Если в процессе спекания с участием жидкой фазы углеродистый материал будет изолирован от воздуха до того, как полностью окислится, то при более высоких температурах он будет действовать как восстановитель. В интервале температур 1050-1100°С значительно ускоряется процесс восстановления железа. При этом в железосодержащих массах оксид железа может восстанавливаться по реакциям:
Ре304 + СО = ЭРеО + С02;
РеО + СО = Ре + С02.
При температуре обжига 1100°С в обожжённом керамическом материале органические соединения практически отсутствуют (табл. 4). При повышении температуры обжига до 1100°С происходит образование более сложных соединений (анортит, муллит), которые придают изделию высокую механическую прочность. Середина и поверхность образца сильно различаются содержанием Ре20Э и РеО. На поверхности керамического материала Ре2ОЭ преобладает над РеО, а в середине наоборот (табл. 4). При поддержании окислительной среды в зоне обжига более тёмный цвет возникает только в середине обожжённого керамзита. При наличии в зоне обжига СО керамзит имеет две зоны - более тёмный цвет в середине (рис. 2 б) и более светлый цвет на поверхности (рис. 2 а), а между ними располагается зона, имеющая нормальный для данной массы цвет. В рассмотренном случае источником восстановления Ре2ОЭ в РеО и образования темноты в середине керамического материала является выгоревший углерод, а на поверхности - СО в газовой среде зоны обжига.
Выводы. Исследованы процессы горения теплоизоляционных материалов из техногенного сырья без применения природных традиционных материалов. Показано, что при термообработке теплоизоляционных материалов в интервале 400-600°С из изделия удаляется основная часть летучих веществ, в интервале 1050-1100°С значительно ускоряется процесс восстановления железа, при температуре обжига 1100°С в обожжённом керамическом материале органические соединения практически отсутствуют.
МОРСКИЕ ПЬДЫ И БЕРЕГОВОЙ
РЕПЬЕФ З0МЕРЗ0ЮШИХ МОРЕЙ1
Строение и динамика береговой зоны арктических и других замерзающих морей имеют существенные отличия от морей умеренных и тропических широт, обусловленные зональными условиями, в первую очередь термическим режимом, характеризующимся отрицательными температурами в течение продолжительного холодного сезона или большую часть года.1 ЩШШШШШШШШШШ
Характерной особенностью береговой зоны большинства замерзающих и прежде всего арктических морей является её развитие в условиях криоли-тозоны. На значительном протяжении берега замерзающих морей сложены мёрзлыми льдистыми грунтами и развиваются по термоабразионному типу. Термоабразия - процесс разрушения берегов, сложенных мёрзлыми дисперсными породами, под совместным воздействием механической и тепловой энергии моря. Термин "термическая абразия/thermal abrasion" отечественный, однако после выхода монографии Феликса Эрнестовича Арэ на английском языке (Are, 1988) всё чаще используется и за рубежом. Большой прогресс в этой области знания достигнут в рамках реализации Международного инициативного проекта "Arctic Coastal Dynamics" (http://arcticportal.org/ acd; Rachold et al., 2005).
1 См.: Огородов С.А. Роль морских льдов в динамике рельефа береговой зоны. М.: Изд-во МГУ, 2012.
62
© Е.Ф. Рябчук
КНИЖНАЯ ПОЛКА
В последние годы фундаментальная проблема исследования развития термоабразионных берегов получила новый существенный импульс в связи с прогнозируемым потеплением климата и возможным ускорением термоабразионного процесса. Появились работы, в которых делается попытка количественно определить скорости отступания термоабразионных берегов, прогнозируются изменения этих скоростей под влиянием тех или иных факторов меняющейся природной среды (Арэ и др., 2004; Васильев, 2005; Васильев и др., 2006; Григорьев, 2008; Григорьев и др., 2006; Леонтьев, 2002, 2003; Огородов, 2008; Разумов, 2000, 2001, 2002; Пав-лидис и др., 2007; Павлидис, Леонтьев, 2000; Are et al., 2005; Atkinson, Solomon, 2003; Solomon, 2005). Таким образом, оказалось, что, несмотря на заложенные ранее фундаментальные основы, вопрос динамики берегов, сложенных мёрзлыми льдистыми грунтами, разработан ещё недостаточно. Вместе с тем уровень понимания и проработки проблемы термоабразии морских берегов в отечественной науке превосходит среднемировой.
Другой важнейшей особенностью, общей для всех типов берегов замерзающих морей, является длительное сезонное присутствие морского льда, обусловливающее развитие процессов его взаимодействия с берегами и дном. По своей значимости этот вопрос находится на одном уровне с термоабразией, однако из-за отсутствия народнохозяйственного заказа и чёткой постановки задач, а также технического несовершенства обеспечения гражданских исследований и трудной доступности объекта изучения он не получил должного внимания в советский период.
