Analysis of permafrost effect on water exchange processes
- Authors: Shepelev V.V.1
-
Affiliations:
- Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 44, No 2 (2021)
- Pages: 184-190
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/2686-9993/article/view/358653
- DOI: https://doi.org/10.21285/2686-9993-2021-44-2-184-190
- ID: 358653
Cite item
Full Text
Abstract
The article focuses on the importance of studying the water exchange role of the permafrost, which currently occupies a quarter of the Earth's land and is 1.5 km deep in some regions, as well as assessing the permafrost impact on the formation of surface and ground water resources and regime. First of all, the permafrost water exchange function is associated with the freezing of water-saturated rocks and thawing of ice-saturated ones. The author gives individual consideration to the water exchange role of the active layer and the effect of the permafrost long-term dynamics on water exchange direction and scale. The water exchange function of the active layer appears due to the seasonal phase transitions of groundwater from a liquid to a solid state and back. Thus, the volume of water formed by the thawing of underground ice accumulated in the active layer in winter has been estimated about 4·1012 m3. In this regard, it is proposed to give cryohydrogenic part associated with the seasonal transitions of groundwater from the liquid to solid state and back in the active layer of the cryolithozone independent consideration within the hydrological (climatic) cycle of the natural water circulation. It is most certain that the permafrost water exchange function is more significant being associated with longterm permafrost development dynamics under the influence of periodic dramatic climate fluctuations. Thus, during the Holocene climatic optimum about 4.5·1015 m3 of underground ice was converted to the liquid phase. The intensity of water formed from the melting of this amount of ice inflowing its surface and underground reservoirs has been estimated about 820 km3 per year. This fact considered, the author proposes to consider the cryolithogenic part separately in the geological cycle of the natural water cycle.
About the authors
V. V. Shepelev
Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: sheply@mpi.ysn.ru
ORCID iD: 0000-0003-3434-6969
References
Алексеев В.Р. Вода и лед в криосфере Земли // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: материалы Междунар. науч. конф. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2005. С. 4–7. Втюрин Б.И. Подземные льды СССР. М.: Наука, 1975. 215 с. Котляков В.М. Избранные сочинения. В 6 кн. Кн. 5. В мире снега и льда. М.: Наука, 2002. 384 с. Шепелёв В.В. Надмерзлотные воды криолитозоны. Новосибирск: Гео, 2011. 169 с. Фотиев С.М. Современные представления об эволюции криогенной области Западной и Восточной Сибири в плейстоцене и голоцене (Сообщение 1) // Криосфера Земли. 2005. Т. IХ. № 2. С. 3–22. Зубаков В.А. Глобальные климатические события плейстоцена. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 280 с. Шполянская Н.А. Климатические ритмы и динамика криолитозоны (анализ эволюции в прошлом и прогноз изменений в будущем) // Криосфера Земли. 2001. Т. V. № 1. С. 3–14. Дучков А.Д., Балобаев В.Т. Эволюция теплового и фазового состояния криолитозоны Сибири // Глобальные изменения природной среды / гл. ред. Н.Л. Добрецов, В.И. Коваленко. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001. С. 77–104. Борзенкова И.И. История оледенения Арктического бассейна: взгляд из прошлого для оценки возможных изменений в будущем // Лёд и снег. 2016. Т. 56. № 2. С. 221–234. Шполянская Н.А. Плейстоцен-голоценовая история развития криолитозоны Российской Арктики «глазами» подземных льдов. Москва – Ижевск: Изд-во Института компьютерных исследований, 2015. 344 с. Шепелёв В.В. О схеме круговорота природных вод // Доклады IV Всерос. гидрологического съезда. Секция 3. Ч. II. М.: Метеоагентство Росгидромета, 2008. С. 72–76. Балобаев В.Т. Гидродинамические процессы формирования подмерзлотных вод // Подземные воды Центральной Якутии и перспективы их использования / отв. ред. Н.П. Анисимова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. С. 51–67. Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: Гео, 2009. 319 с. Фотиев С.М. Криогенный метаморфизм пород и подземных вод (условия и результаты). Новосибирск: Гео, 2009. 279 с. Шепелёв В.В. К понятию о криолитосфере Земли. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 1997. 72 с. Алексеев С.В. Криогенез подземных вод и горных пород (на примере Далдыно-Алакитского района Западной Якутии). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 119 с. Шепелёв В.В., Бойцов А.В., Оберман Н.Г., Петченко М.Ф., Анисимова Н.П., Какунов Н.Б.. Мониторинг подземных вод криолитозоны. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002. 172 с. Анисимова Н.П., Павлова Н.А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. Новосибирск: Гео, 2014. 189 с. Shepelev V.V. Research in the relationship between freezing rock layers and groundwater in cold regions // Heilongjiang Water Resources. 2016. Vol. 2. Iss. 1. P. 10–18. Алексеева Л.П., Алексеев С.В. Геохимия подземных льдов, соленых вод и рассолов Западной Якутии. Новосибирск: Гео, 2019. 214 с.
Supplementary files


