Приводятся результаты применения методов машинного обучения для прогнозирования золоторудной минерализации на поисковой стадии геологоразведочных работ на примере Верхнеамгинского щелочного массива Алдано-Станового щита. Использованы данные анализа 403 штуфных проб методом ICP-AES на 25 химических элементов. Протестированы восемь алгоритмов классификации: Random Forest, Support Vector Machine, Neural Network (Multilayer Perceptron), Boosting (AdaBoost), Decision Tree, K-Nearest Neighbors, Linear Discriminant Analysis и Naive Bayes. Наивысшую точность (до 89,6 %) продемонстрировали Random Forest и Support Vector Machine, основанные на выявлении взаимосвязей между рудными элементами (Au, Ag, As, Cu, Sb) и элементами с отрицательной корреляцией (Mg, Ca, Ti). Результаты подтверждены ROC-анализом. При создании модели машинного обучения в качестве целевой переменной приняты значения «рудного» фактора для каждой пробы, использованные в качестве предиктора. С помощью построения аномальных полей значений «рудного» фактора проведено сравнение параметров известных объектов и прогнозируемых площадей. Методы машинного обучения позволяют оперативно и надежно интерпретировать аналитические данные, полученные с использованием спектрометрии или портативных XRF-анализаторов. Для повышения точности прогноза подчеркивается важность комбинации традиционных статистических методов (кластерный, факторный анализ) с современными алгоритмами машинного обучения.
В статье приводятся данные о типохимических особенностях и условиях образования минералов редкоземельных элементов (РЗЭ) из метаморфических углеродсодержащих вулканогенно-осадочных и осадочных отложений манюкуяхинской свиты (RF3) хр. Енганэ-Пэ арктических территорий Урала. Среди минералов, содержащих РЗЭ во всех типах исследуемых пород, установлены алланит-(Ce), монацит-(Ce) и ксенотим-(Y). В метапелитах хр. Енганэ-Пэ впервые установлены фторкарбонат редких земель – синхизит-(Ce) и редкая разновидность гидратированного торита с повышенными содержаниями РЗЭ, P, As ((Th0,44–0,55Y0,21–0,24Сa0,11–0,12 Zr0,08–0,09Се0,04Fе0,03–0,04Nd0,03U0,05Yb0,01–0,02Gd0,01)Σ1,05–1,11(Si0,70–0,72P0,19–0,20As0,06V0,03)Σ1O4OH). В вулканогенноосадочных породах хр. Енганэ-Пэ установлен редкоземельный водосодержащий силикат кайнозит-(Y) в ассоциации с карбонатами, на поверхности халькопирита обнаружен водный силикат меди, свинца и железа, определенный нами как кризейит. Изучение типоморфных и кристаллохимических особенностей позволило построить схему эволюции составов РЗЭ-содержащих минералов в исследуемых образованиях. В качестве основных минералов-концентраторов РЗЭ и Th в осадочных и вулканогенно-осадочных углеродсодержащих породах манюкуяхинской свиты выступают циркон, апатит, алланит-(Ce), монацит-(Ce) и ксенотим-(Y). В результате гидротермально-метаморфических преобразований пород редкоземельные элементы переотлагались, образуя собственные минеральные формы: торит, синхизит-(Ce), кайнозит-(Y), гидротермально измененные зерна и каймы монацита-(Ce) и ксенотима-(Y).
Подмерзлотные водоносные горизонты характеризуются низкими пластовыми температурами и давлениями, близкими к условным гидростатистическим, что позволяет их рассматривать в качестве геологических формаций для организации подземных хранилищ газа в гидратном состоянии. Для проектирования таких подземных хранилищ газа требуется проведение экспериментальных исследований гидратообразования в пористых средах. В настоящей работе рассматриваются подмерзлотные водоносные горизонты Вилюйской синеклизы, где зона стабильности гидратов охватывает меловые и юрские отложения, которые представляют собой терригенно-глинистые толщи. На условия гидратообразования влияют свойства пористой среды: минералогический и гранулометрический состав, плотность, пористость и влажность, наличие органических и неорганических примесей, в особенности глин. Следовательно, исследование гидратообразования в глинистых грунтах – это важная составляющая, которая будет основой для создания подземных хранилищ газа. Для изучения термобарических условий гидратообразования использовался метод дифференциального термического анализа. Образцы пористых сред представляли собой глинистые грунты с различной влажностью в диапазоне от 15 до 40 %. Обнаружено, что в грунтах с влажностью 20 % и более формируется механическая смесь гидратов практически чистого метана и газа с более высокой молекулярной массой. Установлено, что при повышении влажности глинистых грунтов кинетические характеристики гидратообразования снижаются. На основе проведенного исследования можно заключить, что для организации подземных хранилищ газа в гидратном состоянии подходят пористые среды, в которых глинистые прослои обладают минимальной влажностью.
