Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling

Ice wedges could be sources of negative magnetic anomalies due to their low magnetic susceptibility in comparison with surrounding frozen ground. This allows their mapping using highprecision magnetic survey. The work dedicated to analyze of typical models of polygonal-wedge structures in cryolithic...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: L. V. Tsibizov, Л. В. Цибизов
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт 2017
Subjects:
магнитная съемка
magnetic survey
Arctic
Permafrost and Periglacial Processes
Polar Research
Online Access:https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84
id ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/45
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Arctic and Antarctic Research
op_collection_id ftjaaresearch
language Russian
topic магнитная съемка
magnetic survey
spellingShingle магнитная съемка
magnetic survey
L. V. Tsibizov
Л. В. Цибизов
Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
topic_facet магнитная съемка
magnetic survey
description Ice wedges could be sources of negative magnetic anomalies due to their low magnetic susceptibility in comparison with surrounding frozen ground. This allows their mapping using highprecision magnetic survey. The work dedicated to analyze of typical models of polygonal-wedge structures in cryolithic zone. Total magnetic field anomalies are calculated at elevations of 1–5 m above the ice wedges upper boundary level. Ice wedge width varies from 1 to 3 m while polygon sizes vary from 6 to 15 m, respectively. Magnetic susceptibility of frozen ground assumed equal to 10–3 SI. Calculated anomalies magnitude amounts from several nT to several tens of nT. Provided estimations allows defining a necessary survey precision for ice wedge mapping. Ice wedges more than 3 m wide are observable in anomalous magnetic field even in the case of covering deposits thickness of up to 4 m on the condition that covering layers are laterally relatively uniform and magnetic susceptibility of frozen ground is about 10–3 SI.
format Article in Journal/Newspaper
author L. V. Tsibizov
Л. В. Цибизов
author_facet L. V. Tsibizov
Л. В. Цибизов
author_sort L. V. Tsibizov
title Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
title_short Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
title_full Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
title_fullStr Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
title_full_unstemmed Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
title_sort ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling
publisher Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
publishDate 2017
url https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84
genre Arctic
Permafrost and Periglacial Processes
Polar Research
genre_facet Arctic
Permafrost and Periglacial Processes
Polar Research
op_source Arctic and Antarctic Research; № 2 (2017); 75-84
Проблемы Арктики и Антарктики; № 2 (2017); 75-84
2618-6713
0555-2648
10.30758/0555-2648-2017-0-2
op_relation https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45/45
Бабанин В.Ф. Трухин В.И. и др. Магнетизм почв. Ярославль: Типография ЯГТУ, 1995. 222 с.
Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды // Криосфера нефтегазокоденсатных месторождений полуострова Ямал. Криосфера Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. Т. 2. М.: ООО «Газпром экспо», 2013. С. 318–325.
Васильчук Г. И. Повторно-жильные льды Западной Сибири // Изв. АН СССР. Сер. геогр.1966. № 5. С. 104–112.
Коснырева М.В. Разработка комплекса геофизических методов для решения прикладных задач почвенного картирования: Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. М., 2007. 135 c.
Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2007. 272 с.
Паршин А.В. и др. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 144–149.
Рекомендации по комплексированию геофизических методов при мерзлотной съемке / ПНИИИС М.: Стройиздат, 1987. 88 с.
Станиловская Ю.В., Мерзляков В.П. Вероятностная оценка опасности полигонально-жильных льдов для трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 3. С. 48–54.
Allred B.J., Daniels J.J., Reza Ehsani M. (ed.). Handbook of agricultural geophysics. CRC Press, 2008. 432 p.
Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. Springer Science & Business Media, 2013. 352 p.
Becker H., Fassbinder J.W.E. Magnetic Prospecting in Archaeological Sites. Monuments and Sites VI. ICOMOS. 2001. 104 p.
Butler S.L., Sinha G. Forward modeling of applied geophysics methods using Comsol and comparison with analytical and laboratory analog models // Computational Geosciences. 2012. № 42. P. 168–176.
Cunningham M. et al. An experimental aeromagnetic survey with a rotary-wing unmanned aircraft system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016. P. 2129–2133.
Hauck C., Kneisel C. (Eds.). Applied geophysics in periglacial environments. Cambridge University Press, 2008. Vol. 240. 238 p.
