Разработка методики изучения криогенных объектов при помощи георадиолокации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат наук Бричева Светлана Сергеевна

• Бричева Светлана Сергеевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Бричева Светлана Сергеевна

Введение

Глава 1. История и современное состояние метода георадиолокации применительно к работам на мерзлоте

1.1. Георадиолокация на мерзлоте с 1960-х до конца 1980-х - от стремительного взлёта до первого кризиса

1.2. 1990-е - начало 2000-х - поворотный момент в истории развития георадиолокации на мерзлоте

1.3. Поиск новых объектов исследования

1.4. Новые технологии обработки данных

1.5. Численное моделирование

1.6. Программа для численного моделирования данных георадиолокации §ргМах

1.7. Выводы

Глава 2. Основные физические понятия

2.1. Понятие электрофизической модели объекта, кинематических и динамических характеристик записи

2.2. Коэффициент отражения и проводимость

2.3. Разрешающая способность в георадиолокации

Глава 3. Характеристика изучаемых криогенных объектов

3.1. Полигонально-жильные льды. Общая характеристика

3.2. Электрофизическая модель полигонально-жильного льда

3.3. Псевдоморфозы по полигонально-жильным льдам

3.4. Электрофизическая модель псевдоморфозы по полигонально-жильным льдам

3.5. Бугры пучения. Общая характеристика

3.6. Электрофизическая модель бугра пучения

3.7. Выводы

Глава 4. Методы исследования

4.1. Определение скорости электромагнитных волн в разрезе

4.2. Примеры апробации методики натурного моделирования

4.3. Численное моделирование - тестирование программы

4.4. Численное моделирование ледяной жилы

4.5. Численное моделирование псевдоморфозы по ПЖЛ

4.6. Физическое моделирование ледяной жилы

4.7. Выводы

Глава 5. Результаты полевых исследований

5.1. Полигонально-жильные льды (Чарская котловина, Забайкальский край)

5.2. Псевдоморфоза по полигонально-жильным льдам (п-ов Явай, ЯНАО)

5.3. Бугры пучения (Гыданский п-ов, ЯНАО)

5.4. Миграционные бугры пучения пальза (Финляндия, Северная Лапландия)

5.5. Выводы

Глава 6. Методические рекомендации по изучению ряда криогенных объектов

методом георадиолокации

Заключение

Список литературы

1. Введение

Мёрзлые породы, широко распространённые не только на планете Земля, но и на многих космических телах, являются одними из важнейших объектов современных исследований. Геокриология - наука о мёрзлых горных породах -породах, постоянно находящихся при отрицательных температурах. Она находится на пересечении геологии, географии, геофизики и других естественных наук. Объектом её исследования являются как сами многолетнемёрзлые породы, так и включения массивного льда (полигонально-жильные, пластовые и др. льды), талики, криопэги, бугры пучения и иные криогенные объекты, сформировавшиеся вследствие замерзания или же вытаивания воды и водных растворов.

Сложное криогенное строение и многообразие структур многолетнемёрзлых пород ставят задачу исследования верхней части их разреза в ряд наиболее актуальных при инженерно-геокриологических изысканиях. При этом, учитывая особенности природно-климатических условий криолитозоны, высокую изменчивость состояния верхней части разреза - динамическое неустойчивое равновесие этой системы, требуется применять высокопроизводительные, информативные, неразрушающие и экологически чистые методики исследования. К таким методам относится георадиолокация, давно завоевавшая популярность среди геофизических методов на мерзлоте.

К сожалению, в настоящее время качественная интерпретация данных георадиолокации вызывает определённые трудности. Зачастую обработка сводится к выделению на радарограммах только осей синфазности и заключению о определении глубины отражающих границ. Однако массивы георадиолокационных данных содержат значительно больше информации, чем извлекается при стандартной обработке и требуют более тонкого анализа. В практике георадиолокации нередко встречаются разрезы, однозначная интерпретация которых затруднительна, геометрия границ очень сложна и не поддаётся точному выделению по результатам только стандартной обработки. К таким разрезам относятся многолетнемёрзлые породы, содержащие криогенные структуры в виде ледяных образований. Для таких данных требуется разработать методику обработки, позволяющую получать некоторые обобщённые характеристики, отражающие

форму, размеры, свойства и состояние объектов, проявившихся на радарограммах. Эта информация, будучи подкреплённой бурением, позволит судить уже о природе (происхождении) и стадии формирования объектов. Эта задача стоит на стыке геокриологии и геоморфологии, так как объектом её изучения являются как сами криогенные образования (полигонально-жильные льды, псевдоморфозы по ним и бугры пучения), но и вмещающие их осадочные породы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики изучения криогенных объектов при помощи георадиолокации»

Актуальность темы исследования

Повсеместная распространённость многолетнемёрзлых и сезонномёрзлых пород в арктическом регионе, как и в мире в целом, обусловливает их важность в хозяйственной деятельности человека. Активное промышленное освоение приполярных регионов привело к тому, что изучение мёрзлых пород входит в число важнейших мировых проблем. Изучение специфики мёрзлых пород необходимо при решении многих практических задач, таких как разведка и разработка месторождений полезных ископаемых, строительство промышленных, гражданских, и других объектов, коммуникаций, трубопроводов, эксплуатация и строительство железных дорог в северных районах и многих других. Подземные льды, в частности, полигонально-жильные, распространены на мерзлоте очень широко. Активное освоение областей распространения мерзлоты сопряжено с большими рисками для любой жилищной и промышленной инфраструктуры в связи с вытаиванием подземного льда. Полигонально-жильный лёд (ПЖЛ) - важное криологическое явление, широко распространённое в зоне вечной мерзлоты в нашей стране и за её пределами. Его образование связано с сильными морозами, которые вызывают растрескивание земной поверхности. Образовавшиеся трещины весной заполняются талыми водами из активного слоя, вода замерзает в них и расширяет трещины ещё больше. Год за годом такой ледяной клинышек прирастает в ширину и глубину. Этот процесс может идти тысячелетиями и в результате сформирует целый массив жильных льдов. На поверхности такие льды формируют так называемые полигональные решётки - сеть из морозобойных трещин и полигонов между ними. Этот узор на поверхности земли является важным идентификатором наличия процесса льдообразования при дешифрировании космических снимков. Однако в ряде случаев такой признак наличия льдов отсутствует, о наличии «скрытых» жильных льдов - не имеющих характерного полигонального рельефа на

поверхности - можно судить по обнажениям в речных берегах и по проявлениям термокарста на линейных объектах. Изучение положения таких «скрытых» ПЖЛ в

