Вечная мерзлота
Содержание:
- Почвы районов многолетней мерзлоты
- Какую территорию России занимает «вечная мерзлота»?
- Гипотеза образования воронки газового выброса
- Модификация экосистем
- Определение и характеристика
- Распространённость[править | править код]
- Распространённость
- Хозяйственная деятельность на многолетней мерзлоте
- Описание
- Строительство в условиях многолетней мерзлоты
- Хозяйственное значение[править | править код]
- Другие вопросы
- Территориальные особенности вечной мерзлоты
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 оструктурирование 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 почвы.
Какую территорию России занимает «вечная мерзлота»?
Барановым и многими другими учеными.
Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км2, 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 — гидролакколиты (булгунняхи в Якутии) образуются в озерно-аллювиальных, 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.
Гипотеза образования воронки газового выброса
Материалы рекогносцировочных работ легли в основу максимально непротиворечивой гипотезы образования Ямальской воронки. Известно, что верхние 130 м разреза на Ямале загазованы . Как правило, повышенная газация связана с разрезами, содержащими пластовые подземные льды и криопэги (линзы соленых подземных вод с отрицательной температурой) []. Мы предполагаем, что повышение температуры воздуха и пород в течение последнего десятилетия (особенно положительный экстремум лета 2012 г.) привело к высвобождению газа (в основном метана) из мерзлых пород и подземного льда, в том числе и из газогидратных скоплений. Этот процесс сопровождался резким повышением порового давления. Такой механизм описан в субаквальных условиях и приводит к образованию покмарков [].
Для Ямала вообще и для района воронки в частности весьма характерны круглые озера, переуглубленные в центре. Считалось, что эти озера имеют термокарстовый генезис и связаны с вытаиванием мощных пластов подземного льда. Поскольку обрушение стенок воронки в верхней части привело к расширению отверстия, уменьшению его глубины и в конечном счете к возникновению озера, возможно, и другие озера Ямала, образовавшиеся в термический оптимум голоцена, которые ранее считались термокарстовыми, на самом деле представляют собой следствие процесса газового выброса. Этим объясняется специфическое строение дна таких озер: глубокая центральная часть и мелкий шельф, хорошо различимые на космических снимках и фотографиях, сделанных с вертолета (рис. 17).
***
Итак, на наш взгляд, особую роль в формировании воронки газового выброса сыграл не только тренд повышения температуры пород, но и экстремум 2012 г. Скорее всего, этот экстремум не последний и образование подобных воронок может происходить в будущем при подходящих геологических и мерзлотных условиях (наличии газонасыщенной мерзлой толщи, пластовых льдов и экстремумов климатических колебаний) и на других территориях. Это явление, тем самым, должно рассматриваться как геологический риск.
Дистанционные материалы и полевые наблюдения говорят о возникновении воронки на вершине бугра специфической формы на периферии частично спущенного озера. Обнаружение подобных бугров может считаться наиболее вероятным признаком образования воронок, и районы их встречаемости должны стать объектами первоочередного исследования.
В связи с широким распространением подземного пластового льда и газосодержащих пород как условий образования новых форм в криогенном рельефе, воронки газового выброса будут возникать на соответствующих участках тундрового ландшафта. При исследованиях, которые должны проводиться на высоком научном уровне, с применением новых современных методов, формирование таких воронок можно будет предсказать и закартировать.
Полевые обследования воронки газового выброса на Центральном Ямале были организованы по поручению губернатора ЯНАО Д. Н. Кобылкина, НП «Российский центр освоения Арктики» (директор В. А. Пушкарев), Департаментом международных и внешнеэкономических связей ЯНАО (директор А. В. Мажаров) и Департаментом по науке и инновациям ЯНАО (директор А. Л. Титовский).
Anna Liesowska. Danger of methane explosions on Yamal Peninsula, scientists warn // The Siberian Times. 22 сентября 2015.
Покмарки — округлые углубления в рельефе дна (в том числе и газогидратоносные), формирование которых связано с разгрузкой газонасыщенных флюидов.
