Анализ ледяного шлама, полученного при бурении снежно-фирновой толщи на станции Восток


https://doi.org/10.31857/S2076673425020124

Полный текст:




Аннотация

Установлены и описаны зависимости изменения размера и формы ледяного шлама снежно-фирновой толщи района станции Восток с учётом плотности массива и механической скорости бурения. Предложена классификация формы частиц ледяного шлама и её аппроксимация к эллипсоиду. Рассмотрена практическая значимость полученных данных при разработке техники и технологий бурения верхних горизонтов ледников.


Об авторах

Д. А. Васильев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


И. В. Ракитин
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


С. А. Игнатьев
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


А. В. Большунов
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


А. Ю. Ожигин
Санкт-Петербургский горный университет
Россия
Санкт-Петербург


Список литературы

1. Большунов А.В., Васильев Д.А., Дмитриев А.Н., Игнатьев С.А., Кадочников В.Г., Крикун Н.С., Сербин Д.В., Шадрин В.С. Результаты комплексных экспериментальных исследований на станции Восток в Антарктиде // Записки Горного института. 2023. Т. 263. С. 724–741. EDN WQNJET

2. Екайкин А.А., Чихачев К.Б., Верес А.Н., Липенков В.Я., Тебенькова Н.А., Туркеев А.В. Профиль плотности снежно-фирновой толщи в районе станции Восток, Центральная Антарктида // Лёд и Снег. 2022. Т. 62. № 4. С. 504–511. https://doi.org/10.31857/S2076673422040147

3. Игнатьев С.А., Васильев Д.А., Большунов А.В., Васильева М.А., Ожигин А.Ю. Экспериментальные исследования переноса ледяного шлама воздухом при бурении снежно-фирновой толщи // Лёд и Снег. 2023. Т. 63. № 1. С. 141–152. https://doi.org/10.31857/S2076673423010076

4. Капустин А.В. Некоторые особенности производства метеорологических измерений на антарктической станции Восток // Colloquiumjournal. 2019. № 9 (33). С. 17–25. https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10216

5. Липенков В.Я., Полякова Е.В., Дюваль П., Преображенская А.В. Особенности строения антарктического ледникового покрова в районе станции Восток по результатам петроструктурных исследований ледяного керна // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 2 (76). С. 68–77.

6. Сербин Д.В., Дмитриев А.Н. Экспериментальные исследования теплового способа бурения плавлением скважины в ледовом массиве с одновременным контролируемым расширением ее диаметра // Записки Горного института. 2022. Т. 257. С. 833–842. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.82

7. Верес А.Н., Екайкин А.А., Липенков В.Я., Туркеев А.В., Ходжер Т.В. Первые данные о климатической изменчивости в районе ст. Восток (Центральная Антарктида) за последние 2000 лет по результатам изучения снежно-фирнового керна // Проблемы Арктики и Антарктики. 2020. 66 (4). C. 482–500. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2020-66-4-482-500

8. Blott S.J., Pye K. Particle shape: a review and new methods of characterization and classification // Sedimentology. 2007. 55 (1). P. 31–63. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.2007.00892.x

9. Clarke G.K.C. A short history of scientific investigations on glaciers // Journ. of Glaciology. 1987. № 33 (S1). P. 4–24. https://doi.org/10.3189/S0022143000215785

10. Dengaev A.V. Mechanical Impurities Carry-Over from Horizontal Heavy Oil Production Well // Processes. 2023. № 11. P. 2932. https://doi.org/11.2932.10.3390/pr11102932

11. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Tebenkova N. Fifty years of instrumental surface mass balance observations at Vostok Station, Central Antarctica // Journ. of Glaciology. 2023. P. 1–13. https://doi.org/10.1017/jog.2023.53

12. Gibson C. RAM-2 Drill system development: an upgrade of the Rapid Air Movement Drill // Annals of Glaciology. 2020. V. 62 (84). P. 1–10. https://doi.org/10.1017/aog.2020.72

13. Goodge J.W., Severinghaus J.P., Johnson J., Tosi D., Bay R. Deep ice drilling, bedrock coring and dust logging with the Rapid Access Ice Drill (RAID) at Minna Bluff, Antarctica // Annals of Glaciology. 2021. V. 62. P. 1–16. https://doi.org/10.1017/aog.2021.13

14. Hu Zh., Talalay P.G., Zheng Zh., Cao P., Shi G., Li Y., Fan X., Ma H. Air reverse circulation at the hole bottom in ice-core drilling // Journ. of Glaciology. 2019. V. 65. P. 149–156. https://doi.org/10.1017/jog.2018.95

