что означает вечная мерзлота

Вечная мерзлота

«Вечная мерзлота» (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общей площадью 35 млн км². Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.

Содержание

Распространённость и изучение

Многолетняя мерзлота (общепринятое название — вечная мерзлота, «многолетней» вечную мерзлоту впервые стала именовать петербургская географическая научная школа) — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25% площади всей суши земного шара. Материк, где вечная мерзлота отсутствует полностью — это Австралия, в Африке возможно её наличие только в высокогорных районах. Значительная часть современной многолетней мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90%. В многолетней мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности — гидрата метана.

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири. Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных Семёном Дежнёвым и Иваном Ребровым. В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таёжных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на два аршина. Ленские воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает». В 1828 г. Федор Шергин начал проходку шахты в Якутске. За 9 лет была достигнута глубина 116.4 м. Шахта Шергина шла все время в мерзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта. В 40-х годах 19-го века А. Ф. Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м. [1] С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками» [3]

Самый глубокий предел многолетней мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания многолетней мерзлоты — 1 370 метров — зафиксирована в феврале 1982 года.

Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.

Многолетняя мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. Известно, что в ней можно очень долго хранить продукты. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, сильно мешает, так как промёрзшие породы обладают высокой прочностью, что затрудняет добычу. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось вести разработку кимберлитовых трубок в Якутии в карьерах — например, карьер трубки Удачный — с почти отвесными стенками.

Почвы районов многолетней мерзлоты

В почвах, расположенных в зоне длительной сезонной или постоянной мерзлоты, протекает комплекс своеобразных процессов, связанных с влиянием низких температур. Над мёрзлым слоем, который является водоупором, вследствие коагуляции органических веществ может происходить накопление гумуса, так называемая надмерзлотная регенерация гумуса, надмерзлотное оглеение даже при небольшом годовом количестве осадков. Образование слоев льда (шлиров) в почве приводит к разрыву капилляров, вследствие чего прекращается подтягивание влаги из надмерзлотных горизонтов к корнеобитаемому слою. Наличием мёрзлого слоя вызван целый ряд механических изменений в почвенном профиле, таких, как криотурбация — перемешивание почвенной массы под влиянием разницы температур, солифлюкция — сползание насыщенной водой почвенной массы со склонов по мёрзлому слою. Эти явления особенно широко распространены в тундровой зоне. С криогенными деформациями связывают характерный для тундр бугристо-западинный рельеф (чередование бугров пучения и термокарстовых западин), а также образование пятнистых тундр.

Под действием мороза происходит криогенное оструктуривание почвы. Отрицательные температуры способствуют переходу продуктов почвообразования в более конденсированные формы, и это резко замедляет их подвижность. Мерзлотной коагуляцией коллоидов обусловлено ожелезнение таёжных почв. С влиянием криогенных явлений некоторые исследователи связывают обогащение кремнекислотой средней части профиля подзолистых почв, рассматривая белесую присыпку как результат мерзлотной дифференциации плазмы и скелета почвы.

Источник

Вечная мерзлота оказалась невечной

Greenpeace России принял участие в написании доклада «Зелёный поворот», который посвящён изменению климата. Теперь в серии блогов мы расскажем подробнее о том, чем и кем вызван климатический кризис, каких последствий стоит ожидать и что нужно делать прямо сейчас. И начнём с таяния «вечной» мерзлоты.

Что такое вечная мерзлота

Вечная мерзлота (криосфера) – это любой тип почвы, который остаётся полностью замороженным от двух до сотен тысяч лет. Около 60% территории России находится в зоне вечной мерзлоты. Толщина мёрзлого слоя может составлять от нескольких сотен сантиметров до 1300 метров.

Регионы многолетней мерзлоты не всегда покрыты снегом. Верхний активный слой почвы оттаивает в тёплые летние месяцы и снова замерзает осенью. В более холодных регионах земля редко оттаивает даже летом. Там активный слой почвы очень тонкий – 10-15 сантиметров. В более тёплых областях активный слой может достигать нескольких метров.

Таяние вечной мерзлоты

Вечная мерзлота состоит из почвы, камней и песка, которые удерживаются льдом. Рядом с поверхностью почвы есть много органического углерода – материала, оставшегося от погибших растений, которые не разложились и не сгнили из-за холода.