Модификация экосистем
Вирус
Считается, что вечная мерзлота содержит множество вирусов, как забытых, так и неизвестных. В 2014 году профессор Жан-Мишель Клавери и его команда обнаружили в вечной мерзлоте два гигантских вируса, безвредных для человека, которые им удалось реактивировать. По словам Жана-Мишеля Клавери, «это открытие показывает, что если мы можем реанимировать вирусы, возраст которых составляет 30 000 лет, то нет причин, по которым некоторые вирусы, которые гораздо больше раздражают людей, животных или растения, не должны выжить. более 30 000 лет » . В 2016 году в Сибири споры 70- летней сибирской язвы были выпущены из трупа северного оленя после таяния слоя вечной мерзлоты, в результате чего погиб ребенок и многочисленные стада северных оленей. По словам Филиппа Шарлья , судебно — патологоанатом и архаико-антрополог, «два штамма бацилл изученных ученых вернулся к XVIII — го и в начале XX — го века» . Жан-Мишель Клавери связывает эту трагедию с глобальным потеплением , отмечая, что «в 2016 году слой таяния был глубже, чем в предыдущие годы» . Филипп Шарлье считает, что «на данный момент возрождение происходит локально, но оно может распространиться на всю планету» . По словам вирусолога Жан-Клода Манугуэрра, «риск мог исходить от человеческого опыта. Опасность заключается в том, чтобы восстановить исчезнувшие вирусы из мертвых вирусов » .
Влияние добычи
Побережья и регионы Сибири, ранее пустынные и доступные из-за глобального потепления , содержат значительные запасы газа и нефти, а также драгоценных металлов, таких как золото и алмазы. Следуя политической воле президента России Владимира Путина , были открыты шахты диаметром от трех до четырех километров и глубиной до одного километра для разработки этих месторождений путем удаления вечной мерзлоты
Профессор Жан-Мишель Клавери заявил в 2016 году, что эта эксплуатация приводит к обращению с вещами, которым люди никогда не подвергались, и обвинил российских операторов в том, что они не принимают «никаких бактериологических мер предосторожности» .
Ландшафтные эффекты таяния вечной мерзлоты
Таяние вечной мерзлоты изменяет береговую линию (здесь от Аляски), высвобождая метан и ртуть, накопленные в органическом веществе, что способствует метилированию ртути , делая ее более биопоглощаемой и токсичной (Фото: Геологическая служба США)
Усиливающееся таяние вечной мерзлоты оказывает большое влияние на экосистемы и ландшафт:
- в бореальных торфяниках это превращает обширные площади хвойных лесов во влажные или открытые участки, насыщенные водой (в частности, для защиты от комаров);
- когда вечная мерзлота тает под лесом, деревья перестают расти (явление, известное как пьяный лес );
- это таяние увеличивает уровни биодоступного азота в окружающей среде за счет еще недостаточно изученного механизма, который может включать явления минерализации и / или мобилизации почвенного азота. Теперь азот является мощным средством эвтрофикации и подкислителем окружающей среды;
- В общем , микробный, флористический, животный и грибной состав окружающей среды в большей или меньшей степени подвержен влиянию, в зависимости от степени таяния недр торфяников Аляски, что сопровождается увеличением количества органических и органических веществ. растворяется в первых 60 см почвы с выделением азота на десятилетия или даже столетия. Недавние измерения показывают, что глубокие горизонты почвы также являются важными резервуарами азота «после оттепели». Флора изменяется, становясь более гидрофильной в затопляемых или заболоченных районах и более глубоко укоренившейся в районах обрушения торфяников; изменяются значения N и δ 15 N (in) для листьев и увеличивается доля азота в биомассе листьев, всего растения и подстилки;
- ускоряется отступление береговой линии;
- Согласно исследованию, опубликованному в 2018 году, вечная мерзлота в Арктике также является крупнейшим резервуаром ртути в мире: около 1,7 миллиона тонн ртути (по объему эквивалентно 50 олимпийским плавательным бассейнам ) могли быть задержаны там во время и после последнего оледенения . Этот объем примерно вдвое превышает количество ртути во всех других почвах планеты, атмосфере и океанах вместе взятых. Уже несколько десятилетий известно, что атмосферная ртуть в северном полушарии естественным образом имеет тенденцию возвращаться в Арктику (явление, известное как удаление атмосферной ртути ); это исследование показывает, что он хранится в плохо разложившейся подстилке арктических растений. Таким образом, помимо метана (мощного парникового газа), огромное количество высокотоксичной и экотоксичной ртути может быть выброшено в океан и воздух, если эта вечная мерзлота тает, что она и начала делать.
