Деградация вечной мерзлоты – серьёзная опасность

ия вечной мерзлоты -

опасность

Семён Петрович Готовцев,

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН

31 июля 2013 г. в результате продолжительных дождей на территории Амгинского улуса Республики Саха (Якутия), на левом склоне долины руч. Кириэстээх, произошёл массовый сход грунтовой массы в виде оползней и селевых потоков (рис. 1, 2).

С. П.Готовцев

Масштабы разрушения и динамика процесса таковы, что их можно отнести к категории катастрофических, так как в результате размыва дороги улусный центр - с. Амга - около двух недель оставался без автомобильного сообщения с г Якутском. За это

Рис. 1. Такая картина наблюдалась в первые минуты схода оползня на одном из склонов долины руч. Кириэстээх

Рис. 2. Селевой поток у подножия склона.

В центре - автомобиль, опрокинутый селевым потоком

время в магазинах села стали заканчиваться продукты питания и товары повседневного спроса. На памяти жителей Центральной Якутии такого ещё не было. Так что же произошло и почему?

Амгинский улус занимает юго-восточную часть Центральной Якутии. Расстояние от г. Якутска до с. Амга наземным путём составляет около 200 км. Ручей Кириэстээх является левым притоком р. Амги. На данном участке он имеет трапециевидную долину. Днище в летний период является хорошим сенокосным угодьем. Высота склона долины ручья равна 40 - 60 м при крутизне 20 - 35°. Растительность склона представлена сосново-лиственничным лесом с примесью берёзы, а на водораздельной части - двухлетней гарью лиственничного леса.

Оползневой процесс произошёл на 161-м километре федеральной трассы «Амга». Общая длина разрушенного участка составила более 3,5 км. Здесь зафиксировано 14 больших и малых оползней до 100 м шириной.

В районах распространения многолетнемёрзлых горных пород медленное течение пластичных водона-сыщенных грунтов по мёрзлому основанию - явление обычное (в научной литературе оно известно как «со-лифлюкция»). На пологих склонах такой процесс протекает со скоростью от 10 до 40 мм в год [1]. Однако в данном случае массовое проявление оползневого процесса можно сравнить разве что со сходом ледника, произошедшим в Кармадонском ущелье в сентябре 2002 г. - настолько оно было внезапным, масштабным и быстрым.

Необходимо отметить, что в последнее время разрушение дневной поверхности, которое приводит к образованию оврагов и термокарстовых просадок на территории Якутии, стало наблюдаться повсеместно. Особенно интенсивно оно проявляется в районах залегания пород ледового комплекса, которые широко распространены в Центральной Якутии, в Приморской и Колымской низменностях.

В мерзлотоведении ледовым комплексом называют сильнольдистые тонкодисперсные образования, содержащие подземные льды. Последние в основном представлены повторно-жильными льдами, верхняя поверхность которых залегает на глубине 2,0 - 2,5 м от дневной поверхности. Это один из древних видов подземного льда, сформировавшихся в эпоху максимального похолодания климата на равнинных территориях Якутии. В настоящее время такие льды продолжают формироваться на заболоченных участках пойм крупных рек и низменностях арктической тундры (рис. 3).

Образование повторно-жильного льда происходит следующим образом. В начале зимы, когда ещё не образовался толстый слой снежного покрова, поверхность заболоченных участков начинает растрескиваться морозобойными трещинами, образующими своеобразные полигоны размером до 5 - 10 м в поперечном сечении. При этом с поверхности ширина раскрытия трещин, проникающих до глубины 3 - 5 м, может достигать 5 - 7 см. Весной в эти трещины затекает талая вода и замерзает. В следующую зиму растрескивание повторяется, расширяя уже заполненные льдом трещины. Многолетнее повторение данного процесса приводит к формированию вертикальных жил льда клинообразной формы, высота которых составляет несколько десятков метров [2]. В настоящее время во многих районах Якутии такие льды широко распространены и залегают ниже глубины сезонно-талого слоя (см. рис. 3).

