Вода, находящаяся в недрах и на поверхности, промерзает на глубину до 500 м и более. Свыше 25% поверхности всей суши Земли заняты вечномёрзлыми породами. В нашей стране более 60% такой территории, ведь в зоне её распространения лежит почти вся Сибирь.

Это явление получило название многолетней, или вечной мерзлоты. Однако климат со временем может меняться в сторону потепления, так что термин «многолетняя» более подходит для этого явления.
В летние сезоны - а они здесь очень недолгие и скоротечные - верхний слой поверхностных грунтов может оттаивать. Однако ниже 4 м находится слой, который не оттаивает никогда. Грунтовая вода может находиться либо под этим мёрзлым слоем, либо сохраняться в жидком состоянии между многолетнемёрзлыми толщами (она образует водяные линзы - талики) или над мёрзлым слоем. Верхний слой, который подвержен промерзанию и оттаиванию, называется деятельным слоем.

ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ

Лёд в грунте может образовывать ледяные жилы. Часто они возникают в местах морозобойных (образующихся при сильных морозах) трещин, заполняемых водой. При замерзании этой воды грунт между трещинами начинает сдавливаться, ведь лёд занимает большую площадь, чем вода. Образуется слегка выпуклая поверхность, обрамлённая понижениями. Такие полигональные грунты покрывают значительную часть поверхности тундры. Когда наступает недолгое лето и ледяные жилы начинают оттаивать, образуются целые пространства, похожие на решетку из кусочков суши, окружённых водными «каналами».

Среди полигональных образований широко распространены каменные многоугольники и каменные кольца. При многократном промерзании и оттаивании земли происходит вымораживание, выталкивание льдом на поверхность более крупных обломков, содержащихся в грунте. Таким путем происходит сортировка грунта, поскольку его мелкие частицы остаются в центре колец и многоугольников, а крупные обломки смещаются к их краям. В результате появляются валы камней, обрамляющие более мелкий материал. На нем иногда селятся мхи, и осенью каменные многоугольники поражают неожиданной красотой: яркие мхи, иногда с кустиками морошки или брусники, окружённые со всех сторон серыми камнями, похожи на специально сделанные садовые клумбы. В поперечнике такие многоугольники могут достигать 1 -2 м. Если поверхность не ровная, а наклонная, то многоугольники превращаются в каменные полосы.

Вымораживание из грунта обломков приводит к тому, что на вершинных поверхностях и склонах гор и холмов в зоне тундры возникает хаотическое нагромождение крупных камней, сливающихся в каменные «моря» и «реки». Для них существует название «курумы».

БУЛГУННЯХИ

Этим якутским словом обозначается удивительная форма - холм или бугор с ледяным ядром внутри. Он образуется благодаря увеличению объёма воды при замерзании в надмерзлотном слое. В результате лёд приподнимает поверхностную толщу тундры и возникает бугор. Крупные булгунняхи (на Аляске их называют эскимосским словом «пинго») могут достигать до 30-50 м высоты.

На поверхности планеты выделяются не только пояса сплошной многолетней мерзлоты в холодных природных зонах. Существуют участки с так называемой островной . Она существует, как правило, в высокогорьях, в суровых местах с низкими температурами, например в Якутии, и является остатками — «островками» — прежнего более обширного пояса многолетней мерзлоты, сохранившейся со времени последнего .

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Поиск по сайту.

Многолетняя мерзлота

Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П.Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин «вечная мерзлота»).

Криолитозона — верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.

В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет —3000...—6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300—2000°С.

Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Скопления воды в многолетнемерзлых породах образуют линзы, клинья, прослои и прожилки льда, т. е. в состав вечной мерзлоты входят и подземные льды. Содержание льда, т. е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от-40—50% до 60—70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта.

Многолетняя мерзлота — необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В.Н. Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендор-фом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М.И. Сумгиным, П.Ф. Швецовым, АИ. Поповым, И.Я. Барановым и многими другими учеными.

Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км 2 , что составляет почти 65% территории

страны. Южная ее граница проходит по центральной части Кольского полуострова, пересекает Восточно-Европейскую равнину близ полярного круга, по Уралу отклоняется к югу почти до 60° с.ш., а вдоль Оби — к северу до устья Северной Сосьвы, далее проходит по южному склону Сибирских Увалов к Енисею в районе Подкаменной Тунгуски. Здесь граница круто поворачивает к югу, проходит вдоль Енисея, идет по склонам Западного Саяна, Тувы и Алтая к границе с Казахстаном. На Дальнем Востоке граница мерзлоты идет от Амура к устью Селемджи (левого притока Зеи), затем по подножию гор левобережья Амура к его устью. Мерзлота отсутствует на Сахалине и в прибрежных районах южной половины Камчатки. Пятна мерзлоты встречаются южнее границы ее распространения в горах Сихотэ-Алиня и в высокогорьях Кавказа.

В пределах этой обширной территории условия развития мерзлоты не одинаковы. Северные и северо-восточные районы Сибири, острова азиатского сектора Арктики и северный остров Новой Земли заняты сплошной низкотемпературной многолетней мерзлотой. Южная ее граница проходит через северную часть Ямала, Гыданского полуострова к Дудинке на Елисее, затем к устью Вилюя, пересекает верховья Индигирки и Колымы и выходит к побережью Берингова моря южнее Анадыря. К северу от этой линии температура слоя многолетнемерзлых пород составляет —6...—12°С, а его мощность достигает 300— 600 м и более. Южнее и западнее распространена мерзлота с островами таликов (талого грунта). Температура мерзлого слоя здесь выше (—2...—6°С), а мощность уменьшается до 50—300 м. Близ юго-западной окраины области распространения мерзлоты встречаются лишь отдельные пятна (острова) мерзлоты среди талого грунта. Температура мерзлого грунта близка к 0°С, а мощность менее 25—50 м. Это — островная мерзлота.

В мерзлой толще концентрируются большие запасы воды в виде подземных льдов. Часть их образовалась одновременно с вмещающими породами (сингенетические льды), другая — при замерзании воды в ранее накопившихся толщах (эпигенетические).

На приморских низменностях от устья Хатанги до Колымы, на Новосибирских островах и на Вилюйской низменности в рыхлых отложениях распространены полигонально-жильные льды. Мощность их достигает 40—50 м, а на Большом Ляховском острове даже 70—80 м. Эти льды могут считаться «ископаемыми», так как формирование их происходило в среднечетвертичное время (в период оледенения). Жильный лед в трещинах кристаллических и метаморфических пород широко представлен в горных системах Северо-Востока и в северной части Средней Сибири. Для Западной Сибири и Печорской низменности типичны ледяные ядра торфяных бугров пучения. Ледяные интрузии — гидролакколшпы (булгунняхи в Якутии) образуются в озерно-ал-лювиальных, делювиальных и солифлюкционных отложениях котловин Забайкалья и Северо-Востока, в Центральной Якутии и северных районах Западной Сибири.

Миграционные льды, заполняющие морозобойные трещины, распространены практически во всех районах, где встречается мерзлота.

Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота — продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Современный климат на большей части территории распространения мерзлоты лишь способствует ее сохранению, поэтому малейшее нарушение природного равновесия ведет к ее деградации. Это необходимо учитывать при хозяйственном использовании территории, в пределах которой распространена мерзлота.

Многолетняя мерзлота оказывает влияние не только на подземные воды, режим и питание рек, распространение озер и болот, но и на многие другие компоненты природы (рельеф, почвы, растительность), а также на хозяйственную деятельность человека. При разработке полезных ископаемых, прокладке дорог, строительстве, при проведении сельскохозяйственных работ необходимо тщательно изучать мерзлый грунт и не допускать его деградации.

Современное оледенение

Современные ледники занимают на территории России небольшую площадь, всего около 60 тыс. км 2 , однако в них заключены большие запасы пресной воды. Они являются одним из источников питания рек, значение которого особенно велико в годовом стоке рек Кавказа.

