Д.Е. Едемский1, В.Е. Тумской2, И.В. Прокопович3

1,3 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (Москва, Россия)

2 Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН (г. Якутск, Россия)

3 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва, Россия)

1 deedemsky@gmail.com, 2 vtumskoy@gmail.com, 3 prokop@izmiran.ru

Постановка проблемы. История оледенения Северо-Востока России до настоящего времени изучена очень слабо. В 2022 г. впервые был обнаружен термоцирк на моренных отложениях в Оймяконском нагорье. В верхней части разреза морены в его пределах были обнаружены повторно-жильные льды, которые не были видны с поверхности. Для установления их размеров и конфигурации полигональной сети было необходимо проведение геофизических исследований, которые осуществлены с помощью георадиолокации (антенны с центральной частотой 150 и 50 МГц).

Цель. Разработать методику георадиолокационного исследования полигонально-жильных структур, адаптированную для полевых условий криолитозоны.

Результаты. Обследован термоцирк в долине р. Сунтар с применением георадиолокации (антенны 50 и 150 МГц) и последующей обработкой на основе атрибутного анализа. Продемонстрирована возможность обнаружения и картирования повторно-жильных льдов на моренном склоне при наличии активного слоя мощностью не менее 1 м и локальных помех в виде валунов. Определен перечень атрибутов, эффективных для локализации и картирования полигональной сети, и установлена зависимость их применения от центральной частоты антенной системы.

Практическая значимость. Применение метода георадиолокации позволяет локализовать систему полигонально-жильных льдов в моренных отложениях, что является критически важным для прогнозирования устойчивости инфраструктуры в северных регионах.

Едемский Д.Е., Тумской В.Е., Прокопович И.В. Георадарное обследование термоцирка на морене в долине р. Сунтар // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 3. С. 94−104. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202503-11

1. Достовалов Б.Н. О физических условиях образования морозобойных трещин и развития трещинных льдов в рыхлых породах // Исследования вечной мерзлоты в Якутской Республике. 1952. Вып. 3. С. 162–194.
2. Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы. М.: Изд-во МГУ. 1993. 336 с.
3. Едемский Д.Е., Тумской В.Е., Прокопович И.В. Изучение сильнольдистых отложений с повторно-жильными льдами методом георадиолокации // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 5. С. 22−28. DOI 10.18127/ j15604128-202405-04.
4. Arcone S.A., Sellman P.V., Delaney A.J. Radar detection of ice wedges in Alaska // CRREL Rep. 1982. V. 19. P. 82–43.
5. Hinkel K.M., Doolittle J.A., Bockheim J.G., Nelson F.E., Paetzold R., Kimble J.M., Travis R. Detection of subsurface permafrost features with ground-penetrating radar, Barrow, Alaska // Permafrost and Periglacial Processes. 2001. V. 12. № 2. P. 179–190. DOI 10.1002/ppp.369.
6. Forte E., Pipan M., Casabianca D., Di Cuia R., Riva A. Imaging and characterization of a carbonate hydrocarbon reservoir analogue using GPR attributes // Journal of Applied Geophysics. 2012. V. 81. P. 76–87. DOI 10.1016/j.jappgeo.2011.09.009.
7. Munroe J.S., Doolittle J.A., Kanevskiy M.Z., Hinkel K.M., Nelson F.E., Jones B.M., Shur Y., Kimble J.M. Application of ground penetrating radar imagery for three-dimensional visualisation of near-surface structures in ice-rich permafrost, Barrow, Alaska // Permafrost and Periglacial Processes. 2007. V. 18. P. 309–321. DOI 10.1002/ppp.594.
8. De Pascale G.P., Pollard W.H., Williams K.K. Geophysical mapping of ground ice using a combination of capacitive coupled resistivity and ground-penetrating radar, Northwest Territories, Canada // Journal of Geophysical Research. 2008. V. 113. P. F02S90. DOI 10.1029/2006JF000585.
9. Sokolov K., Fedorova L., Fedorov M. Prospecting and evaluation of underground massive ice by ground-penetrating radar // Geosciences. 2020. V. 10. P. 274. DOI 10.3390/geosciences10070274.
10. Тумской В.Е., Торговкин Н.В., Романис Т.В. Термоцирк на морене в долине р. Сунтар // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2021. № 8. С. 252–257. DOI 10.24412/2687-1092-2021-8-252-257.
11. Попов А.В., Прокопович И.В., Едемский Д.Е., Морозов П.А., Беркут А.И. Глубинный георадар: принципы и применение // Электромагнитные волны и электронные системы. 2018. Т. 23. № 4. С. 28–36.
12. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию. М.: Издательство МГУ. 2004. 153 с.
13. Giannopoulos A. Modelling ground-penetrating radar by GprMax // Construction and Building Materials. 2005. V. 19 № 10. P. 755–762. DOI 10.1016/j.conbuildmat.2005.06.007.
14. Bricheva S., Schennen S., Stanilovskaya J. Prospects of the FDTD modeling tool gprMax for imaging of ice wedges // 9th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar. 2017. P. 1–5. DOI 10.1109/IWAGPR.2017.7996093.