Вечномерзлые грунты: Мёрзлые грунты | ИНФОПГС

Мёрзлые грунты | ИНФОПГС

 

Мерзлые и вечномерзлые грунты в зависимости от их температуры и длительности ее действия делят на: немерзлые (талые), мерзлые, вечно-мерзлые.

Мерзлыми называются грунты с отрицательной температурой, в которых часть поровой воды находится в замерзшем состоянии (в виде кристаллов льда). Мерзлые грунты являются четырехкомпонентными системами, в которых кроме твердой, жидкой и газообразной фаз существует лед.
Если неминерализованная вода замерзает при 0 °С, то грунт при такой температуре замерзает только при наличии в них свободной неминерализованной воды, поскольку связанная вода в виде тонких пленок и минерализованная вода замерзает при более низкой температуре.

---

Вечномерзлыми называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более. Вечномерзлые грунты представляют собой ярко выраженные структурно-неустойчивые грунты, так как при их оттаивании происходят просадки в результате нарушения природной структуры.

При промерзании оттаявшего грунта возможно его пучение.

Поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом, называют деятельным слоем, или слоем сезонного промерзания и оттаивания, поскольку в нем происходят интенсивные процессы, связанные с промерзанием и оттаиванием грунта.

Мерзлые грунты харакеризуются:

Различают следующие типы мерзлых грунтов

Если наблюдать за образцом глинистого грунта (по Б.И. Далматову, 1988), помещенного в морозильную камеру, то при изменении температуры полученная кривая будет иметь четыре участка (рис. 5.25).
Первый участок аb соответствует понижению температуры с переохлаждением поровой воды. Второй участок bc характеризует резкое повышение температуры грунта, что связано с кристаллизацией части воды в образце грунта до значения Тbƒ, соответствующего началу замерзания. Третий участок cd, параллельный оси времени t, характеризует резкий переход большей части воды в лед. На четвертом участке de происходит постепенное понижение температуры уже замерзшего фунта, т.е в этот период замерзает вода, не замерзшая при значении Тbƒ.

 

Рис. 5.25. График процесса замерзания фунта во времени (по Б.И. Далматову, 1988)

---

В зависимости от вещественного состава и температурно-влажностны условий мерзлые грунты делятся на:

К твердомерзлым относят грунты, характеризуемые относительно хрупким разрушением и практической несжимаемостью под нагрузкой. Под действием нагрузок от сооружений такие фунты практически не сжимаются (модуль деформации Е > 100 МПа), так как сцементированы льдом.
К твердомерзлым относятся крупнообломочные грунты с суммарной влажностью ωtot > 0,03, а также песчаные и глинистые, если их температура ниже значений, приведенных в табл. Б30 (ГОСТ25100), при которых грунт переходит из пластичного в твердомерзлое состояние.

Таблица Б30

Температура перехода грунта из пластичного в твердомерзлое состояние

Наименование грунта	Температура
Крупнообломочный	0
Пески крупные и средней крупности	-0,1
Пески мелкие и пылеватые	-0,3
Супесь	-0,6
Суглинок	-1,0
Глина	-1,5

Пластичномерзлыми являются грунты, сцементированные льдом, но имеющие вязкие свойства и характеризуемые сжимаемостью под нагрузкой. К ним относятся песчаные и пылевато-глинистые грунты с температурой, вышеуказанной в табл. Б30. Они характеризуются достаточной сжимаемостью (Е < 100 МПа) и вязкими свойствами.

Сыпучемерзлые — это крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом вследствие малой их влажности. Суммарная влажность таких грунтов ωtot≤ 0,03. Их свойства практически не изменяются под влиянием температуры и близки к свойствам тех же грунтов в немерзлом состоянии.

Температурный режим вечномерзлых грунтов характеризуется величиной среднегодовой температуры грунта, которую можно приближенно принимать равной температуре грунта на глубине 10 метров.

Льдистость мерзлого грунта I_i— это отношение содержащихся в нем объема льда к объему мерзлого грунта (с включением льда).

По льдистости за счет видимых ледяных включений i_i грунты подразделяют согласно таблице Б.29 (ГОСТ25100).

Льдистость за счет видимых ледяных включений Ii, д. е.

Разновидность грунтов	Скальные и полускальные грунты	Дисперсные грунты
Слабольдистый	< 0,01	< 0,20
Льдистый	0,01 — 0,05	0,20 — 0,40
Сильнольдистый

В.В. Охотин

Вениамин Васильевич Охотин

Выдающийся русский ученый, один из основоположников отечественного и мирового грунтоведения. После окончания Нижегородской духовной семинарии (1910) блестяще окончил Варшавский университет и защитил магистерскую диссертацию: «Твердость и пластичность черноземов в связи с их химическим составом» на ученую степень кандидата естествознания (1914). Был рекомендован продолжить образование во Фрайбергской горной академии, но учебе помешала Первая мировая война. В.В.Охотин активный участник Перовой мировой войны и гражданской войны, где в сначала в должности штабс-капитана воевал начальником штаба 1 Воздухоплавательной армии на Северном фронте, затем начальником мастерских в воздухоплавательной части Красной Армии, оборонявшей Петроград. После демобилизации в 1921 г поступил на должность ассистента кафедры почвоведения Петроградского сельскохозяйственного института, работая под руководством проф. Н.И.Прохорова и академика К.Д.Глинки. Здесь в почвенной лаборатории в 1922 году впервые в России начал систематическое изучение физико-механических грунтов в дорожных целях, которые продолжил в 1923-1930 гг. в Дорбюро ГУМЕС. В 1929/1930 году совместно с П.А.Земятченским организует на геологическом факультете Ленинградского государственного университета первую в мире кафедру грунтоведения. С 1933 и до своей смерти в 1954 ее бессменный заведующий. Перу В.В. Охотина принадлежит 47 работ, многие из которых послужили началом новых направлений в грунтоведении и вошли в «золотой фонд» отечественной и мировой науки.
Основные труды: «Методы и указания по исследованию грунтов для дорожного дела» (1928), «Классификация частиц грунтов» (1932), «Дорожное почвоведение и механика грунтов» (1934), «Физические и механические свойства грунтов в зависимости от их минералогического состава и степени дисперсности» (1937). Им написан учебник «Грунтоведение» (1940) первое систематическое описание физико-механических свойств грунтов. Вениамин Васильевич успешно работал в области разработки методики полевых почвенно-грунтовых исследований в дорожных целях, в области создания и усовершенствования методики определения гранулометрического состава и физико-механических свойств грунтов. Им разработаны гранулометрические классификации грунтов и грунтовых частиц, а также дорожная классификация грунтов, изучено влияние отдельных факторов (степени дисперсности, минералогического состава, состава поглощенных оснований) на свойства грунтов. Важнейшее значение имели его пионерские работы в области технической мелиорации грунтов.
Вклад Вениамина Васильевича Охотина в грунтоведение огромен и бесспорен.
Память о нем всегда будет жить в его работах.

Фундаменты на вечномерзлых грунтах — теплоизоляция

Теплоизоляция фундаментов на вечномерзлых грунтах

Вопросы строительства на вечномёрзлых грунтах приобретают всё большую актуальность. Освоение Арктики, где открыты богатые месторождения нефти и газа, становится одной из приоритетных задач развития страны. 

Из-за особенностей вечной мерзлоты строительство в данных условиях имеет свою специфику на всех стадиях реализации строительного проекта: инженерных изысканий, проектирования, строительных работ на площадке.

Специфика проектирования объектов на вечномерзлых грунтах

В зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, а также инженерно-геокриологических условий применяется один из следующих принципов  использования  вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:

• принцип I – многолетнемерзлые грунты основания остаются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации сооружения;
• принцип II –  использование в качестве основания предварительно оттаявших грунтов или грунтов оттаивающих в период эксплуатации сооружения.

Для объектов на вечномерзлых грунтах проектируются фундаменты на подсыпках из песчаного грунта с теплоизоляцией, что значительно снижает затраты денег и труда на строительство, но при этом сохраняется высокая надежность зданий и сооружений. Подсыпки под фундаменты зданий сооружаются из песка, щебня, гравий, гравийно- и щебеночно-песчаных смесей. Для возведения объектов на подсыпках в условиях вечной мерзлоты распространены ленточные фундаменты, как наиболее надежные и лучше воспринимающие неравномерные деформации, которые необходимо учитывать на стадии проектирования.