Основная площадь современного оледенения (более 56 тыс. км 2) находится на арктических островах, что объясняется их положением в высоких широтах, обусловливающим формирование холодного климата. Нижняя граница нивальной зоны опускается здесь почти до уровня моря. Оледенение сосредоточено в основном в западных и центральных районах, где выпадает больше атмосферных осадков. Для островов характерно покровное и горно-покровное (сетчатое) оледенение, представленное ледниковыми щитами и куполами с выводными ледниками. Самый обширный ледниковый покров расположен на Северном острове Новой Земли. Длина его по водоразделу составляет 413 км, а наибольшая ширина достигает 95 км (Долгушин Л.Д., Осипова Г.Б., 1989). Остров Ушакова, лежащий между Землей Франца-Иосифа и Северной Землей, представляет собой сплошной ледниковый купол, края которого обрываются к морю ледяными стенами высотой от нескольких метров до 20—30 м, а на острове Виктории, расположенном западнее Земли Франца-Иосифа, свободен ото льда лишь небольшой участок пляжа площадью около 100 м 2 .

При движении к востоку все большая часть островов остается свободной ото льда. Так, острова архипелага Земли Франца-Иосифа почти сплошь покрыты ледниками, на Новосибирских островах оледенение характерно лишь для самой северной группы островов Де-Лонга, а на острове Врангеля покровного оледенения нет — здесь встречаются лишь снежинки и небольшие леднички. Большинство снежно-ледовых образований представляют собой многолетние снежники с ядрами инфильтрационного льда.

Толщина ледниковых покровов арктических островов достигает 100—300 м, а запас воды в них приближается к 15 тыс. км 3 , что почти в четыре раза больше годового стока всех рек России.

Оледенение горных областей России и по площади, и по объему льда значительно уступает покровному оледенению арктических островов. Горное оледенение характерно для наиболее высоких гор страны — Кавказа, Алтая, Камчатки, гор Северо-Востока, но встречается и в невысоких горных массивах северной части территории, где снеговая граница лежит низко (Хибины, северная часть Урала, горы Бырранга, Путорана, Хараулахские горы), а также в районе Маточкина Шара на Северном и Южном островах Новой Земли.

Многие горные ледники лежат ниже климатической снеговой границы, или «уровня 365», на котором снег сохраняется на горизонтальной подстилающей поверхности в течение всех 365 дней в году. Существование ледников ниже климатической снеговой границы становится возможным за счет концентрации больших масс снега в отрицательных формах рельефа (часто в глубоких древних карах) подветренных склонов в результате метелевого переноса и схода лавин. Разница между климатической и фактической снеговой границей измеряется обычно сотнями метров, но на Камчатке превышает 1500 м.

Площадь горного оледенения России немногим превышает 3,5 тыс. км 2 . Наиболее широко распространены каровые, каро-во-долинные и долинные ледники. Большая часть ледников и площади оледенения приурочена к склонам северных румбов, что обусловлено не столько условиями снегонакопления, но и большей затененностью от солнечных лучей (инсоляционными условиями). По площади оледенения среди гор России первое место занимает Кавказ (994 км 2). За ним следует Алтай (910 км 2) и Камчатка (874 км 2). Менее значительное оледенение характерно для Корякского нагорья, хребтов Сунтар-Хаята и Черского. Оледенение других горных районов невелико. Самыми крупными ледниками России являются ледник Богдановича (площадь 37,8 км 2 , протяженность 17,1 км) в Ключевской группе вулканов Камчатки и ледник Безенги (площадь 36,2 км 2 , протяженность 17,6 км) в бассейне Терека на Кавказе.

Ледники чутко реагируют на колебания климата. В XVIII — начале XIX вв. начался период общего сокращения ледников, который продолжается и поныне.

Таяние вечной мерзлоты чревато для России катастрофами

Таяние вечной мерзлоты представляет серьезную опасность для экономики России; деформации и разрушению могут подвергнуться важные объекты инфраструктуры, включая тысячи километров нефте- и газопроводов в Западной Сибири, говорится в докладе, подготовленном при поддержке российского Гринписа группой отечественных ученых под руководством доктора наук О. А. Анисимова, сотрудника Государственного гидрологического института (Санкт-Петербург) и участника “Межправительственной группы экспертов по изменению климата”.

В зоне вечной мерзлоты находится свыше 60% территории России. При этом за последние 15 лет площадь регионов с благоприятным для ее существования климатом сократилась примерно на треть. Повышение температуры приводит к деградации многолетнемерзлых пород, и это становится экономической, геополитической и социальной проблемой государственного масштаба. «Прогнозируемые изменения вечной мерзлоты представляют серьезную опасность для экономики России, прежде всего из-за повышающегося риска повреждения инфраструктуры Крайнего Севера , — отметил на презентации доклада Олег Анисимов. — В России отсутствуют количественные оценки возможного экономического ущерба, связанного с таянием вечной мерзлоты. Еще более осложняет ситуацию то, что нет экономических методик, на основе которых такие оценки можно получить».

