Уральское отделение Российской академии наук
ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИКИ
имени Ю.П. Булашевича
г. Екатеринбург
ул. Амундсена, д. 100
Контакты и реквизиты
Уральский геофизический вестник #1 (31), 2018
DOI: 10.25698/UGV.2018.1.1.04

ВЛИЯНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОТЕРМИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН/ГОЛОЦЕНОВОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

А.Н. Антипин Д.Ю. Демежко А.А. Горностаева

Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург

Аннотация. Исследовано влияние фазовых переходов «лед/вода» на результаты долговременных реконструкций температурных историй земной поверхности по данным скважинной термометрии. Показано, что при отсутствии учета фазовых переходов в первую очередь искажается хронология событий - дата плейстоцен/голоценового потепления смещается в более поздние времена. Величина искажения тем значительнее, чем меньше плотность геотермического теплового потока и больше содержание льда в порах. При большом содержании льда (>10%) и низкой плотности геотермического теплового потоке (<30 мВт/м2) искажается и форма температурной истории - фронт потепления становится менее резким, «заваливается». Амплитуда температурных колебаний прошлого искажается незначительно.
pdf
Антипин А.Н., Демежко Д.Ю., Горностаева А.А. ВЛИЯНИЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОТЕРМИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЙ ПЛЕЙСТОЦЕН/ГОЛОЦЕНОВОГО ПОТЕПЛЕНИЯ // Уральский геофизический вестник. № 1 (31), 2018, c. 4-14.
Ссылки
  1. Будак Б.М., Соловьева Е.Н., Успенский А.Б. Разностный метод со сглаживанием коэффициентов для решения задач Стефана // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1965. Т. 5. № 5. С. 828–840.
  2. Будак Б.М., Гольдман Н.Л., Егорова А.Т., Успенский А.Б. Метод выпрямления фронтов для решения задач типа Стефана в многомерном случае // Вычислительные методы и программирование. М.: Изд-во МГУ, 1967. С. 103–120.
  3. Голованова И.В., Сальманова Р.Ю., Демежко Д.Ю. Реконструкции климата на Урале по геотермическим данным // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 12. С. 1776–1785.
  4. Демежко Д.Ю. Геотермический метод реконструкции палеоклимата (на примере Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 144 с.
  5. Демежко Д.Ю. Геотермические оценки теплового режима в основаниях позднеплейстоценовых ледниковых щитов. Ч. I. Лаврентийский щит // Уральский геофизический вестник. 2016. № 2(28). С. 22–32.
  6. Демежко Д.Ю., Уткин В.И., Дучков А.Д., Рывкин Д.Г. Геотермические оценки амплитуд голоценового потепления в Европе // Доклады Академии наук. 2006. Т. 406. № 5. С. 688–690.
  7. Дучков А.Д., Балобаев В.Т., Володько Б.В., Девяткин В.Н., Лысак С.В., Пузанков Ю.М., Ножкин А.Д., Соколова Л.С., Березкин В.И., Богомолова Л.М., Ботулу Е.А., Дорофеева Р.П., Дук В.Л., Егоров А.С., Зедгенизов А.Н., Зуй А.Н., Кицул В.И., Ковешников А.М., Котов А.Б., Курчиков А.Р., Медведев В.И., Попов Н.В., Русаков В.Г., Смелов А.П., Стогний В.В., Туркина О.М., Шендер Н.А. Температура, криолитозона и радиогенная теплогенерация в земной коре Северной Азии. Новосибирск, 1994. 141 с. (Тр. ОИГГМ СО РАН. Вып. 821).
  8. Нестеренко А.И., Нестеренко Н.Г. Метод вспомогательной сетки для численного решения задач с подвижными границами фаз // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1984. Т. 24. № 3. С. 374–382.
  9. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: УРСС, 2003. 784 с.
  10. Самарский А.А., Моисеенко Б.Д. Экономичная схема сквозного счета для многомерной задачи Стефана // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1965. Т. 5. № 5. С. 816–827.
  11. Тихонов А.Н., Любимова Е.А., Власов В.К. Об эволюции зон проплавления в термической истории Земли // ДАН ССР. 1969. Т. 188. № 2. С. 338–342.
  12. Хачай Ю.В. Влияние нелинейных характеристик среды на восстановление геотемпературного поля по малоглубинной съемке // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1984. № 3. С. 89–92.
  13. Bodri L. and Cermak V. Borehole climatology. A new method on how to reconstruct climate. Elsevier Science, 2007. 352 pp.
  14. Chouinard C., Mareschal J.C. Ground surface temperature history in southern Canada: temperatures at the base of the Laurentide ice sheet and during the Holocene // Earth and Planetary Science Letters. 2009. V. 277 (1). P. 280–289.