Деформации при промерзании-оттаивании материала подсыпки ниже подошвы фундамента могут быть вызваны следующими факторами:

• в материале подсыпки могут оказаться глинистые примеси в количестве выше допустимых, что при промерзании подсыпки вызовет ее пучение;

• материал подсыпки может быть недостаточно уплотнен, что при передаче на него полезной нагрузки вызовет неравномерные осадки.

В проекты объектов в условиях вечной мерзлоты в качестве теплоизоляции фундаментов целесообразно закладывать ПЕНОПЛЭКС^®.

В течение многих лет накоплен успешный опыт проектирования, строительства и эксплуатации фундаментов на подсыпках в районах Крайнего Севера по принципу I (сохранение мерзлого состояния грунтов на весь период эксплуатации) с применением ПЕНОПЛЭКС^®. Наличие этой высококачественной теплоизоляции в теле подсыпки существенно снижает мощность (толщину) подсыпки и увеличивает надежность вечномерзлых оснований.

Схема обустройства фундамента на вечномерзлом грунте с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС^®

Разрез вентилируемого подполья здания с фундаментом.

1. центральные плиты ПЕНОПЛЭКС^®;
2. краевые плиты ПЕНОПЛЭКС®;
3. угловые плиты ПЕНОПЛЭКС®;
4. фундамент;
5. подсыпка;
6. цоколь здания;
7. вентиляционное отверстие;
8. стена здания;
9. перекрытие над вентилируемым подпольем;
10. дерн.

План раскладки плит ПЕНОПЛЭКС^®

Основным документом, регламентирующим проектирование, служит СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах». В развитие этого и других нормативов ООО «ПЕНОПЛЭКС СПб» совместно с ФГУП НИЦ «Строительство» разработано «Руководство по применению теплоизоляции из плит полистирольных вспененных экструзионных ПЕНОПЛЭКС^® при проектировании и устройстве фундаментов зданий и опор трубопроводов на подсыпках на многолетнемерзлых грунтах». В настоящее время нормативная методика расчета фундаментов на подсыпке с использованием синтетических теплоизоляторов отсутствует, и данный документ восполняет указанный пробел при строительстве на вечномерзлых грунтах. При создании методики выполнен большой объем аналитических расчетов и разработаны математические модели теплового и механического взаимодействия теплоизолированных фундаментов на подсыпке с вечномерзлыми грунтами.

Специфика строительных работ по устройству фундаментов на вечномерзлых грунтах

Устройству фундаментов на подсыпках должны предшествовать следующие подготовительные работы: вырубка кустарника и корчевка пней; осушение площадки путем устройства водоотводных и нагорных канав, кюветов, лотков и т.п. с отводом воды в пониженные места; устройство подъездных путей и ЛЭП; строительство инженерных сетей до колодцев ввода и заглубленных конструкций, предусмотренных проектом.

При устройстве фундаментов на подсыпках следует избегать оттаивания грунтов в основании подсыпки в период строительства, что достигается ведением работ только в зимнее время после промерзания слоя сезонного оттаивания. При этом следует не допускать попадание в тело подсыпки снега и льда. Для ускорения промерзания слоя сезонного оттаивания рекомендуется в пределах контура подсыпки очищать снег.

Строительство фундаментов на подсыпках начинают с отсыпки рабочего слоя, по которому укладываются плиты ПЕНОПЛЭКС^®, затем, если сооружается здание, то по плитам возводятся фундаменты, после чего отсыпается защитный слой и по нему устраивается бетонная или асфальтовая стяжка. Материал, применяемый для устройства подсыпки, должен быть непучинистым (содержание глинистых примесей не должно превышать 10% по  весу), в уплотненном состоянии должен дренировать воду.

При возведении монолитных фундаментов следует руководствоваться нормативными документами на производство бетонных и железобетонных работ, а также местным опытом строительства. После монтажа сборных фундаментов или укладки бетона в монолитный фундамент следует произвести досыпку крупно скелетного грунта до проектной отметки с его тщательным уплотнением

После устройства фундаментов и досыпки грунта надлежит закончить планировку площадки вокруг фундамента с обеспечением стока воды от здания.

     

Преимущества теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® для применения в фундаментах с подсыпкой на вечномерзлых грунтах:

• Из многочисленных преимуществ высококачественной теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС^® наиболее важными для применения в фундаментах на вечномерзлых грунтах являются отличные теплозащитные свойства, высокая прочность и длительный срок службы.

• Очень низкая теплопроводность материала (0,034 Вт/м-К) обеспечит надежный заслон передаче тепла от фундамента до грунта, который сохранит свое мерзлое состояние на весь период эксплуатации.

• Теплоизоляция фундамента постоянно находится в нагруженном состоянии, и высокая прочность на сжатие ПЕНОПЛЭКС^®, которая составляет минимум 20 т/м², позволит избежать нежелательных деформаций.

• ПЕНОПЛЭКС^® сохраняет свои теплотехнические свойства в условиях самой жесткой эксплуатации на протяжении более 50 лет: это показали  испытания теплоизоляционных плит на долговечность в НИИ строительной физики (протокол № 132-1 от 29 октября 2001 года).

• Высококачественная теплоизоляция ПЕНОПЛЭКС^® и надежная методика расчета фундаментов на вечномерзлых грунтах обеспечивают оптимальные технические решения для объектов в условиях Крайнего Севера.

Продукция ПЕНОПЛЭКС® для промышленного и гражданского строительства

Высококачественные плиты ПЕНОПЛЭКС^® применяются для устройства теплоизоляционных слоев в дорожном полотне, возводимом на вечномерзлых грунтах (ВМГ).

Принципы строительства на вечномерзлых грунтах

В зависимости от инженерно-геокриологических условий в строительстве применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов:

• многолетнемерзлые грунты основания остаются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации сооружения;
• использование в качестве основания предварительно оттаявших грунтов или грунтов, оттаивающих в период эксплуатации сооружения.

В условиях вечной мерзлоты имеется ценный опыт строительства автомобильных дорог по первому принципу с применением теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС^®45.

Сравним схемы устройства дорожной насыпи на вечномерзлом грунте без применения теплоизоляционного слоя и с использованием плит ПЕНОПЛЭКС^®

Схема расположения насыпи на ВМГ без теплоизоляционного слоя (растепление)

В результате летнего протаивания мерзлый грунт в зоне расположения дорожного полотна без утепления дает усадку, что вызывает различные деформации дорожного полотна.

Площадь зоны деформации дорожного полотна без утепления при растеплении мерзлого грунта довольно велика.

Схема расположения насыпи на ВМГ с ПЕНОПЛЭКС^®

Утепление дорожной конструкции производится с целью предотвращения растепления мерзлого грунта и, как следствие, уменьшения его объема, что в свою очередь может приводить к образованию усадок в месте растепления.

Зоны расположения ВМГ характеризуются наличием ледниковых образований в толще земной поверхности со стабильно отрицательной температурой. То есть, в отличие от зон с нормальными грунтовыми условиями температура по глубине не возрастает, она стабильно отрицательна – около –3..–11°С.

Работы по утеплению в зоне ВМГ осуществляют в зимнее время (точнее — в период отрицательных температур). Осуществляется это с целью сохранить ВМГ в исходном состоянии.

 

Технология обустройства дорожного полотна на ВМГ с применением ПЕНОПЛЭКС

^®

• Устройство подстилающего слоя (транспортировка, распределение, профилирование и уплотнение песка).
• Укладка теплоизоляционного слоя из плит ПЕНОПЛЭКС^® (по разметке трассировочным шнуром).
• Устройство защитного слоя из песка (минимальная толщина 300 мм).
• Устройство финишного покрытия площадки (грунтовый отсев, асфальтовое покрытие, железобетонные плиты и т.п.).