Почему вечная мерзлота начала таять

Всё ещё остаются люди, которые скептически относятся к антропогенной причине климатического кризиса и считают, что причина потепления не в деятельности человека, а в «природных факторах». Однако по данным Института космических исследований NASA, за последние 125 лет изменения орбиты Земли и активность солнца не оказали существенного влияния на температуру нашей планеты, а извержения вулканов даже несколько охлаждали её.

Земля начала нагреваться из-за масштабных выбросов в атмосферу парниковых газов, в первую очередь, углекислого газа и метана. Причём наибольший вклад в наблюдаемое потепление внёс именно углекислый газ – СО2 – который выбрасывается в первую очередь из-за сжигания ископаемого топлива. С начала индустриальной революции человечество произвело так много углекислого газа, что в 2019 году его содержание в атмосфере было выше, чем за последние 23 миллиона лет.

Почему таяние мерзлоты опасно

В атмосферу может попасть огромное количество парниковых газов, что вызовет ещё большее нагревание Земли.

Таяние многолетнемёрзлых грунтов

Согласно результатам исследований, даже если антропогенные выбросы парниковых газов сократить до нуля прямо сейчас, температура будет расти ещё сотни лет из-за инерционности климата Земли. Это саморазвивающийся и саморазгоняющийся процесс, запущенный деятельностью человека. Чем больше в атмосферу выбрасывается парниковых газов, тем быстрее нагревается планета, быстрее тает мерзлота и высвобождают ещё больше парниковых газов. К тому же стоит учитывать, что при гниении органики вырабатывается тепло, которого достаточно для оттаивания более низких слоёв мерзлоты.

Потепление может уничтожить инфраструктуру в районах вечной мерзлоты.

Когда мерзлота оттаивает, почва становится мягкой, грунт проседает. Начинают разрушаться экосистемы, формируются овраги, каньоны, появляются мелководные озёра. Земля начинает буквально проваливаться под ногами, разрушаются дома и дороги, построенные на мерзлоте.

Термокарстовые (провальные) озёра появляются из-за оттаивания мёрзлых грунтов

Несколько аномально тёплых зимних сезонов ставят под угрозу разрушение как минимум 25% инфраструктуры северных городов России – автомобильные и железные дороги, мосты, тоннели, портовые коммуникации. Деформируются нефтедобывающие скважины, сотни тысяч километров нефте- и газопроводных труб, которые проектировались в прошлом веке для регионов вечной мерзлоты без учёта климатической опасности.

Исследователи ожидают, что мерзлота растает на больших территориях уже в ближайшие 30 лет.

Территория суши уменьшается из-за таяния вечной мерзлоты.

Таяние вечной мерзлоты повышает уровень мирового океана. Ежегодно Россия теряет около 11 кв.км. суши – территорию, равную примерно 476 Красным площадям. Если не остановить таяние мерзлоты, оно приведёт к затоплению всех прибрежных городов.

Изменение климата – риск дополнительных заболеваний и смертности.

Постепенное потепление климата приводит к деградации мерзлоты и разрушению могильников, где захоранивали заражённый болезнями скот десятки и сотни лет лет назад. По одной из версий, именно из-за этого в 2016 году на территории Ямало-Ненецкого автономного округа произошла вспышка сибирской язвы.

Таяние мерзлоты может возродить и активировать вирусы, замороженные в ней на протяжении сотен и тысяч лет. Что тогда произойдёт? Если вирусы попадут в водоёмы, подвергнутся воздействию кислорода и света, они погибнут. Однако если они найдут подходящего «хозяина», это может стать началом новой пандемии.

Как вы можете помочь преодолеть климатический кризис

С каждым годом мерзлота тает всё быстрее и быстрее. Если ничего не предпринимать, то этот процесс невозможно будет ни остановить, ни повернуть вспять. Мерзлота будет таять, а планета – нагреваться до тех пор, пока человеческая цивилизация в её нынешнем виде не сможет на ней существовать.

Как можно замедлить потепление, помочь сохранить вечную мерзлоту и прервать замкнутый круг процессов, ведущих к постоянному нагреванию планеты? В своей ежедневной жизни вы можете уменьшать ваш углеродный след: в этом вам помогут наш калькулятор и чеклист.

