The concentration of major soluble ions in the ice core of the pingo at the Pestsovoye gas field, in the Evoyakha River valley of southern Tazovsky Peninsula, Northwestern Siberia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The author describes more than 20 pingos at the Pestsovoye gas field, located 10-15 km north of the Tundra station, 98-103 km from the town of Novy Urengoy. The investigated pingo's height ranges from 15 to 20 meters, and its diameter is 150 to 200 meters. Most often, the profile of these formations features a lower part – a pedestal, approximately 5-7 m high—over which the main hill rises in a dome-like shape. More thorough dating of the overlying peat was done on one of the 17-meter-tall hills, which is 10 kilometers north of the Tundra station (29–30 kilometers after the turn to Pestsovoye from the main highway leading from Novy Urengoy). The results showed that these pingos formed relatively recently, at least not earlier than 2,500 years BP. This timing suggests that the geological processes leading to their formation may have been influenced by climatic changes in the region. Understanding the age and development of these structures can provide insights into past environmental conditions and inform predictions about future landscape evolution in response to ongoing climate shifts. Peat covering the middle part of the hill and the area close to the pedestal's base was sampled in order to establish the pingo's age. In the winter of 2013, ice samples were taken from the pingo core. With a detection limit of 0.02 mg/L for chloride ions, the ion chromatograph "Stayer" (Russia) was used to measure the macro-component composition of the ice. Radiocarbon dating of the peat showed a relatively young age of the overlying peat in different parts of the hill. In the central part of the pingo, surface peat is dated at 2560 ± 70 BP, peat from a depth of 0.3-0.4 m is dated at 5220 ± 50 BP, and peat from a depth of 0.85-0.9 m has an age of 5080 ± 50 BP. On the pedestal, peat from a depth of 0.05-0.15 m is dated at 5400 ± 40 BP. In the ice core of the pingo were determined ions of potassium, sodium, calcium, magnesium, chlorine, sulfates, and nitrates. Among the anions, the chlorine ion predominates (from 0.6 to 3.3 mg/L), followed by the sulfate ion (from 0.3 to 1 mg/L). The ratio of chlorine ions to sulfate ions varies from 0.7 to 3.7, averaging 1.7.

References

  1. Alexeev S.V., Alexeeva L.P. Ground ice in the sedimentary rocks and kimberlites of Yakutia, Russia // Permafrost and Periglacial Processes. 2002. Vol. 13. Pp. 53-59. doi: 10.1002/ppp.408. EDN: LHNHZB.
  2. Alexeev S.V., Alexeeva L.P., Kononov A.M. Trace elements and rare earth elements in ground ice in kimberlites and sedimentary rocks of Western Yakutia // Cold Regions Science and Technology. 2016. Vol. 123. Pp. 140-148. doi: 10.1016/J.COLDREGIONS.2015.10.008. EDN: WPYNWX.
  3. Плащев А.В. Взрыв ледяного бугра // Природа. 1956. № 9. С. 113.
  4. Богомолов Н.С., Скляревская А.Н. О взрывах гидролакколитов в южной части Читинской области // Наледи Сибири. М.: Наука, 1969. С. 127-130.
  5. Mackay J.R. Pingo growth and collapse, Tuktoyaktuk Peninsula area, Western Arctic coast, Canada: a long-term field study // Geographie Physique et Quaternaire. 1998. Vol. 52. N 3. Pp. 271-323. doi: 10.7202/004847ar.
  6. Svensson H. Pingos yttre delen av Adventdalen // Norsk Polaristitutt Ǻrbok. 1969. 1970. P. 168-174.
  7. Müller F. Analysis of some stratigraphic observations and radiocarbon dates from two pingos in the Mackenzie Delta area, N.W.T. // Arctic. 1962. Vol. 15. Pp. 279-288.
  8. Mackay J.R. Growth of Ibyuk Pingo, Western Arctic Coast, Canada, and some implications for environmental reconstructions // Quatern. Res. 1986. Vol. 26. Iss. 1. Pp. 68-80.
  9. Olson E.A., Broecker W.S. Lamont natural radiocarbon measurements V // American Journal of Science. 1959. Vol. 257. N 1. Pp. 1-11.