Пример технического решения дорожного полотна участка трассы Якутск–Вилюйск–Сунтар

1. Асфальтобетон мелкозернистый плотный — 8 см.
2. Асфальтобетон крупнозернистый плотный — 12 см.
3. Железобетонные плиты ПДН 6.0 х 2.0 х 0,14 м — 14 см.
4. Цементно-песчаная смесь – 5 см.
5. Щебень – 15 см.
6. Песок – 22 см.
7. ПЕНОПЛЭКС^®45 – 12 см.
8. Песок – 8 см.

Объекты с применением ПЕНОПЛЭКС

^® на вечномерзлых грунтах

Дорога на Песцовое месторождение. Ямало-ненецкий автономный округ:

Дорога на Харвутинское месторождение. Ямало-ненецкий автономный округ:

Автомобильная дорога А360 «Лена» протяженностью 1235 км:

Научные разработки в области применения систем термостабилизации грунта в криолитозоне

Специалисты НПО «Север» имеют многолетний опыт в области применения систем термостабилизации грунта в криолитозоне. Полученные знания позволяют постоянно усовершенствовать конструкции термостабилизаторов грунта, а также решать задачи стабилизации и сохранения температурного режима основания. Обратившись в НПО «Север», вы всегда получите самые полные консультации по вопросам применения термостабилизаторов грунта (ТСГ).

Анализируя перечень проблем, возникающих, когда построена фундаменты на вечномерзлых грунтах, а также способы устранения последствий антропогенных воздействий на мерзлые грунты, можно с уверенностью сказать, что термостабилизация грунтов с помощью ТСГ является эффективным методом поддержания или усиления их мерзлого состояния. Особенно массовое применение ТСГ нашли при разработке нефтяных и газовых месторождений на Крайнем Севере. Применяют термостабилизаторы и в гражданском строительстве, гидротехническом строительстве (создание противофильтрационных завес), реконструкции линейных сооружений (автомобильные и железные дороги, трубопроводы) и др. Вечномерзлые грунты, карта которых используется специалистами, с новыми технологиями не представляют никакой угрозы для строительства.

     Наша организация предлагает такие перспективные разработки как:

1. Применение тепловых труб для обогрева полотна дорог.pdf

Применение тепловых труб, передающих энергию из грунта к полотну дороги – весьма эффективный способ борьбы с наледью. Снижается влияние низких температур на полотно дороги, что значительно снизит разрушение асфальта или бетона.

В результате снижаются затраты на ремонт дорог и повышается безопасность движения транспорта, что очень актуально для России. Рекомендуется устраивать такие системы на опасных участках дороги (повороты, спуски и подъемы).

2. Применение ТСГ при прокладке ледовых переправ и автозимников.

Предлагаем использовать парожидкостные термостабилизаторы грунта, которые в четыре раза увеличивают скорость наращивания льда. Это позволит увеличить продолжительность функционирования ледовых переправ на 1-2 месяца дольше, чем при классической схеме. Применение термостабилизаторов грунта для автозимников актуально для участков подъезда к месторождениям. Практически все геотехнические изыскания включают в себя этот элемент.

В результате получим значительное снижение транспортных затрат.

3. Применение ТСГ при строительстве и реконструкции линейных сооружений.pdf

  Особенно актуально применение термостабилизаторов грунта при строительстве линейных сооружений, расположенных в зоне сливающейся мерзлоты. При строительстве линейных сооружений по I принципу строительства на вечномерзлых грунтах (ВМГ) известны многочисленные нарушения естественного теплового режима, поэтому стоит выполнять все инженерно-геотехнические изыскания:

3.1.)при замене растительного слоя и торфа возникает нарушение температурного баланса вскрытых грунтов;

3.2.)в большинстве случаев земляное полотно отсыпается крупнообломочными и песчаными грунтами, которые обладают высокими значения коэффициента фильтрации; при этом талые воды и атмосферные осадки попадают в основание земляных сооружений и растепляют его;

3.3.)линейные сооружения в большинстве случаев представлены открытыми конструкциями, которые беспрепятственно обдуваются ветром, вследствие чего у основания и на прилегающих территориях в зимний период скапливаются большие объемы снега, которые при оттаивании подтопляют данную территорию.

При эксплуатации линейных сооружений фиксируются многочисленные деформации, связанные с деградацией мерзлоты. Вечномерзлые грунта понижаются в своей кровли, а также увеличивается толщина оттаявших грунтов в основании земляного полотна. Образуется чаша, в которую собираются талые воды с прилегающей территории, поэтому происходит дальнейшее оттаивание мерзлых грунтов. В большинстве случаев динамическое сопротивление оттаявших грунтов имеет низкие значения, вследствие чего они выдавливаются под нагрузкой и вызывают осадки сооружения.

Проблемы осадок на линейных объектах в районе криолитозоны имеют готовые технические решения: «лечение» основания земляного полотна с помощью установки систем термостабилизации грунта. Существуют различные виды систем термостабилизации грунта, в том числе и теплотехнический расчет грунтов, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Суть проблемы | ООО НПО “Фундаментстройаркос”

Мировая экономика и экологическая безопасность продолжают оставаться зависимыми от климата. Это подтверждают многие факты, имевшие место в начале XXI века. Среди них необычные наводнения, в результате которых в мае 2001 года город Ленск был почти полностью уничтожен; разрушение в 2002 году шельфового ледника Ларсена площадью 3250 км² и толщиной свыше 200 метров, расположенного на Антарктическом полуострове; частичное затопление летом того же 2002 года несколько крупных европейских городов; небывалые ранее как по величине, так и по продолжительности положительные аномалии температуры воздуха, зафиксированные летом 2003 года в Западной Европе.

В XX столетии средняя годовая температура воздуха в среднем по Земле увеличилась приблизительно на 0,6°C, при этом области распространения вечной мерзлоты потеплели значительно больше, местами до 5°C. Такие изменения температуры не имели места на протяжении по крайней мере 1000 предыдущих лет. Для Земли в целом период с 1991 по 2000 г. был самым теплым десятилетием, а 1998 и 2007 – самыми теплыми годами за всю историю инструментальных измерений температуры воздуха.

В России общая площадь районов распространения вечной мерзлоты равна ~10,7 млн. км2, что составляет около 63% территории страны. В зависимости от сомкнутости многолетнемерзлых пород, различают области их сплошного (более 90% площади), прерывистого (50%-90%) и островного (10%-50%) распространения, между которыми можно провести условные границы.

Воздействие изменения климата на вечную мерзлоту будет проявляться прежде всего в изменении температуры многолетнемерзлых пород и увеличении глубины сезонного протаивания. Со временем эти процессы приведут к сокращению площади вечной мерзлоты, часть которой либо протает полностью, либо перейдет в реликтовую форму и будет отделена от поверхности талым слоем.

         Рост температуры мерзлых грунтов и уменьшение их несущей способности представляют серьезную угрозу для ТЭК России, приводя к повреждениям объекты инфраструктуры (дороги, нефте- и газопроводы, резервуары, площадки нефтегазопромысловых объектов, здания и др.) и затрудняя освоение новых месторождений.

В районах распространения вечной мерзлоты на территории РФ сосредоточено более 80% разведанных запасов нефти, около 70% — природного газа, огромные залежи каменного угля и торфа, создана разветвленная инфраструктура объектов ТЭК. Многие из них построены на свайных фундаментах, используют многолетнемерзлый грунт в качестве оснований и рассчитаны на эксплуатацию в определенных температурных условиях.

Исследования показали, что при оттаивании мерзлых грунтов изменяются их физико-механические свойства (объемный вес, влажность, пористость, адгезия к сваям-основаниям), что в конечном счете уменьшает несущую способность фундаментов, приводя к повреждению построенных на них сооружений.

Особенно высокой уязвимостью обладают мерзлые грунты с повышенным содержанием солей. В таких грунтах по всей глубине мерзлого слоя наблюдаются линзы различного размера с высокоминерализированной водой, имеющей отрицательную температуру – криопэги. Рассол в криопэгах находится в термодинамическом равновесии с окружающим мерзлым грунтом, и даже небольшое увеличение температуры грунтов, при том, что она остается отрицательной, приводит к нарушению равновесия раствор-лед и развитию деструктивных геоморфологических процессов. Особую опасность криопэги представляют для опор и скважин. Локальное протаивание прилегающего к криопэгу грунта вблизи вертикальной стенки даже на большой глубине может привести к распространению рассола вдоль всей конструкции и дальнейшему протаиванию грунта вдоль скважины или опоры. Засоленные грунты широко распространены на Ямале в районах открытых и перспективных нефте- и газовых месторождений.