Hodgetts L., Dawson P., Eastaugh E. Archaeological magnetometry in an Arctic setting: a case study from Maguse Lake, Nunavut // Journal of Archaeological Sciences. 2011. № 38. P. 1754–1762.
Kneisel C., Hauck C., Fortier R., Moorman B. Advances in geophysical methods of permafrost investigations // Permafrost and Periglacial Processes. 2008. № 19. P. 157–178.
Kvamme K.L. Magnetometry: Nature’s gift to archaeology // Johnson, J.K. (ed.). Remote Sensing in Archaeology: An Explicitly North American Perspective. University of Alabama Press, Tuscaloosa, 2008. P. 205–234.
Landry D.B., Ferguson I.J., Milne I.J., Park R.W. Combined Geophysical Approach in a Complex Arctic Archaeological Environment: A Case Study from the LdFa-1 Site, Southern Baffi n Island, Nunavut // Archaeological Prospection. 2015. № 22. P. 157–170.
Lauterbach R. Mikromagnetik-ein Hilfsmittel geologischer Erkundung // Wiss. Zeitschr. Univ. Leipzig. 1953. T. 3. S. 54.
Lonsdale K. Diamagnetic susceptibility and anisotropy of ice // Nature. 1949. № 164. P. 101.
Scott W., Sellmann P., Hunter J. Geophysics in the study of permafrost // Ward, S. (Ed.) Geotechnical and Environmental Geophysics. Society of Exploration Geophysics Tulsa. 1990. P. 355–384.
Martin P., Jenkin J., Adams F., Jorgenson M., Matz A., Payer D., Reynolds P., Tidwell A., Zelenak J. Wildlife Response to Environmental Arctic Change: Predicting Future Habitats of Arctic Alaska // Report of the Wildlife Response to Environmental Arctic Change (WildREACH): Predicting Future Habitats of Arctic Alaska Workshop, 17–18 November 2008. Fairbanks, Alaska: U.S. Fish and Wildlife Service, 2009. 138 p.
Washburn A.L. Geocryology – A Survey of Periglacial Processes and Environments. London, UK: Edward Arnold Ltd., 1979. P. 406.
Wolff C.B., Urban T.M. Geophysical analysis at the Old Whaling site, Cape Krusenstern, Alaska, reveals the possible impact of permafrost loss on archaeological interpretation // Polar Research. 2013. № 32. P. 1–12.
https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45
doi:10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-8410.30758/0555-2648-2017-0-2
_version_ 1802639032691195904
spelling ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/45 2024-06-23T07:48:42+00:00 Ice wedges in anomalous magnetic field: numerical modeling Повторно-жильные льды в аномальном магнитном поле: численное моделирование L. V. Tsibizov Л. В. Цибизов 2017-06-30 application/pdf https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84 rus rus Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45/45 Бабанин В.Ф. Трухин В.И. и др. Магнетизм почв. Ярославль: Типография ЯГТУ, 1995. 222 с. Васильчук Ю.К. Повторно-жильные льды // Криосфера нефтегазокоденсатных месторождений полуострова Ямал. Криосфера Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. Т. 2. М.: ООО «Газпром экспо», 2013. С. 318–325. Васильчук Г. И. Повторно-жильные льды Западной Сибири // Изв. АН СССР. Сер. геогр.1966. № 5. С. 104–112. Коснырева М.В. Разработка комплекса геофизических методов для решения прикладных задач почвенного картирования: Автореф. дис. . канд. геол.-минерал. наук. М., 2007. 135 c. Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2007. 272 с. Паршин А.В. и др. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 144–149. Рекомендации по комплексированию геофизических методов при мерзлотной съемке / ПНИИИС М.: Стройиздат, 1987. 88 с. Станиловская Ю.В., Мерзляков В.П. Вероятностная оценка опасности полигонально-жильных льдов для трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 3. С. 48–54. Allred B.J., Daniels J.J., Reza Ehsani M. (ed.). Handbook of agricultural geophysics. CRC Press, 2008. 432 p. Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. Springer Science & Business Media, 2013. 352 p. Becker H., Fassbinder J.W.E. Magnetic Prospecting in Archaeological Sites. Monuments and Sites VI. ICOMOS. 2001. 104 p. Butler S.L., Sinha G. Forward modeling of applied geophysics methods using Comsol and comparison with analytical and laboratory analog models // Computational Geosciences. 