  15. Demezhko D.Yu. and Shchapov V.A. 80,000 years ground surface temperature history inferred from the temperature-depth log measured in the superdeep hole SG-4 (the Urals, Russia) // Global and Planetary Change. 2001. V. 29. No 3–4. P. 219–230.
  16. Demezhko D.Yu., Ryvkin D.G., Outkin V.I., Duchkov A.D. and Balobaev V.T. Spatial distribution of Pleistocene/Holocene warming amplitudes in Northern Eurasia inferred from geothermal data // Climate of the Past. 2007. V. 3. P. 559–568.
  17. Demezhko D.Yu., Gornostaeva A.A., Tarkhanov G.V. and Esipko O.A. 30,000 years of ground surface temperature and heat flux changes in Karelia reconstructed from borehole temperature data // Bulletin of Geography. Physical Geography Series. 2013. No 6. P. 7–25.
  18. Demezhko, D., Gornostaeva, A., Majorowicz, J., & Safanda, J. Temperature and heat flux changes at the base of Laurentide ice sheet inferred from geothermal data (evidence from province of Alberta, Canada) // Int J Earth Sci(Geol Rundsch). 2018. V. 107. No 1. P. 113–121.
  19. Duchkov A.D., Devyatkin V.N. Reduced geothermal gradients in the shallow WestSiberian Platform // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1992. V. 98. No 2–4. P. 245–250.
  20. Galushkin Yu. Numerical simulation of permafrost evolution as a part of sedimentary basin modelling: Permafrost in the PlioceneHolocene climate history of the Urengoy field in the West Siberian basin // Canadian Journal of Earth Sciences. 1997. V. 34. No 7. P. 935– 948.
  21. Gosink, J.P., Osterkamp T.E. Models for permafrost thickness variation in response to changes in paleoclimate // Proceedings of the Fifth Canadian Permafrost conference, Laval University, Collection Nordicana. 1990. No 54. P. 191–198.
  22. Gornitz V. (ed.). Encyclopedia of paleoclimatology and ancient environments. Springer Science & Business Media, 2009. 1047 pp.
  23. Kukkonen I.T., Safanda J. Palaeoclimate and structure: the most important factors controlling subsurface temperatures in crystalline rocks. A case history from Outokumpu, eastern Finland // Geophysical Journal International. 1996. V. 126. No 1. P. 101–112.
  24. Kukkonen I.T., Joeleht A. Weichselian temperatures from geothermal heat flow data // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2003. V. 108. No B3. P. 2163.
  25. Lachenbruch A.H. and Marshall B.V. Changing climate: Geothermal evidens from permafrost in the Alaskan Arctic // Science. 1986. V. 234. No 4777. P. 689–696.
  26. Majorowicz J., Safanda J. Heat flow variation with depth in Poland: evidence from equilibrium temperature logs in 2.9-km-deep well Torun-1 // Int. J. Earth Sci. (Geol Rundsch). 2008. V. 97. No 2. P. 307–315.
  27. Majorowicz J., Safanda J., Osadetz K. Inferred gas hydrate and permafrost stability history models linked to climate change in the Beaufort-Mackenzie Basin, Arctic Canada // Climate of the Past. 2012. V. 8(2). P. 667–682.
  28. Majorowicz J., Safanda J. Effect of postglacial warming seen in high precision temperature log deep into the granites in NE Alberta // Int. J. Earth Sci. (Geol Rundsch), 2015. V. 104 (6). P. 1563–1571.
  29. Mareschal J.C., Rolandone F., Bienfait G. Heat flow variations in a deep borehole near Sept-Iles, Quebec, Canada: Paleoclimatic interpretation and implications for regional heat flow estimates // Geophysical Research Letters. 1999. V. 26 (14). P. 2049–2052.
  30. Mottaghy D., Rath V. Latent heat effects in subsurface heat transport modelling and their impact on palaeotemperature reconstructions // Geophysical Journal International. 2006. V. 164 (1). P. 236–245.
  31. Rajver D., Safanda J., Shen P.Y. The climate record inverted from borehole temperatures in Slovenia // Tectonophysics. 1998. V. 291. P. 263–276.
  32. Rolandone F., Mareschal J.C., Jaupart C. Temperatures at the base of the Laurentide Ice Sheet inferred from borehole temperature data // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. No 18. P. 1–4.
  33. Safanda J., Szewczyk J., Majorowicz J. Geothermal evidence of very low glacial temperatures on a rim of the Fennoscandian ice sheet // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. No 7. L07211, doi: 10.1029/2004GL019547.
  34. Sass J.H., Lachenbruch A.H., Jessop A.M. Uniform heat flow in a deep hole in the Canadian Shield and its paleoclimatic implications // Journal of Geophysical Research. 1971. V. 76 (35). P. 8586–8596.
Яндекс.Метрика