Помимо объектов ТЭК имеются многочисленные примеры нарушения целостности и разрушения жилых и производственных зданий из-за уменьшения несущей способности вечной мерзлоты и различных форм термокарста.

Проблема устойчивости сооружений дополнительно осложняется негативным влиянием антропогенных и техногенных факторов, усиливающих деструктивное воздействие меняющегося климата.

Установлено, что при отклонениях от проектного режима эксплуатации отапливаемых зданий и сооружений процесс таяния льдонасыщенных мерзлых грунтов проходит интенсивней. Особенно быстрое оттаивание мерзлых грунтов происходит в основании фундаментов при попадании в них теплых технологических или грунтовых вод, возникающих под влиянием тепловыделения сооружений, инженерными коммуникациями и др.

В Якутске с начала 1970-х годов более 300 зданий получили серьезные повреждения в результате просадок мерзлого грунта. Статистика свидетельствует, что в период с 1990 по 1999 годы число зданий, получивших различного рода повреждения из-за неравномерных просадок фундаментов, увеличилось по сравнению с предшествующим десятилетием на 42% в Норильске, на 61% в Якутске и на 90% в Амдерме (НАО).

        С потеплением климата может также существенно измениться пораженность территорий морозным пучением пород. Сейчас в регионах с низкотемпературными мерзлыми породами интенсивность морозного пучения невелика из-за небольшой глубины сезонного оттаивания и суровой зимы, при которой промерзание сезонноталого слоя происходит быстро, за 1-1,5 месяца. Потепление климата и соответствующее увеличение глубины сезонного оттаивания приведет к увеличению пучения пород, особенно на равнинах с избыточным увлажнением поверхности, на 20-50%.

Если современные тенденции сохранятся, а именно на это указывают теоретические прогнозы климата, опасные геоэкологические последствия деградации вечной мерзлоты будут неизбежны. В результате возможны массовые деформации зданий и сооружений, построенных без учета климатического потепления. Многие факты свидетельствуют о том, что в последние десятилетия деструктивное воздействие криогенных процессов на объекты инфраструктуры в области распространения вечной мерзлоты усилилось. Согласно опубликованным данным, в Западной Сибири ежегодно происходит около 35 тыс. отказов и аварий на нефте- и газопроводах. Причем около 21% всех зафиксированных аварий вызваны механическими воздействиями, в том числе связанными с потерей устойчивости фундаментов и деформацией опор.

Для получения количественных оценок изменения параметров вечной мерзлоты применяются математические модели. Расчеты, проведенные с использованием пяти различных долгосрочных прогнозов изменения климата, дали следующие результаты. В ближайшие 25-30 лет площадь вечной мерзлоты может сократиться на 10%-18%, а к середине столетия на 15%-30%, при этом ее граница сместится к северо-востоку на 150-200 километров. Повсеместно увеличится глубина сезонного протаивания, в среднем на 15% — 25%, а на Арктическом побережье и в отдельных районах Западной Сибири до 50%. В Западной Сибири (Ямал, Гыдан) температура мерзлых грунтов повысится в среднем на 1,5-2°C, с -6…-5°C до -4…-3°C, и возникнет опасность формирования высокотемпературных мерзлых грунтов даже в районах Арктики. На участках деградации вечной мерзлоты в южной периферийной зоне будет происходить таяние островной мерзлоты. Поскольку здесь мерзлые толщи обладают небольшой мощностью (от нескольких метров до нескольких десятков метров), за время порядка нескольких десятилетий возможно полное протаивание большинства островной мерзлоты. В наиболее холодной северной зоне, где вечная мерзлота подстилает более 90% поверхности, будет главным образом увеличиваться глубина сезонного протаивания. Здесь также могут возникать и развиваться крупные острова несквозного протаивания, в основном под водными объектами, с отрывом кровли мерзлоты от поверхности и сохранением ее в более глубоких слоях. Промежуточная зона будет характеризоваться прерывистым распространением мерзлых пород, сомкнутость которых будет уменьшаться в процессе потепления, а глубина сезонного протаивания расти. Таяние приповерхностной вечной мерзлоты будет сопровождаться значительными изменениями ландшафта с преобладанием депрессивных форм, приводя к формированию термокарстовых озер. Очевидно, что изменения, связанные с таянием приповерхностной мерзлоты, крайне опасны для любых имеющихся сооружений в этой зоне.

Таким образом, опыт строительства на вечномерзлых грунтах показывает, что классические технические решения непригодны и даже расточительны в финансовом отношении, очевидна необходимость разработки и применения новых технических решений с учетом долгосрочных прогнозов и управлению температурным режимом грунтов оснований, способных компенсировать отрицательное воздействие потепления для существующих, строящихся и проектируемых сооружений.

Последние изменения климата в районах ММП

Ненецкий автономный округ заинтересован в компетенциях Петербурга в сфере дорожного строительства на многолетнемерзлых грунтах

Сегодня, в Смольном, состоялась видеоконференция с участием специалистов и экспертов Петербурга и Ненецкого автономного округа в сфере дорожного строительства на многолетнемерзлых грунтах.

С приветственным словом к участникам видеоконференции обратилась первый заместитель председателя Комитета Елена Асеева. «Опыт Петербурга в сфере строительства транспортных и линейных объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов востребован в регионах Арктической зоны Российской Федерации. Уже состоялись две видеоконференции по данной проблематике. Уверена, что сегодня петербургские специалисты ответят на все запросы Ненецкого автономного округа», — отметила Елена Асеева.

На организованной Комитетом Санкт‑Петербурга по делам Арктики и представительством Ненецкого автономного округа в Петербурге видеоконференции петербургские специалисты поделились опытом изыскания, проектирования и строительства транспортных сооружений, автомобильных дорог и железнодорожных путей в условиях таяния вечной мерзлоты.

В мероприятии от Петербурга приняли участие представители компаний «Геоизол Проект» и «Пеноплэкс СПб», а также Петербургского государственного университета путей сообщения. Ненецкий автономный округ представили – представительство НАО в Санкт‑Петербурге, Департамент строительства, жилищно-коммунального хозяйства, энергетики и транспорта, ГУП НАО «Нарьян-Дорремстрой».

Выступление Елены Городновой, представителя университета было посвящено геотехническим проблемам транспортного строительства в условиях структурно неустойчивых грунтов. Она поделилась опытом и наработками университета в области строительства транспортных сооружений на вечномерзлых грунтах с системой охлаждающих устройств, примерами расчетов инфраструктуры морского порта. Елена Городнова также рассказала о программе FEMmodels и Thermoground – разработке университета, позволяющей произвести расчеты промерзания для различных видов дорожных покрытий, решить теплофизические задачи для проверки работы теплоизоляционных материалов.

Инженер-конструктор ГК «Геоизол Проект» Юлия Акулова представила технологию виброуплотнения с устройством столбов из инертных материалов, позволяющую на порядок ускорить работы со слабыми грунтами и улучшить их характеристики. В отличие от других методов уплотнения грунтов метод уплотнения щебеночными сваями является наиболее экономичным, он позволяет значительно сокращать смету за счет минимального объема земляных работ, что значимо для суровых климатических условий.

Представитель «Пеноплэкс СПб» Павел Абраменков рассказал о применении экструзионного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС при проектировании и строительстве оснований, транспортных и линейных объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

Стороны обсудили не только варианты решения проблемы стабилизации основания земляного полотна автомобильных дорог Ненецкого автономного округа в условиях растепления многолетнемерзлых грунтов, но и другие актуальные вопросы, связанные с инновационными технологиями строительства в условиях Арктики, обменялись мнениями технического и технологического обеспечения транспортной инфраструктуры на северных территориях.

Проведение видеоконференции было нацелено на то, чтобы предложить петербургский опыт и наработанные компетенции, которые позволят решить существующие задачи в Ненецком автономном округе. А множество вопросов, поступивших от участников из региона, свидетельствуют об актуальности выбранной темы и потребности в петербургских наработках.