15. Hong J., Fan X., Liu Y., Liu G., Liu B., Talalay P. Size distribution and shape characteristics of ice cuttings produced by an electromechanical auger drill // Cold Regions Science and Technology. 2015. V. 119. P. 204–210. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2015.08.012

16. Hong J., Talalay P., Sysoev M., Fan X. DEM modeling of ice cuttings transportation by electromechanical auger core drills // Annals of Glaciology. 2014. V. 55 (68). P. 65–71. https://doi.org/10.3189/2014AoG68A002

17. Hou Zh., Liu Y., Meng Q., Xu H., Liang N., Yang G. Investigation of the dynamic ascent characteristics of ice core during polar core drilling // Cold Regions Science and Technology. 2024. 222. 104184. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2024.104184

18. International Organization for Standardization. ISO 13322–1:2014 Particle size analysis – Image analysis methods – Part 1: Static image analysis methods, 2nd ed. Geneva: International Organization for Standardization, 2014.

19. International Organization for Standardization. ISO 9276–1:1998 Representation of results of particle size analysis – Part 1: Graphical representation, 2nd ed. Geneva: International Organization for Standardization, 1998.

20. Kern J., Montagna G., Borges M. Techniques for determining size and shape of drill cuttings // Brazilian Journal of Petroleum and Gas. 2022. V. 16 (2). P. 6577. https://doi.org/10.5419/bjpg2022-0006

21. Kyzym I., Reyes R., Rana P., Molgaard J., Butt S. Cuttings Analysis for Rotary Drilling Penetration Mechanisms and Performance Evaluation // Conference: ARMA 2015. 49th US Rock Mechanics. 2015.

22. Litvinenko V.S. Foreword: Sixty-year Russian history of Antarctic sub-glacial lake exploration and Arctic natural resource development // Geochemistry. 2020. 80 (3). https://doi.org/10.1016/j.chemer.2020.125652

23. Litvinenko V.S., Leitchenkov G.L., Vasiliev N.I. Anticipated sub-bottom geology of Lake Vostok and technological approaches considered for sampling // Geochemistry. 2020. 80. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2019.125556

24. Merkus H.G. Particle Size Measurements Fundamentals, Practice, Quality. Springer, 2009.

25. Mikhalenko V., Kutuzov S., Toropov P., Legrand M., Sokratov S., Chernyakov G., Lavrentiev I., Preunkert S., Kozachek A., Vorobiev M., Khairedinova A., Lipenkov V. Accumulation rates over the past 260 years archived in Elbrus ice core, Caucasus // Climate of the Past. 2024. V. 20. P. 237–255. https://doi.org/10.5194/cp-20-237-2024

26. Ren Z., Gao H., Luo W., Elser J. Bacterial communities in surface and basal ice of a glacier terminus in the headwaters of Yangtze River on the Qinghai–Tibet Plateau // Environmental Microbiome. 2022. № 17 (12). P. 1–14. https://doi.org/10.1186/s40793-022-00408-2 Rodriguez J.,

27. Edeskär T., Knutsson S. Particle shape quantities and measurement techniques: a review // The electronic journal of geotechnical engineering. 2013. 18. P. 169–198.

28. Talalay P.G. Removal of cuttings in deep ice electromechanical drills // Cold Regions Science and Technology. 2006. 44 (2). P. 87–98. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2004.08.005

29. Talalay P.G. Mechanical Ice Drilling Technology. Singapore: Springer, 2016.

30. Veres A.N., Ekaykin A.A., Golobokova L.P., Khodzher T.V., Khuriganowa O.I., Turkeev A.V. A record of volcanic eruptions over the past 2,200 years from Vostok firn cores, central East Antarctica // Front. Earth Science. 2023. № 11. P. 1075739. https://doi.org/10.3389/feart.2023.1075739

31. Zhang Z., Lan X., Wen G., Qingming L., Yang X. An Experimental Study on the Particle Size and Shape Distribution of Coal Drill Cuttings by Dynamic Image Analysis // Geofluids. 2021. P. 1–11. https://doi.org/10.1155/2021/5588248


Дополнительные файлы

Для цитирования: Васильев Д.А., Ракитин И.В., Игнатьев С.А., Большунов А.В., Ожигин А.Ю. Анализ ледяного шлама, полученного при бурении снежно-фирновой толщи на станции Восток. Лёд и Снег. 2025;65(2):357-372. https://doi.org/10.31857/S2076673425020124

For citation: Vasilev D.A., Rakitin I.V., Ignatev S.A., Bolshunov A.V., Ozhigin A.Y. Analysis of Ice Cuttings Collected During Drilling of the Snow-Firn Layer at Vostok Station. Ice and Snow. 2025;65(2):357-372. https://doi.org/10.31857/S2076673425020124

Просмотров: 4

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)