Вечная мерзлота: какая часть России непригодна для жизни

Коварный грунт

Если смотреть на карту России, то граница зоны мерзлотных земель тянется от Кольского полуострова, проходит чуть севернее Архангельска, а затем неуклонно движется на юго-восток прямо к границе с Монголией. Дальше она смещается к северу и поднимается к Охотскому морю, оставляя в стороне Камчатку и Приморский край.

Средняя температура многолетнемерзлых пород, расположенных к северу от намеченной линии, составляет –9 °С, средняя глубина — около 600 м. Рекордная глубина вечной мерзлоты, 1370 м, была зафиксирована в феврале 1982 года в Якутии.

Термин «вечная мерзлота» закрепился в научном обороте благодаря первым землепроходцам, старателям и охотникам за пушниной, столкнувшимся в Сибири с крепкой как камень землей. В одном из донесений 40-х годов XVII столетия воеводы Головин и Глебов писали государю Михаилу Федоровичу: «А в Якутском-де, государь, по рассказам торговых и промышленных служилых людей, хлебной пашни не гаять; земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает».

Вечная мерзлота фактически лишала поселенцев возможности выращивать в естественных условиях полезные культуры. Правда существуют всяческие ухищрения — например, использование речного ила, которым покрывают мерзлый грунт. Однако это очень трудоемкий процесс, а наградой за проделанную работу станут лишь мелкие и невкусные овощи вроде моркови или картофеля.

Промерзший грунт — очень серьезное препятствие для возведения на нем инфраструктуры, хотя в некоторых случаях люди используют его преимущества. Так, в шахтах, расположенных в зонах вечной мерзлоты, своды тоннелей поддерживаются не деревянными или металлическими перекрытиями, а сводами мерзлого грунта. Кроме того, отработанные шахты успешно используются в качестве складов-холодильников благодаря сохранению в них постоянно низкой температуры.

Из-за своей крепости мерзлый грунт кажется прочным основанием для любой постройки, однако не следует забывать, что от 10 до 90% его состава — это лед. Как только часть верхнего слоя промерзшей земли начнет подтаивать, грунт становится рыхлым и подвижным, а покоящиеся на нем сооружения перекашиваются и трескаются.

Опасно возведение домов и на подтаявшем грунте. В случае замерзания объем грунта под фундаментом дома увеличится на 10—12%, что приведет к разрушению бетонных конструкций. Для предотвращения деформации зданий в условиях мерзлотных почв их ставят на сваи, а между грунтом и основанием дома оставляют пространство, для того чтобы изменение структуры почвы не повлияло на постройку.

Еще одна опасность мерзлых грунтов — это их неспособность впитывать воду. Летом во время проливных дождей вода начинает накапливаться в верхних слоях почвы, и как только критический объем будет преодолен, она с разрушительной силой вырвется наружу. Если зона прорыва окажется под жилой постройкой, то серьезных последствий не избежать.

Тревожные симптомы

Арктические регионы России, которые целиком охвачены вечной мерзлотой, крайне важны для страны в экономическом и стратегическом плане. Однако в процесс освоения этих территорий вмешивается деградация почв, которую с одной стороны провоцирует глобальное потепление, с другой — техногенные воздействия. По словам экспертов Минстроя, это может привести к частичному или полному разрушению несущих конструкций зданий. Матиас Ульрих, научный сотрудник Института географии Лейпцигского университета, считает, что наиболее ярко деградация вечной мерзлоты себя проявляет в Якутии, где содержание почвенного льда в среднем составляет 80%.

Теперь по предложению Минстроя в программу развития Арктики будут включены новые регламенты строительства, учитывающие постоянно меняющееся состояние мерзлотных почв. Как заявил заместитель гендиректора по проектно-изыскательским работам АО «Фундаментпроект» Александр Рязанов, новые технологии опираются на разработки исключительно российских строителей — другие приполярные страны не имеют такого опыта работы с мерзлотой, как Россия.

Сегодня вытаивание подземного льда в России идет быстрее, чем несколькими десятилетиями раньше. На аэрокосмических снимках видно большое количество новых термокарстовых озер, появляющихся из-за проседания почвы. Длина некоторых из них превышает 200 м. По оценкам ученых, почва в таких местах проседает примерно на 7 см в год.

Кроме того, таяние льда постепенно высвобождает залежи природного газа. На данный момент геологи насчитали в тайге около 7 тыс. метановых пузырей, которые при разрыве могут привести к образованию огромных кратеров. В 2012 году один из таких кратеров около 40 м в диаметре обнаружил ямальский охотник. По его заверению, он опустил в провал 100-метровую веревку с грузом, но до дна так и не достал.

Можно себе представить, что случится, если начнет проседать и разрушаться подтаявшая почва, на которой проложены дороги, трубопроводы, выстроены заводы и самое страшное — города. Специалисты уже фиксируют частичное разрушение домов в Якутске. И процесс этот, к сожалению, не остановить. По данным совместной немецко-российской группы геологов, с 2006 года повышение температуры в мерзлотных грунтах Сибири достигло 1,5—2 °С.

Очевидно, что все усиливающийся процесс деградации вечной мерзлоты потребует значительного увеличения человеческих и материальных ресурсов как на поддержание существующей инфраструктуры, так и на создание новой. Все это, несомненно, приведет к удорожанию российских арктических проектов.

Таяние мерзлотных почв также наносит непоправимый урон экологии планеты. Высвобождаясь из почв, углерод подпадает в атмосферу, что только усиливает процесс глобального потепления. По мнению ученых, в достаточно короткий по историческим меркам временной период может произойти гигантский выброс парниковых газов. Подсчитано, что в многолетней мерзлоте содержится 1500 Гт углерода, что в два раза превышает его содержание в атмосфере.

В Межправительственной группе экспертов по изменению климата пришли к выводу, что таяние вечной мерзлоты ускорит процесс глобального потепления примерно на 10%. По их расчетам, к 2100 году выбросы парниковых газов из мерзлоты могут поднять столбик термометра в среднем на 0,3 °С.

Еще одна опасность вытаивания подпочвенного льда — это возвращение к жизни всевозможных возбудителей давно забытых или даже неизвестных человечеству болезней. Так, после жаркого лета 2016 года на Ямале возникла эпидемия сибирской язвы — это первый случай после 1941 года, и ученые опасаются, что далеко не последний.