 

Что такое вечная мерзлота? | НАСА Climate Kids

Краткий ответ:

Вечная мерзлота — это любой грунт, который остается полностью замерзшим — 32 ° F (0 ° C) или ниже — в течение как минимум двух лет подряд. Эти постоянно мерзлые земли наиболее распространены в регионах с высокими горами и в более высоких широтах Земли — около Северного и Южного полюсов.

Вечная мерзлота — это любая земля, которая остается полностью замерзшей — 32 ° F (0 ° C) или ниже — в течение как минимум двух лет подряд.Эти постоянно мерзлые земли наиболее распространены в регионах с высокими горами и в более высоких широтах Земли — около Северного и Южного полюсов.

Вечная мерзлота покрывает большие области Земли. Почти четверть суши в Северном полушарии покрыта вечной мерзлотой. Хотя земля промерзшая, районы вечной мерзлоты не всегда покрыты снегом.

Большая часть тундры Аляски покрыта вечной мерзлотой. Многоугольники на снегу — признак таяния вечной мерзлоты.Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / Чарльз Миллер

.

Из чего состоит вечная мерзлота?

Вечная мерзлота состоит из смеси почвы, камней и песка, удерживаемых вместе льдом. Почва и лед в вечной мерзлоте остаются замороженными в течение всего года.

Вблизи поверхности вечномерзлые почвы также содержат большое количество органического углерода — материала, оставшегося от мертвых растений, который не может разложиться или сгнить из-за холода. Нижние слои вечной мерзлоты содержат почвы, состоящие в основном из минералов.

Слой почвы поверх вечной мерзлоты не замерзает круглый год. Этот слой, называемый активным слоем , тает в теплые летние месяцы и снова замерзает осенью. В более холодных регионах земля оттаивает редко — даже летом. Там активный слой очень тонкий — всего от 4 до 6 дюймов (от 10 до 15 сантиметров). В более теплых районах вечной мерзлоты толщина активного слоя может достигать нескольких метров.

Слои вечной мерзлоты. Фото: Бенджамин Джонс, Геологическая служба США. Общественное достояние (изменено)

Как изменение климата влияет на вечную мерзлоту?

По мере потепления климата на Земле тает вечная мерзлота.Это означает, что лед внутри вечной мерзлоты тает, оставляя после себя воду и почву.

Таяние вечной мерзлоты может иметь драматические последствия для нашей планеты и живущих на ней существ. Например:

• Многие северные деревни построены на вечной мерзлоте. Когда мерзнет вечная мерзлота, она тверже бетона. Однако таяние вечной мерзлоты может разрушить дома, дороги и другую инфраструктуру.


• Когда вечная мерзлота замерзает, растительный материал в почве, называемый органическим углеродом, не может разлагаться или гнить.По мере таяния вечной мерзлоты микробы начинают разлагать этот материал. Этот процесс выбрасывает в атмосферу парниковые газы, такие как углекислый газ и метан.


• Когда тает вечная мерзлота, то же самое происходит с древними бактериями и вирусами во льду и почве. Эти недавно размороженные микробы могут вызвать серьезные заболевания у людей и животных. Ученые обнаружили микробы возрастом более 400 000 лет в талой вечной мерзлоте.

Блок тающей вечной мерзлоты, упавший в океан на арктическом побережье Аляски.Предоставлено: Геологическая служба США

.

Из-за этих опасностей ученые внимательно следят за вечной мерзлотой Земли. Ученые используют спутниковые наблюдения из космоса, чтобы изучить обширные районы вечной мерзлоты, которые было бы трудно изучить с земли.

Программа NASA Soil Moisture Active Passive или SMAP совершает полет на орбите Земли для сбора информации о влажности почвы. Он измеряет количество воды в верхних 5 сантиметрах почвы по всей поверхности Земли.Он также может определить, замерзла ли вода в почве или оттаяла. Измерения SMAP помогут ученым понять, где и как быстро тает вечная мерзлота.

Связанные миссии НАСА

SMAP

Вечная мерзлота: все, что вам нужно знать

Перейти к разделу

Вечная мерзлота на Земле становится не такой постоянной во многих частях мира.По мере повышения глобальной температуры некогда вечно мерзлая земля, покрывающая значительную часть северных широт мира, тает. Это может показаться не таким уж большим делом, но по мере того, как наш подземный лед превращается в хлюпающий ил, он обнажает давно скрытые угрозы нашему климату, экосистемам и здоровью. Вот что такое вечная мерзлота, почему это важно и что мы можем с этим поделать.

Что такое вечная мерзлота?

Вечная мерзлота — это любой тип грунта — от почвы до отложений и горных пород, — который был постоянно замерзшим в течение как минимум двух лет и целых сотен тысяч лет.Он может простираться под поверхность земли от нескольких футов до более мили, покрывая целые регионы, такие как арктическая тундра, или отдельное изолированное место, например, горная вершина вечной мерзлоты.

Как образуется вечная мерзлота?

Подобно тому, как лужа воды замерзает холодной зимней ночью, вода, застрявшая в отложениях, почве, трещинах, щелях и порах камней, превращается в лед, когда температура земли опускается ниже 32 ° F (0 ° C). Когда земля остается замерзшей не менее двух лет подряд, это называется вечной мерзлотой.Если каждый год земля замерзает и оттаивает, она считается «сезонно промерзшей».

Где вечная мерзлота?

Около четверти всего северного полушария покрыто вечной мерзлотой, где земля замерзает круглый год. Он широко распространен в арктических регионах Сибири, Канады, Гренландии и Аляски, где почти 85 процентов территории государства расположено на слое вечной мерзлоты. Он также встречается на Тибетском плато, в высокогорных районах, таких как Скалистые горы, и на дне Северного Ледовитого океана в виде вечной мерзлоты под водой.В южном полушарии, где гораздо меньше площадей для замерзания, вечная мерзлота встречается в горных регионах, таких как Южноамериканские Анды и Южные Альпы Новой Зеландии, а также под Антарктидой.

Таяние вечной мерзлоты в арктическом регионе Шпицберген, Норвегия.

Какая часть поверхности Земли покрыта вечной мерзлотой?

В северном полушарии вечная мерзлота покрывает приблизительно 9 миллионов квадратных миль — это почти размер Соединенных Штатов, Китая и Канады вместе взятых.Однако этот след быстро сокращается. В то время как глобальное потепление приводит к повышению температуры во всем мире, Арктика нагревается вдвое быстрее, чем где-либо еще, и быстрее, чем за последние 3 миллиона лет. И когда температура приземного воздуха повышается, температура под землей тоже повышается, по пути таяние вечной мерзлоты. По оценкам ученых, сейчас в северном полушарии на 10 процентов меньше мерзлого грунта, чем в начале 1900-х годов. Одно недавнее исследование показывает, что с каждым дополнительным 1.При потеплении на 8 ° F (1 ° C) дополнительные 1,5 миллиона квадратных миль вечной мерзлоты могут в конечном итоге исчезнуть. Даже если мы выполним климатические цели, поставленные в ходе переговоров по климату в Париже в 2015 году, мир все равно может потерять более 2,5 миллиона квадратных миль замороженного дерна.

Каковы последствия оттаивания вечной мерзлоты?

Утрата запасов парниковых газов

Когда растения и животные умирают, микробы, разлагающие их тела, выделяют в воздух углекислый газ, метан и другие газы, вызывающие глобальное потепление.Глубокая заморозка эффективно нажимает кнопку паузы в этом процессе и сохраняет организмы и газы, которые они в противном случае выбрасывали бы под землю. Когда мерзлая почва оттаивает, микробное разложение этих органических материалов и выделение парниковых газов начинается заново.

Населенная многими тысячами лет жизни, от человеческих тел до тел шерстяных мамонтов, вечная мерзлота является одним из крупнейших хранилищ газов глобального потепления на Земле. Действительно, вечная мерзлота только в Арктике, по оценкам, содержит почти в два раза больше углерода, чем существует в настоящее время в атмосфере, а также значительное количество метана — мощного парникового газа, улавливающего на планете в 80 раз больше тепла, чем углерод .Но наш теплый мир может поставить под угрозу эти магазины. Оценки того, сколько углерода и метана будет высвобождено в результате таяния вечной мерзлоты, различаются, но, согласно одному исследованию, до 2100 года может быть выброшено до 92 миллиардов тонн углерода. Для сравнения, это составляет почти 20 процентов всего углерода в мире. выбросы с начала промышленной революции.