Создание и применение так называемых умных, многофункциональных и гибридных материалов является одним из актуальных направлений современного материаловедения. В работе приведены результаты механических испытаний, исследований микроструктуры, оценки электрофизических свойств, а также стохастического моделирования разрушения образцов из бетонного композита, модифицированного переработанным вторичным сырьем в виде восстановленного оксида графена. Работы проведены с целью создания материалов повышенной прочности и с заданной электропроводностью. Дан обзор исследований в области создания и моделирования процессов разрушения гибридных материалов. Приведены подходы к оценке напряженного состояния и обосновано применение концепции зоны предразрушения и структурного размера для описания процессов разрушения в квазихрупких материалах. Показано, что высокие прочностные свойства и электропроводность графена позволяют существенно улучшить характеристики гибридного композита при незначительной концентрации модификатора. Образцы для испытаний были изготовлены с добавлением 0,2 и 0,5 мас.% оксида графена. Для исследования структуры и состава использовались электронная сканирующая растровая микроскопия и инфракрасная спектроскопия. Механические испытания показали, что добавление восстановленного оксида графена вызывает увеличение прочности на 48 % при содержании всего 0,5 мас.% оксида графена и снижение электрического сопротивления до 550–600 Ом, при этом снятие нагрузки восстанавливает прежние значения проводимости. Установлено, что модификация бетона графеном улучшает как электрические, так и механические характеристики. Подобные гибридные материалы могут быть применены в системах мониторинга состояния конструкций, самонагревающихся элементах, при заземлении электроопор, с целью повышения надежности и безопасности эксплуатации энергетических комплексов и технических систем в экстремальных климатических условиях Арктики и Субарктики.
Для широкого применения полиэтиленовых труб при строительстве газопроводов в регионах очень холодного климата необходима разработка оперативной технологии сварки с целью выполнения ремонтно-восстановительных работ без использования теплых укрытий. Предлагается технология оперативной электромуфтовой сварки полиэтиленовых труб при низких температурах на открытом воздухе с управляемой кристаллизацией материала сварного шва. Сокращение времени выполнения соединения достигается предварительным подогревом с помощью закладного нагревателя и выравнивания температур путем свободного охлаждения. Расчет температурного режима сварки методом конечных элементов показал, что при последующем нагреве по режиму сварки в нормальных условиях объем расплава соответствует объему расплава сварки при допустимой температуре воздуха. Для соблюдения режима кристаллизации расплава полиэтилена в условиях низких температур, характерных для сварки при допустимых температурах воздуха, предлагается изменение мощности нагревателя по времени. Для определения временной зависимости мощности закладного нагревателя, обеспечивающей соответствующую кристаллизацию материала сварного шва и зоны термического влияния, решена обратная задача теплопроводности методом градиентной минимизации функционала. На основе решения несвязанной термоупругой задачи с использованием программного средства Dolfin/FEniCS проведен сравнительный анализ влияния распределений температур на сварочные напряжения при сварке по предлагаемой и стандартной технологиям. Расчетами показано, что при сварке с управляемой кристаллизацией напряжения между трубой и муфтой находятся в допустимом диапазоне. Исследования с помощью растрового электронного микроскопа JEOL JSM-7800F надмолекулярных структурных образований в материале зоны термического влияния показали, что предлагаемая технология управляемой кристаллизации обеспечивает формирование в зоне термического влияния сферолитов с размерами, характерными для сварки в нормальных условиях.
