Інформація про інститут
В інституті є сім наукових лабораторій в Якутську і п'ять регіональних підрозділів. науково-дослідні мерзлотние станції в селищі Чернишевський (Республіка Саха (Якутія), в містах Магадані, Ігарці (Росія), Алмати (Казахстан) і група досліджень криолитозони європейського Півночі в Москві. Всього працює близько 240 осіб, з них 64 наукових співробітника (17 докторів і 30 кандидатів наук).
Інститут мерзлотоведения традиційно веде дослідження в напрямках регіональної, теоретичної та прикладної геокриологии. Важливе місце в фундаментальних дослідженнях займає вивчення фізичних, теплофізичних, гідрогеологічних, геохімічних, механічних і литогенетических процесів і явищ в криолитозоне. Досліджуються теплофізичні основи формування і розвитку кріолітосфери: закономірності процесів теплообміну в системі атмосфера - наземний покрив - грунт; процеси тепло- і масопереносу в промерзають, мерзлих і протавали грунтах; взаємодія мерзлих грунтів з підземними водами; особливості міграції хімічних елементів в криолитозоне; теплове і механічне взаємодія інженерних споруд з мерзлими, промерзають і протавали грунтами, в тому числі в зв'язку з прогнозованим глобальним потеплінням клімату. Розвиваються дослідження з розробки та застосування новітніх геофізичних і дистанційних методів вивчення мерзлих гірських порід.
У регіональних і прикладних дослідженнях велика увага приділяється геоекології і розробці методів раціонального природокористування в криолитозоне, а також моніторинговим дослідженням, спрямованим на поглиблення і розширення уявлень про зміну поширення, потужності, складу і будови, льдонасищенних і температури мерзлих товщ земної кори в просторі і в часі .
Видатні досягнення якутських мерзлотоведов.
Засновані і розвинені такі нові наукові напрямки на стику геокриологии і інших наук:
Кріогідрогеохімія - наука про особливості формування хімічного складу підземних вод криолитозони, залежно їх складу та гідрохімічного режиму від величини промерзання, умов водообміну, а також від літології водовмісних порід, геоморфології місцевості та інших факторів.
Кріолітология - спеціальний розділ літології, покликаний вивчати склад і кріогенне будова мерзлих товщ осадових порід в залежності від обстановки їх накопичення і промерзання.
Геотермія мерзлої зони літосфери - науковий напрям, в рамках якого вивчаються основні природні чинники, що призводять до виникнення і розвитку мерзлих порід, а також виявляється зв'язок потужності криолитозони з геотектонікою, геодинамікою і тепловим станом глибоких надр Землі.
Термореологія мерзлих грунтів - новий напрямок в геокриологии, що вивчає термореологіческіе властивості мерзлих грунтів і льоду на підставі досліджень їх структурних перетворень, фізико-механічних властивостей і т. Д.
Теплофизика ландшафтів - науковий напрямок, що розкриває взаємозв'язок між окремими компонентами ландшафту, в тому числі мерзлотного, і вивчає ландшафтні комплекси методами теплофізики.
Ландшафтне мерзлотознавство - науковий напрям, основними завданнями якого є вивчення закономірностей просторової диференціації та динаміки мерзлоти ландшафтів, розробка критеріїв ландшафтної індикації.
• Проведено фундаментальні гідрогеологічні дослідження криолитозони: відкритий Якутський артезіанський басейн подмерзлотних вод; складені та видані карта мерзлотно-гідрогеологічного районування Східного Сибіру, гідрогеологічна карта Якутії, карта надмерзлотних вод Якутії, фундаментальні монографії про особливості гідрогеологічних умов криолитозони Якутії і суміжних областей криолитозони.
• Виконано комплексне геокріологіческіх обгрунтування «будівництв століття» (зони БАМ, АЯМ, родовищ алмазів, золота, олова і т. Д.), Розроблені рекомендації щодо зменшення наслідків техногенного перетворення північних геосистем.
• Визначено основні закономірності та кількісні показники фізико-механічних властивостей мерзлих грунтів в залежності від зміни умов середовища (розроблена класифікація основних різновидів ґрунтів Якутії по фазовим складом води в залежності від температури, запропоновані формули для визначення їх фізичних характеристик); запропоновані розрахункові характеристики для оцінки несучої здатності пальових фундаментів.
• Розроблено наступні способи і методи будівництва будівель і споруд в умовах кріолітозони, реалізовані на практиці:
- Пальові фундаменти з провітрюваним підпіллям;
- Пальові фундаменти з «холодними палями» - залізо-бетонними палями з вбудованими в них охолоджуючими пристроями;
- Пальові фундаменти з буронабивних палями (технологія зведення);
- Поверхневі фундаменти (фундаменти-оболонки, фундаменти структурного типу і плоскі фундаментні плити зі стільниковим заповнювачем);
- Підземний спосіб прокладки трубопроводів;
- Метод будівництва підземних ємностей (акумулятори холоду, ємності для зберігання різних продуктів, газів, ПММ);
- Метод забезпечення фільтраційної і статичної стійкості мерзлих гребель;
- Метод збереження мерзлих підстав інженерних споруд за допомогою сезонно-діючих систем.
