Многолетняя мерзлота
Многолетняя мерзлота (вечная мерзлота) — многолетнемёрзлые породы, сохраняющие низкую температуру и содержащие лёд продолжительное время (от нескольких лет до тысячелетий). Вечная мерзлота образует большую часть криолитозоны планеты[1][2].
Первые исследования мерзлоты[править]
Впервые на проблему вечной мерзлоты обратил внимание иркутский купец Фёдор Шергин. В 1828 году он начал рыть колодец рядом со своим домом. Когда его глубина достигла более 30 метров, а вода так и не появилась, торговец решил оставить попытки. Только благодаря вмешательству адмирала Врангеля работы возобновились, а на разных уровнях скважины установили приборы для замера температуры. К 1837 году глубина колодца достигла отметки 116,4 м[3].
Результаты эксперимента Ф. Е. Шергина вызвали большой интерес среди учёных всего мира. Император Николай I лично отметил его заслуги золотым орденом и кольцом с драгоценным камнем. Эта уникальная скважина позже использовалась как лаборатория для изучения свойств мерзлоты вплоть до середины XX века. Ныне она является памятником культуры республиканского значения[3].
Область распространения[править]
Многолетнемёрзлые породы наиболее широко представлены в Северном полушарии (Северная Америка, Европа, Азия), охватывают примерно четверть всей земной поверхности и две трети территории России. Южная граница распространения вечной мерзлоты в Европейской части страны тянется от Мурманска к реке Мезень, пересекает Северный Полярный круг, огибает Урал и движется южнее вплоть до параллели 60° северной широты[1].
Далее, западнее сибирских рек Енисей и Подкаменная Тунгуска, область переходит в меридиональное направление, спускаясь далеко на юг, где охватывает всю территорию Восточной Сибири, кроме отдельных южных районов, включая полуостров Камчатку, Сахалин и Приморье. Также многолетняя мерзлота встречается на шельфе северных морей и подводных территориях значительной части Арктики, исключая западные регионы, подверженные влиянию тёплых течений Атлантического океана[2].
Зимой значительная территория России подвергается сезонному замерзанию почвы, исключение составляют лишь субтропические районы страны, где этот процесс либо нерегулярен, либо незначителен по глубине. Средняя глубина промерзания зависит от климатических условий и возрастает в регионах с резкоконтинентальным климатом и снежными зимами, достигая максимальных показателей (около 4—8 м) в Забайкалье, особенно в центральных и южных частях региона. Этот показатель важен для строительства инфраструктуры, поскольку определяет необходимую глубину закладки инженерных сооружений и фундаментов[2].
Строение многолетнемерзлых горных пород[править]
Многолетняя мерзлота характеризуются наличием ледяных включений, распределение которых влияет на строение пород[2]:
- Кристаллические и метаморфические породы: ледяные включения представлены жилками, заполняющими трещины.
- Песчаники: включения льда имеют форму линз и мелких кристаллов.
- Глины, суглинки, супеси и торф: лёд присутствует в виде слоёв или сетки.
Особое внимание заслуживает структура решёток ледяных жил. Эти структуры проникают в породу до глубины 20—50 м и характерны для Западно-Сибирской, Северо-Сибирской, Яно-Индигирской и Центральноякутской низменностей[2].
Температура многолетнемёрзлых грунтов[править]
По мере приближения к югу зона мерзлоты становится редкой. Ближе к северу — более плотной и мощной с температурой ниже −10 С°. На равнинных участках Северного региона средняя температура многолетнемёрзлых пород постепенно снижается с севера на юг[1].
В высокогорных районах отмечается тенденция понижения температуры мерзлоты с увеличением высоты рельефа, достигая значений ниже −15 С°. Однако существуют исключения, такие как наличие зон с минимальной температурой на дне низменностей и последующим повышением температуры до уровня «потолка инверсии», расположенного между отметками 800—2000 м над уровнем моря[2].
Кроме континентальных областей, зоны многолетней мерзлоты распространены под холодными ледниками с отрицательной температурой грунтов на границе контакта ледника и земли (например, в Антарктиде). Толщина мерзлотного слоя под такими ледниками варьирует от нескольких метров до сотен метров, а температура колеблется от 0 С° до −20 С°[2].
