Подготовить рассказ об особенностях хозяйственной деятельности в районах с многолетней мерзлотой

How much to ban the user?

1 hour
1 day

Бюджетное общеобразовательное учреждение города Омска

«Средняя общеобразовательная школа №94»

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПРОЕКТ

по теме:

«Влияние вечной мерзлоты на хозяйственную деятельность человека

на примере России»

Выполнил: Орлов Кирилл,

ученик 10¹ класса.

Руководитель: Янина Л.М,

учитель географии

Омск – 2021 г.

Оглавление

Введение………………………………………………………………………. 3

Глава 1. Теоретические основы изучения вечной мерзлоты

Понятие вечной мерзлоты. Факторы образования………………………. 5

Районы распространения вечной мерзлоты……………………………… 6

Районы распространения вечной мерзлоты на территории России …… 7

Глава 2. Влияние вечной мерзлоты на хозяйственную деятельность человека

2.1. Особенности влияния мерзлоты на деятельность человека ……………… 9

2.2. Особенности строительства на территории Крайнего Севера …………. 10

2.3 Проблема таяния вечной мерзлоты на примере России …………………. 13

Заключение………………………………………………………………. 16

Список литературы и источники

Приложение

Введение

История изучения вечной мерзлоты насчитывает около 350 лет и содержит немало волнующих, драматических страниц. Установлено, что первые научные факты, свидетельствующие о реальности вечной мерзлоты, относятся ко второй половине XVII в. Русским ученым принадлежит приоритет в научном истолковании явления глубокого промерзания земной коры. Еще в XVIII в. они опубликовали данные, свидетельствующие о широком распространении вечной мерзлоты в Сибири и о находках в ее толще неразложившихся трупов мамонтов и растительных организмов.

На севере Сибири обнаружены в толще мерзлых грунтов трупы мамонтов и шерстистых но­сорогов. В 1901 году на одном из притоков Колымы был найден в мерзлом грунте труп мамонта. В его желудке сохранилась пища — остатки осоки и злаков. В 1949 году на Таймырском полуострове был обнаружен труп мамонта в торфяно-иловато-песчаных отло­жениях. Ученые предполагают, что он погиб на пойме в мелком заболоченном водоеме или болоте. Мерзлота полностью приоста­новила процесс разложения и законсервировала остатки мамонта до наших дней. Кроме мамонтов и шерстистых носорогов в четвер­тичном периоде жили пещерные львы, пещерные медведи и бара­ны, ископаемые останки которых также находят в толщах много­летней мерзлоты. Современные климатические условия поддержи­вают существование многолетней мерзлоты. [10]

Жителям России не в новинку сильные холода, а для живущих в северной местности это является нормой. В северных регионах зима длится почти весь год. И такие регионы есть не только в России, но и во всем мире. В них долгие холода влияют на природу и на хозяйство человека. Это вызывает проблемы с проживанием в таких местах. В этом и заключается актуальность выбранной темы.

В своей работе, мы попытаемся выяснить как вечная мерзлота влияет на хозяйственную деятельность и выясню несет ли она хоть какую- то пользу.

Цель: Изучить условия образования вечной мерзлоты.

Объект исследования: вечная мерзлота.

Предмет исследования: влияние вечной мерзлоты на хозяйственную деятельность человека.

В ходе работы перед нами были поставлены следующие задачи:

Проанализировать литературу по выбранной теме

Выявить условия образования многолетней мерзлоты и ареалы ее распространения.

Определить особенности влияния вечной мерзлоты на человек, его жизнедеятельность.

Методы исследования: аналитический, обобщающий, картографический.

Практическая значимость: Данная работа может быть использована учениками при изучении тем «Климат России», «Глобальные проблемы человечества» в 8-10 классах, а также при подготовке к ОГЭ по географии.

Глава 1. Теоретические основы изучения вечной мерзлоты

Понятие вечной мерзлоты. Факторы образования

Что такое вечная мерзлота? Это верхняя часть земной коры, температура которой более двух лет (и до нескольких тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. Глубина вечной мерзлоты может превышать 500 м, а в горах — до 1500 м. Она занимает не менее 25 % площади всей суши земного шара.