Однако на этом проблема не заканчивается. Заглядывая в будущее, по мере того, как таяние вечной мерзлоты выбрасывает в воздух все больше массивных запасов парниковых газов, нагревая климат и таяя еще больше вечной мерзлоты с выбросами углерода и метана, может запуститься непреодолимая петля обратной связи, которая в конечном итоге может превратить Арктику из поглотитель углерода, который поглощает выбросы в источник углерода.

Углерод и метан — не единственные загрязнители, попавшие в вечную мерзлоту. Недавнее исследование показало, что вечная мерзлота в Арктике является огромным хранилищем природной ртути, мощного нейротоксина. Действительно, по оценкам, около 15 миллионов галлонов ртути — или почти вдвое больше ртути, обнаруженной в океане, атмосфере и всех других почвах вместе взятых — заблокированы в вечномерзлых почвах. Однако после высвобождения эта ртуть может распространяться через воду или воздух в экосистемы и, возможно, даже в пищевые ресурсы.

Разрушающаяся инфраструктура

На севере России рушатся городские здания. На Аляске дороги превращаются в американские горки. Когда вода под землей превращается в лед, она расширяется, и земля набухает. Когда вода тает, земля сжимается, из-за чего земля может трескаться или проваливаться — примером могут служить выбоины, образующиеся весной. Около 35 миллионов человек живут в зоне вечной мерзлоты, в городах, построенных на поверхности того, что когда-то считалось вечно мерзлым грунтом. Но по мере того, как эта твердая почва смягчается, инфраструктура, на которую опираются эти сообщества, становится все более нестабильной.

Вечная мерзлота повредила дороги, Йеллоунайф, Северо-Западные территории.

В Канаде ежегодно исчезающая вечная мерзлота наносит десятки миллионов долларов ущерба общественной инфраструктуре Северо-Западных территорий. А на Аляске, согласно одному исследованию, стоимость ремонта общественной инфраструктуры, такой как дороги, железнодорожные пути, здания и аэропорты, поврежденная таянием вечной мерзлоты и другими факторами, связанными с климатом, составляет целых 5 долларов.5 миллиардов к концу этого века. Между тем, поскольку индустрия ископаемого топлива продолжает влиять на изменение климата, способствуя потеплению планеты и таянию вечной мерзлоты в мире, это только увеличивает шансы того, что ее собственная энергетическая инфраструктура, базирующаяся в Арктике, выйдет из строя, что поставит под угрозу местные экосистемы нефтью. и утечки газа.

Измененные пейзажи

Таяние вечной мерзлоты также во многом изменяет природные экосистемы. Он может создавать термокарсты, участки проседания грунта и неглубокие водоемы, которые часто характеризуются «пьяными лесами» из наклонных деревьев.Это может сделать почву, когда-то замерзшую до твердого состояния, более уязвимой для оползней и эрозии, особенно вдоль побережья. По мере того, как эта размягченная почва подвергается эрозии, она может вносить новые отложения в водные пути, что может изменить течение рек и ручьев, ухудшить качество воды (в том числе за счет введения углерода) и повлиять на водную флору и фауну.

Лесной пожар на холмах Нулато, национальный заповедник дикой природы Коюкук, Аляска

П.А. Лоуренс, ООО./ Алами

Водно-болотные угодья также ухудшаются вместе с вечной мерзлотой, поскольку вода опускается ниже под землю без замороженного буфера, который удерживал бы ее на месте. Это может сделать сушу более уязвимой для лесных пожаров, что приведет к потеплению еще большего количества вечной мерзлоты. Исчезновение вечной мерзлоты также может способствовать повышению уровня моря. Действительно, по оценкам, если вся вечная мерзлота растает, уровень моря может подняться на целых четыре дюйма, что достаточно, чтобы удвоить риск наводнения для таких городов, как Сан-Франциско, Сиэтл и Лос-Анджелес.

Риск заболевания?

Так же, как вечная мерзлота удерживает углерод и другие парниковые газы, она также может улавливать и сохранять древние микробы. Считается, что некоторые бактерии и вирусы могут тысячи лет бездействовать в холодных темных условиях вечной мерзлоты, прежде чем проснуться, когда земля нагреется. Однако, как бы страшно ни звучало понятие «зомби-патогены», остаются вопросы о том, насколько велик риск, который представляют эти древние микробы. Вспышка сибирской язвы в Сибири в 2016 году, связанная с зараженной бактериями тушей северного оленя десятилетней давности и подверженной воздействию таявшей вечной мерзлоты, продемонстрировала потенциальную угрозу.Но когда дело доходит до других болезней, таких как оспа и испанский грипп 1918 года, которые, как известно, существуют в замерзшей тундре, в братских могилах погибших от этой болезни, ученые все еще не уверены, насколько вероятно, что эти патогены вызовут вспышки. Однако можно сказать наверняка, что освоение Арктики — и добыча миллионов тонн вечной мерзлоты для добычи драгоценных металлов и нефти — увеличит контакты человека с таявшими, древними и, возможно, зомби-патогенами.

Как предотвратить таяние вечной мерзлоты?

Большинству из нас может показаться, что тундра и вечная мерзлота находятся за миллион миль отсюда.Но независимо от того, где мы живем, наши повседневные решения, которые в некоторой степени способствуют изменению климата, в совокупности могут иметь большое влияние на самые холодные страны мира. Уменьшая свой углеродный след, инвестируя в энергоэффективные продукты и поддерживая экологически безопасные предприятия, законодательство и политику, мы можем помочь сохранить вечную мерзлоту в мире и предотвратить порочный круг постоянно нагревающейся планеты.

Вечная мерзлота в России тает и раскрывает древние секреты под ней

Таяние льда в вечной мерзлоте в российской Арктике открывает древнюю жизнь, которая была похоронена здесь на протяжении тысячелетий.

В ходе расследования, проведенного Sky News по поводу экологического ущерба, нанесенного таянием огромных запасов углерода в этом регионе, были обнаружены части бивня мамонта, а также фрагменты костей шерстистого носорога.

Эти животные когда-то бродили по арктическим лугам, прежде чем вымерли: носороги около 14–15 тысяч лет назад и мамонты около 10 500 лет назад, в конце последнего ледникового периода.

Осколки костей и клыков были найдены в Дуванном Яре, недалеко от Черского в сибирской Арктике, где находятся международные исследовательские станции, где ученые собираются для изучения воздействия отступающего льда.

В прошлом году ученые обнаружили хорошо сохранившуюся тушу шерстистого носорога в Восточной Сибири, которая, как считается, находилась в замороженном состоянии на протяжении десятков тысяч лет.

Таяние вечной мерзлоты в Абыйском районе Якутии на северо-востоке России явилось причиной открытия, при этом большая часть мягких тканей носорога все еще видна, включая часть кишечника и гениталий, а также небольшой носовой рог, что примечательно с тех пор, как это часто быстро разлагается.

Вид с воздуха на озера недалеко от города Черский на северо-востоке Сибири.Изменение климата приводит к таянию вечной мерзлоты

(REUTERS)

Тающий лед также раскрывает застывшую во времени растительную жизнь с эпохи плейстоцена — периода от 2,6 миллиона до 11700 лет назад.

Но любые откровения об увлекательной естественной истории российской Арктики обходятся дорого. Изменение климата вызывает таяние вечной мерзлоты, выбрасывая в атмосферу большое количество скопившегося метана и заставляя лед таять еще быстрее.

Регион, который страдает от более теплого лета и более короткой зимы, также страдает от растущего числа лесных пожаров.

Северо-восточная Сибирь испытала более сильные, чем обычно, пожары этим летом на фоне рекордной жары, а торфяные пожары особенно вредны для планеты из-за выброса углерода, который торф поглощал в течение десятков тысяч лет.

По оценкам ученых, 1,7 миллиарда тонн углерода ежегодно выбрасывается в результате таяния вечной мерзлоты с октября по апрель.

