Temiika tundry i dynamika czynnej warstwy zmarzliny na przedpolu lodowców Scotta i Renarda (rejon Bellsundu, Zachodni Spitsbergen)

Transkrypt

1 XIV Sympozjum Polarne, Lublin 198V Instytut Nauk o Ziemi Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin J. REPELEWSKA-PĘKALOWA, A. F. GLUZA, K. DĄBROWSKI Temiika tundry i dynamika czynnej warstwy zmarzliny na przedpolu lodowców Scotta i Renarda (rejon Bellsundu, Zachodni Spitsbergen) The tfcrmicof the tundra and dynamics of the permafrost active layer in the forefield of Scott and Renard Glaciers (Bellsund area, West Spitsbergen) Badania termiki gruntu i miąższości czynną warstwy zmarzliny prowadzono w sezonie letnim 1986 roku w ramach realizacji programu Wyprawy Geograficzną UMCS. Pomiary temperatury gruntu były wykonywane za pomocą dwu typów termametrów: termometry szklane umieszczone były na głębokości 2,5,10,20,50 cm, a termometr elektryczny miał czujniki na głębokości 40,90 i 100 cm Z analizy danych (rye. 1) wynika, że średnie temperatury gruntu obniża ły się wraz z głębokością przez cały okres pomiarowy ( ). Na głębokości 2 cm średnia za cały okres badań wynosiła 5,6 C, na 5 cm - 5,3 C, 10 cm - 4,9 C, 20 cm - 4,2 C, 40 cm - 3,5 C, 50 cm 2XC, 90 cm - 0,3 C, 140 cm - -0,5 C. Oprócz tego na tundrze, w odległości ok. 500 mod stacji bazowej zainstalowano zestaw termometrów glebowych na głębokości 5 cm i ekstremalnych 5 cm nad powierzchnią gruntu oraz elektryczne termometry oporowe z czujnika na głębokościach: 5, i0.20,50 i 100 cm, na terenach o różnych cechachfizjograficznych. Uwzględniono następujące obszary: grunty strukturalne kamieniste suche, bezroślinności,tundra sucha, tundra torfowa mokra, tundra kamienista z wodą ruchomą w pokrywach (tab. 1). Tab. 1. Średnia dobowa temperatura gruntu kamienistego suchego (A) i torfiastego suchego (B) Głębokość w cm Temperatura: punkt A punkt В 6, ,6 5,0 5,5 5,0 5,1 4,8. W obydw u punktach podobnie jak na stacji bazowej zaznacza się spadek temperatury wraz z głębokością. ale średnia dobowa temperatura była wyższa o 0,5 C w gruncie kamienistym. Miąższość czynnej warstwy zmarzliny określano wykonując sondowania wzdłuż transektów i profili wytypowanych w obszarach zróżnicowanych pod względem nachylenia powierzchni, ekspozycji, rodzaju podłoża oraz stopnia pokrycia roślinnością. Ponadto w kilku punktach zainstalowano zmarzlinomierze. Pod loże stanowiły osady blokowo-gliniaste. pylasto-piaszczyste, ilaste. Transekt I (ryc. 2) - przecinał system podniesionych teras marskich o wysokościach 25-30,50-60, 80, moraz obejmował fragirenty stoku; transekt II (ryc, 3) przebiegał w całości w obrębie równiny akumulacyjnej terasy m; transekt III - poprowadzono po północnym stoku masywu