В Советском Союзе исследования морских льдов имели приоритетное значение, прежде всего для решения главной на тот момент задачи - гидрометеорологического обеспечения мореплавания в арктических морях. С этой целью была создана крупнейшая
в мире специализированная организация - Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), построена сеть полярных станций и организовано проведение систематических научных исследований. Развитие системы наблюдений в высокоширотной Арктике с использованием дрейфующих станций, воздушных экспедиций "Север", масштабных авиационных разведок по трассам Северного морского пути позволило решать широкий круг задач по освоению Арктики и укреплению обороноспособности страны на арктическом направлении. В конце 1960-х гг. были построены научно-экспедиционные суда (НЭС) ледового класса "Михаил Сомов" и "Академик Федоров". В конце 1980-х гг. научный флот ААНИИ насчитывал семь судов, которые проводили широкомасштабные работы в Арктике.
Распад Советского Союза совпал по времени с активизацией освоения при-брежно-шельфовой зоны замерзающих морей и ознаменовался ростом интереса к данной проблеме, обусловленным пониманием прикладной значимости учёта опасных ледовых процессов. Многочисленные частные фирмы и государственные научно-исследовательские институты, не знакомые с имеющимися мировыми достижениями в изучении и методологии исследования воздействия морских льдов, не имея ни базовых знаний, ни нормативных документов, начали бессистемно проводить 5 изыскания в различных районах нашей £ страны. Основная проблема этих иссле- | дований - отсутствие фундаменталь- § ной основы, необходимой для понимания причинно-следственных связей и | закономерностей в вопросах взаимо- £ действия льда с берегами и дном. Мно- | гие специалисты, решая частные при- Л кладные задачи, оказались просто не 1 знакомы с имеющимися достижениями 1 зарубежной научной мысли. В резуль- I тате некоторые отечественные работы ^ страдают тенденциозностью и "неверным" пониманием сути процессов.
В XXI в. береговая зона арктических и других замерзающих морей России становится объектом первоочередного освоения в связи с необходимостью создания производственной инфраструктуры по добыче, хранению и транспорту полезных ископаемых, прежде всего углеводородов. В сложившихся условиях детальное понимание природных процессов, протекающих в береговой зоне на фоне глобальных изменений климата, имеет стратегическое значение для России.
Береговая зона моря как область взаимодействия гидросферы, атмосферы и литосферы весьма динамична. Гидрометеорологические, в том числе литодинамические и ледовые, процессы, протекающие здесь, являются одним из главных факторов, определяющих выбор места и инженерных решений при строительстве объектов обустройства нефтегазового комплекса как на акватории, так и на берегу.
В условиях глобального изменения климата неизбежно должны произойти заметные изменения гидрометеорологических характеристик приземного слоя атмосферы, которые в свою очередь приведут к изменениям в гидросфере и литосфере. Рост температур вызовет уменьшение площади, покрытой льдами, при этом продолжительность безлёдного периода увеличится. Снизится продолжительность ледового сезона, вместе с этим одновременно активизируется динамика льда, увеличится его торосистость и, вероятно, ^ в результате усилится воздействие 8 дрейфующих в ледяных полях тороси-£ стых2 образований на дно. Сокращение | площади морских льдов приведёт к 1 увеличению длины разгона ветровых § волн, доминирующих в арктическом | бассейне. В сентябре 2007 г. была за-я- фиксирована самая малая площадь | льдов в Северном полушарии Зем-§ ли за весь период инструментальных £ спутниковых наблюдений, ведущихся | с 1978 г.
X
о -
2 Торос - нагромождение льда, образовавшееся в результате бокового давления ледяных полей друг на друга.
При анализе воздействий морских льдов на берега и прибрежно-шельфо-вую зону с большой долей условности их можно разделить на две группы: 1) косвенные, выражаются в защитной роли припая3 и дрейфующих льдов от волн и приливов; 2) прямые, включающие экзарацию4 берегов и дна, транспорт наносов морскими льдами, местный размыв дна, обусловленный особенностями ледовых условий, формирование мёрзлых пород в контактной зоне "лёд - дно".
Косвенное, или пассивное, воздействие морских льдов на динамику берегов и дна замерзающих морей выражается в защитной роли припая и дрейфующих льдов от воздействия волн и приливов. Блокируя береговую зону в течение большей части года, припай регулирует действие активных гидродинамических факторов, сокращая время их проявления (на отдельных участках до 10% годового времени) (Совершаев, 1976, 1992; Каплин, 1971; Арэ, 1980). С учётом того, что в Арктике береговая зона большую часть года покрыта припайными и дрейфующими льдами, величина суммарного расхода волновой и приливной энергии сокращается здесь в 5-10 раз (Сафьянов, 1978). В результате динамический возраст береговой зоны замерзающих морей оказывается значительно меньшим по сравнению с морями умеренных и тропических широт.
Наиболее полное представление о длительности динамически активного периода может быть получено с помощью коэффициента безлёдного времени (Совершаев, 1981), представ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.