  10. Толстихин Н.И. Подземные воды Забайкалья и их гидролакколиты // Труды Комиссии по изучению вечной мерзлоты. Т. 1. Л.: Изд-во АН СССР, 1932. С. 29-50.
  11. Андреев В.Н. Гидролакколиты (булгунняхи) в Западно-Сибирских тундрах // Известия Государственного географического общества. 1936. Т. 68. Вып. 2. С. 40-47.
  12. Минаев А.Н. Крупные гидролакколиты в Западно-Сибирской низменности // Многолетнемёрзлые горные породы различных районов СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 120-125.
  13. Соловьёв П.А. Булгунняхи центральной Якутии // Исследования вечной мерзлоты в Якутской республике. Вып. 3. М.: Изд-во АН СССР, 1952. С. 226-258.
  14. Васильчук Ю.К., Буданцева Н.А. Радиоуглеродное определение возраста булгунняха на месторождении Песцовое в северной части Западной Сибири // Инженерная геология. 2010. № 2. С. 16-23.
  15. Vasil'chuk Yu.K., Budantseva N.A., Vasil'chuk A.C., Yoshikawa K., Podborny Ye.Ye., Chizhova Ju.N. Isotope composition of pingo ice core in the Yevo-Yakha River valley, north-west Siberia // Earth's Cryosphere (Kriosfera Zemli). 2014. Vol. 18. N 4. Pp. 41-51.
  16. Vasil'chuk Yu.K., Lawson D.E., Yoshikawa K., Budantseva N.A., Chizhova Ju.N., Podborny Ye.Ye., Vasil'chuk A.C. Stable Isotopes in the closed-system Weather Pingo, Alaska and Pestsovoye Pingo, northwestern Siberia // Cold Regions Science and Technology. 2016. Vol. 128. Pp. 13-21. doi: 10.1016/j.coldregions.2016.05.001. EDN: WWHCBP.
  17. Vasil'chuk Yu.K., Budantseva N.A., Vasil'chuk A.C., Rogov V.V., Podborny Ye., Chizhova Ju.N. New Data on Variations of Stable Isotopes in the Pingo Ice Core in the Southern Part of the Tazovsky Peninsula // Doklady Earth Sciences. 2017. Vol. 472, Part 2. Pp. 200-204. doi: 10.1134/S1028334X17020064 EDN: DUYIIF.
  18. Чижова Ю.Н., Васильчук Ю.К. Изотопная индикация условий образования ледяного ядра булгунняхов (пинго) // Лёд и снег. 2018. Т. 58. № 4. С. 507-523. doi: 10.15356/2076-6734-2018-4-507-523 EDN: VQLHON.
  19. Vasil'chuk Yu.K., Chizhova Ju.N., Budantseva N.A., Kurchatova A.N., Rogov V.V., Vasil'chuk A.C. Stable oxygen and hydrogen isotope compositions of the Messoyakha and Pestsovoe pingos as markers of ice core formation // Permafrost and Periglacial Processes. 2021. Vol. 32. N 4. Pp. 558-572.
  20. Геокриологические условия Западно-Сибирской газоносной провинции / Тагунова Л.Н., Мельников Е.С., Горальчук М.И., Крицук Л.Н. и др.; Отв. ред. Е.С. Мельников. Новосибирск: Наука, 1983. 193 с.
  21. Андреев Ю.Ф. О связи линейно-грядового рельефа с тектоническими структурами на севере Западной Сибири (в области развития многолетней мерзлоты) // Геология и геохимия. 1960. Вып. 3 (IX). С. 76-94.
  22. Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Кудряшов В.Г., Фирсов Н.Г. Полуостров Ямал (инженерно-геологический очерк) / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975. 245 с.
  23. Анисимова Н.П., Карпов Е.Г. Химический состав инъекционного льда // Геокриологические и гидрогеологические исследования Якутии. Якутск, 1978. С. 125-137. EDN: VXZQMR.
  24. Walker D.A., Walker M.D., Everett K.R., Weber P.J. Pingos of the Prudhoe Bay region, Alaska // Arctic and Alpine Research. 1985. Vol. 17. Pp. 321-336.