2012. № 42. P. 168–176. Cunningham M. et al. An experimental aeromagnetic survey with a rotary-wing unmanned aircraft system // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2016. P. 2129–2133. Hauck C., Kneisel C. (Eds.). Applied geophysics in periglacial environments. Cambridge University Press, 2008. Vol. 240. 238 p. Hodgetts L., Dawson P., Eastaugh E. Archaeological magnetometry in an Arctic setting: a case study from Maguse Lake, Nunavut // Journal of Archaeological Sciences. 2011. № 38. P. 1754–1762. Kneisel C., Hauck C., Fortier R., Moorman B. Advances in geophysical methods of permafrost investigations // Permafrost and Periglacial Processes. 2008. № 19. P. 157–178. Kvamme K.L. Magnetometry: Nature’s gift to archaeology // Johnson, J.K. (ed.). Remote Sensing in Archaeology: An Explicitly North American Perspective. University of Alabama Press, Tuscaloosa, 2008. P. 205–234. Landry D.B., Ferguson I.J., Milne I.J., Park R.W. Combined Geophysical Approach in a Complex Arctic Archaeological Environment: A Case Study from the LdFa-1 Site, Southern Baffi n Island, Nunavut // Archaeological Prospection. 2015. № 22. P. 157–170. Lauterbach R. Mikromagnetik-ein Hilfsmittel geologischer Erkundung // Wiss. Zeitschr. Univ. Leipzig. 1953. T. 3. S. 54. Lonsdale K. Diamagnetic susceptibility and anisotropy of ice // Nature. 1949. № 164. P. 101. Scott W., Sellmann P., Hunter J. Geophysics in the study of permafrost // Ward, S. (Ed.) Geotechnical and Environmental Geophysics. Society of Exploration Geophysics Tulsa. 1990. P. 355–384. Martin P., Jenkin J., Adams F., Jorgenson M., Matz A., Payer D., Reynolds P., Tidwell A., Zelenak J. Wildlife Response to Environmental Arctic Change: Predicting Future Habitats of Arctic Alaska // Report of the Wildlife Response to Environmental Arctic Change (WildREACH): Predicting Future Habitats of Arctic Alaska Workshop, 17–18 November 2008. Fairbanks, Alaska: U.S. Fish and Wildlife Service, 2009. 138 p. Washburn A.L. Geocryology – A Survey of Periglacial Processes and Environments. London, UK: Edward Arnold Ltd., 1979. P. 406. Wolff C.B., Urban T.M. Geophysical analysis at the Old Whaling site, Cape Krusenstern, Alaska, reveals the possible impact of permafrost loss on archaeological interpretation // Polar Research. 2013. № 32. P. 1–12. https://www.aaresearch.science/jour/article/view/45 doi:10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-84 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Arctic and Antarctic Research; № 2 (2017); 75-84 Проблемы Арктики и Антарктики; № 2 (2017); 75-84 2618-6713 0555-2648 10.30758/0555-2648-2017-0-2 магнитная съемка magnetic survey info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2017 ftjaaresearch https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-2-75-8410.30758/0555-2648-2017-0-2 2024-05-31T03:22:51Z Ice wedges could be sources of negative magnetic anomalies due to their low magnetic susceptibility in comparison with surrounding frozen ground. This allows their mapping using highprecision magnetic survey. The work dedicated to analyze of typical models of polygonal-wedge structures in cryolithic zone. Total magnetic field anomalies are calculated at elevations of 1–5 m above the ice wedges upper boundary level. Ice wedge width varies from 1 to 3 m while polygon sizes vary from 6 to 15 m, respectively. Magnetic susceptibility of frozen ground assumed equal to 10–3 SI. Calculated anomalies magnitude amounts from several nT to several tens of nT. Provided estimations allows defining a necessary survey precision for ice wedge mapping. Ice wedges more than 3 m wide are observable in anomalous magnetic field even in the case of covering deposits thickness of up to 4 m on the condition that covering layers are laterally relatively uniform and magnetic susceptibility of frozen ground is about 10–3 SI. Article in Journal/Newspaper Arctic Permafrost and Periglacial Processes Polar Research Arctic and Antarctic Research

Similar Items