Типология мерзлоты[править]
Сплошная мерзлота[править]
Широко распространена в приполярных зонах Европы и Азии, включая Большеземельную тундру, Полярный Урал, Западносибирскую тундру, Среднюю Сибирь, Таймыр, Новую Землю, Новосибирские острова, Яно-Индигирскую и Колымскую низменности. Также наблюдается в дельте реки Лены и прилегающих высокогорных массивах[2].
Толщина мёрзлых горизонтов здесь варьируется от 300 до 500 м, в горных местностях может достигать 1500 м. Температура пород лежит в диапазоне от −3 С° до −9 С°[2].
Спорадическая (прерывистая) мерзлота[править]
Распространена в большем количестве областей средней полосы России. Это Малоземельская и Большеземельская тундры, Средне-Сибирское плоскогорье, Забайкалье и южная часть центральной Якутии[2].
Здесь мощность участков мерзлоты варьирует от 10—20 до 100—150 м, реже доходя до 250—300 м. Температуры колеблются в пределах от +1 С° до −3 С°[2].
Островная мерзлота[править]
Островная многолетняя мерзлота распространена на территории Кольского полуострова, Канино-Печорского региона, тайги Западной Сибири, южной окраины Среднесибирского плоскогорья и Дальнего Востока. Наблюдается в прибрежной зоне Охотского моря и северной части Камчатки[2].
Толщина мёрзлых слоёв варьируется от нескольких метров до нескольких десятков метров, а температура — от нуля до −2 С°. Подобная форма мерзлоты также наблюдается в горных районах Саян, Урала и Кавказа, преимущественно вблизи границ современных ледников[2].
Характерные формы рельефа[править]
Промерзание верхних горизонтов горных пород приводит к формированию сезонных и многолетних бугров (гидролакколитов), содержащих ледяное ядро. Такие формы рельефа наиболее распространены в Забайкалье, на Таймыре и в северной части Западной Сибири[2].
В горных районах, в речных долинах и на склонах наблюдаются наледи. Это покрытия льда, образованные при замерзании подземных вод, изливающихся под давлением, вызванным сезонным промерзанием[2].
Протаивание ледяных включений вызывает образование различных форм термокарстов: просадок, воронок, округлых впадин. Приводит к образованию поверхностных оползней (сплывов) и грунтовых потоков (солифлюкция)[2].
Практическое значение изучения многолетней мерзлоты[править]
.jpg){kind=link}
Изучение многолетней мерзлоты имеет важное практическое значение для безопасного освоения северных регионов и минимизации экологических рисков, требует специальных инженерных подходов и технологий. При проектировании зданий, дорог, мостов, трубопроводов и гидротехнических объектов необходимо учитывать следующие факторы[2]:
- Возможность пучения и просадки грунта при оттаивании.
- Риск сползания оттаивающих грунтов на склонах.
- Вероятность образования наледей.
Многолетняя мерзлота, с одной стороны, ограничивает развитие некоторых сельскохозяйственных культур. С другой стороны, обеспечивает дополнительное увлажнение почвы при сезонном оттаивании активного слоя, способствуя росту растений[1].
Многолетнемёрзлые породы содержат термодинамически нестабильные газовые гидраты, способные выделять газы в атмосферу, усиливая парниковый эффект. Микроорганизмы, содержащиеся в мёрзлых породах, могут активироваться при оттаивании и влиять на биогеохимические процессы[1].
Источники[править]
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Многолетняя мерзлота. Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия» (2023-06-23). Архивировано из первоисточника 2 марта 2025. Проверено 24 апреля 2025.
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 2,15 2,16 Котляков В. М. Многолетняя мерзлота. Большая российская энциклопедия. Электронная версия (2019). Архивировано из первоисточника 17 января 2025. Проверено 24 апреля 2025.
- ↑ 3,0 3,1 Холод Земли: что такое вечная мерзлота и как она влияет на людей?. Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова. Проверено 24 апреля 2025.
Ссылки[править]
 Снег и лёд в природе ↑ | |
|---|---|
| Снег | |
| Лёд | |
| Науки | |
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Многолетняя мерзлота», расположенная по следующим адресам:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|