U U U 1 TT U

разрезе является актуальной задачей инженерной геокриологии и геофизики. Другой не менее важной задачей при исследованиях мёрзлых пород самого разного целевого назначения является определение формы и размеров ледяных образований. Эта задача в чистом виде междисциплинарная, её решение, очевидно, позволит предсказывать объём воды, которая может высвободиться при вытаивании льда. Но кроме того, знание формы и размеров ПЖЛ, например, необходимо для понимания климатических условий, в которых они формировались, а это одна из ключевых задач палеогеографических исследований. Поиск массивного льда в мёрзлых породах, а, следовательно, содержащейся в них воды в настоящее время является приоритетной целью исследований NASA (National Aeronautics and Space Administration, США). Это не случайно - методика, позволяющая дистанционно оценивать объёмы подземного льда - вопрос, напрямую касающийся обеспечения жизнедеятельности будущий миссий на другие тела Солнечной системы и, возможно, шаг к ответу на вопрос об инопланетной жизни.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методики изучения ряда криогенных объектов и вмещающих их пород при помощи георадиолокации на основе математического, физического моделирования и натурных экспериментов.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать различные типы криогенных образований, опыт использования метода георадиолокации для их изучения, выделить ряд объектов для изучения в работе.

2. Построить электрофизическую модель изучаемых криогенных объектов и на основании её составить классификацию этих объектов в поле электромагнитных волн георадарного диапазона.

3. На основе электрофизической модели выявить и проанализировать признаки криогенных объектов в волновом поле - кинематические (форма осей синфазности, скорость распространения волн) и динамические (амплитуды, модули спектров, энергия сигнала) характеристики волнового поля.

Фактический материал исследования

При подготовке данной работы использовались полевые материалы, полученные автором на различных регионах, в разных климатических и ландшафтных условиях, в разные сезоны года:

• Полуострова Ямал и Гыдан, Россия (август-сентябрь 2013);

• Владимирская Мещёра, Россия (январь 2015);

• Финская Лапландия, Финляндия (март 2015);

• Чарская котловина, Забайкальский край, Россия (июль-август 2015);

• Авдеево, Курская область (июль 2016, май 2017).

Также использовались результаты физического моделирования, проведённого автором в университете Потсдама, Германия, в январе-феврале 2018 года.

Научная новизна работы

• Предложена новая методика определения скорости электромагнитных волн - «натурное моделирование», - которое позволяет быстро и однозначно определять скорость на проходящих волнах в полевых условиях, например, для целей определения свойств торфов и при археологических исследованиях.

• Впервые построены электрофизические модели нескольких типов криогенных объектов (полигонально-жильных льдов, псевдоморфоз по полигонально-жильным льдам и бугров пучения).

• Впервые показано, как в результате комплексного анализа георадиолокационной записи с применением математического и физического моделирования можно восстановить историю развития процесса и стадию формирования криогенного объекта.

• Расширен класс численных моделей криогенных объектов за счёт учёта их разнообразной формы и свойств вмещающих пород, в частности, впервые проведено численное моделирование георадарного профилирования над жилой сложной формы и изучено влияние проводимости вмещающей породы на результат моделирования.

Положения, выносимые на защиту:

[1]. Предложенный набор моделей криогенных объектов (полигонально -жильные льды, псевдоморфозы по полигонально-жильным льдам, бугры пучения) для решения прямой задачи позволяет классифицировать данные объекты в поле электромагнитных волн радарного диапазона.

[2]. Предложенная методика прямого параметрического измерения скорости (в работе предложено название «натурное моделирование») позволяет оценивать скорость в изучаемой среде in situ на проходящих (а также на отражённых) волнах напрямую без применения сложных поверхностных методик наблюдения, в отсутствие дифрагирующих объектов в разрезе и буровых скважин в пределах профиля. Данная методика может быть применена для расчленения разреза по скоростям.

[3]. Предложенный набор характеристик (атрибутов) георадарной записи -форма осей синфазности, энергия, амплитуда, а также центральная частота спектра - позволяет выявлять на полевой записи объекты типа бугров пучения, полигонально-жильных льдов и псевдоморфоз по ним, в том числе не выраженных в микрорельефе.

Практическая значимость результатов исследования

Предложенная соискателем методика изучения криогенных объектов значительно расширяет область применения метода георадиолокации, повышает количество и качество извлекаемой из данных информации. Комплекс процедур может быть применён как единое целое, и по отдельности, ценность его при этом не уменьшается. Объектом изучения подобной методикой могут выступать не только криогенные объекты, что значительно повышает значимость проведённого исследования. В настоящий момент геолого-геофизическая изученность подавляющего большинства территорий Российской Федерации, находящихся в зоне распространения многолетнемёрзлых пород, крайне мала [Картограмма геол. изуч. террит. России]. При этом темпы развития инфраструктуры растут и запрос на быстрые и качественные малоглубинные исследования существует. Георадиолокация представляется наиболее эффективным, компактным и наименее дорогим и трудозатратным методом таких исследований. Результаты и выводы настоящей работы позволят рекомендовать георадиолокацию в комплекс

инженерно-геологических изысканий и с её помощью значительно повысить геофизическую изученность территории нашей страны, находящихся в зоне распространения мерзлоты. Методические рекомендации, предложенные в работе, могут быть использованы специалистами геокриологами и геоморфологами при изучении криогенных объектов. Георадиолокация как эффективный, компактный геофизический метод должна стать ещё одним инструментом их исследований. Методика прямого определения скорости может быть использована в любом исследовании методом георадиолокации, где требуется точно восстанавливать глубины отражающих границ, не обладая априорными сведениями о скоростях.

Теоретическая значимость результатов исследования

Некоторые этапы предложенной методики, в частности, параметрические измерения скорости в полевых условиях, станут важным шагом на пути к решению фундаментальной задачи определения физических свойств пород по данным георадиолокации. Численное моделирование в приложении к объектам, изучаемым при помощи георадара, позволит углубить понимание процессов распространения электромагнитного поля и отдельно изучить влияние различных факторов на волновую картину, грамотно построить физическое моделирование и полевой эксперимент.

Достоверность результатов исследования

Результаты, включенные в диссертационную работу, получены на основании исследований, проведенных на высоком научном и техническом уровне с применением современного высокоточного сертифицированного геофизического оборудования, компьютерных программ обработки геофизических данных и программ моделирования. Основные выводы и рекомендации, сформулированные автором, обоснованы теоретически; защищаемые положения не противоречат материалам ранее опубликованных работ по данной тематике, а также хорошо согласуются с результатами математического моделирования и полевых экспериментов. Результаты работы были апробированы в ряде исследований, неоднократно докладывались автором на научно-дискуссионном семинаре МГУ «Современные проблемы геофизики», а также на 20 конференциях, в том числе на 10 международных. Материалы опубликованы в сборниках конференций,

расширенные тезисы международных конференций цитируются в системе Scopus. Некоторые результаты настоящей работы легли в основу пяти публикаций в научных журналах.