Это почти вдвое превышает предыдущие оценки и намного превышает 1 миллиард тонн углерода, поглощенного за вегетационный период.

В настоящее время эта богатая углеродом почва покрывает 24 процента суши в северном полушарии и содержит больше углерода, чем когда-либо выделялось человеком.

Исследование, опубликованное в марте 2020 года, показало, что животных, включая стада лошадей, бизонов и северных оленей, можно использовать для замедления разрушения вечномерзлых почв за счет разрушения изолирующего слоя снега, лежащего на торфе зимой.

Когда снежный покров рассыпается и сжимается из-за топания копыт пасущихся животных, его изоляционный эффект резко снижается, что усиливает промерзание вечной мерзлоты.

Ученые из Гамбургского университета заявили, что с помощью этого метода около 80 процентов всех вечномерзлых грунтов в мире можно сохранить до 2100 года.

Что такое вечная мерзлота в России? Как изменение климата тает лед — раскрывая секреты ледникового периода

Повышение температуры по всему миру вызывает быстрое таяние вечной мерзлоты в регионах, которые обычно являются самыми холодными на Земле.

На северо-востоке России в зоне размораживания обнаруживаются животные и организмы, которые жили тысячи лет назад во время последнего ледникового периода, включая зуб мамонта и замороженную тушу шерстистого носорога.

Хотя эти открытия вызывают большой интерес у ученых, таяние почвы вызывает серьезную озабоченность.

Подробнее

Исследование показывает, что крошечные существа возрастом 24 000 лет после извлечения из вечной мерзлоты

Что такое вечная мерзлота?

Это слой постоянно мерзлой почвы, который находится под арктической тундрой и может залегать очень глубоко.

В основном встречается в северном полушарии, а также тает в западной Канаде и на Аляске.

При таянии вечной мерзлоты в атмосферу выделяются миллиарды тонн углерода, что, в свою очередь, вызывает таяние большей части льда и способствует глобальному потеплению.

Почему бьет по России?

Уже в этом году Сибирь пережила палящую жару и лесные пожары. Рекордные температуры в июне 2020 года привели к тому, что в городе Верхоянск температура ртути взлетела до 38C (100F).

В этом году регион Якутии стал самым жарким и засушливым с 1888 года. Беспрецедентные лесные пожары, вызванные ударами молнии, уже уничтожили дома и леса по всему региону.

Оленеводы на арктическом архипелаге в России обнаружили безукоризненно сохранившуюся тушу пещерного медведя ледникового периода, обнаруженную в тающей вечной мерзлоте (Фото: Северо-Восточный федеральный университет / AP)

Как это связано с изменением климата?

По словам министра окружающей среды России, изменение климата вызывает потепление в стране более быстрыми темпами, чем в других частях мира.

Когда вечная мерзлота тает, она выбрасывает в атмосферу миллиарды тонн углекислого газа и метана, в результате чего лед тает еще быстрее.

В результате исчезновения вечной мерзлоты в земле образовались дыры, такие как кратер Батагайка, который местные жители называют «дверью в подземный мир».

Что было найдено внизу?

Шерстистый носорог: Хорошо сохранившаяся туша была найдена в районе Якутии в августе 2020 года. Считается, что она была заморожена на протяжении тысяч лет.Эти животные жили между 20 000 и 50 000 лет назад.

Зуб мамонта: Это животное когда-то обитало на арктических лугах, прежде чем вымерло. Возраст обнаруженной молярной ДНК должен был составлять 1,2 миллиона лет.

Коловратки Bdelloid: Эти микроскопические существа могут жить в замороженном состоянии 24 000 лет, согласно недавнему исследованию российских ученых.

Пещерный медведь: Ученые считают, что медведь, обнаруженный на Ляховских островах, жил около 39 500 лет назад.

Коловратки Bdelloid, крошечные многоклеточные животные, извлеченные из вечной мерзлоты, согласно исследованию, возраст которого составляет 24000 лет (Фото: PA)

Рекордное тепловое топливо «Беспрецедентные» лесные пожары в Сибири, таяние вечной мерзлоты

МОСКВА (АП) — Ежегодно тысячи лесных пожаров охватывают обширные просторы России, уничтожая леса и окутывая регионы едким дымом.

На северо-востоке Сибири этим летом произошли особенно сильные пожары на фоне рекордной жары. Многие другие регионы по всей огромной стране также боролись с лесными пожарами.

Некоторые факторы, обусловившие эндемические лесные пожары в России и их последствия:

Запись тепла

В последние годы в России были зарегистрированы высокие температуры, которые многие ученые считают явным результатом изменения климата. Жаркая погода вызвала таяние вечной мерзлоты и спровоцировала рост числа пожаров.

Обширный регион Саха-Якутия в Сибири этим летом пережил длительный период чрезвычайно жаркой и сухой погоды, когда температура достигла 39 градусов по Цельсию (102 градуса по Фаренгейту) и установила рекорды за несколько дней.Волна жары помогла спровоцировать сотни пожаров, от которых на сегодняшний день обгорело более 1,5 миллиона гектаров (3,7 миллиона акров) земли, что сделало этот регион наиболее пострадавшим регионом России.

Пожары окутали города, поселки и села Якутии густым дымом, что вынудило власти ненадолго приостановить полеты в аэропорту региональной столицы. Для тушения огня Минобороны задействовало транспортные самолеты и вертолеты.

Федот Тумусов, депутат российского парламента, представляющий регион, назвал пожары «беспрецедентными» по своим масштабам.

AP Photo / Иван Никифоров На этой фотографии в субботу, 17 июля 2021 года, волонтер идет тушить лесной пожар в республике Саха, также известной как Якутия, на Дальнем Востоке России.

Трудности мониторинга

Леса, покрывающие огромные территории России, делают мониторинг и быстрое обнаружение новых пожаров сложной задачей.

В 2007 году федеральная сеть по обнаружению пожаров с самолетов была расформирована, а ее активы были переданы региональным властям.Это изменение, которое подвергалось резкой критике, привело к быстрому ухудшению качества программы.

Позже правительство отменило этот шаг и восстановило федеральное агентство, отвечающее за мониторинг лесов с воздуха. Однако его ресурсы остаются ограниченными, что затрудняет изучение обширных лесов Сибири и Дальнего Востока.

Российская воздушная охрана леса / ТАСС через Getty Images Вид на лесной пожар с вертолета в Якитуа 22 июля 2021 года.

Пренебрежение правилами пожарной безопасности

Хотя некоторые лесные пожары возникают из-за молний, ​​по оценкам экспертов, более 70% из них вызваны людьми, от неосторожного выброса сигарет до брошенных костров, но есть и другие причины.

Власти регулярно проводят контролируемые сжигания, поджигая, чтобы расчистить путь для новой растительности или лишить топлива незапланированные лесные пожары. Наблюдатели говорят, что с такими намеренными ожогами часто плохо справляются и иногда они вызывают более серьезные пожары вместо того, чтобы их сдерживать.

Фермеры также используют ту же технику для сжигания травы и небольших деревьев на сельскохозяйственных землях. Такие ожоги регулярно выходят из-под контроля.

Поджог

Активисты и эксперты говорят, что поджоги часто устраиваются намеренно, чтобы скрыть доказательства незаконных лесозаготовок или создать новые места для заготовки древесины под ложным предлогом расчистки сожженных территорий.

Активисты в Сибири и на Дальнем Востоке утверждают, что причиной такого поджога является высокий спрос на древесину на колоссальном китайском рынке, и они призвали к полному запрету на экспорт древесины в Китай.

Должностные лица признали наличие проблемы и пообещали усилить надзор, но обширная территория России и лазейки в регулировании затрудняют пресечение незаконной деятельности.

Критики винят Лесной кодекс 2007 года, который передал контроль над лесными угодьями региональным властям и предприятиям, подорвал централизованный мониторинг, разжигал коррупцию и способствовал незаконной вырубке деревьев, которая способствует возникновению пожаров.

Вадим Скрябин / ТАСС через Getty Images Дым лесных пожаров висит над Якутском 9 июля.

Спорные правила

Российский закон разрешает властям допускать возгорание лесных пожаров на определенных территориях, если считается, что потенциальный ущерб не стоит затрат на их локализацию.