Вы можете послушать наш подкаст, который Greenpeace записал с фотографом и режиссёром-документалистом Александром Фёдоровым. В подкасте речь идёт о фильме, которые посвящен климатическому кризису и его влиянию на малочисленные коренные народы России.

Очень важно, чтобы меры принимались и на уровне государства. Мы разработали «Зелёный курс», который поможет России достичь углеродной нейтральности уже к 2050 году и замедлить таяние вечной мерзлоты.

Подпишите петицию, чтобы Правительство тоже обратило внимание на проблемы климатического кризиса.

* При подготовке материала использована статья Н.С. Зимова «Не вечная мерзлота» из доклада «Зелёный поворот».

Источник

65% территории России – это вечная мерзлота. Объясняю на пальцах, что это значит

Взгляните. Это – озеро Байкал. Его максимальная глубина – 1642 метра. Для масштаба я поставил на его берег Эйфелеву башню.

Глубоко? Очень. А теперь представьте, что прямо сейчас где-то в мире есть территории, пропитанные подземным льдом на 1370 метров вниз.

Да, именно 1370 метров – таков мировой рекорд глубины для вечной мерзлоты. И установлен этот рекорд в России (кто бы сомневался?).

Вечная мерзлота – это замерзшие грунтовые воды, которые от сильных морозов не оттаивают десятками, сотнями и даже тысячами лет.

Явление это не такое уж и редкое. 35 млн км2 нашей планеты (1/4 часть суши) занято именно вечной мерзлотой. Чтобы понимать масштаб этого глобального холодильника, просто посмотрите на картинку:

Вся вечная мерзлота мира занимает в 4 раза большую площадь, чем Австралия. Кстати, мы не зря взяли именно Австралию, ведь это единственный материк, на котором вечной мерзлоты нет совершенно. А на остальных материках она есть. Даже в Африке.

Что касается нашей страны, то ей немного не повезло. 1/3 всей мировой вечной мерзлоты расположена в России. Это порядка 10-12 млн км2 или 65% территории страны. То есть, пропорция примерно следующая:

Если вычесть из России всю вечную мерзлоту (где сложно или невозможно что-то выращивать, строить да и вообще жить) то у нас останется 5-6 миллионов квадратных километров. Мы станем 8 по площади страной, где-то между Индией и все той же Австралией.

А вот еще интересный факт. Однажды русские решили выкопать в мерзлоте глубокий колодец, чтобы добраться до чистой питьевой воды. Было это еще при Пушкина, в 1828 году. И что бы вы думали? 9 лет они копали эту вертикальную яму. И докопали до глубины 116 метров.

За все 9 лет и 116 метров глубины землекопы (ледокопы?) не встретили ни единой капельки жидкости. В итоге, колодец разорил этих людей и они свою идею оставили, даже не подозревая, что на самом деле глубина мерзлоты в том месте – 500 метров. То есть, им еще лет 40 пришлось бы ее пробивать.

Самое поразительное, что тот колодец жив до сих пор. Уже почти 200 лет он в неизменном виде покоится в Якутии.

А, знаете сколько нужно времени, чтобы во дворе вашего дома образовалась вечная мерзлота? Ученые все подсчитали.

За одну зиму грунт успевает промерзнуть примерно на 1 метр. Если бы зима не кончалась, а длилась. Ну, скажем, 1 год, то грунт промерз бы уже на 4 метра. Дальше – сложнее. Чтобы земля промерзла на 80 метров в глубину, нужно чтобы морозы стояли примерно 350 лет подряд.

А если вы хотите проморозить землю на 116 метров (глубина того якутского колодца) то вам потребуется около 1000 лет. Это уже целый ледниковый период, получается.

Как видно, чем глубже мерзлота, тем она старше. Например, требуется 100 000 лет непрерывных холодов, чтобы мерзлота опустилась на 550 метров вглубь. И аж 1 миллион лет – для 700-метровой глубины.

В России умудряются выращивать на вечной мерзлоте целые города! Например, самый большой в мире город, расположенный над вечной мерзлотой – Якутск. Его население – 300 000 человек. Это именно там копали тот 116-метровый колодец, и именно там сейчас собираются строить новый мега мост.