Спосіб геохімічних пошуків розсипів золота в криолитозоне
Анотація. Пропонується спосіб геохімічних пошуків похованих розсипів золота в районах криолитозони, заснований на локалізації геохімічних аномалій золота і елементів індикаторів в грунтовому покрові і природних водах над похованими розсипами золота.
Опис. Спосіб геохімічних пошуків похованих розсипів золота в районах криолитозони заснований на міграції хімічних елементів і сполук в порових водах в товщі многолетнемерзлих порід. В результаті кріогенної міграції хімічних елементів в ґрунтовому покрові і природних водах формуються геохімічні аномалії золота і елементів-індикаторів. Кріогенні геохімічні аномалії чітко локалізують положення похованих розсипів золота. Спосіб геохімічних пошуків розроблений на похованих розсипах Куларского золотоносного району (арктична зона Якутії), перекритих Багаторічномерзлі Алохтонні відкладеннями великої потужності - 40-120 м. Він успішно апробований при пошуках похованих розсипів золота в басейні р. Колими.
Інноваційні аспекти пропозиції. Головна відмінність даного способу геохімічних пошуків похованих розсипів золота в районах криолитозони полягає в тому, що він заснований на міграції хімічних елементів і сполук в товщі многолетнемерзлих порід по плівкам незамерзаючих води в порах цих порід.
Головні переваги пропозиції. Застосування методу дозволяє:
• знизити вартість пошуково-розвідувальних робіт за рахунок виключення безперспективних площ і скорочення обсягів буріння свердловин,
• підвищити ефективність робіт за рахунок локалізації бурових робіт в межах геохімічних аномалій.
Спосіб відрізняється високою екологічністю за рахунок різкого зменшення обсягів буріння та зменшення використання важкого транспорту.
Тип потрібної співпраці. Ліцензійну угоду; комерційна угода з технічним сприянням; Угода про спільне підприємство; фінансові ресурси.
Гідравлічний спосіб створення підземних резервуарів в мерзлих грунтах
Анотація. Пропонується спосіб створення резервуарів в товщі мерзлих грунтів для зберігання рідкого палива, води, а також для влаштування охолоджувача, заснованого на використанні природних ресурсів холоду. Можливість створення цим способом резервуарів різного призначення, в яких в якості несучих і огороджувальних конструкцій виступає мерзлий грунт, робить його конкурентоспроможним серед інших способів створення наземних резервуарів зі спеціальних будівельних матеріалів.
Опис. Спосіб заснований на використанні теплової та механічної енергії води і полягає в розмиванні мерзлих грунтів кільцевих гідромонітором і видачі частинок грунту з водою гідроелеватором, ерліфтом або гідроагрегатом, складеним з них, через свердловини. Відомий спосіб створення підземних резервуарів в мерзлих грунтах з видачею розмитого ґрунту видавлюванням стисненим повітрям. Недоліком цього способу є необхідність герметизації розмивної порожнини і в зв'язку з цим охолодження мерзлих грунтів затрубного простору робочої свердловини. Переваги способу в сукупності з мінімальними витратами на будівельні матеріали і невеликими експлуатаційними витратами полягають у наступному:
• можливість створення підземних резервуарів на невеликих глибинах;
• простота використовуваного обладнання.
Інноваційні аспекти пропозиції. Головна відмінність даного гідравлічного способу створення підземних резервуарів в криолитозоне від відомих полягає в тому, що в розмивної порожнини надлишковий тиск не створюється. Це виключає складний і дорогий процес охолодження затрубного простору робочої свердловини з метою збереження мерзлого стану грунтів, в період будівництва.
Головні переваги пропозиції.
Застосування методу дозволяє:
• створювати підземний резервуар на невеликій глибині в малопотужних шарах розмиваються мерзлих грунтів;
• знизити вартість будівництва резервуарів в порівнянні з наземними за рахунок виключення витрат на матеріали несучих і огороджувальних конструкцій і зниження експлуатаційних витрат;
• знизити вартість будівництва підземних резервуарів в мерзлих грунтах в порівнянні з відомим гідравлічним способом за рахунок виключення витрат на охолодження мерзлих грунтів затрубного простору під час гідророзмиву.
Спосіб відрізняється високою екологічністю внаслідок розміщення резервуарів у товщі мерзлих грунтів.
Тип потрібної співпраці. Ліцензійну угоду; комерційна угода з технічним сприянням; Угода про спільне підприємство; фінансові ресурси.