Материалы и методы исследования

Для решения поставленных в работе задач применялись различные инструменты. Сбор полевого материала производился при помощи геофизического оборудования - георадаров ОКО-2 (ЛОГИС-ГЕОТЕХ, Россия), Zond 12e («Radar Systems», Латвия) и MALÁ («Guideline Geo», Швеция) с широким диапазоном частот антенных блоков, каждый раз выбираемых исходя из условий поставленной задачи. Сбор и обработка полевых материалов велись в программах GeoScan32, Prism2 и RadExplorer. Ряд процедур обработки происходил в программе RadExPro. Для артибутного анализа использовалась программа AtrAn. Построение синтетических моделей объектов велось в свободно распространяемой программе gprMax, для обработки и визуализации использовалось программный пакет MATLAB. На предполевом этапе каждой экспедиции также использовались космические снимки высокого разрешения. Физическое моделирование производилось с использованием георадара pulseEKKO PRO (Sensors&Software, Канада).

Личный вклад автора

Обширный полевой материал, полученный в ходе многочисленных полевых сезонов 2013-2017 гг., собран, обработан и проанализирован лично автором. Математическое моделирование в программе gprMax также проводилось автором. Методика определения скорости с использованием натурных моделей предложена, опробована и подтверждена непосредственно автором. Физическое моделирование и сопровождающее его математическое проведено при непосредственном участии автора в ходе зарубежной стажировки. Все результаты и выводы настоящей работы принадлежат автору.

Публикации

По теме исследования опубликована 31 печатная работа, из которых 5 статей в журналах из перечня ВАК, 5 печатных работ (в том числе 2 статьи) индексируются в системах Scopus, Web of Science.

Благодарности

Это исследование выполнялось под руководством доктора физико-математических наук профессора Михаила Львовича Владова, заведующего кафедрой сейсмометрии и геоакустики Геологического факультета МГУ им. Ломоносова. Я признательна ему за веру в мои силы, терпение и поддержку на всех этапах моей работы в не меньшей степени, чем за полезные обсуждения и отзывы относительно всех изложенных здесь мною идей. Благодарю Михаила Львовича отдельно и за то, что он всегда поддерживал во мне свободу научного творчества.

Мои старшие коллеги - Старовойтов А.В., Модин И.Н., Александров П.Н., Золотая Л.А., Бобров Н.Ю., Дёмина И.М., Панин А.В. и другие на протяжении многих лет оказывали мне поддержку, давали дельные советы и всегда были для меня примером. Я также благодарю моих коллег, за годы общения и работы ставших мне друзьями - вдохновлявших меня Алису Баранскую и Артёма Гуринова, Наталью Карпухину и Штефана Шеннена, Илью Ёжикова, Дмитрия Мамонтова, Андрея Палёнова, Александра Ермакова и Александра Ошкина, и многих других. Без тёплой поддержки и веры в мои силы этих людей мне было бы намного труднее.

Хочу отдельно выразить признательность коллективу семинара «Современные проблемы геофизики», вести который в качестве секретаря я имею честь уже четвёртый год. Этот семинар с самого первого дня стал важной частью моей жизни, многочисленные доклады, слушателем (а иногда и докладчиком) которых я была, помогали мне лучше построить собственное исследование, избежать ошибок. Многих знакомых и друзей в научном сообществе я обрела благодаря семинару!

Моё исследование было бы голословным, если бы не значительный по объёмам полевой материал, который я собирала в экспедициях. Я хочу отдельно поблагодарить руководителей моих экспедиций - Юлию Станиловскую и Дмитрия Сергеева, Владимира Оношко и Томаша Кохоута (Tomas Kohout) из университета Хельсинки, Михаила Николаевича Кандинова и Андрея Валерьевича Панина.

Очень важный вклад в мою работу внесли немецкие коллеги, в первую очередь Штефан Шеннен (Stephan Schennen), чья область научных интересов очень близка моей. Вдумчивое сравнение наших результатов, совместная работа по физическому моделированию, написание совместных зарубежных публикаций и,

наконец, настоящая дружба не могут не быть отмечены мною. Отдельно благодарю Штефана за помощь в создании численной модели реальной жилы льда из Чарской котловины. Я благодарю также профессора Jens Tronicke и сотрудников лаборатории прикладной геофизики Потсдамского, в чьём прекрасном обществе я проходила стажировку. Отдельно хочу поблагодарить Себастьяна Застружного (Sebastian Zastruzny) - мои немецкие коллеги не только помогли мне перешагнуть языковой барьер, но и щедро делились своим взглядом на мир и культурой своей страны.

И наконец, я благодарю от всего сердца моего супруга Виктора Матасова. Я счастлива была познакомиться с этим исключительным человеком в самом начале моего аспирантского пути и это знакомство во многом определило мой взгляд на вещи, географию и вектор моих исследований, долгие беседы неоднократно помогали мне структурировать работу. Чуткий взгляд человека с географическим образованием помогал мне избегать категоричности в суждениях, узости взгляда, открывал множество неведомых мне прежде граней в жизни и науке. Благодарю за понимание, терпение и за счастье жить, работать и узнавать этот мир вместе.

Сей скромный труд я посвящаю светлой памяти моего первого научного руководителя, к.ф.-м.н., доцента кафедры Физики Земли СПбГУ Сергея Сергеевича Крылова, скоропостижно ушедшего из жизни год тому назад. Сергей Сергеевич привил мне интерес к георадиолокации, увлёк темой вечной мерзлоты, снарядил в первую экспедицию, стал первым соавтором и определил мой путь в науке. Человек безграничного оптимизма и глубоких научных познаний, он навсегда останется в моём сердце.

1. Глава 1. История и современное состояние метода георадиолокации

применительно к работам на мерзлоте

А наши судьбы, помыслы и слава, мечты, надежды, радость и беда -сейчас ещё расплавленная лава, текущая в грядущие года.

Ничто не затеряется, не сгинет, и эта лава, наших судеб сплав, от дуновенья времени остынет, прекраснейшие формы отыскав.