Тепловизионная технология, или инфракрасная термография (ИКТ), за последние годы стала важным инструментом для неинвазивного изучения различных физиологических процессов у животных, состояния их здоровья и поведенческих реакций. Метод позволяет регистрировать распределение поверхностной температуры тела, что дает возможность бесконтактно оценивать терморегуляцию, уровень стресса, наличие воспалительных процессов и некоторые адаптационные механизмы животных. Часто данный подход применяется при разнообразных физических нагрузках животных в условиях, где важна способность организма поддерживать температурный гомеостаз, включая негативное влияние комплекса факторов окружающей среды. Кроме того, метод применяется в некоторых исследованиях, посвященных анализу поведенческих реакций у разных видов животных, таких как социальное взаимодействие и адаптация к изменению климата. В данной статье рассматриваются современные подходы к использованию тепловизионной технологии в научных исследованиях в разных направлениях по изучению как домашних, так и диких видов млекопитающих. Показано, что ИКТ может быть эффективно использована в комплексе с другими методами диагностики и наблюдения, что делает ее ценным инструментом не только в биомедицинских, но и экологических и физиологических исследованиях. Также рассмотрены перспективы развития данной технологии, включая интеграцию с беспилотниками, системами искусственного интеллекта и мобильными приложениями. Дальнейшие разработки в области стандартизации протоколов проведения данных исследований по изучению специфичных реакций организма животных в различных условиях, несомненно, будут способствовать развитию как фундаментальных, так и прикладных исследований и помогут расширить применение тепловизионных технологий, в частности, в коневодстве.
Современные системы автоматизированного мониторинга, применяемые в животноводстве и природоохранной деятельности, требуют эффективных методов компьютерного зрения для отслеживания характеристик животных. Настоящее исследование представляет систему автоматизированного мониторинга состояния животных на базе сверточной нейронной сети YOLOv11. Оценка проводилась на специализированных наборах данных, содержащих изображения оленей и соответствующие им заранее измеренные характеристики. С использованием программной платформы AutoGenNet автоматизированы процессы оптимизации гиперпараметров и конфигураций архитектур, что позволяет упростить и ускорить адаптацию предложенной модели для мониторинга разных видов животных. Результаты демонстрируют эффективность использования YOLOv11 для решения рассмотренной задачи. Исследование подтверждает эффективность AutoGenNet в автоматизации создания моделей мониторинга фенотипических характеристик северных оленей (Rangifer tarandus), позволяя упростить и ускорить внедрение систем искусственного интеллекта в современное животноводство. Полученные биометрические данные позволяют рассчитывать производно-оценочные показатели (живая масса, мышечная масса, репродуктивный потенциал), формируя основу для управленческих решений. Важнейшим достижением является реализация принципа бесконтактного мониторинга, исключающего стресс-факторы фиксации животных и обеспечивающего соответствие стандартам биоэтики. Успешная апробация на северных оленях, представляющих собой комплексный биологический эталон из-за экстремальной изменчивости признаков, гарантирует переносимость метода на другие виды сельскохозяйственных животных (свиньи, овцы и т. д.) в менее требовательных условиях. Реализованная система автоматизированного мониторинга фенотипических характеристик северных оленей, основанная на архитектуре YOLOv11 и платформе AutoGenNet, подтвердила свою технологическую состоятельность и практическую значимость.
