Научно-исследовательская деятельность
ИКЗ СО РАН c 2005 г. участвует в выполнении приоритетного научного направления СО РАН – 7.10 «География, воды суши и физика атмосферы»,
программы 7.10.2 «Состояние, строение и изменение криосфер: криогенез и его воздействие на природные и техногенные геосистемы» по трем проектам.
В различных геосистемах криолитозоны выявлен широкий диапазон изменения температур грунтов. Оценена роль техногенеза в изменчивости геоэкологических и геокриологических параметров территорий криолитозоны - нестабильности ММП в большей степени проявляется там, где потепление климата сопровождается активным техногенезом.
Выполнено моделирование и прогноз пространственно-временной изменчивости криолитозоны под воздействием климатических факторов и техногенеза. Выполнена оценка стабильности ММП с учетом климатических и техногенных условий, основанная на глобальном и регионарном картографическом моделировании.
Картирование и мониторинг локальных районов, выполненные с использованием ландшафтных карт, как графических моделей и ГИС технологий позволили провести многовариантное обобщение экспериментальных полевых данных.
На примере Уренгойского НГКМ, показано, что за последние несколько лет не было статистически значимых изменений температуры ММП, она увеличилась на 1°C за 1975-1993 гг., вследствие естественной динамики климата. В связи с повышением температуры воздуха температура многолетнемерзлых пород также повысилась.
По данным геокриологического стационара Болванский, расположенного на побережье Баренцева моря, в опорных скважинах наблюдается слабый тренд повышения среднегодовых температур ММП – от 0,003 до 0,02 оС/год в различных ландшафтных условиях, тогда как тренд изменения температуры воздуха составляет 0,04оС/год.
Разработаны и верифицированы методы краткосрочной прогнозной оценки криогенных геологических процессов криолитозоны России по прогнозным метеорологическим данным. Получена прогнозная оценка развития криогенных геологических процессов в криолитозоне России в 2007 году в виде электронной карты. Проведены наблюдения за влиянием ландшафтных особенностей на развитие термоденудационных процессов Югорского п-ва в толщах с пластовыми льдами. Изучены, опробованы и построены криолитогические схемы строения современных и четвертичных отложений. Исследована структура прибрежно-шельфовой криолитозоны в условиях меняющегося климата. За последние 10 лет, наблюдается закономерное уменьшение максимальной толщины ледового покрова и ширины зоны смерзания ледового покрова с морским дном, определяющих условия деградации мерзлоты в прибрежно-морской области.
С фундаментальными работами по теме связано выполнение интеграционных программ.
Программа Президиума РАН, СО РАН № 16 «Изменение окружающей среды и климата: природные катастрофы», проект 4. «Природные и антропогенные факторы динамики криогенных геосистем Евразии» (в рамках Международного полярного года 2007/2008).
Оценена структура эволюции континентальной криолитозоны в условиях меняющегося климата на основе полученных в 2007 г новых данных в естественных условиях и в зонах интенсивного освоения Евразии. Построены картографические модели состояния климатических параметров и прогноза развития криогенных геосистем.
Программа ОНЗ РАН 7.14. «История формирования бассейна Северного Ледовитого океана и режим современных природных процессов Арктики (в рамках Международного полярного года)», проект 1 «Криогенные процессы и криолитозона полярных регионов суши и шельфа Арктических морей». Разработаны основные блоки модели деградации многолетнемерзлых пород под дном моря, получены данные и проведено тестовое моделирование: мощность протаявшего слоя через 1000 лет составит 20 м, что соответствует известным данным о залегании кровли мерзлоты.
Проект 7.10.2.2. Фазовые переходы и структурные превращения при криогенезе в моделях природных и техногенных геосистем.
Изучена диссоциация гидратов пропана, образованных в каплях воды. Для диссоциации гидратов в реакторе медленно понижали давление.
Для оценки зависимости результатов оптимизации структуры протонной подсистемы газогидратных каркасов от потенциалов межмолекулярного взаимодействия выполнены расчеты с двумя однотипными, но принципиально различными потенциалами: TIP4P и TIP5P. Разработана математическая модель нуклеации.
Теоретически исследованы режимы льдообразования при промерзании грунтов. Установлено, что при промерзании грунтов возможно существование трех режимов льдообразования.
Теоретически исследовано поведение основных носителей заряда (протонов и ориентационных дефектов) на фронте сублимации льда и испарения воды с использованием энергетических диаграмм дефектов в окрестности фазового фронта.
С фундаментальными работами по теме связано выполнение интеграционной программы Президиума РАН, СО РАН, проекта 16.4, блок 2 «Физико-химические факторы стабильности криогенных геосистем».
Измерены давления диссоциации гидратов пропана, образованных в каплях воды.
Выполнено лабораторное моделирование процесса разрыва глинистого тела, где в качестве его модели использовалась нихромовая проволока
Разработана экспериментальная методика для изучения коррозии тонких пленок металлов во льду, основанная на регистрации электрического сопротивления пленок, позволяющая изучать реакцию непосредственно в процессе ее протекания.
Гранты РФФИ:
№ 07-05-00102 Разработана методика получения гидратов пропана в каплях воды диаметром 0,2-2 мм. Установлено, что индукционный период образования гидратов пропана в каплях воды существенно уменьшается, если для получения гидратов капли предварительно замораживать.
№ 05-05-64228 Для исключения конвективного фактора модифицирована экспериментальная установка – теплоизолирована пенопластом.
№ 06-03-32321. Для изучения супрамолекулярной структуры водных систем разработан метод, основу которого составляет анализ распределений характерных структурных фрагментов по типам протонных конфигураций.