Возникнут многозвучные поэмы, томов бессмертных непреклонный ряд. В них даже те из нас, что нынче немы, взволнованно дыша, заговорят. <...> Маргарита Алигер

Мёрзлые породы, широко распространённые не только на планете Земля, но и на многих космических телах, являются одними из важнейших объектов современных исследований. Активное освоение северных территорий требует знаний в области многолетнемёрзлых пород (ММП). Рассматривать мёрзлую породу отдельно от слагающих её условий, от климатических и природных факторов невозможно. ММП формируют единые природно-территориальные комплексы, которые необходимо изучать системно, во всей их полноте. Важно чётко понимать причинно-следственные связи внутри мерзлотных комплексов, осознавать непрерывность и необратимость большинства процессов на мерзлоте. Так, например, явление криолитогенеза необратимо - породы, однажды подвергшиеся замерзанию, а потом оттаявшие, изменяют свою структуру и существенно отличаются от никогда не замерзавших пород. Изучение ММП можно разложить на ряд задач, связанных с изучением отдельных характеристик, таких как состав, строение, свойства, мощность, температурный режим, и все эти геокриологические характеристики взаимосвязаны [Ершов, 2002].

Основная отличительная черта ММП от иных горных пород состоит в их отрицательной температуре. Вода, так или иначе присутствующая в породах, замерзает при температуре ниже 0°С. При небольшом повышении температуры лёд начинает таять, плавиться, и образуется незамёрзшая вода. Таким образом, в ММП

лёд и вода находятся в динамическом равновесии, и эти породы являются очень чувствительными к любому изменению термодинамических условий. Фазовые переходы вода-лёд обуславливают ряд сложных физико-химических процессов, происходящих в мерзлоте. Большинство ММП представляют собой дисперсные осадочные породы, они состоят из отдельных минеральных частиц. При переходе из талого в мёрзлое состояние такой дисперсный грунт увеличивается в объёме вследствие образования кристаллов льда. Расположение ледяных включений определяет так называемую криогенную текстуру пород. Предваряя эту главу, я приведу краткое описание типов криогенных объектов, о которых пойдёт речь ниже. Более подробная характеристика объектов приведена в Главе 2. В работе будут рассмотрены криогенные объекты, являющиеся следствием действия двух процессов - морозобойного растрескивания и морозного пучения. Морозобойное растрескивание, как уже было сказано выше, приводит к образованию Полигонально--жильных льдов (ПЖЛ). Трещины, образовавшиеся на поверхности земли в особенно холодные зимы, весной заполняются талыми водами из активного слоя, вода замерзает в них и расширяет трещины ещё больше. Год за годом такой ледяной клин прирастает в ширину и глубину (Рис. 1). Этот процесс может идти тысячелетиями и в результате сформирует целый массив жильных льдов. На поверхности такие льды формируют так называемые полигональные решётки - сеть из морозобойных трещин и полигонов между ними.

В следствие изменений климата лёд внутри жилы может вытаять, и образовавшаяся полость заполнится вышележащими породами. Такой объект, сохранивший клиновидную форму, но не имеющий льда внутри, называется псевдоморфозой по ПЖЛ. Такие структуры типичны для Восточной Европы и даже юга России - они свидетельствуют о том, что в этих районах были длительные периоды похолодания и промерзания почвы (Рис. 2). Однако возраст этих структур может быть и не столь большим.

Процесс морозного пучения широко распространён в зоне ММП. При замерзании воды, содержащейся в дисперсных осадочных породах, её объём увеличивается, что вызывает выпучивание массива грунта над ледяным телом -ядром. В настоящее время выделяют два основных типа бугров, различных по условиям формирования - инъекционные и миграционные (Рис. 3).

Рис. 1. Жила полигонально-жильного льда на территории Нунавут, Канада. Фото из

галереи Canadian Soil Information Service (http://sis.agr.gc.ca/cansis/images/nt/peri/index.html).

¿В®'

Рис. 2. Псевдоморфоза по ПЖЛ в песчаниках в свите Найобрара, США (из статьи блоггера HoШs «В поисках реликтовых жильных льдов», доступной по ссылке http://plantsandrocks.blogspot.ru/2011/11/in-search-of-relic-periglacial-wedges.html)

Инъекционные бугры пучения, пинго (инуит.), в отечественной литературе известные как булгунняхи или гидролакколиты, образуются из-за инъекции воды из, например, подозёрных таликов под действием гидростатического давления. Такие бугры содержат внутри чистое или с примесями ледяное ядро. Другой тип бугров -

миграционный, они образуются в результате притока грунтовой воды (обычно используется термин «миграция») к фронту промерзания. Фронтом промерзания считается граница нулевой изотермы, разделяющая талые и мёрзлые породы. Вода из талой части разреза подтягивается к промерзающей зоне и, замерзая, формирует прослои или линзы льда. Замерзание влаги приводит к выпучиванию этого участка

ТЛ « «

поверхности. В холодный период этот приподнятый участок покрыт снегом меньшей мощности, снег сдувает ветром и участок промерзает ещё сильнее. Несколько таких циклов приводят к росту бугра пучения. Подобные бугры часто развиваются на торфяниках, что связано с высокой влажностью торфа, промерзание на них идёт интенсивно. Миграционные бугры пучения на торфяниках в международной литературе получили название пальза (лапл.), обозначающее торфяные бугры с мёрзлым ядром, широко распространенные в Финской Лапландии.

Эти четыре типа криогенных объектов - полигонально-жильный лёд и псевдоморфозы по нему, бугры пинго и бугры пальза - являются ключевыми объектами исследования и им в литературном обзоре уделяется особое внимание.

Рис. 3. Два типа бугров - пальза (сверху) и пинго (снизу) на разных стадиях формирования. Из [Earth and ice mounds: a terminological discussion..., 1969].

1.1. Георадиолокация на мерзлоте с 1960-х до конца 1980-х - от стремительного взлёта до первого кризиса

Мёрзлые породы, широко распространённые не только на планете Земля, но и на многих космических телах, являются одними из важнейших объектов современных исследований. Активное освоение северных территорий требует знаний в области многолетнемёрзлых пород (ММП). Рассматривать мёрзлую породу отдельно от слагающих её условий, от климатических и природных факторов невозможно. ММП формируют единые природно-территориальные комплексы, которые необходимо изучать системно, во всей их полноте. Важно чётко понимать причинно-следственные связи внутри мерзлотных комплексов, осознавать непрерывность и необратимость большинства процессов на мерзлоте. Так, например, явление криолитогенеза необратимо - породы, однажды подвергшиеся замерзанию, а потом оттаявшие, изменяют свою структуру и существенно отличаются от никогда не замерзавших пород. Изучение ММП можно разложить на ряд задач, связанных с изучением отдельных характеристик, таких как состав, строение, свойства, мощность, температурный режим, и все эти геокриологические характеристики взаимосвязаны [Ершов, 2002]. Основная отличительная черта ММП от иных горных пород состоит в их отрицательной температуре. Вода, так или иначе присутствующая в породах, замерзает при температуре ниже 0°С. При небольшом повышении температуры лёд начинает таять, плавиться, и образуется незамёрзшая вода. Таким образом, в ММП лёд и вода находятся в динамическом равновесии, и эти породы являются очень чувствительными к любому изменению термодинамических условий. Фазовые переходы вода-лёд обусловливают ряд сложных физико-химических процессов, происходящих в мерзлоте. Большинство ММП представляют собой дисперсные осадочные породы, они состоят из отдельных минеральных частиц. При переходе из талого в мёрзлое состояние такой дисперсный грунт увеличивается в объёме вследствие образования кристаллов льда. Расположение ледяных включений определяет так называемую криогенную текстуру пород.