Главная причина возникновения многолетней мерзлоты — исключительно холодный климат, в условиях которого породы имеют температуры ниже точки их замерзания. Многолетняя мерзлота — результат суровых климатических условий, главным образом, суровых малоснежных зим.

Образованию и сохранению вечной мерзлоты способствуют следующие факторы:

отрицательные среднегодовые температуры;

суровые и длинные зимы;

глубина промерзания превышает глубину летнего оттаивания.

Все эти факторы тесно взаимосвязаны, и влияние одного из них часто ослабляется или усиливается в зависимости от изменения какого-либо другого фактора.[8]

Низкие температуры в условиях мерзлоты, носящей длительный сезонный или постоянный характер, естественно накладывают свой отпечаток на состояние местной почвы. В ней протекают своеобразные химико-биологические процессы.

Над мёрзлым водоупорным слоем в процессе коагуляции (сгущения) органических веществ накапливается гумус. Причем его над-мерзлотная регенерация или так называемое над-мерзлотное оглеение сильно не зависят от милостей природы. Чтобы процесс пошел, достаточно небольшого количества годовых осадков.

Срок, в течение которого образовывается мерзлое состояние пород, подразделяет их на три вида:

Кратковременно-мёрзлые породы (за часы и сутки),

Сезонно-мёрзлые породы (за месяцы),

Многолетние мёрзлые породы (за годы)

Многолетняя мерзлота (многолетняя криолитозона, «вечная мерзлота») — часть криолитозоны (верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательной температурой пород и почв и наличием или возможностью существования подземных льдов), характеризующаяся отсутствием периодического протаивания.

Районы распространения вечной мерзлоты

Общая площадь вечной мерзлоты на Земле — 35 млн км². Многолетняя мерзлота представляет собой типичное явление для приполярных и полярных районов, расположенных вблизи Северного и Южного полюсов. Также мерзлота встречается и в других районах Земли, в том числе и в экваториальных широтах, но лишь высоко в горах, вершины которых покрыты льдом и снеговыми шапками. [6]

Единственный материк на планете, на территории которого нет вечной мерзлоты – это Австралия. Все дело в том, что он максимально удален от Южного полюса и не может похвастать высокогорьем.

Огромные массивы многолетней мерзлоты расположены в таких регионах:

северная часть Евразийского континента;

северные территории Канады (более 50%);

Аляска (80% территории);

Гренландия (90% территории);

Антарктида.

Толщина промерзшего почвенного слоя колеблется от нескольких десятков сантиметров до километра и более.

Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает.

Районы распространения вечной мерзлоты на территории России

Многолетняя мерзлота в России занимает 2/3 всей территории. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье. Максимальная глубина составляет 1370 м (1982г)., и находится она в Якутии, в верховьях реки Вилюй.

Мерзлота представлена двумя формами:

Сплошная вечная мерзлота расположена на территории Сибири, Новой Земли, на арктических островах. В течение многих лет она никогда не таяла, и образовала внушительные массивы промерзшей суши.

Частичная мерзлота расположена несколько южнее. Она характеризуется небольшим промерзшим слоем и залегания. (прил.1)

В России на площади в 7 млн. км2 ММП (многолетнемерзлые породы) имеют практически сплошное распространение, на 1,8 млн. км2 — прерывистое распространение и на 2,5 млн. км2 — островное и редкоостровное.

Наибольшие мощности мерзлых толщ — до 1500 м — наблюдаются в центральных районах Таймыра (горы Бырранга) и Среднеcибирского плоскогорья. Более характерные величины составляют 100—800 м в области сплошного распространения ММП, 25—100 м — прерывистого и 10—50 м — островного распространения.