По наблюдениям ученых, в последние 20 лет в зоне вечной мерзлоты увеличилось число аварий на объектах инфраструктуры. Из-за роста температур и таяния грунтов ослабляется несущая способность свайных фундаментов, деформируются и разрушаются здания, мосты и трубопроводы. На нефтяных месторождениях Ханты-Мансийского АО из-за деформаций грунта и таяния вечной мерзлоты происходит в среднем 1 900 аварий в год, а во всей Западной Сибири — около 7 400. На поддержание работоспособности трубопроводов и ликвидацию механических деформаций, связанных с таянием вечной мерзлоты, ежегодно тратится до 55 млрд рублей.

Между тем в зоне вечной мерзлоты добывается около 93% российского природного газа и 75% нефти, что обеспечивает около 70% экспорта нашей страны. По одному из самых неблагоприятных сценариев, в зону большой вероятности развития разрушительных геоморфологических процессов, связанных с таянием вечной мерзлоты, попадают Ненецкий автономный округ (включая Новую Землю), западные и юго-западные районы Ханты-Мансийского округа (включая Сургут и Нижневартовск), северная часть полуострова Ямал (с Бованенковским месторождением), центральная часть Бурятии (включая Улан-Удэ), практически весь Чукотский автономный округ и побережье Таймыра.

Немаловажен и геополитический аспект проблемы. Ежегодно только в Восточной Сибири Россия теряет более 10 км2 прибрежной суши, а по всему побережью Арктики — до 30 км2.

«Дополнительная угроза, связанная с таянием мерзлоты, — высвобождение больших объемов еще более сильного, чем СО2, парникового газа — метана, — подчеркнул один из авторов доклада доктор биологических наук Сергей Кирпотин, проректор по международным связям Томского государственного университета. — В талых озерах Западной Сибири есть места концентрированного выделения газа, где он бьет буквально как из компрессора».

Помимо таяния вечной мерзлоты, наша страна испытывает немало других проблем, связанных с климатическими изменениями. Об этом рассказывает фотоальбом «100 месяцев», который Гринпис также намерен передать российским властям.

Подготовлено по материалам российского отделения международной экологической организации Гринпис.

Исследование, проведенное специалистами из университета Аляски (Фэрбэнкс, США), опровергает сложившееся мнение о том, что таяние вечной мерзлоты усиливает процесс глобального потепления. Как показали ученые, озера в зоне вечной мерзлоты, так называемые термокарстовые озера, работают как своеобразные климатические холодильники, если рассматривать процесс с точки зрения тысячелетий.

Вначале термокарстовые озера и в самом деле подогревают атмосферу за счет интенсивного выделения метана, но с течением времени процесс приобретает обратный характер, и они уже работают как охладители, поглощая углекислый газ в больших количествах.

Ученые установили, что примерно 5 000 лет назад озера в зонах вечной мерзлоты на севере Сибири и на Аляске перестали нагревать атмосферу и начали ее охлаждать. При оттаивании едомы, одного из типов вечной мерзлоты субарктических равнин Восточной Сибири, в озерах бурно размножаются мхи и подобные им растения, которые начинают поглощать углекислый газ.

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:

• Кратковременно-мёрзлые породы (за часы и сутки),
• Сезонно-мёрзлые породы (за месяцы),
• Многолетние мёрзлые породы (за годы)

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 . 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.

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.

Как своеобразный научный эксперимент по исследованию возможности сохранения бумаги и в память о Великой Отечественной войне сотрудниками станции 6 апреля 1950 года была произведена закладку газет военного периода – «Правды», «Известий», «Труда» и «Красноярского рабочего» с завещанием вскрыть ящик с замурованными в нём газетами 9 мая 2045 года.

Датой официального открытия музея вечной мерзлоты в Игарке считается 19 марта 1965 года. Первыми экспонатами, кроме выше упомянутых, стали книги по мерзлотоведению и вмороженные в лёд растения. Природа как будто бы шла навстречу энтузиастам, открывая свои многовековые тайны. В одной из стен коридора при проходе обнажились стволы деревьев, их срезы, позволяющие судить о возрасте – более 50 тысяч лет.