Основные параметры, несущие информацию о составе и состоянии мёрзлых грунтов - электропроводность и диэлектрическая проницаемость, зависят в значительной мере от содержания незамёрзшей воды. Существенные различия в

диэлектрической проницаемости льда и воды обеспечивают появление в разрезе электрически контрастных границ между талыми и мёрзлыми породами, которые хорошо прослеживаются на радарограммах. Электропроводность мёрзлых пород существенно ниже электропроводности талых, что способствует пониженному затуханию и поглощению радарного сигнала в мерзлоте. Эти особенности позволяют успешно применять метод георадиолокации для решения широкого круга геотехнических задач на мерзлоте, связанных с мониторингом состояния зданий, сооружений, трубопроводов, а также оценкой развития таких криогенных явлений и процессов как термокарст, криосолифлюкция, морозное пучение и морозобойное растрескивание. Примеры таких работ в литературе довольно многочисленны. Начало своё эти работы берут в 1970-х годах, когда активное освоение северных территорий совпало с технологическим рывком, созданием компьютеров и новых средств обработки данных. Немалую пользу развитию метода принесли и Лунные программы, когда было обнаружено преимущество георадиолокации над сейсморазведкой в виду возможности использования удалённых бесконтактных систем преобразования излучаемой энергии и воздействия на среду. Это возможно благодаря тому, что отношение электрических импедансов в воздухе и среде сильно ниже такого же отношения для акустических импедансов, используемых в сейсморазведке [Daniels et al., 1988]. Лидерами в области применения георадиолокации на мерзлоте по сей день являются Канада, США, Россия, а в последние годы к ним присоединились Германия и Китай.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бричева Светлана Сергеевна, 2018 год

8. Список литературы

1. Александров П. Н. Теоретические основы георадарного метода / М.: Физматлит, 2017. — 112 с.

2. Байдин, В. Г. Построение изображения сейсмического разреза по модели BP 2004 Benchmark // ТРУДЫ МФТИ. — 2013. Том 5, № 2. С. 150-159.

3. Богородский В. В. Радиозондирование льда / Ленинград: Гидрометеоиздат, 1975. — 64 с.

4. Богородский В.В., Трепов Г.В., Федоров Б. А., Хохлов Г. П. Radar probing of ice and possibility of the sounding of permafrost // Proceedings of 02nd International Conference on Permafrost / NA Washington: National Academy of Sciences, 1973.

5. Бричева С. С., Кандинов М. Н., Матасов В. М. Опыт использования георадарных исследований на позднепалеолитической стоянке Авдеево в Курской области // Вестник Московского университета. Серия 23: Антропология. — 2016. № 4. С. 132-143.

6. Бричева С. С., Крылов С. С. Георадиолокационные исследования приповерхностных многолетнемерзлых пород на Гыданском полуострове // Инженерные изыскания. — 2014. № 9-10. С. 38-45.

7. Бричева С. С., Матасов, В. М., Шилов, П. М. Георадар в геоэкологических исследованиях при искусственном обводнении торфяников // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. — 2017. № 3. С. 76-83

8. Васильчук Ю. К., Буданцева Н. А., Васильчук А. К., Чижова Ю. Н., Станиловская Ю. В. Миграционные бугры пучения в криолитозоне Восточной Сибири и Дальнего Востока. // Инженерная Геология, — 2014. №. 1. С. 40-64.

9. Васильчук Ю. К., Васильчук А. К., Буданцева Н. А., Чижова Ю. Н. Выпуклые бугры пучения многолетнемёрзлых торфяных массивов / Под редакцией действительного члена РАЕН, профессора Ю. К. Васильчука — М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. - 571 с.

10. Васильчук Ю. К., Васильчук А. К., Станиловская Ю. В. Летние и зимние температуры воздуха в Северном Забайкалье в период формирования голоценовых полигонально-жильных льдов // Криосфера Земли. — 2010, т. XIV, № 2, с.7-22.

11. Васильчук Ю. К., Васильчук, А. К., Буданцева Н. А., Йошикава К., Чижова Ю. Н., Станиловская Ю. В. Миграционные бугры пучения в южной части криолитозоны средней Сибири. // Инженерная Геология, — 2013, №. 3.С. 14-34.

12. Владов М. Л., Пятилова А. М. Об аномальных эффектах при георадиолокационных лабораторных измерениях. // Геофизика, 2016. № 1. С. 6269.

13. Владов М. Л., Пятилова А. М. Оценка поглощающих свойств среды при георадиолокационных исследованиях в лабораторных условиях. // Геофизика, — 2015. №. 6. С. 69-75.

14. Владов М. Л., Старовойтов А. В. Введение в георадиолокацию. Учебное пособие. М.: Издательство МГУ, 2004. - 153 с.

15. Владов М. Л., Судакова М. С. Георадиолокация. От физических основ до перспективных направлений. Учебное пособие. М.: Издательство МГУ, — 2016. 276 с.

16. Глазовский А. Ф, Мачерет Ю. Я. Вода в ледниках. Методы и результаты геофизических и дистанционных исследований. — М.: ГЕОС, 2014. 528 с.

17. Глазовский А. Ф., Константинова Т. Н., Мачерет Ю. Я., Москалевский М. Ю., Боброва Л. И., Санкина Л. В. Толщина льда и подледный рельеф ледника Фритьофа по данным наземной радиолокационной съёмки. // Материалы гляциологических исследований, 1991, № 72. С. 161-166.

18. Григорьев А. Д. Современные методы моделирования нестационарных электромагнитных полей // Изв. вузов. Сер. Прикладная нелин. динамика. — 1999. C. 48-57.

19. Демидов Н. Э., Баранская А. В., Дурденко Е. В., Занина О. Г., Караевская Е. С., Пушина З. В., Ривкина Е. М., Спирина Е.В, Спенсер Р. Биогеохимия мёрзлых толщ арктического побережья полуострова Гыдан. // Проблемы Арктики и Антарктики — 2016. №3 (109). С. 34-49.

20. Ермаков А. П., Старовойтов А. В. Применение метода георадиолокации при инженерно-геологических исследованиях для оценки геокриологической обстановки // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2010. — № 6. — С. 91-97.

