Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 1.

Вестник МГТУ. 2018. Т. 21, № 1. С. 139–149. DOI: 10.21443/1560-9278-2018-21-1-139-149 139 УДК 550.83 (86) Н. В. Либина, С. Л. Никифоров Экзарационные явления на восточном арктическом шельфе России Результаты экспедиционных геолого-геофизических исследований свидетельствуют о возможности активизации природных опасных явлений, которые связаны с ледовой экзарацией, таянием многолетнемерзлых пород, оползнями, термоабразией берегов и сейсмической активностью. Указанные процессы представляют геориски практически для всех видов деятельности, включая эксплуатацию Северного морского пути (СМП). Одним из наиболее опасных природных процессов является ледовая экзарация, в результате которой происходит вспахивание морского дна подводной частью ледяных образований. Экзарационные процессы способны создать аварийную ситуацию при строительстве и эксплуатации любых подводных инженерных сооружений. Натурные сейсмоакустические данные, полученные в пределах восточного арктического шельфа России, зафиксировали многочисленные борозды ледового выпахивания как в мелководной, так и в глубоководных частях шельфа. Современное высокоразрешающее сейсмоакустическое оборудование позволило получить детальные морфометрические характеристики зафиксированных борозд. Фактическая глубина и встречаемость следов воздействия ледовых образований на дно существенно превысили рассчитанную вероятность встречаемости по данным ледовой обстановки. Полученные результаты позволили классифицировать данные формы рельефа по происхождению на современные мелководные и древние (реликтовые) глубоководные. В позднечетвертичное время в период регрессии моря отсутствие покровного оледенения не исключало наличия мощных дрейфующих льдов, которые производили экзарацию дна в современной глубоководной части моря, а в дальнейшем следовали за трансгрессивным поднятием уровня моря. При этом, вероятно, происходило разрушение плотного обезвоженного глинистого слоя осадков, образованного в период регрессии. Затем во время неоднократных трансгрессивно-регрессивных колебаний уровня моря сформированные траншеи с отвалами грунта были заморожены и таким образом сохранились до наших дней. Прибрежные мелководные борозды являются результатом современного взаимодействия ледовых образований с морским дном, которые в условиях потепления климата активизируются и представляют настающие природные риски по трассе СМП. Ключевые слова: арктический шельф, природные риски, картирование рельефа дна, Северный морской путь, ледовая экзарация, профилограф, гидролокатор бокового обзора. Введение Каждое из арктических морей России имеет геолого-геоморфологические особенности, что связано с их формированием и развитием. Согласно структурному районированию арктический шельф России можно разделить на два крупных района: западный (Баренцево море и западная часть Карского моря) и восточно-арктический (восточная часть Карского моря, море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское моря). В четвертичном периоде эти два района также имели различную историю развития. Так, западный Баренцево-Карский сегмент относился к гляциальному типу шельфа, а восточно-арктический – к перигляциальному, где покровное оледенение отсутствовало. На современном этапе природные обстановки арктических морей России также отличаются друг от друга. На западе природные риски по трассе СМП связаны преимущественно с усилением гидродинамического режима и оползневых явлений, а также с сейсмической активностью; в пределах восточного сегмента шельфа – геолого-геоморфологические природные риски иного происхождения, где главенствующими процессами являются деградация подводных многолетнемерзлых пород (ПММП) с вероятным изменением физических и биогеохимических свойств верхней осадочной толщи и изменение общей литодинамической обстановки. Ледовая экзарация на современном этапе не представляет собой исключение – в пределах Баренцева моря и приновоземельской части Карского моря она связана преимущественно с айсбергами, которые образуются в результате разрушения ледников Новой Земли, архипелагов Шпицберген и Земля Франца-Иосифа, в то время как на востоке она обусловлена разрушением сезонных или многолетних ледовых полей. Под экзарацией понимается вспахивание морского дна подводной частью ледяных образований: торосов, стамух, айсбергов и т. п. [1]. Более детальное определение было предложено С. А. Огородовым: "…ледовое выпахивание или экзарация – деструктивное механическое воздействие льдов на грунт, связанное с динамикой ледяного покрова, торошением и стамухообразованием под влиянием гидрометеорологических факторов и рельефа прибрежно-шельфовой зоны" [2]. На рис. 1 показана схема выпахивания дна многокилевым торосом. Экзарационные явления опасны и могут стать причиной аварийной ситуации при строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений на морском дне (например, объектов нефтегазового комплекса, подводных трубопроводов) в результате воздействия динамических и статических нагрузок. В пределах западного сектора российского шельфа Арктики (в отличие от восточного) в настоящее время проводится большой объем работ по изучению геологических природных рисков, в том числе