И всё-таки это ещё был музей на общественных началах, остальные помещения использовались в качестве научных лабораторий. И учёные продолжали экспериментировать: так родилась пока не воплощённая идея строительства подземного катка, с возможностью его круглогодичного использования спортсменами и любителями.

С 25 октября 1996 года подземные лаборатории Научно-исследовательской мерзлотной станции были приняты в муниципальную собственность. Были проведены масштабные работы по капитальному ремонту подземной части, расширению и созданию новых экспозиционных залов. Безусловно, что основным в краеведческом комплексе «Музей вечной мерзлоты» считается подземная часть музея. Но также интересные экспонаты есть и в отделах природы, истории, 503-ьей стройки, выставочно-экспозиционном зале. В зале природы, к примеру, находящемся перед входом в подземелье, — найденные в окрестностях Игарки кости доисторических животных, в том числе зуб мамонта. А экскурсоводы, рассказывая об особенностях произрастания деревьев, демонстрируют ствол десятилетней ёлочки с горизонтально идущими корнями – так деревья ищут в оттаявшем слое почвы нужную им для роста влагу.

Огромную роль в развитии музея, его популяризации сыграли первый экскурсовод музея Павел Алексеевич Евдокимов, бывший директор музея Мария Вячеславовна Мишечкина и её ныне покойный супруг Александр Игоревич Тощев. К их заслугам принадлежит не только сохранение грунтов от выветривания от соприкосновения с людьми (а это тоже целый комплекс мероприятий), но и открытие и модернизация новых залов, внедрение музейных традиций, широкая издательская деятельность.

На значительной части суши - на 25% ее площади, там, где средние годовые температуры отрицательные, на некоторой глубине от поверхности породы многие годы имеют отрицательную температуру. Слои пород с отрицательной температурой называются многолетнемерзлыми слоями - многолетней («вечной») мерзлотой. Многолетняя мерзлота может быть сухой, не содержащей воды, но значительно чаще она содержит замерзшую воду, а иногда в ней присутствует и жидкая вода.
Граница многолетней мерзлоты на материке Евразии делит Кольский п-ов на северную (большую) и южную (меньшую) части и от горла Белого моря по полярному кругу идет к Уралу. На Уральских горах граница резко изгибается к югу, а затем выходит на Западно-Сибирскую равнину и пересекает ее от Оби (г. Тобольск) до Енисея (устье Подкаменной Тунгуски). По правому берегу Енисея граница спускается на юг, захватывает часть территории Монгольской Народной Республики, снова выходит на территорию России у г. Благовещенска и, делая небольшой изгиб к югу, поворачивает к Татарскому проливу. Граница многолетней мерзлоты проходит по Камчатке таким образом, что за ее пределами остается только полоса вдоль берега южной половины полуострова. В Северной Америке многолетняя мерзлота занимает бассейны Юкона, Макензи, Гудзонова залива и северную половину Лабрадора (рис. 86).
Многолетняя мерзлота отмечена на арктических и антарктических островах. Вопрос о наличии многолетней мерзлоты на суше, покрытой материковыми льдами (Гренландия, Антарктида), пока нельзя считать выясненным.
Граница многолетней мерзлоты подвижна. В настоящее время отмечается некоторое отступление ее к северу.
На территории, расположенной внутри границы распространения многолетней мерзлоты, выделяются области со сплошной мерзлотой, области с таликами и островная многолетняя мерзлота.