2 109 Wijkanderberget 1 przez przyległą równinę nadmorską z systemem podniesionych teras mordach o wysokości od 3 do 100 m. Profile (ryc. 4) wyznaczono na różnie eksponowanych zboczach form dolinnych rozcinających równinę Calypsostrandy oraz w obrębie fosylnego klifu morskiego. Wyniki sondowań zestawiono w formie graficznej (ryc. 2,3,4). Średnia miąższość zmarzliny wahała się w granicach od 87,5 do 135 cm. zmienna też była miąższość warsusy mnkrq (od 34 do 109 cm). Zmarzlina występowała najpłycej w korytach rzek lodowcowych, pod płytkimi jeziorkami z płatami mchu oraz w gruntach pokrytych zwartą roślinnością, najgłębiej zaś w luźnych pokrywach sandrów nadzalewowych i w obrębie pokryw morskich oraz ai morenach lodowców Scotta i Renarda. Porównanie wyników sondowań prowadzonych w różnym czasie wskazuj e na wyrównanie stropu.zmarzliny w okresie września, w porównaniu z sytuacją z przełomu lipca i sierpnia Wpływ poszczególnych elementów meteorologicznych na wahania miąższości czynnej warstwy zmarzliny określano na podstawie danych stacji bazowej w Calypsobyen. W tym celu analizowano zmiany głębokości izotermy 0 C w gruncie stanowiącej zarazem głębokość stropu zmarzliny. Wielkość tę dla poszczególnych dni uzyskiwano na podstawie interpolacji liniową (ryc. 5). staq'i bazową głębokość występowania zmarzliny wahała się w granicach ód 128 do 96 cm, zaś średnia dla okresu od 24 lipca do 1 września 1986 wynosiła 110 cm Potwierdzają to wyniki sondowań (ryc. 1). W celu określenia miąższości czynnej warstwy zmarzliny wyliczano dla każdego dnia współczynniki korelacji między głębokością zalegania izotermy 0 C, a średnimi dobowymi wartościami poszczególnych elementów meteorologicznych. Największy wpływ ma natężenie promieniowania pochłoniętego przez glebę. Współczynnik korelacji wyniósł 0,54. Należy zaznaczyć, że reakcja zmarzliny na spadek lub wzrost natężenia promieniowania pochłoniętego zaznacza się odpowiednio wzrostem lub podniesieniem stropu zmarzliny dopiero po upływie 7 dni. Również podobna zależność występuje między temperaturą gruntu na głębokości 2 cm, a poziomem zalegania izotermy C- w gruncie. Współczynnik korelacji między tymi elementami wynosi 0,50. Duży wpływ na wahanie głębokości stropu zmarzliny ma temperatura przy powierzchni (5 an), szczególnie temperatura maksymalna. Zmiany te również zaznaczają się po upływie 7 dni. Wpływ usłonecznienia zaznacza się po 4 dniach, lecz korelacja jest niska (0,30). Wraz ze wzrostem wysokości zmniejsza się bezpośredni wpływ poszczególnych elementów meteorologicznych na zmiany miąższości zmarzliny. Wpływ temperatur lraksymalnych i średnich na wysakości 2 m nad gruntemjest prawie nie znaczący (wiedcość współczynnika korelaq'i wynosi mniej niż 0,10). Pośredni wpływ na zmarzlinę mają również takie elementy jak uwilgocenie gruntu (wilgotna gleba lepiej pochłania i przewodzi ciepło), pokrycie roślinnością, struktura gleby, ruch wody w czynnej warstwie zmarzliny. Przedstawione wyniki mają charakter wstępny. Badania rozpoczęte w 1986 r. będą kontynuawane w sezonach letnich 1987 i SUMMARY The research works on the permafrost active layer and thermic conditions of the tundra were carried out during the polar summer 1986 on the Renard and Scott Glaciers forefield and on Calypsostranda shore plain.

3 но It was demonstrated that the local variation of the ground temperatures and the subsurface layer of the permafrost temperatures are connected with the type of superficial deposits, water conditions and vegetation cover. The thickness and dynamics of the permafrost active layer was studied of different geosystems: marine terraces dry and wet with tundra vegetation and devoid of vegetation cover, dry and wet outwash plain, slopes with different exposition but the same geology. Ryc. 1. Rozkład temperatur w gruncie w stacji bazowej w Calypsobyen. Ryc. 2. Transekt. I - Miąższość czynnej warstwy zmarzliny. Ryc. 3. Transekt II - Wykres zmian czynnej warstwy zmarzliny. Ryc. 4. Wykres zmian czynnej warstwy zmarzliny. Ryc. 5. Termoizoplety gruntu w Calypsobyen. r. Praca wykonana w ramach CPBP ОЗ.ОЗ.В9.

4

5

6

7 о я С2 in п n n й Wykres zmian czynnej warstwy zmarzliny - poziom wody strop zmarzliny "

8 sw NE A "»

9 *?? n Ln ' TERMOIZOPLETY GRUNTU W DNIACH W CALYPSOBYEN