Keywords
ice cover
fluid dynamic factor
Section
Statistic
How to Cite
Abstract
In recent decades, the reduction in the area of Arctic ice and its thickness has accelerated. These phenomena are associated with global warming. But the ice cover is destroyed not only under the influence of external causes, but also under the influence of the deep fluid-dynamic factor of the lithosphere. The authors analyzed the satellite observations of ice thickness together with the interpretation of the anomalies of the geomagnetic field and the gravity field. The studies made it possible to put forward an assumption about the influence of thermofluid channels of faults on the formation of the ice cover due to a decrease in the thickness of the ice. The paper presents the results of studying the structure of the lithosphere of the Arctic Ocean in the zones of accelerated ice melting above the outlets of thermofluid channels to the bottom surface. The mechanism of influence of the endogenous factor on the processes of ice destruction is considered. It is noted that the nature of the horizontal layering of the earth's crust affects the process of ice formation. Taking into account the fluid dynamic factor and the layering of the earth's crust on the formation of the ice regime can be useful in determining the optimal transport and logistics routes for year-round navigation along the Northern Sea Route and safe navigation.
References
Атлас ледяных образований / Под общей редакцией В.М. Смоляницкого. СПб.: ААНИИ, 2019. 232 с. [Atlas of ice formations. Ed. V.M. Smolyanitsky. St. Petersburg: AARI, 2019. 232 p. (in Russian)].
Богоявленский В.И., Сизов О.С., Богоявленский И.В. и др. Дегазация земли в Арктике: комплексные исследования распространения бугров пучения и термокарстовых озер с кратерами выбросов газа на полуострове Ямал // Арктика: экология и экономика. 2019. Т. 4. № 36. С. 52–68. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2019-4-52-68 [Bogoyavlensky V.I., Sizov O.S., Bogoyavlensky I.V. et al. Earth degassing in the Arctic: comprehensive studies of the distribution of frost mounds and thermokarst lakes with gas blowout craters on the Yamal Peninsula // Arctic: Ecology and Economy. 2019. V. 4. Iss. 36. P. 52–68 (in Russian)].
Быков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 721–754. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0369 [Bykov V.G. Prediction and observation of strain waves in the Earth // Geodynamics & Tectonophysics. 2018. V. 9. Iss. 3. P. 721–754 (in Russian)].
Гарагаш И.А., Лобковский Л.И. Деформационные тектонические волны как возможный триггерный механизм активизации эмиссии метана в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 42–50. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-1-42-50 [Garagash I.A., Lobkovsky L.I. Deformation tectonic waves as a possible trigger mechanism for the activation of methane emissions in the Arctic // Arctic: Ecology and Economy. 2021. V. 11. Iss. 1. P. 42–50 (in Russian)].
Данилова Ю.В., Шумилова Т.Г. Расчет температур флюидогенной углеродизации в зонах разломов // Материалы всероссийского совещания «Флюидный режим эндогенных процессов континентальной литосферы». ИЗКСОРАН. Иркутск. 2015. С. 59–61 [Danilova Yu.V., Shumilova T.G. Calculation of fluidogenic carbonization temperatures in fault zones // Materials of the All-Russian meeting «Fluid regime of endogenous processes of the continental lithosphere». IECSBRAS. Irkutsk. 2015. P. 59–61 (in Russian)].
Егоров А.Г. Летняя кромка льдов и осенние сроки устойчивого ледообразования в морях Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском в 1981-2018 гг. // Лед и Снег. 2021. Т. 61. № 1. С. 117–127. https://doi.org/10.31857/S2076673421010075 [Egorov A.G. Positions of the summer ice edge and autumn dates of stable ice formation in the Laptev, East-Siberian and Chukchi seas in 1981-2018 // Ice and Snow. 2021. V. 61. Iss. 1. P. 117–127 (in Russian).]
Копытенко Ю.А., Латышева О.В., Петрова А.А. Влияние разломных зон земной коры на эволюцию толщины и кромки ледяного покрова Арктики // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2020. Вып. 674. С. 207–212 [Kopytenko Yu.A., Latysheva O.V., Petrova A.A. Influence of fault zones of the Earth's crust on the evolution of the thickness and edge of the Arctic ice cover // Proceedings of the Military Space Academy named after A. F. Mozhaisky. 2020. Iss. 674. P. 207–212 (in Russian)].