Определение и характеристика
Определение
Вечная мерзлота, которую иногда называют вечной мерзлотой , представляет собой часть криозоля, которая постоянно замерзает, по крайней мере, в течение двух лет и поэтому непроницаема .
Там, где она присутствовала в течение нескольких ледниковых циклов, толщина вечной мерзлоты может составлять несколько сотен метров:
- от 440 метров в Барроу, Аляска, до примерно 750 метров в канадской Арктике ;
- около 600 метров в Восточной Сибири с максимумами до более 1000 метров в некоторых регионах ( Верхоянские горы ).
В мерзлых почвах Арктики содержится около 1668 миллиардов тонн CO 2..
Глубокая деградация этой вечной мерзлоты происходит за счет адвекции тепла: вода в жидком состоянии циркулирует в глубоких трещинах и тает лед.
Щелкните миниатюру, чтобы увеличить ее.
Замораживание и циркуляция воды
Как это ни парадоксально, замораживание грунта изменяет его физические свойства (набухание, изменение пористости и т
Д.), Но свободная вода может образовываться в самом льду, а также в мерзлом грунте, а в мерзлых грунтах существует определенная гидравлическая проводимость, что более или менее важно. в зависимости от температуры, сезона и типа субстрата и почвы, степени их «насыщенности» и пористости
Эту проводимость можно измерить, как и проницаемость мерзлого грунта. Это явление важно для циркуляции питательных веществ, питающих поверхностную растительность и почвенные организмы, а также, где это применимо, загрязняющих веществ (например, выпадений в результате Чернобыля или аэрозолей или газов, принесенных дождем / снегом, загрязненных другими элементами). В холодных наземных экосистемах, таких как тайга , тундра , именно этот круговорот воды регулирует жизнь почвы и влияет на жизнь на поверхности (через функции корней , микоризы , временных заболоченных территорий и т. Д.).
Циркуляция воды в мерзлом грунте также соответствует медленному (инерция тем сильнее, чем больше толщина вечной мерзлоты) и тонкому переносу калорий, который может пробудить бактериальные, грибковые или симбиотические колонии деревьев и травянистых растений. Таким образом, замороженный золь сохраняет определенную способность к проникновению или даже фильтрации . На поверхности явления криотурбации могут усложнить моделирование переноса воды и калорий.
Распространённость[править | править код]
Вечная мерзлота — 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 вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности — гидрата метана.
Также многолетнемерзлые грунты наблюдаются и под дном океанов и морей, определение мерзлотно-геологического строения разреза и криогенных процессов которых являются сложной научно-исследовательской задачей.
От 60 % до 65 % территории России — районы вечной мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.
Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания вечной мерзлоты — 1370 метров — зафиксирована в феврале 1982 года.
Распространённость
Вечная мерзлота — 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 вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности — гидрата метана.
От 60 % до 65 % территории России — районы вечной мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.
Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания вечной мерзлоты — 1 370 метров — зафиксирована в феврале 1982 года.
Хозяйственная деятельность на многолетней мерзлоте
К основным видам хозяйственной деятельности в условиях многолетней мерзлоты можно считать оленеводство, пушной промысел, рыболовство, чуть менее распространено коневодство. Равнинная и горная тундра – это отличные пастбища для оленей, а для крупного рогатого скота подходят луга в долинах рек. Это отличная кормовая база.
С точки зрения добычи природных ископаемых, это своеобразная кладовая природы. Здесь присутствуют уголь, алмазы, газ, никель, золото, медь, олово. К тому же добыча упрощается тем, что мерзлота является прекрасным крепежным материалом при организации шахт.
Вечная мерзлота используется людьми как природный холодильник. В ней сохраняются ягоды, рыба, мясо, фрукты.
Земледелие на вечномерзлом грунте затруднительно, но возможно, оно несет с собой массу трудностей. Распаханная земля более темная, она притягивает тепло, грунт оттаивает, местность покрывается болотами, которые приходится осушать. Но люди постепенно осваивают земли Восточной Сибири, хотя грунт никогда не прогревается, корневая система растений слабая, но при этом людям удается выращивать некоторые овощи и даже овес. С точки зрения плодородия тоже не все гладко. Из-за низких температур почвенный покров образуется очень медленно, гумус практически отсутствует.
Описание
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»).
Распространение многолетней мерзлоты по территории России
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. Миддендорфом (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, А.И. Поповым, И.Я.