Общая площадь охотничьих угодий Якутии составляет 241 млн га и предоставляет огромный потенциал для охотничьего промысла, который является неотъемлемой частью культуры и экономики Якутии. Основные виды пушных млекопитающих Якутии: соболь (Martes zibellina), лисица (Vulpes vulpes), бурый медведь (Ursus arctos), волк (Canis lupus), ондатра (Ondatra zibethicus), белка (Sciurus vulgaris), заяц-беляк (Lepus timidus), горностай (Mustela erminea), колонок (Mustela sibiricus), песец (Vulpes lagopus), росомаха (Gulo gulo), рысь (Lynx lynx) и американская норка (Neogale vison). В работе использованы статистические данные зимнего маршрутного учета (ЗМУ) численности животных, анкетно-опросные сведения охотопользователей и госинспекторов и сведения об объемах добычи охотничье-промысловых видов животных. Среди пушно-промысловых животных Якутии лидирующую позицию занимает соболь. Стабильный уровень заготовок соболя при одновременном росте его численности свидетельствует об эффективных мерах по охране этого ценного вида. Ондатра, занимающая второе место по объему заготовок, демонстрирует крайне низкую долю изъятия (1–2 %). Белка, несмотря на рост численности за последнее десятилетие в 62 %, остается экономически невыгодным объектом промысла из-за низких закупочных цен. По данным ЗМУ, в Якутии наблюдается постепенный рост численности всех пушных видов животных. Наряду с этим наблюдается усиленное повышение численности хищников, что вызывает серьезную обеспокоенность и требует принятия срочных мер по регулированию, включая разработку и реализацию программ по отстрелу или иным методам контроля численности, чтобы избежать потенциального ущерба для популяций других животных. В целом, неиспользованный ресурсный потенциал многих пушных охотничье-промысловых видов Якутии является следствием не только низких закупочных цен, но и уменьшения спроса населения на меховые изделия, недостаточного развития инфраструктуры переработки и сбыта, а также нехватки информации и обучения охотников. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход государства, включающий финансовую поддержку охотничьего хозяйства, разработку и продвижение новых технологий переработки и маркетинга, проведение обучающих программ для охотников и популяризацию использования местной пушнины. Комплексный подход позволит эффективно использовать природные ресурсы Якутии и обеспечить устойчивое развитие охотничьего промысла.
Весенние лесные пожары в Центральной Якутии остаются актуальной эколого-социально-экономической проблемой. Целью исследования является анализ роли сельскохозяйственных палов как ключевого антропогенного фактора весенних пожаров в лесах Центральной Якутии, а также оценка экономических последствий как самих пожаров, так и запрета на палы, введенного в 2015 г. постановлением Правительства РФ № 1213. Методология включает анализ данных за 25-летний период (2000–2024 гг.), предоставленных Якутской базой «Авиалесохраны» по центральным районам Якутии, полевые экспедиции 2023–2024 гг., ГИС-анализ, фенологический мониторинг и применение классических пирологических методик (Нестерев, Курбатский, Залесов). Результаты исследования показали, что 80–98 % весенних пожаров имеют антропогенное происхождение, причем 60–70 % из них связаны с вышедшими из-под контроля сельхозпалами. Несмотря на запрет, их практика сохраняется как традиционный способ подготовки пастбищ, способствующий раннему отрастанию травы и повышению кормовой базы. Анализ выявил, что запрет не привел к снижению пожарной активности, но наносит скрытый ущерб сельскому хозяйству. Практическая значимость работы заключается в выявлении «окна безопасности» для регулируемых палов – конец апреля–первая пятидневка мая, когда риск перехода огня в лес минимален. Предложена система адаптивного управления огнем, включающая легализацию контролируемых палов, лицензирование, обучение населения и создание регионального центра пирологического мониторинга. Переход от тотального запрета к научно обоснованному регулированию позволит снизить пожарную опасность, сохранить экосистемы и поддержать устойчивое развитие сельских территорий.
Мурманская область является одной из наиболее урбанизированных и промышленно развитых территорий российского сектора Арктики. В регионе представлены горнодобывающая, металлургическая, энергетическая, пищевая промышленность. Исследования проведены в г. Мурманск – крупнейшем незамерзающем морском порту России, расположенном за Полярным кругом. Среди портов Северо-Запада России он занимает лидирующее место по объему перерабатываемых сухих грузов. Основными загрязнителями окружающей среды города являются полициклические ароматические углеводороды и летучие вещества (SO2 и NO2), тяжелые металлы, нефть. Биоиндикация качества окружающей среды города проведена с использованием новых методов экологической палинологии. Цель работы – изучение полиморфизма пыльцы Picea obovata Ledeb. в условиях промышленного загрязнения г. Мурманск. В импактной зоне предприятий города (городские ТЭЦ, мусоросжигательный и судоремонтный заводы) проведены палинологические исследования ели сибирской (Picea obovata Ledeb.). На каждой пробной площади маркировались по 5–6 деревьев, мужские шишки собирались во время пыления P. obovata в конце июня 2024 г. Исследования пыльцы проводились ацетокарминовым методом. Выявлен высокий уровень полиморфизма пыльцы, содержание в образцах пыльцевых зерен с аномалиями развития варьирует от 62,2 до 87,6 %, в контроле 25,8 %. Максимальное содержание тератоморф выявлено в образцах из окрестностей энергетических предприятий, работающих на угле и мазуте: Росляково Южное (87,6 %), Южная котельная (81,6 %), Мурманская ТЭЦ (76,4 %). Выделены три размерные группы тератоморфной пыльцы P. obovatа: нормальная, карликовая и гипертрофированная с различными патологиями воздушных мешков и экзины. Образование большого количества генетически аномальных форм пыльцы P. obovata и особенности их тератологии свидетельствуют о высоком уровне загрязнения окружающей среды и воздействии мутагенов различной природы. Для экологической безопасности населения и снижения уровня загрязнения г. Мурманск необходимо использование экологически безопасных технологий производства и перевод городских котельных на природный газ.