Впрочем, этот любопытный город заслуживает отдельного рассказа.

Источник

Вечная мерзлота

Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана.

Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C.
В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, ее глубина иногда превышает 1 000 м.

Такое явление глобального масштаба, как вечная мерзлота, занимает не менее 25% площади всей суши земного шара.

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири.
Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных С. Дежневым и И. Ребровым.
В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таежных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на 2 аршина.
Ленские воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает». В 1828 г. Ф. Шергин начал проходку шахты в Якутске.
За 9 лет была достигнута глубина 116,4 м.
Шахта Шергина шла все время в мерзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта.
В 40-х гг. 19 го века А. Ф. Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м.
С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.

Термин «вечная мерзлота» как специфическое геологическое явление был введен в научное употребление в 1927 г. основателем школы советских мерзлотоведов М. И. Сумгиным.
Он определял его как мерзлоту почвы, непрерывно существующую от 2 лет до нескольких тысячелетий.
Слово «мерзлота» при этом четкого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях.
Впоследствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемерзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения.

65% территории России — районы многолетней мерзлоты.
Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.

Источник

Вечная мерзлота

Вечная мерзлота в истории

Первые письменные свидетельства о существовании необычного состояния почвы, позже обозначенного как “вечная мерзлота”, остались от русских землепроходцев XVII века, покорявших Сибирь. Первооткрывателем стал казак Я. Святогоров, а члены экспедиций И. Реброва и С. Дежнёва уже изучили вопрос более детально. В своих депешах ко двору они описали особенность отдельных зон в тайге, в которых даже летом земля сохраняет зимнюю мерзлость. В 1640 г. воеводы М. Глебов и П. Головин в послании русскому царю не скрывали своего искреннего недоумения:

Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает.

Окончательно утвердились в существовании районов «вечной мерзлоты» во время начала промышленного освоения Севера. В 1828 г. проходчик Ф. Шергин прорубил первый метр ледяного грунта в Якутске, за 9 лет достигнув отметки чуть менее 116 с половиной метра и не встретив на пути ни одного водоносного горизонта. А. Миддендорф, измерив температуру на всем протяжении шахты Шеригина, подвел черту под ответ. Таким образом, невероятное стало очевидным фактом географии и геологии страны.

Вечная мерзлота полуострова Ямал на севере Западной Сибири, на территории Ямало-Ненецкого автономного округа России.

Понятие «вечная мерзлота» впервые появилось в научной среде в 1927 году. Автором термина стал советский ученый М.И. Сумгин, один из основателей отечественной науки по изучению этого явления.

Научное определение

Под вечной мерзлотой принято считать криолитозону с температурным режимом от 0°C и ниже и соответственно наличием в ней подземных льдов. По Сумгину это почвенная мерзлота с возрастом от 2 лет и выше, максимальные величины накопления измеряются тысячелетиями.

Какое-то время существовала определенная сумятица в терминологии. Значение слова «мерзлота» не имело четкого определения, что приводило к разночтениям. Такое положение подвергалось справедливой критике и поэтому предлагались другие названия. Были попытки широко распространить наименования «многолетнемёрзлые горные породы», «многолетняя криолитозона». Но в результате прижился термин Сумгина.

Срок, в течение которого образовывается мерзлое состояние пород, подразделяет их на три вида:

К отдельной категории относятся промежуточные или переходящие формы мерзлых пород. Их называют перелетками. Примером может послужить случай, когда сезонно-мерзлая порода не успевает протаять за летний период и сохраняется в течение нескольких лет.

Большая доля современной вечной мерзлоты возникла в результате воздействий последнего ледникового периода. Объемы льда в промерзлых породах могут составлять до 90 процентов. В наши дни наблюдается процесс их медленного таяния.

Особенности мерзлых почв

Низкие температуры в условиях мерзлоты, носящей длительный сезонный или постоянный характер, естественно накладывают свой отпечаток на состояние местной почвы. В ней протекают своеобразные химико-биологические процессы. Один из примеров изображен на фото слева.