  25. Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Васильчук Ю.К., Фирсов Н.Г. и др. Экзогеодинамика Западно-Сибирской плиты (пространственно-временные закономерности) / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 246 с. EDN: UTIFMZ.
  26. Mackay J.R. Pingo collapse and paleoclimatic reconstruction // Canadian Journal of Earth Sciences. 1988. N 25(4). Pp. 495-511.
  27. Трофимов В.Т., Васильчук Ю.К., Баулин В.В. и др. Геокриология СССР. Западная Сибирь. М.: Недра, 1989. 454 с.
  28. Mackay J.R. Seasonal growth bands in pingo ice // Canadian Journal of Earth Sciences. 1990. Vol. 27. N 8. Pp. 1115-1125.
  29. Бутвиловский В.В. Палеогеография последнего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1993. 252 с.
  30. Mackay J.R. Pingo growth and collapse, Tuktoyaktuk Peninsula area, Western Arctic coast, Canada: a long-term field study // Geographie Physique et Quaternaire. 1998. Vol. 52. N 3. Pp. 271-323.
  31. Blyakharchuk T.A., Wright H.E., Borodavko P.S., van der Knaap W.O., Ammann B. The role of pingos in the development of the Dzhangyskol lake-pingo complex, central Altai Mountains, southern Siberia // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2008. Vol. 257. Iss. 4. Pp. 404-420. doi: 10.1016/j.palaeo.2007.09.015. EDN: LLBOGL.
  32. Grosse G., Jones B.M. Spatial distribution of pingos in northern Asia // The Cryosphere. 2011. Vol. 5. Pp. 13-33. doi: 10.5194/tc-5-13-2011. EDN: RKEZCB.
  33. Mackay J.R., Burn C.R. A century (1910-2008) of change in a collapsing pingo, Parry Peninsula, Arctic coast, Canada // Permafrost and Periglacial Processes. 2011. Vol. 22. Pp. 262-272.
  34. Jones B.M., Grosse G., Hinkel K.M., Arp C.D., Walker S., Beck R.A., Galloway J.P. Assessment of pingo distribution and morphometry using an IfSAR derived digital surface model, western Arctic Coastal Plain, Northern Alaska // Geomorphology. 2012. Vol. 138. Iss. 1. Pp. 1-14.
  35. Yoshikawa K., Lawson D., Sharkhuu N. Stable Isotope Composition of Ice Core in Open- and Closed-System Pingos // Permafrost, Tenth International Conference, Proceedings / Ed.: K.M. Hinkel. Salekhard, 25-29 June 2012. Vol. 1. Salekhard: The Northern Publisher, Russia, 2012. Pp. 473-478.
  36. Yoshikawa K., Sharkhuu N., Sharkhuu A. Ground water hydrology and stable isotope analysis of an open-system pingo in Northwestern Mongolia // Permafrost and Periglacial Processes. 2013. Vol. 24. N 3. Pp. 175-183.
  37. Samsonov S.V., Lantz T.C., Kokelj S.V., Zhang Y. Growth of a young pingo in the Canadian Arctic observed by RADARSAT-2 interferometric satellite radar // The Cryosphere. 2016. Vol. 10. Pp. 799-810. doi: 10.5194/tc-10-799-2016.
  38. Ishikawa M., Yamkhin J. Formation Chronology of Arsain Pingo, Darhad Basin, Northern Mongolia // Permafrost and Periglacial Processes. 2016. Vol. 27(3). Pp. 297-306. doi: 10.1002/ppp.1877. EDN: XTRQEF.
  39. Wetterich S., Schirrmeister L., Nazarova L., Palagushkina O., Bobrov A., Pogosyan L., Savelieva L., Syrykh L., Matthes H., Fritz M., Gunther F., Opel T., Meyer H. Holocene thermokarst and pingo development in the Kolyma Lowland (NE Siberia) // Permafrost and Periglacial Processes. 2018. Vol. 29(3). Pp. 182-198. doi: 10.1002/ppp.1979. EDN: YBXYTR.
  40. Vasil'chuk Yu.K., Kurchatova A.N., Budantseva N.A., Rogov V.V., Chizhova Ju.N. Variations of Stable Oxygen and Hydrogen Isotopes in the Ice Core of the Pingo (Southern Part of Gydan Peninsula) // Doklady Earth Sciences. 2019. Vol. 488(1). Pp. 1137-1141. doi: 10.1134/S1028334X19090319. EDN: HNBYJL.