21. Ермаков А. П., Старовойтов А. В., Владов М. Л. Георадиолокационные исследования верхней части разреза при проектировании сейсмических работ в зимнее время // Технологии сейсморазведки. — 2012. — № 2. — С. 89-97.

22. Ершов Э. Д. Общая Геокриология. М: Издательство МГУ, 2002

23. Заболотник С. И., Климовский И. В. Сезонное протаивание и промерзание грунтов в Чарской котловине // Геокриологические условия Забайкальского Севера. — М: Наука, 1966. С. 162-171.

24. Картограмма геологической изученности территории России [Электронный ресурс] http://www.geokniga.org/maps/2527

25. Клаербоут Д. Ф. Сейсмическое изображение земных недр. Пер. с англ.; ред. пер. О. А. Потапов. — М.: Недра, 1989. 407 с.

26. Крылов С. С. Геоэлектрика. Поля искусственных источников. — СПб: Издательство СПбГУ, 2004. — 138 с.

27. Кудрявцев В. А., Меламед В. Г. Геофизические вопросы развития мёрзлых толщ. // Third International Conference on Permafrost Proceedings. Vol. 1. Ottawa, 1978. Pp. 100-105.

28. Лиштван И. И., Базин Е.Т., Гамаюнов Н.И., Терентьев А.А. Физика и химия торфа: Учебное пособие для вузов. — М.: Недра, 1989.

29. Некрасов И. А. Вечна ли вечная мерзлота? — М.: Недра, 1991. — 128 с.

30. Некрасов И. А., Заболотник С. И. Температурный режим и мощность многолетнемёрзлых пород северных предгорий хребта Удокан // Геокриологические условия Забайкалья и Прибайкалья. — М., Наука, 1967. — С.124-135.

31. Нерадовский Л. Г. Методическое руководство по изучению многолетнемёрзлых пород методом динамической георадиолокации. Избранные труды Российской школы по проблемам науки и технологий. — М.: РАН, 2009. - 337 с.

32. Ним Ю. А., Омельяненко А. В., Стогний В. В. Импульсная электроразведка криолитозоны. — Новосибирск: Наука, 1994. - 188 с.

33. Омельяненко А. В. Георадиолокация мерзлых рыхлых отложений / А. В. Омельяненко: автореф. дисс. канд. техн. наук. — М., 1989.

34. Погода России. Климатические данные. (http://meteo.infospace.ru).

35. Попов А. И. Подземный Лед. / Сб. «Подземный Лед», Вып. I. — Изд-Во МГУ, 1965.

36. Романовский Н.Н. Формирование полигонально-жильных структур. — Новосибирск: Наука, 1977. — 215 с.

37. Старовойтов А. В. Интерпретация георадилокационных данных. Учебное пособие. — М.: Издательство МГУ, 2008. — 192 с.

38. Стрелецкая И. Д., Васильев А. А., Слагода Е. А., Опокина О. Л., Облогов Г. Е. Полигонально-жильные льды на острове Сибирякова (Карское море) // Вестник Московского университета. — 2012. Т. 5, № 3. — С. 57-63.

39. Стрелецкая И. Д., Стром А. Л., Корженков А. М., Шмелев Д. Г. Находка псевдоморфоз по полигонально-жильным льдам в Ленинградской области. / VII Щукинские Чтения — 2015. С. 512-515.

40. Судакова М. С., Разработка и применение методики диэлектрических измерений с использованием полевого георадара в лабораторных условиях / М. С. Судакова: автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук. — М., МГУ, 2009, 26 стр.

41. Титов А. В., Петлеванный Д. И., Крылов С. С. Физическое моделирование распространения георадарных сигналов при решении геокриологических задач. // Инженерные изыскания, № 12 (2014). С. 10-16.

42. Федоров В. Н., Федорова Л. Л. Электродинамическое моделирование структурных особенностей массива горных пород россыпных месторождений при георадиолокации // Известия вузов. Физика. — 2015. Т. 58, № 8/2. С. 48-51.

43. Финкельштейн М. И., Кутев В. А., Власов О. П. О радиолокационном зондировании песчаного грунта и мёрзлых пород с борта летательного аппарата. / Труды 11-й Всесоюзной конференция по распространения радиоволн, т. 3, Казанский университет, 1975, с. 124-126.

44. Финкельштейн, М. И., Кутев В. А., Золотарёв В. П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. — М.: Недра, 1986.

45. Фролов А. Д. Электрические и упругие свойства мёрзлых пород и льдов. Второе дополненное и исправленное издание. — Пущино. ОНТИ ПНЦ РАН. 2005. 607 с.

46. Цытович Н.А. Механика мёрзлых грунтов. Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 1973. 448 с.

47. Чехов А. П. Полное собрание сочинений и писем в тридцати томах. Сочинения в восемнадцати томах. Тома 14-15. Из Сибири. Остров Сахалин. (1890 - 1995). — М.: Наука, 1987.

48. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка. М.: Мир, 1987, 448 с.

49. Allard, M., Tremblay, C., Pilon, J. A., Frydecki, J. Quaternary geology and geocryology in Nunavik, Canada. // Proceedings of the sixth International Conference on Permafrost, Beijing, China, 1993. Vol. 1, pp. 5-10.

50. Annan, A. P. Ground Penetrating Radar: Principles, Procedures & Applications. Sensors & Software Incorporated, 2003, 293 p.

51. Annan, A. P., and J. L. Davis. Impulse Radar Sounding in Permafrost. // Radio Science — 1976. Vol. 11, № 4, pp. 383-394.

52. Annan, A. P., and J. L. Davis. High frequency electrical methods for the detection of freeze-thaw interfaces. // Proceedings of the third International Conference on Permafrost, Edmonton, Canada, 1978, pp. 496-500.

53. Arcone, S. A., Sellmann P-V., Delaney A. J. Radar detection of ice wedges in Alaska. / CRREL Report — 1982, № 19, pp. 82-43.

54. Arcone, Steven A. High resolution of glacial ice stratigraphy: a Ground-Penetrating Radar study of Pegasus runway, McMurdo Station, Antarctica. // Geophysics 61, no. 6 (1996): 1653-1663.

55. Arcone, Steven A., Daniel E. Lawson, and Allan J. Delaney. Short-Pulse radar wavelet recovery and resolution of dielectric contrasts within englacial and basal ice of Matanuska Glacier, Alaska, U.S.A. // Journal of Glaciology 41, no. 137 (1995): 68-86.

56. Arcone, Steven A., Prentice M. L., Allan J. Delaney. Stratigraphic profiling with Ground-Penetrating Radar in permafrost: a review of possible analogs for Mars. // Journal of Geophysical Research (Planets), Vol. 107, Iss. E11 (2002): p.18-1-18-14.

