространения мощность мерзлых толщ уменьшается и повышается их температура. В зоне их островного распространения мощность мерзлых пород вблизи южной границы криолитозоны, как правило, не превышает 10-15 м, а температура находится в пределе -1-0°. Временное сопротивление сжатию мерзлых пород уменьшается с повышением температуры. Поэтому мерзлые породы с близкой к нулю температурой являются более сложными природными образованиями, чем породы с низкими температурами. Важной характеристикой многолетнемерзлых толщ является их льдистость. Лед в зависимости от своего образования может содержаться в породах в разнообразной форме и в различном количестве и оказывать на их свойства неодинаковое воздействие.

Лед-цемент образуется за счет замерзания воды во влажных, но не в водонасыщенных дисперсных горных породах, заполняет поры в породах, не нарушая их структуры и текстуры. Лед-цемент придает породам прочность и водонепроницаемость; переход такого льда в жидкую фазу не вызывает избыточного увлажнения горных пород.

Сегрегационный лед образуется при подтягивании воды к месту его образования. При образовании сегрегационного льда происходит изменение первоначальной структуры и текстуры породы. Распределение сегрегационного льда может происходить в соответствии со слоистостью породы, а мощность ледяных прослоев изменяется от нескольких миллиметров до десятков сантиметров и даже нескольких метров. При переходе сегрегационного льда в жидкую фазу происходит переувлажнение породы, в связи с чем она резко снижает свою прочность и несущую способность.

Встречаются и другие разновидности льда (инъекционный, жильный и др.), при образовании которых также нарушаются структура и текстура породы. Льдистость ММП, нарушающая их структуру и текстуру, обусловливает ряд характерных для них процессов.