  41. Demidov N., Wetterich S., Verkulich S., Ekaykin A., Meyer H., Anisimov M., Schirrmeister L., Demidov V., Hodson A.J. Geochemical signatures of pingo ice and its origin in Grøndalen, west Spitsbergen // The Cryosphere. 2019. Vol. 13. Pp. 3155-3169. doi: 10.5194/tc-13-3155-2019. EDN: YQYJMU.
  42. Demidov V., Wetterich S., Demidov N., Schirrmeister L., Verkulich S., Koshurnikov A., Gagarin V., Ekaykin A., Terechov A., Veres A., Kozachek A. Pingo drilling reveals sodium-chloride‐dominated massive ice in Grøndalen, Spitsbergen // Permafrost and Periglacial Processes. 2021. Vol. 32. Pp. 572-586. doi: 10.1002/ppp.2124. EDN: FTIDYM.
  43. Demidov V.E., Demidov N.E., Verkulich S.R., Wetterich S. Distribution of pingos on Svalbard // Geomorphology. 2022. Vol. 412. 108326. doi: 10.1016/j.geomorph.2022.108326. EDN: MIYSDX.
  44. Демидов Н.Э., Гунар А.Ю., Балихин Е.И., Гагарин В.Е., Гузева А.В., Дежникова А.А., Казанцев В.С., Кошурников А.В., Нарижная А.И. Строение, газосодержание и термическое состояние многолетних бугров пучения (булгунняхов) в долине р. Вась-Юган (окрестности г. Салехард, Западная Сибирь) // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21, № 3. С. 27-38. doi: 10.21455/GPB2022.3-4 EDN: LARSFO.
  45. Wolfe S.A., Morse P.D., Parker R., Marcus R., Phillips M.R. Distribution and morphometry of pingos, western Canadian Arctic, Northwest Territories, Canada // Geomorphology. 2023. Vol. 431. 108694. doi: 10.1016/j.geomorph.2023.108694. EDN: MGEOMX.
  46. Гутарева О.С., Иванов Е.В., Буддо И.В., Кононов А.М., Мисюркеева Н.В., Шелохов И.А., Шеин А.Н., Краев Г.Н., Смирнов А.С. Происхождение льдов бугров пучения в районе реки Еркута-яха (п-ов Ямал) по результатам исследования изотопных соотношений δD И δ18О // Geodynamics & Tectonophysics. 2024. 15 (6). 0800. doi: 10.5800/GT-2024-15-6-0800. EDN: NVREKB.
  47. Шарин В.В. Пинго (гидролаколиты) в долине Вудфиорддален (остров Западный Шпицберген): морфологические особенности, возраст, условия формирования // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России, выпуск 11. 2024. С. 412-424. doi: 10.24412/2687-1092-2024-11-412-424. EDN: IWFVVX.
  48. Paull C.K., Hong J.K., Caress D.W., Gwiazda R., Kim J.-H., Lundsten E., Paduan J.B., Jin J.K., Duchene M.J., Rhee T.S., Brake V., Obelcz J., Walton M.A.L. Massive ice outcrops and thermokarst along the Arctic shelf edge: By products of ongoing groundwater freezing and thawing in the subsurface // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2024. Vol. 129, e2024JF007719. doi: 10.1029/2024JF007719. EDN: EUXURP.
  49. Демидов В.А. Гидролакколиты архипелага Шпицберген / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. М., 2024. 27 с.
  50. Liu G., Xiao Y., Hu G., Wu T., Wu X., Wang L., Xie C., Zou D., Du E., Zhao Y., Lu Y., Zhao L. The surface features and internal structure of an integrated open system pingo in the source area of the Yangtze River on the Qinghai-Tibet Plateau // Catena. 2025. Vol. 255. 109070. doi: 10.1016/j.catena.2025.109070.
  51. Анисимова Н.П. Криогидрогеохимические особенности мерзлой зоны. Новосибирск: Наука, 1981. 153 с. EDN: RVILON.

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).