57. Barnes, David F. Geophysical methods for delineating permafrost. // Proc. of Permafrost Internat. Conf., Lafayette, Ind., 1963: Natl. Acad. Sci. — Natl. Research Council Pub. 1966, p. 349-355.

58. Bertram, C.L, Campbell, K.J. and Sandler, S.S. Locating large masses of ground ice with an impulse radar system. // Proceedings of the Eighth International Symposium on Remote Sensing of Environment, Ann Albor, Michigan, 1972, p. 241-260.

59. Black, Robert F. Periglacial features indicative of permafrost: ice and soil wedges. // Quaternary Research, no. 1 (1976): pp. 3-26.

60. Burns R. A., Goriainov N. N., Hunter J. A., Judge A. S., Skvortsov A. G., Todd R. J., Timofeev V. M. Cooperative Russia-Canadian geophysical investigations of permafrost on the Yamal Peninsula, Western Siberia. // Proceedings of 6th International Conference on Permafrost. 1993, pp. 66-71.

61. Cassidy, Nigel J. A review of practical numerical modelling methods for the advanced interpretation of Ground-Penetrating Radar in near-surface environments. // Near Surface Geophysics 5, no. 1 (2007): 5-21.

62. Cole, K.S. and Cole, R.S. Dispersion and adsorption in dielectrics I. Alternating current characteristics. // J. Chem. Phys., 1941, v.9, p.341-351.

63. Collins, M. E., J. A. Doolittle, and R. V. Rourke. Mapping depth to bedrock on a glaciated landscape with Ground-Penetrating Radar. // Soil Science Society of America Journal 53, no. 6 (1989): 1806-1812.

64. Dafflon B., E. Leger, F. Soom, C. Ulrich, J.E. Peterson, S.S. Hubbard. Quantification of arctic soil and permafrost properties using Ground Penetrating Radar // Proc. of 16th International Conference of Ground Penetrating Radar in The Hong Kong, 2016.

65. Dallimore, S. R. and Davis, J. L., 1992: Ground penetrating radar investigations of massive ground ice; in Ground penetrating radar, ed. J. Pilon; Geological Survey of Canada, Paper 90-4, p. 41-48.

66. Dallimore, S. R. and Wolfe, S. A. Massive ground ice associated with glaciofluvial sediments, Richards Island, N.W.T., Canada. // Proceedings of 5th International Conference on Permafrost. 1988, pp. 132-137.

67. Daniels, D. J., Gunton D. J., and Scott H. F. Introduction to Subsurface Radar. Vol. 135, 1988.

68. Doolittle, J. A., M. A. Hardisky, and S. Black. A Ground-Penetrating Radar study of Goodream Palsas, Newfoundland, Canada. // Arctic and Alpine Research 24, no. 2 (1992): 173-78.

69. Electromagnetic methods in applied geophysics theory: M.N. Nabighian, Ed., Society of Exploration Geophysicists, 1987. Tulsa, Oklahoma.

70. Elsevier. Scopus, the largest abstract and citation database of peer-reviewed literature [online, https://www.elsevier.com/solutions/scopus, cited 2017].

71. Fedorova L. L., Sokolov K. O., Savvin D. V., Ammosov A. P. Studying of influence of temperature of rocks with varying humidity on GPR data // Proc. of 16th International Conference of Ground Penetrating Radar in The Hong Kong, 2016.

72. Finkelstein M. I., Vlasov O. P., Gorny V. I., Kutev V. A., Morosov V. A., Shilin B. V. Method of deep radar sounding in geological research. // Proc. URSI «Microwave Scattering and Emission from Earth», Bern (Switzerland), 1974, p. 215-224.

73. Fisher, E., McMechan, G.A., Annan, A.P. and Cosway, S.W. Examples of reversetime migration of single-channel, Ground-Penetrating Radar profiles. // Geophysics 57, no. 4 (1992): 577-586.

74. Giannakis, I., Giannopoulos A., Warren C. A realistic FDTD numerical modeling framework of Ground Penetrating Radar for landmine detection. // IEEE Journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing, № 1 (2016): 37-51.

75. Giannopoulos, A. Modelling Ground Penetrating Radar by GprMax. // Construction and Building Materials 19, no. 10 (2005): 755-62.

76. Giannopoulos, Antonios. The investigation of Transmission-Line Matrix and Finite-Difference Time-Domain Methods for the forward problem of Ground Probing Radar. / PhD thesis, 1997.

77. Goodman D. Ground-penetrating radar simulation in engineering and archaeology. // Geophysics, 1994. Vol. 59, pp. 224-232.

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

Ground Penetrating Radar. Pilon, J. A. (ed.), Paper / Geological Survey of Canada 904. Ottawa: Geological Survey of Canada, 1992.

Horvath, Celesa Lyra. An Evaluation of GPR for Investigation of Palsa Evolution, Macmillan Pass, Northwest Territories. / Master of Science, University of Alberta, 1998.

Jezovâ, Jana, Lambot Sébastien, Fedeli Alessandro, Randazzo Andrea. Ground-Penetrating Radar for tree trunk investigation. // Proceedings of the 9th International Workshop of Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR 2017). — IEEE Edinburgh, Scotland, 2017.

Jezovâ, Jana, Mertens Laurence, Lambot Sébastien. Ground-Penetrating Radar for observing tree trunks and other cylindrical objects. // Construction and Building Materials 123 (2016): 214-25.

Keller G. V. Rock and mineral properties. / Electromagnetic methods in Applied Geophysics. Nabighian M. N. (ed.), SEG, 1987. Vol. 1, pp. 13-51

Khakiev, Z., Shapovalov V., Kruglikov A., Morozov A., Yavna V. Investigation of long term moisture changes in trackbeds using GPR. // Journal of Applied Geophysics 110, 2014, 1-4.

Khakiev, Z., Shapovalov V., Kruglikov A., Yavna V. GPR determination of physical parameters of railway structural layers. // Journal of Applied Geophysics 106, 2014, 139-145.

Khalilova J.V. (Stanilovskaya). Assessment of geocryological hazards at local scale // Abstracts of International Polar Year Oslo Science Conference, 2010, Oslo, Norway.

Kohout T., Bucko M.S., Rasmus K., Lepparanta M., Matero I. Non-Invasive geophysical investigation and thermodynamic analysis of a palsa in Lapland, Northwest Finland. // Permafrost & Periglacial Processes, 2014, 25(1): 45-52.

Krylov S.S., Bobrov N.Yu, Pryakhina G.V., Bricheva S.S., Ionov V.V. Peculiarities of Distribution and Transformation of Water in the Keret' River Tidal Estuary // Russian Meteorology and Hydrology, издательство Allerton Press Inc. (United States), том 39, № 10, 2014, с. 677-684

Kunz K. S. and Luebbers R. J. The Finite Difference Time Domain Method for Electromagnetics. 1993. CRC Press, Boca Ralton, FL.