Так что же произошло в эту осеннюю дождливую ночь в верховьях руч. Кириэстээх? Действительно ли идёт деградация «вечной» мерзлоты? Что будет в последующие годы с мёрзлой толщей?

Вечная мерзлота - это природный феномен Северного полушария, своеобразный бренд Якутии. Она появилась в ледниковую эпоху, которая существовала на Земле многие тысячелетия назад. Вечномёрзлые толщи распространены не только на суше, но и на шельфе приполярных морей Северного Ледовитого океана. Почти 90% территории Якутии занято многолетнемёрз-лыми породами значительной мощности. Например, в настоящее время в окрестностях г. Якутска мощность мёрзлой толщи составляет 250 - 300 м, а в районе с. Шелагонцы (верховье р. Мархи) - около 1,5 км [3].

Рис. 3. Формирование повторно-жильных льдов в современных условиях в пойме р. Анабар

Вечная мерзлота, являясь «продуктом» климата, напрямую зависит от температуры воздуха, которая испытывает циклические колебания периодов похолодания и потепления. Например, согласно 40-летнему циклу Брикнера [4, 5], потепление в начале 70-х годов прошлого века постепенно сменяется в настоящие время циклом похолодания, но пойдет ли предстоящее похолодание климата по естественному сценарию своего развития, неясно. Так, известный мерзлотовед И. А. Некрасов ещё в 90-х годах прошлого века [6] предположил повышение средней годовой температуры воздуха за счёт выбросов СО2 на 0,5° С к 1990 г. и на 1,0 - 1,5° С -к 2025 г. (рис. 4).

Рис. 4. Изменение температуры воздуха [6]:

1 - за счёт изменения естественных процессов;

2 - в результате парникового эффекта вследствие выделения СО2; 3 - результирующая кривая, учитывающая оба фактора

Если допустить, что прогнозируемые изменения климата будут возможны, то для криолитозоны сложится катастрофическая обстановка. На значительной части территории Якутии начнётся необратимый процесс деградации мёрзлых пород сверху. По И. А. Некрасову, в Центральной Якутии к 2025 г. мощность верхнего оттаявшего слоя достигнет 10 м, а в Южной Якутии - 15 м. В более северных и высокогорных районах также будет происходить оттаивание, но в меньших масштабах. Там, где сохранятся условия для существования мёрзлых пород, глубина сезонного протаивания грунтов увеличится на 0,5 - 1,0 м, что приведёт к активизации солифлюк-ции и термокарста [6]. Сложатся условия, при которых устойчивость всех сооружений, построенных по принципу сохранения мёрзлого основания, нарушится.

В последние годы в Якутии наблюдаются следующие погодные явления: затяжная осень, относительно тёплая и короткая зима, значительные атмосферные осадки, особенно во второй половине лета. Эти, казалось бы, незначительные факторы сильно повлияли на режим существования многолетнемёрзлых грунтов. В первую очередь, резко увеличилась мощность

сезонноталого слоя. Как известно, каждое лето мерзлота, в зависимости от состава слагающих грунтов и характера растительного покрова, протаивает от 0,5 до 2,5 м. Причём на одном и том же месте глубина летнего оттаивания мёрзлых грунтов примерно одинакова. Такое постоянство обеспечивается благодаря наличию на её подошве льдистого горизонта мощностью 15 -20 см, сложенного частым чередованием шлиров льда. Этот горизонт формируется в результате многолетнего циклического процесса протаивания-промерзания и в мерзлотоведении называется «защитным слоем».

В Якутии на фоне общего потепления климата в 1996 - 1998 и 2005 - 2007 гг. в летнее время наблюдалось выпадение значительного количества осадков. За эти годы защитный слой многолетнемёрзлых пород на некоторых участках (впервые за несколько тысяч лет) практически вытаял. В результате этого резко увеличился сток надмерзлотных вод, из-за чего переполнились аласные озёра и изменился гидрологический режим рек. Первыми такое явление наблюдали жители населённых пунктов Сватай, Аргахтах и Андрюшкино на р. Алазея, когда их сёла стали подтапливаться талыми и дождевыми водами [7 - 10]. Если раньше в этих сёлах выкопать яму или шурф даже в конце лета было большой проблемой из-за существования вечной мерзлоты, то теперь это стало возможным уже в июне.