Копытенко Ю.А., Петрова А.А. Мировые карты компонент магнитного поля Земли эпохи 2020 // Труды XV Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб. 2020. С. 288–291 [Kopytenko Yu.A., Petrova A.A. World maps of the Earth's magnetic field component of the epoch 2020 // Materials of XV conf. «Applied technologies of hydroacoustics and Hydrophysics». Saint Petersburg. 2020. P. 288–291 (in Russian)].
Летников Ф.А. Глубинные флюиды континентальной литосферы // Материалы всероссийского совещания «Флюидный режим эндогенных процессов континентальной литосферы». ИЗКСОРАН. Иркутск. 2015. С. 11–21 [Letnikov F.A. Deep fluids of the continental lithosphere // Materials of the All-Russian meeting «Fluid regime of endogenous processes of the continental lithosphere». Irkutsk. 2015. P. 11–21 (in Russian)].
Миронов Е.У., Клячкин С.В., Макаров Е.И. и др. Особенности ледовых процессов в осенний период 2021 г. в морях Российской Арктики и оценка оправдываемости ледовых прогнозов // Российская Арктика. 2021. Т. 4. № 15. С. 40–53. https://doi.org/10.24412/2658-4255-2021-4-40-53 [Mironov E.U., Klyachkin S.V., Makarov E.I. et al. Sea ice processes in the Russian Arctic seas in autumn of 2021 and estimation of ice forecasts accuracy // Russian Arctic. 2021. V. 4. Iss. 15. P. 40–53 (in Russian)].
Павленкова Н.И. Роль флюидов в формировании неоднородности земной коры и верхней мантии // Сборник трудов конференции Современная тектонофизика. Методы и результаты. Москва. 2013. С. 56–68 [Pavlenkova N.I. Role of fluids in the formation of inhomogeneity of the earth's crust and upper mantle // Sb. trudov konferentsii Sovremennaia tektonofizika. Metodyirezultaty. Moscow. 2013. P. 56–68 (in Russian)].
Павленкова Н.И. Структура земной коры и верхней мантии и механизм движения глубинного вещества // Проблемы глобальной геодинамики, второй выпуск под ред. Рунквиста Д.В. М.: ОГГГГНРАН, 2003. С. 168–182 [Pavlenkova N.I. The structure of the Earth's crust and upper mantle and the mechanism of movement of deep matter // Problems of Global Geodynamics, second edition ed. Rundqvista D.V. OGGGGN RAS. Moscow. 2003. P. 168–182 (in Russian)].
ПетроваА.А. Цифровые карты компонент вектора индукции магнитного поля // Сб. трудов ИЗМИРАН. Москва. 2015. С. 412–423 [Petrova A.A. Digital maps component of the magnetic field induction vector // Sb. trudov IZMIRAN, Moscow: 2015. P. 412–423 (in Russian)].
Петрова А.А., Копытенко Ю.А. Флюидные системы Мамско-Бодайбинской минерагенической зоны Северного Забайкалья // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2019. Вып. 41. №1. С. 37–53. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2019-1-41-37-53 [Petrova A.A., Kopytenko Yu.A. Fluid system of the Mamsko-bodaybinskiy mineragenic zone of the NorthernTransbaikalia region // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2019. V. 1(41). P. 37–53 (in Russian)].
Петрова А.А., Латышева О.В., Копытенко Ю.А. Глубинное строение Арктики и Антарктики по магнитным аномалиям компонент и аномалиям силы тяжести // Космические исследования. 2022. Т. 60. № 4. С. 331–347. https://doi.org/10.31857/S0023420622030086 [Petrova A.A., Latysheva O.V., Kopytenko Yu.A. Deep Structure of the Arctic and Antarctic according to Component Magnetic and Gravitational Anomalies // Kosmicheskie issledovaniya. V. 60. Iss. 4. P. 331–347 (in Russian)].
Петрова А.А., Латышева О.В., Копытенко Ю.А. Природные явления эндогенного происхождения в Арктическом бассейне // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 4. Вып. 48. С. 37–53. https:// doi.org/10.31431/1816-5524-2020-4-48-49-63 [Petrova A.A., Latysheva O.V., Kopytenko Yu.A. Natura lphenomena of endogenic origin in the Arctic basin // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2020. V. 4(48). P. 37–53 (in Russian)].