Над мёрзлым водоупорным слоем в процессе коагуляции (сгущения) органических веществ накапливается гумус. Причем его над-мерзлотная регенерация или так называемое над-мерзлотное оглеение сильно не зависят от милостей природы. Чтобы процесс пошел, достаточно небольшого количества годовых осадков.

Образуемые в земле шлиры (ледяные слои), разрывая водоносные капилляры, перекрывают доступ влаги из верхних над-мерзлотных горизонтов к нижней корнеобитаемой среде. Все явления, происходящие в почве в условиях вечной мерзлоты, особенно характерны для тундровой зоны. В результате происходящих из-за наличия мерзлого слоя механических изменений в почве тундра приобрела свой особенный вид. Криогенные деформации в виде криотурбации (перемешивания под влиянием разницы температур почвенной массы) и солифлюкации (сползание почвенной массы, насыщенной водой, со склонов по мёрзлому слою) придали рельефу тундры волнообразные очертания, когда вспученные бугры чередуются с провалами термокарстовых западин. По той же причине образовались пятнистые тундры.

Минусовые температуры влияют и на оструктурирование почвы, вызывая ее криогенный характер. Они заставляют продукты почвообразования переходить в более конденсированные состояния, при этом резко замедляя их подвижность. В результате мерзлотной коагуляции коллоидов происходит ожелезнение почв. По мнению некоторых исследователей криогенные явления также обогащают кремнекислотой среднюю часть профиля подзолистых почв. Эти ученые считают белесую присыпку результатом мерзлотной дифференциации плазмы почвы.

Ареалы распространения

Вечная мерзлота имеет глобальные масштабы распространения. Она захватила не менее ¼ части суши земли, в том числе высокогорные районы Африки. Австралия является единственным материком, где это явление отсутствует вообще.

Обширные просторы России представляют собой средоточие вечной мерзлоты. Более половины территории самой большой страны мира приходится на криотозону. Наиболее широкое распространение она получила в Забайкалье и Восточной Сибири, где в верхней части реки Вилюй на глубине 1370 метров залегает нижайшая точка вечной мерзлоты. Рекорд зафиксирован в 1982 году.

Экономическое влияние

Учёт вечной мерзлоты важен для проведения строительства, геологоразведки и других хозяйственных работ в районах Севера. Она может, как создавать проблемы, так и приносить пользу. Способность служить естественным природным холодильником для хранения продуктов лежит на поверхности. Кроме этого, в условиях вечной мерзлоты вероятны образования залежей гидратов газов, используемых человеком, в частности метана.

Высокая прочность промёрзших пород сильно затрудняет добычу ископаемых. Но в то же время имеется другая, сильная, сторона: мерзлота цементирует породы, что позволяло в карьерах Якутии успешно проводить разработку кимберлитовых трубок, доводя стенки чаш до отвесного состояния. Ярким свидетельством последнего служит пример якутского карьера Трубка Удачная.

Игарский музей вечной мерзлоты – явление уникальное, и не только потому, что основные его экспозиционные залы находятся в толще вечно мёрзлого грунта, но и потому, что главный экспонат музея – сама вечная мерзлота.

Музей вечной мерзлоты в Игарке

С первых лет строительства города ученые вели её исследования, мерзлотная станция была открыта в 1931 году. Попутно же вынашивалась идея демонстрации населению результатов бережного отношения к природе. Эта идея принадлежала посетившему научную станцию в 1938 году учёному-мерзлотоведу Михаилу Ивановичу Сумгину. К тому времени были вырыты шахтные колодцы и встречные штреки к ним. За год до начала Великой Отечественной войны путём выемки грунта было оборудовано пять камер, отделённых от коридора перегородками и дверьми. Их стены, как и коридор, были облицованы тонким слоем льда. Объём вынутого грунта составил 468 кубических метров.

Построенные помещения имели научно-исследовательское значение, но тем не менее, для желающих, в первую очередь школьников и гостей города, уже тогда проводились сотрудниками станции первые экскурсии. Так одна из камер по сути уже тогда начала использоваться как биомузей. Его экспонатами стали замороженные ящерицы, ерши, находящаяся в анабиозе бабочка бражник, насекомые: шмели, божья коровка и муха. Учёные пополняли биомузей по мере своих возможностей и принимали посетителей.

Источник