Строительство в условиях многолетней мерзлоты
По мнению ведущих архитекторов, строительство возможно при любых климатических условиях, важно лишь учесть особенности грунта и погодных условий. При строительстве в условиях вечной мерзлоты важно соблюсти следующие принципы
При возведении любого сооружения важно сохранить мерзлое состояние грунта, как при строительстве, так при эксплуатации.
Начинать строительство в местах, где грунт оттаял.
Так как же сохранить целостность вечномерзлого грунта? Можно возводить постройку на подсыпках, используя теплоизоляцию поверхности и грунта. Эффективны также вентилируемые подполья и не отапливаемые первые этажи, сооружение установок для искусственного охлаждения грунтов, свайные фундаменты.
При возведении монолитных сооружений, и при укладке фундамента, используют особые способы работы с бетоном. Также разработали состав бетонных смесей таким образом, что они эффективно застывают и сохраняют свою целостность долгое время в условиях вечной мерзлоты.
Но даже при соблюдении всех технологий строительства зданий, трубопроводов, аэродромов, плотин, дорог, промышленных сооружений приводит к тому, что грунт все же начинает оттаивать. Земля в местах неравномерного оттаивания проседает, постройки рушатся, предотвратить это достаточно сложно. Тем не менее, начиная с тридцатых годов, были возведены такие города как Якутск, Норильск, Мирный.
Хозяйственное значение[править | править код]
Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.
Многолетняя мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, 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 Удачная — с почти отвесными стенками.
На полуострове Ямал расположен самый большой Новопортовский мерзлотник — подземное рыбохранилище с температурой, поддерживаемой естественным путём.
Глубина промерзания при средних отрицательных температурах в течение: | |
---|---|
Время (количество лет) | Глубина мерзлоты (м) |
1 | 4,44 |
350 | 79,9 |
3500 | 219,3 |
35000 | 461,4 |
100000 | 567,8 |
225000 | 626,5 |
775000 | 687,7 |
Другие вопросы
Международная ассоциация мерзлотоведения (IPA) является интегратором вопросов , касающихся вечной мерзлоты. Он созывает международные конференции по вечной мерзлоте, выполняет специальные проекты, такие как подготовка баз данных, карт, библиографий и глоссариев, а также координирует международные полевые программы и сети. Среди других вопросов, рассматриваемых IPA: Проблемы строительства на вечной мерзлоте из-за изменения свойств почвы, на которой размещаются конструкции, и биологических процессов в вечной мерзлоте, например, сохранение организмов, замороженных на месте .
Строительство на вечной мерзлоте
Строительство на вечной мерзлоте затруднено, потому что тепло здания (или трубопровода ) может нагреть вечную мерзлоту и дестабилизировать конструкцию. Потепление может привести к оттаиванию почвы и, как следствие, к ослаблению опоры конструкции, поскольку ледяной состав превращается в воду; в качестве альтернативы, если конструкции построены на сваях, нагревание может вызвать движение за счет ползучести из-за изменения трения на сваях, даже если почва остается мерзлой.
Три распространенных решения включают: использование фундамента на деревянных сваях ; строительство на толстой гравийной подушке (обычно толщиной 1-2 метра / 3,3-6,6 футов); или с использованием безводных аммиачных тепловых трубок . В системе Трансаляскинского трубопровода используются чтобы предотвратить проседание трубопровода, а на железной дороге Цинцзан в Тибете используются различные методы для поддержания температуры земли в холодном состоянии, как в районах с . Вечная мерзлота может потребовать специальных ограждений для коммуникаций, называемых «
Институт мерзлотоведения Мельникова в Якутске , обнаружил , что тонет большие зданий в землю можно предотвратить с помощью свайных фундаментов , простирающихся до 15 метров (49 футов) или более. На этой глубине температура не меняется в зависимости от сезона, оставаясь на уровне около -5 ° C (23 ° F).
Таяние вечной мерзлоты представляет угрозу для промышленной инфраструктуры. В мае 2020 года таяние вечной мерзлоты на ТЭЦ-3 Norilsk-Taimyr Energy привело к обрушению резервуара для хранения нефти, в результате чего местные реки затопили 21 000 кубических метров (17 500 тонн) дизельного топлива. 2020 Норильский разлив нефти был описан как второй по величине разлива нефти в современной российской истории.
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.