Петрова А.А., Петрищев М.С., Копытенко Ю.А., Латышева О.В. Выявление флюидоподводящих каналов в Арктических морях по аномалиям магнитного и гравитационного полей // Материалы Всероссийской конференции: Глобальные проблемы Арктики и Антарктики. ФИЦКИАРАН. Архангельск 2020. С. 810–815 [Petrova A.A., Petrishchev M.S., Kopytenko Yu.A., Latysheva O.V. Identification of fluid-carrying channels in the Arctic seas by magnetic and gravitational field anomalies // Proceedings of the International conference «Global Problems of the Arctic and Antarctic». FECIAR UrB RAS. Arkhangelsk. 2020. P. 810–815 (in Russian)].
Попков В.И., Соловьев В.А., Соловьева Л.П. Газогидраты — продукт глубинной дегазации // Геология, географияиглобальнаяэнергия. 2012. №3. С. 56–67 [Popkov V.I., Soloviev V.A., Solovieva L.P. Gas-hydrates — earth’s abyssal degasification product // Geologiya, geographiya and globalnaya energiya. 2012. Iss. 3. P. 56–67 (in Russian)].
Репина И.А., Артамонов А.Ю., Варенцов М.И., Хавина Е.М. Взаимодействие атмосферы и океана в Северном Ледовитом океане по данным измерений в летне-осенний период // Российская Арктика. 2019. №7. С. 49–61. https://doi.org/10.24411/2658-4255-2019-10075 [Repina I.A., Artamonov A.Yu., Varentsov M.I., Khavina E.M. Air-sea interaction in the Arctic ocean from measurements in the summer-autumn period // Russian Arctic. 2019. V.7. P.49–61 (in Russian)].
Репина И.А., Тихонов В.В. Снежницы на поверхности льда в летний период и их связь с климатическими изменениями в Арктике // Российская Арктика. 2018. №2. С. 15–30. https://doi.org/10.24411/2658-4255-2018-00015 [Repina I.A., Tikhonov V.V. Melt pond on the sea ice surface during summer and its connection with Arctic climate change // Russian Arctic. 2018. V. 2. P. 15–30 (in Russian)].
Тихонов В.В., Раев М.Д., Шарков Е.А., Боярский Д.А., и др. Спутниковая микроволновая радиометрия морского льда полярных регионов. Обзор // Исследование Земли из космоса. 2016. № 4. C. 65–84. https://doi.org/10.7868/S0205961416040072 [Tikhonov V.V., Raev M.D., Sharkov E.A. et al. Satellite microwave radiometry of sea ice of polar regions: a review // Issledovanie Zemli iz kosmosa. 2016. V. 4. P. 65–84 (in Russian)].
Центр «Север» ФГБУ ААНИИ [Электронный ресурс]. URL: http://www.aari.ru/ (дата обращения 21.08.2022) [Centr «Sever» FGBU AANII [Elektronnyj resurs] URL: http://aari.ru (accessed 21.08.2022)].
Шалина Е.В., Бобылев Л.П. Изменение ледовых условий в Арктике согласно спутниковым наблюдениям // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса.2017. Т.14. № 6. С. 28–41. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2017-14-6-28-41 [Shalina E.V., Bobylev L.P. Seaicetrans formationsin the Arctic from satellite observations // Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2017. V.14. Iss. 6. P. 28–41 (in Russian)].
Юлин А.В., Вязигина Н.А., Егорова Е.С. Межгодовая и сезонная изменчивость площади льдов в Северном Ледовитом океане по данным спутниковых наблюдений // Российская Арктика. 2019. № 7. С. 28–40. https://doi.org/10.24411/2658-4255-2019-10073 [Yulin A.V., Vyazigina N.A., Egorova E.S. Interannual and seasonal variability of Arctic sea ice extent according to satellite observations // Russian Arctic. 2019. V. 7. V. 28–40 (in Russian)].
Юлин А.В., Тимофеева А.Б., Павлова Е.А. и др. Межгодовая и сезонная изменчивость ледовитости российских арктических морей в современном климатическом периоде // Труды ГОИН. 2019. № 220. С 44–60 [Yulin A.V., Timofeeva A.B., Pavlova E.A. et al. Interannual and seasonal changes the ice cover in the russian arctic seas in the modern climatic period // Trudy SOI. 2019. Iss. 220. P. 44–60 (in Russian)].