Достаточно вспомнить интенсивное разрушение в начале века уступа пятой террасы р. Лены в районе г. Покровска (рис. 5), возникновение в 2007 г. гигантского оврага длиной около 800 м и глубиной до 6 м в с. Синск Хангаласского улуса. Термоденудационные процессы в виде активного оврагообразования наблюдаются вокруг сёл Кептени и Онер Усть-Алданского улуса и с. Сылан Чурапчинского улуса (рис. 6, 7).

Активизация подобных негативных процессов связана не только с влиянием глобального потепления климата на режим существования многолетнемёрзлых пород, но и с техногенным воздействием на их состав,

Рис. 5. В результате произошедшего оползневого процесса от жилого дома, стоявшего под уступом террасы р. Лены, осталась только крыша

Рис. 6. На таких льдах растут деревья и живём мы, даже не подозревая об их существовании.

Склон аласа «Хаспыт» недалеко от с. Эселях Усть-Алданского улуса

Рис. 7. Термоэрозионная переработка поверхности на территории с. Сылан Чурапчинского улуса

структуру и свойства [11, 12]. В результате этих процессов выходят из строя территории сельскохозяйственного назначения, осложняется эксплуатация линейных сооружений (автомобильных и железных дорог, линий электропередач, газо- и нефтепроводов), горнодобывающих карьеров, зданий и других инженерных объектов (рис. 8).

Учитывая это, вечную мерзлоту необходимо отнести к категории природных ресурсов, используемых человечеством. В связи с этим правомерно в Закон об охране окружающей среды добавить отдельным пунктом статью о защите многолетнемёрзлых горных пород. Последним необходимо придать статус природного криогенного ресурса и сформулировать кодекс о его использовании, охране и восстановлении. Особый статус необходимо придать наиболее ранимым к климатическим и техногенным воздействиям высокольдистым мёрзлым толщам. В данном ключе разрушение земной поверхности, вызванное вытаиванием подземного льда, следует рассматривать, как потерю этого ресурса, стихийное бедствие или как чрезвычайную ситуацию. Кроме того, на региональном уровне необходимо принять соответствующие изменения в регламентирующих и нормативных документах по строительству сооружений и зданий на многолетнемёрзлых горных породах, по добыче полезных ископаемых, ведению сельскохозяйственных, гидромелиоративных и других работ в криолитозоне.

Таким образом, в последнее время, в связи с глобальным потеплением климата и антропогенным воздействием, в Якутии отчётливо проявляется тенденция роста количества возникающих стихийных бедствий, обусловленных деградацией вечной мерзлоты. Это приводит к возникновению опасных ситуаций, не только угрожающих существованию населённых пунктов, но и влияющих на условия жизнедеятельности населения. Изучение причин и особенностей подобных опасных криогенных процессов и явлений должно стать

Рис. 8. Сползание отсыпанной части земляного полотна строящейся автодороги «Амга» на ПК-266

насущной задачей организаций, занимающихся исследованием и охраной окружающей природной среды в Якутии и других северных регионах нашей страны.

Список литературы

1. Суходровский, В. Л. Экзогенное рельефообра-зование в криолитозоне / В. Л. Суходровский. - М. : Наука, 1979. - 280 с.

2. Попов, А. И. Мерзлотные явления в земной коре (криолитология) /А. И. Попов. - М.: МГУ, 1967. - 304 с.

3. Мельников, П. И. О глубине промерзания верхней зоны земной коры на территории Якутской АССР / П. И. Мельников // Геотермические исследования и использование тепла Земли. - М. : Наука, 1966. -С. 110-113.

4. Bruckner ed. Klimaschwankungen seit 1700 nebst Bemerkungen uber die Klimaschwankungen der

Diluvialzeit // Georg. Abhandl. von a. penck. - 1890. -Bd. 4, hf. 2. - S. 43-58.