Температура многолетней мерзлоты на глубине 15-20 м изменяется в пределах от -0,1 до -1,2° в зависимости от комплекса условий (рельефа, растительности, высоты снежного покрова и др.). Под «полосами стока» (реки или грунтовые потоки) температура повышается и часто многолетней мерзлоты вообще нет или она залегает глубже, чем на соседних участках.
Мощность многолетней мерзлоты различна (от нескольких метров до 600-800 м). В общем мощность по направлению от средних, к высоким широтам увеличивается. Наибольшая мощность многолетней мерзлоты - 800 м - отмечена на побережье Хатангского залива. Нижняя граница многолетней мерзлоты зависит от прихода тепла из более глубоких земных слоев.
Выше многолетней мерзлоты, на поверхности, расположен слой сезонной мерзлоты, оттаивающий в теплое время года. Мощность этого слоя определяется климатическими условиями и достигает 5 м. При глубоком залегании многолетней мерзлоты от сезонной мерзлоты ее отделяет слой, вообще не замерзающий.
Подземные воды в условиях многолетней мерзлоты отличаются большим своеобразием. Образующийся при замерзании воды в порах породы лед цементирует породу, делая ее водонепроницаемой. Местами встречаются скопления подземного льда («каменный лед»): линзы, пласты, жилы, погребенные под слоем горной породы или вклинивающиеся в породу. В многолетней мерзлоте выделяют надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные подземные воды.
Надмерзлотные воды - воды слоя сезонной мерзлоты. Они питаются атмосферными осадками, водой тающих летом почвенных льдов и не обильны. Обычно эти воды слабоминерализованы, исключение представляют сильноминерализованные воды, скапливающиеся в бессточных котловинах. При понижении температуры ниже 0° надмерзлотные воды оказывают давление на еще не замерзшую воду, последняя скапливается в местах с наименьшим давлением и, замерзая, поднимает уже замерзшие верхние слои, образуя гидролакколиты и бугры (булгунняхи). Вода, прорвавшаяся на поверхность, превращается в ледяные бугры - наледи. Надмерзлотные воды в теплое время года выходят на поверхность многочисленными источниками.
Межмерзлотные воды находятся в самой толще мерзлоты и могут быть в незамерзшем состоянии только в том случае, если находятся в движении. Чаще их можно наблюдать на участках таликов. Межмерзлотные воды осуществляют связь вод надмерзлотных с подмерзлотными; при этом движение их может быть нисходящим и восходящим. В первом случае они питаются надмерзлотными водами и их качества (температура, соленость) обнаруживают зависимость от внешних условий; во втором - питаются подмерзлотными водами и имеют общие с ними свойства.
Подмерзлотные воды никогда не замерзают и часто имеют напор. Степень их минерализации различна, температура с глубиной повышается. От подземных вод областей, не имеющих многолетней мерзлоты, подмерзлотные воды отличаются условиями питания и разгрузки. Питаются эти воды через талики, а выходя на поверхность, образуют восходящие источники. Все три типа вод взаимодействуют под долинами крупных рек и в котловинах озер, т. е. там, где многолетняя мерзлота отсутствует.
Возникновение многолетней мерзлоты возможно в условиях низких температур при малой мощности снежного покрова, неспособного предохранить породы от промерзания. Такие условия существовали в ледниковую эпоху в областях, не покрытых льдом, и существуют в настоящее время там, где зима суровая и малоснежная, а лето такое короткое, что промерзший зимой слой не успевает оттаять (например, в Якутии). Многолетняя мерзлота могла сохраниться как реликт последней эпохи оледенения, но она может возникать и в современных условиях. Возникновение многолетней мерзлоты наблюдается на вновь образующихся островах в дельтах рек, впадающих в Северный Ледовитый океан.

В этой статье мы расскажем о таком интересном явлении, как многолетняя мерзлота. Хоть ее и называют часто вечной, это на самом деле не так. Просто это название является исторически сложившимся. Она возникла в ледниковый, или четвертичный период развития Земли. В районах с морозным и сухим климатом была незначительна толщина ледникового наземного покрова, а порой он не образовывался совсем. В этих местах произошло промерзание грунтов. Таким образом возникли районы многолетней мерзлоты.

Ледяные включения

Горные породы, которые долгое время (от нескольких лет до тысячелетий) находятся при отрицательных температурах и являются сцементированными влагой, замерзшей в них, стали называться вечной, или многолетней, мерзлотой. В многолетнемерзлых породах скопления воды образуют прожилки, прослои, клинья и линзы льда. То есть и подземные льды входят в состав вечной мерзлоты.

Льдистость мерзлоты

Льдистость мерзлоты, то есть содержание льда, может быть различной. Ее значения колеблются существенно: от нескольких до 90% от всего объема породы. Льда обычно мало бывает в горных районах, зато подземный лед на равнинах оказывается нередко основной породой. В особенности ледяных включений много содержится в суглинистых и глинистых отложениях, встречающихся на крайнем севере Северо-Восточной и Средней Сибири (от 40-50% до 60-70% в среднем). Эти районы отличаются самой низкой температурой грунта.

