Многолетнемерзлые породы, известные как многолетняя или вечная мерзлота, — часть верхнего слоя земной коры (криолитозоны), которая характеризуется отсутствием периодического протаивания. Температура земной коры там не поднимается выше 0°C в течение долгого времени — от нескольких лет до тысячелетий. Это явление глобального масштаба, его нет только в Австралии. Во всем мире многолетней мерзлоты не менее 25% всей суши, а в России — более 60%, именно в нашей стране находится самый крупный город в мире, который располагается в зоне многолетней мерзлоты — Якутск. Как глобальное потепление влияет на мерзлые грунты и каковы последствия для человека?
Русские землепроходцы XVII в., которые покоряли сибирские просторы, первыми описали необычное состояние почвы. Они написали в послании царю, что даже в разгар летнего сезона почва не лишается льда. Долгое время о многолетней мерзлоте было известно крайне мало: лишь то, что она характеризуется безлесыми территориями. Представления о том, до какого уровня доходит лед и какова температура на глубине, появились благодаря северным поселенцам. Они решили вырыть колодец, чтобы обеспечить себя водой. Одна из документально зафиксированных попыток найти воду принадлежит казаку Якову Светогорову. За 4 месяца работ 1685—1686 гг. он вырыл колодец в Якутске глубиной 28 м, но воду так и не нашел. Упоминаний о других попытках найти воду нет до XIX в. Летом 1828 г. купец Федор Шергин, зная особенности почвы, решил тоже попытать удачу. К 1837 г. он вырыл шахту до глубины 116,4 м. Воду там так и не нашли, но эти работы стали неопровержимым доказательством существования вечной мерзлоты на большой глубине. Сегодня Шахта Шергина имеет статус памятника истории регионального значения. Как сообщают РИА Новости, в 2009 г. спустя долгое время исследователи проникли на дно шахты. В день спуска температура на поверхности была минус 20°C, в то время как внизу минус 1,3 °C. Сегодня известно, что глубина вечной мерзлоты может превышать 500 м, а в горах — до 1500 м.
Мерзлые породы могут быть кратковременными (когда почвы приобретают мерзлое состояние на несколько часов или суток), сезонными (на месяцы) и многолетнемерзлыми (на годы, сотни и тысячи лет). Но даже в таких условиях есть растения. К суровым условиям приспособились неприхотливые мхи, лишайники, невысокие травы, кустарники и кустарнички (такие, как голубика, морошка), карликовые деревья (такие, как карликовая береза и ива). Летом в тундре — пространстве с мерзлой почвой, — когда верхний слой почвы протаивает, корни растений поглощают необходимую влагу. А ими, в свою очередь, питаются северные олени, зайцы-беляки, лемминги, снежные бараны.
К жизни на мерзлых породах адаптировались и люди. Известно, что значительное количество ресурсного потенциала России сосредоточено в недрах северных территорий, поэтому там налажена их добыча. Чтобы обеспечить комфортную и безопасную жизнь на этих территориях, архитекторы и ученые прикладывают немалые усилия. Вопросами строительства на мерзлоте занимается целая научная отрасль — инженерная геокриология. Главный архитектор Якутска И.Д. Алексеева рассказала Strelka Mag, что опыт Якутска несравним с другими северными городами, так как они меньше и, в случае с Канадой, там совсем другие грунты, поэтому большинство решений необходимо разрабатывать специально для города, используя лишь собственные знания и опыт. В Якутске дома стоят на глубоко вбитых сваях, чтобы тепло от построек не подтапливало лед, все коммуникации проходят над землей. Из-за особенностей почвы происходит больший процент износа зданий и других объектов.
Вечная мерзлота не вечна. В 2019 г. был опубликован Специальный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата на тему «Океан и криосфера в условиях изменяющегося климата». По результатам исследований, за последние десятилетия глобальное потепление привело к повсеместному сокращению криосферы (компонент земной системы на поверхности суши и океана и под ней, которые заморожены, включая снежный покров, ледники, ледниковые покровы, ледяные шельфы, айсберги, морской лед, озерный лед, речной лед, многолетнюю мерзлоту и сезонно-мерзлый грунт). За период между 1979 и 2018 гг. распространение арктического морского льда, весьма вероятно, уменьшалось во все месяцы года. С 1980 г. по настоящее время температура многолетней мерзлоты повысилась до рекордно высоких уровней, включая недавнее повышение на 0,29°C ± 0,12°C с 2007 по 2016 гг. в среднем по полярным и высокогорным регионам мира. Вероятно, из-за таяния северных районов многолетней мерзлоты появляются и дополнительные нетто-потоки метана и CO2.
Деградация вечной мерзлоты влияет на экосистемы: ареалы обитания животных и растений, их численность. Согласно докладу, за последнее столетие некоторые виды растений и животных увеличились в численности, изменили свои ареалы обитания и обосновались в новых районах по мере того, как отступали ледники и удлинялся бесснежный сезон. Спутниковые наблюдения показывают общее озеленение на территории всей тундры, часто свидетельствующее о повышении продуктивности растений, в некоторых местах, напротив, продуктивность снижается. Потепление океана в ХХ в. и в последующие годы способствовало общему снижению максимального потенциала улова: во многих регионах наблюдается сокращение запасов рыбы, моллюсков и ракообразных, вызванное прямым и косвенным воздействием глобального потепления. Увеличение температуры океана влияет и на кораллы: они обесцвечиваются. Помимо этого, возникают более частые вредоносные цветения водорослей, происходит повышение уровня моря, его закисление. Это негативно воздействуют на продовольственную безопасность (повышается риск заболеваний человека, которые передаются через пищу и воду), туризм, экономику.
В заключение в докладе сказано, что создание условий, способствующих выработке устойчивости к изменению климата, критическим образом зависит от масштабного сокращения выбросов в сочетании с последовательными и все более широкомасштабными действиями по адаптации. Среди инструментов могут быть: международное сотрудничество, обмен информацией, данными, знаниями, финансами, координация между руководящими органами в различных масштабах и горизонтах планирования. Важную роль также играют образование, мониторинг, прогнозирование и решение проблем социальной уязвимости и справедливости, так как проблемы, связанные с потеплением арктических территорий, в большей мере касаются именно местных жителей, а их экономика не всегда способна эффективно решать возникающие задачи.
В 2020 г. было опубликовано исследование, в котором сказано, что несмотря на некоторые негативные последствия изменения климата,глобальное потепление сделает огромные территории (около 15 млн км²) пригодными для выращивания как минимум четырех морозостойких сельско-хозяйственных культур: пшеницы, сои, кукурузы и картофеля. Примерно половина этого прироста придется на Россию и Канаду, жители которых смогут расширить свои угодья примерно на 4 млн км². Однако, как предупреждают исследователи, неправильное освоение этих земель может привести к высвобождению огромного количества парниковых газов, которые сейчас «запечатаны» в запасах органической материи внутри вечной мерзлоты, а также к резким сдвигам в характере течения северных рек и их общему ослаблению.
Источник: Научная Россия