На юге Западной Сибири и на северо-востоке европейской части России распространены двухслойные мерзлые толщи — когда современная мерзлота островного распространения на глубине 100—200 м подстилается реликтовыми мерзлыми горизонтами, имеющими мощность до 250 м

Глава 2. Влияние вечной мерзлоты на хозяйственную деятельность человека

2.1. Особенности влияния мерзлоты на деятельность человека

Многолетняя мерзлота оказывает большое влияние на хозяйственную деятельность человека. Она создает значительные препятствия для производства земляных работ, сооружения и эксплуатации различных построек и т. д. Отапливаемые здания, возведенные на многолетней мерзлоте, со временем оседают вследствие оттаивания под ними грунта, в них появляются трещины, а иногда они и разрушаются. Многолетняя мерзлота затрудняет также водоснабжение в населенных пунктах и на железных дорогах. Это потребовало разработки специальных методов строительства в условиях многолетнемерзлых горных пород.

Для строительства дорог, зданий опасность представляют, как протаивание, так и выпучивание грунтов. Одним из удивительных свойств вечной мерзлоты является выпирание из-под земли на поверхность больших предметов (оснований некогда вырубленных столбов, камней). Такие предметы проходят даже сквозь асфальт и бетон. Этот процесс вреден и для дорог, и для строений.

В Центральной Якутии подобные бугры (вспучивания) достигают 40-метровой высоты. На склонах гор Бырранга и плато Путорана распространены каменные осыпи.

К югу от зоны сплошного распространения многолетней мерзлоты расположена зона ее прерывистого распространения. То есть среди мерзлых грунтов встречаются не промерзшие участки.

Зона островного распространения многолетней мерзлоты. Эта зона охватывает Прибайкалье и юг Забайкалья. Здесь распространены те же формы микрорельефа, что и в предыдущей зоне, но встречаются они значительно реже, и приурочены к «островам» многолетней мерзлоты.

Вечная мерзлота мешает глубокому проникновению корней растений. Даже корни больших лиственниц проникают на глубину всего 60 − 70 см. Поэтому в летнее время даже при ветрах незначительной силы деревья падают.

Также мерзлота влияет на водность рек и озер, на жизнь животных и птиц, например, на устройства нор.

Вечная мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. Благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось построить в Якутии уникальные карьеры. Борта этих карьеров держит лёд, а в тёплом климате они бы поплыли. В настоящее время установлено, что в районах мерзлоты находится много полезных ископаемых: угля, газа, алмазов, золота, никеля, меди, олова, солей. В этих районах много пресных вод.

Благодаря многолетней мерзлоте, северные народы издревле не встречали проблем с хранением мяса, рыбы, масла. В летнее время сельские жители и сейчас хранят лед для питьевой воды в подвалах, а ледяная вода, как известно, самая чистая. Таким образом, много летняя мерзлота оказывает многообразное — и полезное, и вредное влияние на труд и жизнь человека. Таким образом, всегда надо учитывать многолетнюю мерзлоту и делать всё для сохранения экологи.

2.2. Особенности строительства на территории Крайнего Севера

Строительство промышленных объектов в условиях крайнего Севера и Заполярья требует применения особых способов и технологий. Низкие температуры и связанные с этим значительные потери тепла — это не единственный фактор, осложняющий строительный процесс.

Особенностью северных регионов является глубинное промерзание почв и грунтов. Так называемая вечная мерзлота. Строить дом на ледяном панцире, который постоянно меняет свою структуру, очень сложно. Рыхлые грунты — песчаники, галечники и глины — в условиях вечной мерзлоты ведут себя самым непредсказуемым образом. Возведённые на них сооружения нагревают грунт, и он теряет монолитность, начинает подтаивать и смещаться. Так что строить основания зданий на мерзлоте можно, только приняв специальные меры для поддержания постоянной температуры грунта.

Сегодня на Севере применяются два варианта возведения фундаментов: не только на сваях, когда создаётся зазор между грунтом и основанием и обеспечивается естественная вентиляция мёрзлой поверхности, но и непосредственно на грунте. В последнем случае необходима высокая теплоизоляция, которая позволит сохранять грунт в естественном состоянии.

Также, чтобы снизить потребление энергии в северных регионах, необходимы современные решения для теплоизоляции фасадов и кровель.  Для нежилых зданий отличным решением стали стеновые и кровельные сэндвич-панели. Они подходят для всесезонного монтажа, а благодаря малому весу их доставка в отдаленные районы Сибири и Дальнего Востока многократно дешевле, чем традиционных строительных материалов.