Деятельный слой, многолетняя и сезонная мерзлота

Ниже 0°С имеют температуру мерзлые породы. Вся вода или часть ее находятся в них в кристаллическом состоянии. Только небольшой поверхностный слой промерзает зимой в средних широтах. Здесь поэтому господствует сезонная мерзлота. За морозную, долгую зиму в северных широтах очень глубоко промерзает земля. Она оттаивает коротким летом всего лишь на 0,5-2 метра в глубину с поверхности. Отталкивающий слой именуется деятельным. В породах ниже него круглый год температуры являются отрицательными. Эти районы находятся в условиях вечной мерзлоты.

На Земле мерзлые грунты распространены в основном в заполярных районах. Сибирь, а также северная часть материка Северной Америки - крупнейшие районы вечной мерзлоты.

Криолитозона

Не одними лишь скоплениями жидкой воды представлены внутренние воды России. Они бывают и в твердом состоянии, которое образует современное подземное, горное и покровное оледенение. Криолитозоной называется область подземного оледенения. Этот термин был введен в 1955 году П. Ф. Швецовым, советским мерзлотоведом. Ранее термин "вечная мерзлота" служил для ее обозначения.

Криолитозона - это верхний слой коры Земли, который характеризуется отрицательными температурами различных горных пород, а также наличием подземных льдов или возможностью их существования. В ее составе - горные многолетнемерзлые породы, подземные льды, а также непромерзающие горизонты подземных сильно минерализованных вод.

Как образуется вечная мерзлота?

При довольно небольшой мощности покрова снега в условиях холодной длительной зимы горные породы теряют значительное количество тепла. Они промерзают на довольно большую глубину, превращаясь в мерзлую твердую массу. Они не успевают летом оттаять полностью. В течение сотен, а порой и тысяч лет могут сохраняться даже на небольшой глубине отрицательные температуры грунта. Способствуют этому большие запасы холода, накапливающиеся в зимний период в местах, среднегодовая температура которых является отрицательной. Например, в Северо-Восточной и Средней Сибири сумма всех отрицательных температур, наблюдающихся во время залегания снежного покрова, - от -3000 до -6000°С. А сумма активных температур летом составляет лишь +300 - +2000°С.

История изучения многолетней мерзлоты

Необычное явление природы - многолетняя мерзлота. На него обратили свое внимание еще жившие в 17 веке землепроходцы. О ней также упоминал В. Н. Татищев в своих работах (начало 18 века). А. Миддендорфом в середине 19 столетия были проведены ее первые научные исследования. Это произошло во время экспедиции этого ученого на восток и север Сибири. Миллендорф произвел впервые измерения температуры в ряде пунктов мерзлого слоя, установил в северных районах его мощность, а также высказал предположения о том, как появилась мерзлота и почему она широко распространилась в Сибири. Вечная мерзлота изучалась также во 2-й половине 19 и начале 20 века вместе с изыскательскими работами, которые проводили горные инженеры и геологи. Серьезные ее исследования в советские годы проводили М. И. Сумгин, А. И. Попов, П. Ф. Швецов, И. Я. Баранов и другие ученые.

Вечная мерзлота на карте России

В России около 11 млн кв. км занимает область распространения вечной мерзлоты. Это составляет практически 65% всей территории этой страны.

Расскажем о том, где находится вечная мерзлота на карте России. По Кольскому полуострову, по его центральной части, проходит ее южная граница. Далее мерзлота пересекает близ полярного круга Восточно-Европейскую равнину, отклоняется к югу по Уралу почти до 60° с.ш., а также вдоль Оби, достигая севера устья Северной Сосьвы. Затем граница вечной мерзлоты проходит по Сибирским Увалам, их южному склону, и выходит к Енисею у Подкаменной Тунгуски. Здесь она поворачивает круто на юг, проходит далее вдоль Енисея и по склонам Алтая, Тувы и Западного Саяна. Граница ее на Дальнем Востоке идет к устью Селемджи от Амура, затем к устью Амура по подножью гор его левобережья. Отсутствует зона вечной мерзлоты на Сахалине, а также в южной половине Камчатки (в прибрежных районах). Встречаются также ее пятна в высокогорьях Кавказа и в горах Сихотэ-Алиня.

