Major soluble ions concentration in ice wedges IW-17 and IW-20 of the Batagay yedoma

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The subject of the study is the ionic composition of syngenetic Late Pleistocene ice wedges: IW-17 and IW-20, located in Batagay yedoma. Both ice wedges consist of ultra-fresh ice with concentrations of major ions from 20 to 40 mg/L. For samples from ice, a method was used to measure the mass concentration of Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+ cations in samples of drinking, mineral, natural and waste water by ion chromatography FR.1.31.2005.01738. The range of detectable concentrations is 0.10-20.00 mg/L, and for the determination of anions, the method of measuring the mass concentration of Cl-, SO4-, NO3- in samples of drinking, mineral, natural and wastewater by ion chromatography FR.1.31.2005.01724 was used. The range of detectable concentrations is 0.10-20.00 mg/L and the method of measuring the mass concentration of ions in samples of natural, drinking and wastewater by ion chromatography HDPE F 14.1:2:4. 132-98 was used, the range of detectable concentrations for cations is 0.10-150.00 mg/L. Measuring instruments: ion chromatographic system "Stayer", detection limit for chloride ion 0.02 mg/L. The main results of the conducted research are, as follows: Sodium and calcium soluble cations significantly predominate in the ionic composition of IW-17, reaching 24.15 and 53.16 mg/L, respectively. In the same sample, chlorine anions reach 34.51 mg/L. The average concentration of sulfate soluble anions is 2-3 mg/L. Sodium and calcium cations significantly predominate in the ionic composition of IW-20, reaching 7.27 and 50.0 mg/L, respectively. In the same sample, chlorine anions reach 13.72 mg/L. The average concentration of sulfate anions is 2-4 mg/L, reaching 22.24 mg/L. The content of calcium soluble cations is 6-20 mg/L (calcium soluble cations rarely reaching 42-53 mg/L), the concentration of potassium cations is 0.7-3 mg/L. Sodium and calcium cations significantly predominate in the ionic composition of IW-20, reaching 7.27 and 50.0 mg/L, respectively, in one sample. In the same sample, chlorine anions reach 13.72 mg/L. The average concentration of sulfate anions is 2-4 mg/L, reaching 22.24 mg/L. The content of calcium soluble cations is 6-20 mg/L (rarely reach 42-53 mg/L), the concentration of potassium cations is 0.7-3 mg/L.