5. Воейков, А. И. Колебания климата и уровня озёр Туркестана и Западной Сибири / А. И. Воейков // Метеорологический вестник. - 1901. - № 3. - С. 16-27.

6. Некрасов, И. А. Вечна ли вечная мерзлота? / И. А. Некрасов. - М. : Недра, 1991. - 128 с.

7. Готовцев, С. П. О причинах подтопления населённых пунктов в бассейне р. Алазеи / С. П. Готовцев // Наука и техника в Якутии. - 2008. - № 2 (15). -С. 23-26.

8. Готовцев, С. П. Далёк ли Кармадон от Покровска? / С. П. Готовцев // Якутия. - 2003. -№ 233 (30236). - 17 декабря.

9. Готовцев, С. П. Есть такая река Алазея / С. П. Готовцев // Персона. - 2011. - № 3. - С. 20-22.

10. Готовцев, С. П. Последствия глобального потепления климата на арктическом севере Якутии /

С. П. Готовцев // Проблемы инженерного мерзлотоведения : материалы IX Международного симпозиума по проблемам инженерного мерзлотоведения (г. Мирный, Россия, 3 - 7 сентября 2011 г.). - Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2011. - С. 394.

11. Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010 - 2015 гг. и их влияния на отрасли экономики России. - М., 2005. - 28 с.

12. Варламов, С. П. Тепловое состояние верхних горизонтов криолитозоны Центральной Якутии при современном изменении климата / С. П. Варламов [и др.] // Проблемы инженерного мерзлотоведения : материалы IX Международного симпозиума по проблемам инженерного мерзлотоведения (г. Мирный, Россия, 3 - 7 сентября 2011 г.). - Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2011. - С. 398.

ХХВЪЖ ШИШ

ЛАНДШАФТЫ ЯКУТИИ

Ш у

ива tä

Данилов, Ю. Г. Ландшафты Якутии / [Ю. Г. Данилов и др.]; отв. ред. Ю. Г. Данилов. - Якутск : Издательский дом СВФУ, 2016. - 76 с. : ил.

В работе рассматриваются вопросы методики выделения региональных и типологических природных комплексов, их картографирования.

Дано описание зональных, азональных и интразональных типов ландшафтов, а также уникальных природных комплексов Якутии. Имеется обширный словарь терминов, в котором приведены значения не только основных ландшафтоведческих терминов, но и толкование местных народных понятий, вошедших в географическую литературу.

Издание будет полезно широкому кругу читателей - от научных сотрудников и студентов высших учебных заведений до школьников старших классов и всех тех, кто интересуется природой родного края.

Криохранение семян: итоги и перспективы / отв. ред. И. Ф. Жимулёв, Н. Г. Соломонов, В. А. Соколов ; Ин-т биологических проблем криолитозоны СО РАН, Ин-т молекулярной и клеточной биологии СО РАН. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2014. - 112 с.

В книге рассмотрены проблемы организации, функционирования и перспективы использования вечномёрзлых грунтов Якутии для длительного хранения семенного материала растений. Работы по использованию естественных источников низких температур в СССР были начаты по инициативе академика ВАСХНиЛ Д. Д. Брежнева в конце семидесятых годов прошлого столетия, задолго до запуска международного проекта на Шпицбергене. К сожалению, они в силу разных причин не были широко поддержаны и велись фактически энтузиастами. Тем не менее, благодаря их усилиям был приобретён определённый опыт, и сформировались принципы создания хранилища, организации его функционирования и подбора материалов для хранения. Но, несмотря на многочисленные усилия, исполнители проекта не смогли достичь взаимопонимания с руководством ВНИРа по совместной (при идеологическом руководстве ВНИРа) работе по данному проекту. Перед исполнителями стоит громадная задача по привлечению к работе, с сохранением генофондов материалов культурных растений, существующих у сибирских селекционеров, ботаников, лесоводов и граждан, имеющих частные коллекции уникальных сортообразцов растений, которые могут представлять ценность как источники генетического разнообразия или носители ценных признаков для селекции. Поэтому настоящее издание предлагается широкому кругу специалистов, работающих с коллекциями растений и заинтересованных в создании банка гермплазмы.