Территориальные особенности вечной мерзлоты

Однако глубина вечной мерзлоты и ее развитие на этой обширной территории неодинаковы. Северо-восточные и северные районы Сибири, о. Новая Земля и о-ва азиатского сектора Арктики покрыты многолетней низкотемпературной сплошной мерзлотой. Граница ее на юге проходит через Ямал (северную часть), Гыданский полуостров и выходит к Елисею (Дудинка), далее - к устью Вилюя. Она пересекает верховья Колымы и Индигирки и выходит южнее Анадыря к побережью Берингова моря. Температура расположенных к северу от данной линии многолетнемерзлых пород в среднем составляет -6 - -12°С. При этом мощность его достигает 300-600 метров, а порой и больше. Западнее и южнее распространена вечная мерзлота с островками талого грунта (таликов). Здесь температура мерзлого слоя несколько выше (от -2 до -6°С). Уменьшается его мощность (до 50-300 м). Только отдельные острова (пятна) мерзлоты встречаются среди талого грунта вблизи юго-западной границы области ее распространения. Близка к 0°С температура мерзлого грунта, а мощность составляет менее 25-50 метров. Это так называемая островная мерзлота.

Подземные льды

Большие запасы воды концентрируются в мерзлой толще в виде подземных льдов. Одна из их частей была образована вместе с сингенетическими льдами (вмещающими породами), а другая - при замерзании в ранее накопившихся толщах воды (эпигенетические).

Полигонально-жильные льды распространены в рыхлых отложениях на Вилюйской низменности, Новосибирских островах, а также от устья реки Хатанги до Колымы на приморских низменностях. Их мощность составляет 40-50 метров, даже 70-80 метров на Большом Ляховском острове. Они считаются "ископаемыми", поскольку в период оледенения (в среднечетвертичное время) происходило их формирование. В трещинах метаморфических и кристаллических пород представлен широко жильный лед. Он находится в горных системах Северо-Востока, а также в Средней Сибири (северной ее части). Гидролакколиты (ледяные интрузии) образуются в солифлюкционных, делювиальных и озерно-аллювиальных отложениях котловин Северо-Востока и Забайкалья, а также в Западной Сибири (северные районы) и Центральной Якутии. Заполняющие собой морозобойные трещины миграционные льды встречаются практически во всех районах с мерзлотой.

Солифлюкция

Поперечное промерзание и оттаивание находящихся на склонах горных пород, а также почв приводит к тому, что из-за силы тяжести начинает медленно сползать деятельный слой. Он сползает не только с крутых, но и с пологих склонов. Скорость этого процесса составляет от 1 см в год до нескольких метров в час. Называется данный процесс солифлюкцией (от латинских слов solum и fluctio - соответственно, "почва" и "истечение"). Она распространена довольно широко в Восточной и Средней Сибири, а также в Канаде, в тундре и высокогорьях. На склонах при этом возникают невысокие гряды, наплывы. Если есть древесная растительность, то лес может наклоняться. Это явление было названо "пьяным лесом".

Положительная и отрицательная роль мерзлотных процессов

Мерзлотные процессы сильно препятствуют строительству, а также эксплуатации тоннелей, мостов, дорог и зданий. Мерзлые грунты приходится сохранять в природном состоянии. Сооружения с этой целью устанавливают на опоры, а затем прокладывают охлаждающие трубы. После этого в прорубленные скважины погружают сваи. Российские строители железных и автомобильных дорог с 1960 годов земные температуры стабилизировали применением так называемых парожидкостных термосифонов. Это металлические трубы, которые заполняются замороженной двуокисью углерода и вставляются затем вдоль дорог в землю так, чтобы один конец их был погружен в мерзлоту (при этом ниже ее активного слоя), а второй находился над ним в воздухе. От 1 до 5 °С уменьшает температуру природный теплообмен. При вытаивании больших залежей подземных льдов наблюдается существенная активизация склоновых процессов. Это также осложняет строительство. Нужно учитывать при освоении районов севера, что здесь природа очень ранима.

Однако мерзлота является и помощником человека, ведь в ней можно устраивать склады, которые будут служить огромными естественными холодильниками.