№ 05-03-32378 (совместно с ИНХ СО РАН). Проведена оценка влияния структуры протонной подсистемы на относительную стабильность каркасов газовых гидратов высокого давления (23 типа каркаса)
№ 06-05-64190. Усовершенствована лабораторная установка для измерения криогенного давления при замораживании дисперсных грунтов. Получены экспериментальные данные для оценки зависимости криогенного давления от водонасыщенности промерзающего дисперсного грунта.
Проект 7.10.2.8. Микроорганизмы и их свойства в криогенных средах, влияние на процессы регуляции жизнедеятельности в экосистемах; моделирование изменений биологических свойств при изменении криогенных условий.
Изучено структурное положение реликтовых микроорганизмов, выделенных из образцов мерзлых кернов скважин и тканей животных из мерзлых толщ возрастом до 30 тыс лет криолитозоны в Западной Сибири и Якутии. Установлено влияние реликтовых микроорганизмов (РМО) на функциональную активность иммунной системы и продолжительность жизни в условиях пилотного эксперимента на лабораторных животных.
Впервые проведено комплексное исследование характера влияния периодического холодового воздействия на показатели иммунного статуса любителей зимнего плаванья «моржей».
Установлено, что у любителей зимнего плавания формируется иной, отличный от контрольной группы тип поддержания здоровья
Установлено, что иммунокомпетентные клетки (ИКК) обладают различной чувствительностью циклам in vitro в зависимости от исходной тренированности макроорганизма.
Фундаментальные исследования по проекту поддержаны региональными грантами Губернатора и администрации Тюменской области.
Региональный грант:
«Разработка и реализация проекта целевой научно-практической программы «Криогенные (холодные) ресурсы приполярных регионов Тюменской области и других северных территорий в рамках реализации Международного полярного года (2007-2008 гг.)» Научный руководитель: академик РАН Мельников В. П. организация работы секции «Человек на Крайнем Севере: медицина и социальная сфера».
Региональный грант:
«Изучение адьювантных свойств различных режимов криовоздействия с целью получения дополнительных иммуностимулирующих, иммуномодулирующих эффектов при вакцинации». Научный руководитель: д..м.н., профессор Суховей Ю. Г. Экспериментально изучены: влияние совместного криотемпературного воздействия и вирусной вакцины «Ваксигрипп» совместного криотемпературного воздействия и бактериальной вакцины БЦЖ; периодических Холодовых нгрузок (криосауна) на формирование иммунного ответа человека при вакцинации против гриппа.
Интеграционные междисциплинарные проекты СО РАН, Президиума РАН
Программа Президиума РАН, СО РАН № 16 «Изменение окружающей среды и климата: природные катастрофы», проект 4. «Природные и антропогенные факторы динамики криогенных геосистем Евразии» (в рамках Международного полярного года 2007/2008).
Программа ОНЗ РАН 7.14. «История формирования бассейна Северного Ледовитого океана и режим современных природных процессов Арктики (в рамках Международного полярного года)», проект 1 «Криогенные процессы и криолитозона полярных регионов суши и шельфа Арктических морей».
Программа ОНЗ СО РАН 71. «Эволюция природных процессов, человека и его культуры в позднем кайнозое Сибири и их влияние на стабильность эко- и геосистем», Блок 5 «Криогенные процессы и явления в геологических летописях позднего кайнозоя – показатель истории криолитозоны в Западной и Восточной Сибири».
Программа СО РАН 12 «Энергосбережение СО РАН 2007.
Молодежный Лаврентьевский грант ОНЗ СО РАН 2006 -2007 гг.
Региональная программа администрации Тюменской области « Основные направления развития образования и науки» , проекты НИР - 4:
1. «Изучение адъювантных свойств различных режимов криовоздействия с целью получения дополнительных иммуностимулирующих, иммуномодулирующих эффектов при вакцинации»;2. «Изучение адъювантных свойств различных режимов криовоздействия с целью получения дополнительных иммуностимулирующих, иммуномодулирующих эффектов при вакцинации»; 3. «Влияние биоты на динамику криогенных ресурсов северной тайги Тюменской области».;4. «Режеляционный способ очистки воды»
Гранты РФФИ всего7
№ 05-05-64215а «Устойчивость мерзлых пород в осваиваемых нефтегазоносных районах при современных изменениях климата».
№ 07-05-00102 «Разработка методики получения гидратов пропана»; № 05-05-64228 « Исследования тепломассопереноса на экспериментальных установках»;№ 06-03-32321. «Антисимметрия и стабильность водных систем» ; № 05-03-32378 (совместно с ИНХ СО РАН). Оценка влияния структуры протонной подсистемы на стабильность газогидратов высокого давления;№ 06-05-64190. «Изучить термодинамические условия формирования криогенного давления в дисперсных грунтах»№07-05-08257з
Региональные гранты губернатора Тюменской области – 4: «Режеляционный способ очистки воды» На модифицированной установке проведены опыты с образцом, изготовленным из материала фильтр-патрона «Гейзер». По паспорту изготовителя средний размер пор составляет 0,05-0,1 мкм. Тестирование показало, что в материале имеются сплошные каналы с диаметром выше 1 мкм. Для заключения о свойствах данного материала проводится серия измерений; «Влияние биоты на динамику криогенных ресурсов северной тайги Тюменской области»: «Разработка и реализация проекта целевой научно-практической программы «Криогенные (холодные) ресурсы приполярных регионов Тюменской области и других северных территорий в рамках реализации Международного полярного года (2007-2008 гг.)» : «Изучение адьювантных свойств различных режимов криовоздействия с целью получения дополнительных иммуностимулирующих, иммуномодулирующих эффектов при вакцинации