Критики уже давно критикуют это положение, утверждая, что оно поощряет бездействие властей и замедляет усилия по тушению пожаров, поэтому пламя, которое можно было потушить с относительно небольшими затратами, часто позволяет бесконтрольно гореть.

«В конце концов, они все равно должны его потушить, но ущерб и затраты несопоставимы», — сказал Михаил Крейндлин из Гринпис России.

Долгосрочные последствия

Помимо уничтожения деревьев, лесные пожары также убивают диких животных и представляют угрозу для здоровья человека, загрязняя воздух.

Выбросы углерода в результате пожаров и уничтожения лесов, которые являются основным источником кислорода, также способствуют глобальному потеплению и его потенциально катастрофическим последствиям.

По словам Марка Паррингтона, старшего научного сотрудника Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды, в результате пожаров в этом году в Сибири было выделено больше углерода, чем в предыдущие годы.

Он сказал, что торфяные пожары, которые распространены в Сибири и во многих других регионах России, особенно вредны с точки зрения выбросов, поскольку торф поглощает углерод на протяжении десятков тысяч лет.

«Значит, он выбрасывает весь этот углерод обратно в атмосферу», — сказал Паррингтон.

Обещая присоединиться к Парижскому соглашению об изменении климата, российские официальные лица часто подчеркивают ключевую роль, которую играют их леса в замедлении глобального потепления. Однако регулярные лесные пожары имеют противоположный эффект, резко увеличивая выбросы углерода.

«Они подчеркивают, что огромные площади покрыты лесами, но игнорируют эффект выбросов парниковых газов в результате пожаров», — сказал Крейндлин из Гринпис.

Вызов всех фанатов HuffPost!

Подпишитесь на членство, чтобы стать одним из основателей и помочь сформировать следующую главу HuffPost

Вечная мерзлота в России тает и обнажает несколько интересных вымерших животных

Вечная мерзлота в России тает, и это действительно плохие новости для окружающей среды, но по мере ее таяния обнаруживаются некоторые интригующие находки, скрытые под мерзлой землей тысячи людей. годы.

Во-первых, начнем с плохих новостей.

Нам очень нужна вечная мерзлота.

Если все это продолжит таять из-за изменения климата, огромное количество углерода, которое он в настоящее время содержит, будет выброшено в атмосферу в виде углекислого газа и метана, создавая ужасающую петлю обратной связи, которая послужит только для ускорения и без того усиливающегося воздействия глобальное потепление.

Однако, по мере того, как вечная мерзлота отступает, археологам открываются некоторые интересные находки.

Кредит: East2West News

Расследование Sky News показало, что ученые в этом регионе находили части бивней мамонта, а также кости загадочного шерстистого носорога.

Шерстистый носорог не бродил по миру примерно 14 или 15 тысяч лет назад, тогда как мамонт вымер около 10 500 лет назад в конце последнего ледникового периода.

Ближе к концу прошлого года в результате таяния вечной мерзлоты ученые обнаружили невероятно хорошо сохранившийся экземпляр шерстистого носорога.

Хотя образец еще не датирован всесторонне, ему может быть 34 000 лет, и, что еще более примечательно, сохранились 80 процентов.

Кредит: Отдел изучения фауны мамонтов Академии наук Республики Саха

Ученый доктор Альберт Протопопов сказал: «По предварительным данным По оценкам, носорогу три-четыре года, и он очень молодая особь.

«Скорее всего, он утонул в реке.

«Каркас очень хорошо сохранился.

«Среди прочего вещи, сохранились части внутренних органов, которые в будущем будут позволяют более подробно изучить, как этот вид питался и жил ».

Он продолжил:« Абыйский носорог уже можно назвать единственным его добрый в мире.

«Ранее, не были найдены даже костные останки людей этого возраста, не говоря уже о консервированные туши животных.

«Как правило, это были либо детеныши, либо взрослые ».

Кредит: East2West News

Теперь носорога сохраняют, прежде чем его можно будет представить научному сообществу.

Это было обнаружено местным Алексеем Саввином, который наткнулся на существо, которое даже съело последнюю еду, сохранившуюся в его желудке.

Доктор Валерий Плотников, научный сотрудник Академии наук Республики Саха (Якутия), считает, что этому существу от 20 000 до 50 000 лет.

Значит, очень важное открытие.

Кредит: East2West News

Он сказал: «Мы узнали, что шерстистые носороги были покрыты очень густой шерстью.

«Раньше об этом можно было судить только по наскальным рисункам, обнаруженным во Франции.

» Теперь, судя по густой шерсти с подшерстком, можно сделать вывод, что носороги полностью адаптировались к холодному климату с юных лет. . »

Каким бы интересным это ни было, мы могли бы обойтись без слишком большого количества невероятных тварей под поверхностью вечной мерзлоты.

У нас большие проблемы, если все это пойдет.

Обнаружены организмы возрастом 24 000 лет. замороженные в Сибири все еще могут воспроизводиться | Зоология

Микроскопическое червеобразное существо, которое биологи назвали «эволюционным скандалом» за то, что оно процветало в течение миллионов лет без секса, теперь показало, что оно существует не менее 24000 лет в сибирской вечной мерзлоте. а затем воспроизвести, как выяснили исследователи.

Многоклеточные беспозвоночные, являющиеся исключительно самками, бделлоидные коловратки уже известны своей устойчивостью к радиации и способностью противостоять довольно неблагоприятной окружающей среде: сушке, голоданию и низкому содержанию кислорода. Они также существуют не менее 35 миллионов лет — и сегодня их можно найти в пресноводных озерах, прудах, ручьях и влажных земных средах обитания, таких как мох, лишайник, кора деревьев и почва.

Эти крепкие маленькие твари, у которых есть полный пищеварительный тракт, включающий рот и анус, способны выживать во враждебных условиях, прекращая всякую активность и почти полностью останавливая свой метаболизм.

Это называется криптобиоз, что означает «скрытая жизнь», — сказал Стас Малавин, научный сотрудник лаборатории криологии почв Института физико-химических и биологических проблем почвоведения в Пущино, Россия. «Это состояние между жизнью и смертью».

Лаборатория криологии почвы ранее изолировала другие микроскопические организмы, в том числе 30-тысячного нематодного червя, из вечной мерзлоты. Но в этом исследовании Малавин и его коллеги использовали радиоуглеродное датирование, чтобы определить, что коловраткам, извлеченным из образцов, извлеченных из отдаленных арктических мест с помощью буровой установки, было около 24000 лет.Более ранние свидетельства показали, что существа могут выжить до десяти лет в замороженном состоянии.

Коловратки, обнаруженные в вечной мерзлоте, могли быть под ногами больших шерстистых существ, таких как шерстистый носорог, которые сейчас вымерли, отметил Малавин. После размораживания в лабораторных условиях коловратки смогли размножаться, написали исследователи в журнале Current Biology.

Но ученые не уверены в биологических механизмах, которые позволяют этим крошечным организмам выживать во льду в течение такого длительного периода, сказал Малавин.«Результат этой статьи — больше вопросов, чем ответов».

Но изучение этих существ может помочь найти способы улучшить криоконсервацию клеток, тканей и органов, считают исследователи. «[Люди] не могут сохранять органы и ткани в течение столь длительного времени. Эти коловратки вместе с другими организмами, обнаруженными в вечной мерзлоте, представляют собой результат большого природного эксперимента, который мы не можем повторить… поэтому они являются хорошими моделями для дальнейшего изучения », — сказал Малавин.

Мэтью Кобб, профессор зоологии Манчестерского университета, который не принимал участия в исследовании, сказал, что наиболее впечатляющим выводом из исследования является то, что в вечной мерзлоте могут быть все виды животных, замороженных в вечной мерзлоте, которые могут проснуться, когда тает глобальное потепление. вечная мерзлота.

«Это не означает, что ужасные вещи собираются выйти и съесть нас, но это дает ученым возможность изучить, как коловратки приспособились противостоять плохим эффектам замораживания, и… [] возможность исследовать окружающую среду. разница между существующими видами и их предшественниками », — сказал он.

«Это особенно важно в случае бделлоидных коловраток… [которые] размножаются партеногенезом (самки сами клонируют).