Lafleche, P.T; Judge, A.S. and Pilon, J.A. The use of ground probing radar in the design and monitoring of water retaining embankments in permafrost. // Proceedings of 5th International Conference on Permafrost. 1988, pp. 971-976.

Linell, Kenneth A.; Johnson, G.H. Engineering design and construction in permafrost regions: A review in: North American Contribution to the Second International Conference on Permafrost: 1973-07, Yakutsk, Siberia, USSR. PP.553-575

Liner, Ch. L., and Liner, J. L. Ground-Penetrating Radar: a near-face experience from Washington County, Arkansas. // The Leading Edge, January 1995, 17-21.

Lundqvist, J. Earth and ice mounds: a terminological discussion. // The periglacial environment: past and present, Péwé, T. L. (ed.), 1969, Montreal: McGill-Queens University Press, 203-215.

93. Lutz P., S. Garambois, H. Perroud. Influence of antenna configurations for GPR survey: information from polarization and amplitude versus offset measurements. / Bristow,C.S. & Jol, H.M. (eds) Ground Penetrating Radar in Sediments. Geological Society, London, Special Publications, 2003, 211, pp. 127-142.

94. Makarov S. E. Antenna and EM Modelling with Matlab. 2002. John Wiley & Sons, Inc. 288 p.

95. McMechan, G.A. 1983, Migration by extrapolation of Time-Dependent boundary values, Geophysical Prospecting 31,413-420.

96. Miller, Edmund K. A selective survey of computational electromagnetics. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation 36, no. 9 (1988): 1281-1305.

97. Omelyanenko, A.V. and Khristoforov, I.I. Double spectral GPR method for sensing of flooded geological environment. // Science and Education, 2013 (1): 33-38

98. Pilon, J. A., P.T. Lafleche, and A.S. Judge. Applications of Ground Probing radar in permafrost regions to granular deposits, pipeline right-of-way and frozen core dams. // SEG Annual Meeting. New Orleans, Louisiana, 1987.

99. Pilon, J.A., Allard, M., and Séguin, M.K., 1992: Ground probing radar in the investigation of permafrost and subsurface characteristics of surficial deposits in Kangiqsualujjuaq, northern Quebec. / Ground penetrating radar, ed. J. Pilon; Geological Survey of Canada, Paper 90-4, p. 165-175.

100. Powers, M.H., and G.R. Olhoeft. Modeling dispersive Ground Penetrating Radar data. // Proc., V Int. Conf. on Ground-Penetrating Radar, 1994.

101. Proceedings of 4th International Conference on Permafrost. USA, 1983, 1555 p.

102. Ross, N., Harris, C., Christiansen, H.H. Brabham, P.J. Ground penetrating radar investigations of open system pingos, Adventdalen, Svalbard. // Norsk Geografisk Tidsskrift (Norwegian Journal of Geography), 2005.Vol. 59, 129-138. Oslo.

103. Sandring, F., Allroggen, N., Tronicke, J.: A physical modeling study to analyze the horizontal resolution limits of GPR reflection imaging. // Proceedings of the 9th International Workshop of Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR 2017). — IEEE Edinburgh, Scotland, 2017.

104. Schennen S., Jens Tronicke. The potential of common-offset GPR surveying in complex permafrost environments: an example from Northern Siberia. // Proceedings of the 8th International Workshop of Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR 2015), Florence, Italy.

105. Schennen S., Tronicke J., Wetterich S., Allroggen N., Schwamborn G., Schirrmeister L. 3D ground-penetrating radar imaging of ice complex deposits in northern East Siberia. // Geophysics, 2016, 81, Iss. 1: WA185-WA192.

106. Seguin, M. K.-, and Michel Allard. La géophysique appliquée au pergélisol, Québec nordique : historique et développements récents. // Géographie physique et Quaternaire 41, no. 1 (1987): 127.

107. Seguin, M. K.-. Détermination de la géométrie et des propriétés physiques du pergélisol discontinu de la région de Schefferville. // Canadian Journal of Earth Sciences, vol. 14, p. 431-443, 1977.

108. Seppala M. Palsas and related forms. / M.J. Clark, (ed.), Ahrances in Periglacial Geomorphology. 1988, John Wiley & Sons, Ltd.

109. Seppala, M. Palsa Mires in Finland. // The Finnish Environment (2006): 155-162.

110. Shlager, K. L., Schneider J. B. A selective survey of the Finite-Difference TimeDomain Literature. // IEEE Antennas and Propagation Magazine, no. 4 (1995): 39-57.

111. Taflove, Allen. Computational Electrodynamics: The FDTD Method. Artech House Publishers, 1995, 599 p.

112. Warren, C., Giannopoulos A., Giannakis Iraklis. gprMax: open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar. // Computer Physics Communications 209 (2016): 163-70.

113. Watanabe, T., Matsuoka, N. and Christiansen, H. H. (2013), Ice- and Soil-Wedge Dynamics in the Kapp Linné Area, Svalbard, Investigated by Two- and Three-Dimensional GPR and Ground Thermal and Acceleration Regimes. Permafrost and Periglac. Process., 24: 39-55.

114. Woodward, J.; Ashworth, P. J.; Best, J. L.; Sambrook Smith, G. H.; Simpson, C. J. The use and application of GPR in sandy fluvial environments methodological considerations. / Bristow,C.S. & Jol, H.M. (eds) Ground Penetrating Radar in Sediments. Geological Society, London, Special Publications, 2003, 211, pp. 127-142.

115. Yafeng, Shi and Guodong, Cheng. A brief introduction to permafrost research.in China. // Proc. of 4th International Conference on Permafrost. 1983, pp. 1143-1147.

116. Yee, K. S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's Equations in isotropic media. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 14, No. 3, 1966, pp. 302-307.

117. Yoshikawa, K., C. Leuschen, A. Ikeda, K. Harada, P. Gogineni, P. Hoekstra, L. Hinzman, Y. Sawada, and N. Matsuoka. Comparison of geophysical investigations for detection of massive ground ice (pingo ice). // J. Geophys. Res., 2006, 111, E06S19.

118. Young J. L. Propagation in linear dispersive media: Finite difference time-domain methodologies. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1995.Vol. 43, pp. 422-426.

119. Zhonggong Z., Huang Y., Xia Zh. Use of Ground Penetrating Radar for the detection of permafrost and delineation of its distribution under the asphalted road of Qinghai-Xizang Highway. // Proc. of 6th International Conference on Permafrost. 1993, pp. 758-763.