References

  1. Толстов А.Н. Случаи наличия в тундре жильного льда по химическому составу близкого к морской воде // Проблемы палеогеографии и морфогенеза в полярных странах и высокогорье. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1964. С. 182-184.
  2. Волкова В. П., Романовский Н. Н. Некоторые особенности химического состава подземных льдов Уяндинской впадины и прилегающих частей Селенняхского хребта // Мерзлотные исследования, вып. 10. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1970. С. 114-128.
  3. Волкова В. П., Романовский Н. Н. О химическом составе подземных льдов в четвертичных отложениях южной части Яно-Индигирской низменности // Проблемы криолитологии, вып. 4. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1974. С. 199-208.
  4. Анисимова Н.П. Криогидрогеохимические особенности мерзлой зоны. Новосибирск: Наука, 1981. 151 с.
  5. Vasil'chuk Yu.K., Trofimov V.T. Cryohydrochemical peculiarities of ice–wedge complexes in the north of Western Siberia // Permafrost. Fourth International Conference, Proceedings. Fairbanks. Alaska. National Academy Press. Washington. 1983. P. 1303-1308.
  6. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). М.: Изд. Отдел. Теоретических проблем РАН. МГУ, ПНИИИС. 1992. В 2–х томах. Т. 1. – 420 с. Т. 2. – 264 с.
  7. Savoskul O.S. Ion content of polygonal wedge ice on Bolshoi Lyakhov: a source of palaeoenvironmental information. Ann Glaciol. 1995. Vol. 21. P. 394-398. doi: 10.1017/s026030550001612827.
  8. Котов А. Н., Бражник С.Н. Химический состав повторно-жильных льдов Чукотки // Комплексные геокриологические исследования Чукотки. Магадан: изд. СВК НИИ. 1991. С. 39-48.
  9. Лахтина О. В. Физические и химические свойства грунтов Колымской низменности // Труды ПНИИИС. Вып. 54. М.: Стройиздат. 1978. С. 13-54.
  10. Campbell-Heaton K. "em"Ice wedge activity in the Eureka Sound Lowlands, Canadian High Arctic"/em". A thesis submitted to the University of Ottawa in partial fulfillment of the requirements for the Master of Science in Geography. Department of Geography, Environment and Geomatics. Faculty of Arts. CryoLab for Arctic, Antarctic and Planetary Studies (CLAAPS). University of Ottawa. 2020. 103 p.
  11. Campbell-Heaton K., Lacelle D., Fisher D., Pollard W. Holocene ice wedge formation in the Eureka Sound Lowlands, high Arctic Canada. Quaternary Research. 2021. Vol. 102. P. 175-187. doi: 10.1017/qua.2020.126.
  12. Holland K.M. Ice-Wedge Archives in the Northwestern Canadian Arctic. A thesis submitted in conformity with the requirements for the degree of Master of Science. Department of Geography and Planning. University of Toronto. 2020. 85 p.
  13. Holland K.M., Porter T.J., Criscitiello A.S., Froese D.G. Ion geochemistry of a coastal ice wedge in Northwestern Canada: Contributions from marine aerosols and implications for ice-wedge paleoclimate interpretations. Permafrost and Periglacial Processes. 2023. Vol. 34(2). P. 180-193. doi: 10.1002/ppp.2184.
  14. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C., Budantseva N. A., Vasil'chuk J.Yu., Ginzburg A.P. Synchronous isotopic curves in Ice Wedges of the Batagay Yedoma: Precision Matching and Similarity Scoring. Permafrost and Periglacial Processes. 2024. doi: 10.1002/ppp.2243.
  15. Vasil'chuk Yu K., Vasil'chuk J.Yu, Budantseva N.A., Vasil'chuk A.C. MIS 3-2 paleo-winter temperature reconstructions obtained from stable water isotope records of radiocarbon-dated ice wedges of the Batagay Ice Complex (Yana Upland, eastern Siberia). Radiocarbon. 2022. Vol. 64. № 6. P. 1403-1417. doi: 10.1017/RDC.2022.60.
  16. Васильчук Ю.К. Геохимический состав подземных льдов севера Российской Арктики // Арктика и Антарктика. 2016. № 2. С. 99-115. doi: 10.7256/2453-8922.2016.2.21378 URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_21378.html
  17. Васильчук Ю.К., Васильчук Д.Ю., Буданцева Н.А., Васильчук А.К., Тришин А.Ю. Изотопно-геохимические особенности Батагайской едомы (предварительные результаты) // Арктика и Антарктика. 2017. № 3. С. 69-98. doi: 10.7256/2453-8922.2017.3.24433 URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_24433.html
  18. Васильчук Ю.К., Васильчук Д.Ю., Буданцева Н.А., Васильчук А.К., Гинзбург А.П. Геохимический состав повторно-жильных льдов в Батагайской едоме // Арктика и Антарктика. 2021. № 2. С. 70-92. doi: 10.7256/2453-8922.2021.2.35962 URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_35962.html
  19. Vasil’chuk Yu.K., Vasil’chuk J.Yu., Budantseva N.A., Vasil’chuk A.C., Belik A.D., Bludushkina L.B., Ginzburg A.P., Krechetov P.P., Terskaya E.V. Major and trace elements, δ13C, and polycyclic aromatic hydrocarbons in the Late Pleistocene ice wedges: A case-study of Batagay yedoma, Central Yakutia // Applied Geochemistry. 2020. Vol. 120. 104669. doi: 10.1016/j.apgeochem.2020.104669.
  20. Кондратьева К.А., Труш Н.И., Чижова Н.И., Рыбакова Н.О. К характеристике плейстоценовых отложений в обнажении Мус-Хая на р.Яне // Мерзлотные исследования.Вып. 15. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1976. С. 60-93.
  21. Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Инженерно-геологические и геохимические условия полигональных ландшафтов острова Белый (Карское море) // "em"Инженерная геология"/em". 2015. № 1. С. 50-65.
  22. Бутаков В.И., Слагода Е.А., Опокина О. Л., Томберг И.В., Жученко Н.А. Особенности формирования гидрохимического и микроэлементного состава разных типов подземных льдов мыса Марре-Сале // Криосфера Земли. 2020. Том XXIV. № 5. С. 29–44. doi: 10.21782/KZ1560-7496-2020-5(29-44).
  23. Бутаков В.И. "em"Особенности формирования геохимического состава подземных льдов Карского региона"/em" / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Тюмень. 2022. 25 с.
  24. Опокина О.Л., Слагода Е.А., Томберг И.В., Суслова М.Ю., Фирсова А.Д., Ходжер Т.В., Жученко Н.А. колебания уровня моря и их отражение в составе и строении полигонально-жильных льдов в низовьях Енисея // "em"Лёд и Снег"/em". 2014. Том 54(2). С. 82-90. doi: 10.15356/2076-6734-2014-2-82-90.
  25. Buttle J. M., Fraser K. E. Hydrochemical fluxes in a high arctic wetland basin during spring snowmelt // "em"Arctic & Alpine Research"/em". 1992. Vol. 24(2). P. 153-164. doi: 10.2307/1551535.
  26. Park Р., Ko N.-Y., Kim J.E., Opel T., Meyer H., Wetterich S., Fedorov A., Shepelev A.G., Jung H., Ahn J. A Biogeochemical Study of Greenhouse Gas Formation From Two Ice Complexes of Batagay Megaslump, East Siberia // "em"Permafrost and Periglacial Processes"/em". 2024. doi: 10.1002/ppp.2234

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).