Юлин А.В., Шаратунова М.В. Долгосрочный прогноз площади остаточных льдов в сентябре в Северном Ледовитом океане // Российская Арктика. 2018. № 2. С. 4–14. https://doi.org/10.24411/2658-4255-2018-00014/2658-4255-2018-00014 [Yulin A.V., Sharatunova M.V. Long-range forecast of residual ice area in the Arctic ocean in September // Russian Arctic. 2018. V. 2. P. 4–14 (in Russian)].
Andreassen K., Hubbard A., Winsborrow M. et al. Massive blow-out craters formed by hydrate-controlled methane expulsion from the Arctic seafloor // Science. 2017. V. 356. Iss. 6341. P. 948–953. https://doi.org/10.1126/science.aal4500
Andreassen K., Waage M., Serov P. et al. Geological controls of giant crater development on the Arctic seafloor // Scientific reports. 2020. V. 10. Iss. 1. 8450. https://doi.org/10.1038/s41598-020-65018-9
Artemieva I.M. Global 1°Ч1° thermal model TC1 for the continental lithosphere: implications for lithosphere secular evolution // Tectonophysics. 2006. V. 416. P. 245–277. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.11.022
Bogoyavlenskiy V., Kishankov A., Yanchevskaya A., Bogoyavlenskiy I. Forecast of Gas Hydrates Distribution Zones in the Arctic Ocean and Adjacent Offshore Areas // Geosciences. 2018. V. 8. Iss. 12. P. 453–470. https://doi.org/10.3390/geosciences8120453
Bonvalot S., Balmino G., Briais A. et al. World Gravity Map // Commission for the Geological Map of the World. Eds. BGI-CGMW-CNES-IRD. Paris. 2012. http://bgi.omp.obs-mip.fr
International Seismological Centre (2020). On-line Bulletin [Electronic resource]. URL: http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/ (accessed 15.05.2022).
Mercator Ocean International. [Electronic resource]. URL: http://bulletin.mercator-ocean.fr/ (accessed 23.05.2022).
Oakey G.N., Saltus R.W. Saltus Geophysical analysis of the Alpha-Mendeleev ridge complex: Characterization of the High Arctic Large Igneous Province // Tectonophysics. 2016. V. 691. Part A. P. 65–84. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2016.08.005
Petrov O., Morozov A., Shokalsky S. et al. Crustal structure and tectonic model of the Arctic region // Earth-Science Reviews. 2016. V. 154. P. 29–71. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2015.11.013
Petrova A.A., Latysheva O.V., Petrova A.I. Deep Factors of Ice Destruction of the Arctic Ocean // Problems of Geocosmos-2020: Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2022. P. 41–52. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91467-7_4
Petrova A.A., Latysheva O.V., Petrova A.I. Specifics of the Earth’s Crust Structure in the Potential Gas Hydrate Accumulation Zones of the Arctic Basin. // Problems of Geocosmos-2020. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. 2022а. Springer, Cham. 2022. P. 25–39. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91467-7_3
Petrova A.A., Latysheva O.V., Petrova A.I. Verification of the Arctic Magnetic Field Component Model Based on Observations on the CHAMP and Swarm Satellites. // Problems of Geocosmos-2020. Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham. 2022б. P. 53–63. https://doi.org/10.1016/S0167-5648(03)80022-9
Shakhova N., Semiletov I., Chuvilin E. Understanding the Permafrost-Hydrate System and Associated Methane Releases in the East Siberian Arctic Shelf // Geosciences. 2019. V. 9. Iss. 6. P. 1–23. https://doi.org/10.3390/geosciences9060251
Simmons, N.A., Forte A.M., Boschi L., Grand S.P. GyPSuM: A joint tomographic model of mantle density and seismic wave speeds // Journal of Geophysical Research. 2010. 115:B12310. https://doi.org/10.17611/DP/9991624
Thebault E., Vigneron P., Langlais B. et al. A Swarm lithospheric magnetic field model to SH degree 80 // Planets and Space. 2016. V. Iss. 68. Article number 126. https://doi.org/10.1186/s40623-016-0510-5
Yakushev V.S., Semenov A.P., Bogoyavlensky V.I. et al. Experimental modeling of methane release from intrapermafrost relic gas hydrates when sediment temperature change // Cold Regions Science and Technology. 2018. V.149. P. 46–50. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.02.007
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2023 А.А. Петрова, О.В. Латышева