Также в условиях севера и вечномерзлых грунтов следует учитывать, что продолжительность зимнего периода 200-305 суток, с низкими отрицательными температурами; сильные ветры и снег.

Таким образом при планировке необходимо учитывать защиту от снегопереноса и снежных заносов при метелях и поземках. К числу основных мер по защите от снегопереноса и снежных заносов относят: использование естественных препятствий, таких как рельеф или растительность, задерживающих снеговетровые потоки; специальные приемы взаимного расположения зданий и сооружений на территории предприятия.

В северной строительно-климатической зоне рекомендуется проектировать здания простой прямоугольной формы в плане, без перепада высот. В тех случаях, когда перепад высот необходим по технологическим или технико-экономическим соображениям, его стремятся расположить с наветренной стороны или вдоль направления господствующих ветров. Фасады зданий следует проектировать без ниш, поясков и других элементов, задерживающих атмосферные осадки.

Эвакуационные выходы из зданий, как правило, размещают в стенах, расположенных параллельно направлению преобладающих ветров (по розе ветров зимнего периода). На входах в отапливаемые здания предусматривают двойные тамбуры с тремя дверями. Внутренний тамбур делают отапливаемым.

Особое внимание уделяют покрытиям зданий. Предпочтение отдают плоским и односкатным крышам.

Также в строительстве используют материалы с особыми характеристиками, способные выдерживать температурный режим крайнего Севера и Заполярья. Даже прочный, на первый взгляд, металл, если он не обладает указанными параметрами, станет хрупким и просто раскрошится. Поэтому применять надо только такое сырье, которое гарантировано выдерживает низкие температуры, характерные для региона.

Низкое солнцестояние в северных районах и продолжительная полярная ночь отрицательно влияют на суммарную солнечную радиацию. Недостаточная солнечная радиация районов, расположенных севернее 69º с.ш., требует разработки определенных объемно-планировочных решений, направленных на максимальное использование солнечного облучения. Расположения окон должно быть со стороны максимального поступления солнечной радиации. Недостаток инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой части солнечной радиации отрицательно влияет на самочувствие человека и приводит к ослаблению иммунитета.

2.3. Проблема таяния вечной мерзлоты на примере России

Главной темой в научном мире, связанной с вечной мерзлотой, является ее оттаивание.

Многолетняя мерзлота — подземное оледенение, охватывающее север европейской территории России и Западной Сибири, большую часть Восточной Сибири и север Дальнего востока. Территория распространения многолетней мерзлоты России велика, но наибольшее потепление за последние десятилетия произошло в южных районах Сибири вблизи границы многолетней мерзлоты.

Роль изменения климата в этих районах усиливается неустойчивым состоянием мерзлоты на границе этой зоны. Учитывая, что в зоне распространения многолетней мерзлоты основная часть населения живет в южных районах, последствия изменений климата для человека там могут оказаться наиболее существенными.

Кроме того, в Сибири сконцентрированы значительные природные богатства России и объекты промышленности (рис.2.). По Сибири проходят крупнейшие газопроводы и нефтепроводы, а также строятся новые. Также, завершено строительство нефтепровода «Восточная Сибирь — Тихий Океан» (ВСТО), по которому экспортируется нефть в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. рис.2.

Крупнейшие промышленные предприятия в регионах многолетней мерзлоты

Крупнейшей мерзлотной аварией, произошедшей из-за техногенного «потепления», является случай, произошедший 29.05.2020 на ТЭЦ-3 Норильско-Таймырской энергетической компании (НТЭК, дочерняя компания ГМК «Норильский никель»).

Из-за проседания свай фундамента произошла разгерметизация одного из резервуаров, и на проезжую часть технологической дороги вылилось дизельное топливо. Проезжавший мимо автомобиль загорелся.

Всего разлилось около 21 000 т нефтепродуктов, из них 6000 т попали в грунт, остальное — в реку Амбарную и ее приток Далдыкан, которые впадают в крупное озеро Пясино. Из этого озера вытекает река Пясина, впадающая в Карское море. Общая площадь загрязнения составила 180 000 кв. м. ПДК загрязнителей в реках, куда попало дизельное топливо, превышены в десятки тысяч раз.