Интенсивное освоение углеводородных месторождений на юго-западе Республики Саха (Якутия) приводит к фрагментации ранее единых лесных массивов. До середины 70-х г. ХХ в. антропогенная нарушенность региона была минимальной. С середины 1980-х годов начали появляться большие площади с нарушенной естественной растительностью, представляющие единую сеть, связанную между собой на большие расстояния. Площади лесов, находящихся под воздействием «опушечного эффекта», возросли более чем в 3 раза. Лесолуговые экотонные комплексы развиваются как на границе естественных растительных комплексов, так и на возникающих в результате антропогенного воздействия экотопах. В работе использовался маршрутный метод исследований, лесоводственно-геоботанические описания проводились по классической методике. Картографический материал подготовлен на основе общедоступных спутниковых снимков и топографической карты масштаба 1:200000. Анализ видового состава растительности показывает незначительную разницу состава видов в глубине лесов и на опушках, но изменяется обилие видов. Наименьшую реакцию на воздействие «опушечного эффекта» проявляют виды деревьев. У типично лесных видов травяно-кустарничкового яруса наблюдается снижение обилия на всю глубину воздействия «опушечного эффекта», происходит проникновение луговых видов из прилегающих нелесных растительных сообществ. Изменение флористического состава воздействует на все компоненты биоценоза, связанные с ним трофическими связями.
Аннотация Исследованы не изученные ранее почвы широко распространенных в Центральной Якутии песчаных массивов – тукуланов. Почвообразующими породами на больших площадях региона выступают древнеаллювиальные легкие по гранулометрическому составу почвообразующие породы дочетвертичного возраста. В голоцене на этих породах начала формироваться светлохвойная тайга, но большие площади вдоль долин рек оставались без растительного покрова и были заняты крупными массивами перевеваемых песков. В настоящее время в условиях происходящих естественных (динамика климата) и антропогенных воздействий (лесные пожары, вырубки и промышленное освоение) происходит заметное расширение безлесных пространств и наблюдается формирование молодых массивов перевеваемых песков. При этом, с одной стороны, наблюдается погребение естественного почвенного покрова, а с другой – эоловая деградация почв на лишенных растительного покрова площадях. Целью данной работы стало исследование свойств основных типов почв, сформированных как на динамичных, так и на закрепленных растительностью участках тукуланов Лено-Вилюйского междуречья. Во время маршрутных исследований применялись сравнительно-географический и профильно-генетический методы, определение основных физико-химических параметров почвы выполнялось с помощью общепринятых в почвоведении методик. Исследования показали, что на территории распространения легких по гранулометрическому составу пород эолово-древнеаллювиального генезиса распространены мерзлотные боровые песчаные почвы с простым слабодифференцированным и сложным полициклическим профилями. Последние характеризуются признаками погребения. На относительно более увлажненных послепожарных участках строение почвы и ее свойства могут быть осложнены также криотурбационными процессами. Все почвы преимущественно слабокислые, малопродуктивные, характеризуются небольшой суммой обменных оснований и очень низким содержанием гумуса. Криотурбированная почва среднекислая, отличается более выраженными признаками иллювиирования железа и равномерным распределением органического вещества в трансформированной части профиля. Замещение типичных таежных ландшафтов «пустынными» поверхностными образованиями полностью трансформирует растительно-почвенный покров территории, отрицательно влияя на продуктивность экосистемы.