В целом, в Норильском промышленном районе за последние 10 лет из-за ухудшения состояния мерзлоты пострадало 250 строений 100 объектов в аварийном состоянии, около 40 многоэтажных жилых домов, возведённых в 60-80-е годы, снесены или подлежат сносу.[5]

Считается, что многолетняя мерзлота за миллионы лет накопила полтора триллиона тонн углерода, и это вдвое больше, чем есть сейчас в атмосфере. попадание которого в атмосферу может значительно — вероятнее всего, катастрофически — изменить экологию планеты.

Пока почву сковывает лютый мороз, этот углерод лежит безмятежно. Но как только земля нагревается, в ней начинается бурная жизнедеятельность. Бактерии начинают перерабатывать этот углерод и превращать его в углекислый газ.

Также из-за потепления сейчас серьёзно меняется растительность и видовой состав птиц на севере. Прогреваются водоёмы, а значит, меняется и видовой состав рыбы. При этом учёные считают, что так в природе было всегда: кто-то выигрывал, кто-то проигрывал. И 500-200 тысяч лет назад было потепление, тогда тоже протаяла часть мерзлоты. Пока у исследователей нет твёрдых доказательств того, что именно антропогенная деятельность провоцирует потепление.

Одной из важных проблем, является то, что в российской мерзлоте находится более 17 тысяч захоронений «биологических отходов», из них три с лишним тысячи — с сибирской язвой. То есть трупы животных, умерших от этой болезни. При этом надо понимать, что споры сибирской язвы хранятся в останках веками и остаются, так сказать, готовыми к использованию. И защищает от них именно промёрзлая земля. Она их консервирует. И оттаивание почвы, в которой они лежат, означает вскрытие этих хранилищ.

Заключение

Около 65% территории России занято вечной мерзлотой. Кроме того, развитие экономики и социальной среды страны связано с освоением Арктики — нефтегазовых и других месторождений и созданием инфраструктуры Арктического побережья и шельфа, Якутии, Сибири и Дальнего Востока. Суровые природно-климатические и мерзлотные условия этих районов требуют адекватных научно-технических, проектных и организационных решений.

В заключении я хочу сказать, что вечная мерзлота имеет большое влияние на хозяйственную деятельность человека, мешая в строительстве и карьерных работах. Но от нее также может быть польза. Однако ее таяние несет большую опасность для живых организмов, и, если ничего не предпринять может стать уже поздно. [10]

Список литературы и источники

Айваседо П.С. «Невечная» мерзлота. Причины и последствия изменения климата Ямала // «Юный ученый» №3.2, 2017г.

Андрианова В.А. Формирование транспортной инфраструктуры российского сектора Арктики в XXI веке. // Арктика и Север, №9.- М., 2012.

Брушков А.В., Харрис С.А., Чэн Г. Геокриология. Характеристики и использование вечной мерзлоты. -М. 2020.

Геокриология и подземные воды криолитозоны : учебное пособие / А. В. Бойцов. Тюмень ТюмГНГУ, 2011. – 178 с. Геокриология: подземные льды: учеб. пособие для бакалавриата и магистратуры /                          

Кузьмин Р. П. Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия) // «Юный ученый» №3.2, 2017г.

Многолетняя мерзлота — условия образования, распространение и влияние на жизнь человека.

[Источник: https://nauka.club/geografiya/mnogoletn%D0%B0y%D0%B0-merzlot%D0%B0.html]

Официальный сайт Русского географического общества. [Источник: https://www.rgo.ru/ru]

Симонова С.О. Сохраним природу Арктики// «Юный ученый» №3.1, 2017г.

Хамула Н.Г., Сулейманова П.Ф. Естественное восстановление растительности на газопроводе в зоне лесотундры// // «Юный ученый» №3.1, 2017г.

https://nauka.club/geografiya/mnogoletn%D0%B0y%D0%B0-merzlot%D0%B0.html

Приложение

Приложение 1.

Рис.1. Районы распространения многолетней мерзлоты

на территории России

19