Contents
- 1 Что такое многолетняя мерзлота
- 2 Причины образования многолетней мерзлоты
- 3 Особенности многолетней мерзлоты
- 4 Причины сохранения многолетней мерзлоты
- 5 Регионы распространения многолетней мерзлоты
- 6 Многолетняя мерзлота в России
- 7 Оттаивание многолетней мерзлоты
- 8 Оттаивание многолетней мерзлоты в России
- 9 Влияние человека на многолетнюю мерзлоту
- 10 Влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность человека
- 11 Хозяйственная деятельность на многолетней мерзлоте
- 12 Строительство в условиях многолетней мерзлоты
- 13 Заключение
Что такое многолетняя мерзлота
Горные породы, находящиеся в верхнем слое земной коры, могут промерзать достаточно большое количество времени, десятки, а то и сотни лет. Такое явление в научном мире принято называть многолетней мерзлотой. Подземные льды круглый год сохраняют нулевую или отрицательную температуру.
Причины образования многолетней мерзлоты
Основная версия о причинах возникновения многолетней мерзлоты связана с четвертичным оледенением. Так почему же одни участки земли остались без последствий оледенения, а другие остаются в промерзшем состоянии до сих пор? Ученые дают следующее объяснение. Дело в том, что в тех областях, где выпадало достаточно большое количество осадков, было покровное оледенение. Земля была покрыта толстым слоем льда, который не давал грунту промерзать. Лед был своеобразной защитой. А там, где этой защиты не было, вследствие малого количества осадков, грунт промерз очень сильно.
Особенности многолетней мерзлоты
Одной из особенностей многолетней мерзлоты можно считать то, что распространение ее неравномерно, и можно выделить три разновидности.
- Зона сплошного распространения.
- Зона прерывистого распространения.
- Зона островного распространения.
Интересны также формы льда, цементирующего горные породы: линзы, жилы, пятна, клинья, пласты.
Причины сохранения многолетней мерзлоты
Можно назвать комплекс факторов, способствующих сохранению многолетней мерзлоты.
- Резко-континентальный климат.
- Отрицательный радиационный баланс.
- Преобладание антициклона, особенно в зимнее время.
- Очень короткое лето, во время которого мерзлый грунт не успевает оттаивать.
- Малое количество осадков зимой.
- Отрицательные среднегодовые температуры.
Регионы распространения многолетней мерзлоты
Многолетняя мерзлота присутствует практически на каждом континенте, исключением является Австралия. Общая площадь многолетней мерзлоты на нашей планете – 35 млн. км2, это четвертая часть всей суши.
Если мысленно представить карту мира, то можно прочертить границы этого уникального явления природы. Если начинать от Западной Сибири, то точкой отсчета будет широта Тобольска и Подкаменной Тунгуски. Продвигаясь на юг, и уткнувшись в Северную Монголию, нужно повернуть в сторону Благовещенска и Татарского пролива. Камчатка практически полностью занята многолетней мерзлотой.
Северная Америка также сохранила это реликтовое явление. Многолетнюю мерзлоту здесь можно встретить в бассейне рек Мекензи, Юкон, также на полуострове Лабрадор.
Многолетняя мерзлота в России
В разных частях России многолетнемерзлые грунты не однородны, да это и понятно, ведь климат хоть и незначительно, но различается. Так, например, единый замороженный монолит можно увидеть на Севере Сибири, а в районе Кольского полуострова он достигает нескольких десятков метров.
Как уже упоминалось ранее, вечная мерзлота распространена зонами. Зона сплошного распространения самая обширная. Начинается она на островах Северного Ледовитого океана в европейской части, затем спускается к югу и к востоку азиатской части России. Это самая северная часть страны, в частности это северо-восточная часть западносибирской равнины, большая часть среднесибирского плоскогорья и северо-восточная Сибирь.
Вечная мерзлота накладывает отпечаток на ландшафт, лед значительно деформирует поверхность, создавая особые микрорельефы. При очень сильных морозах грунт покрывается трещинами, в которые попадает вода. Вода замерзает, образуя своеобразные решетчатые полигоны.
Еще одно интересное явление – это гидролокколиты, или бугры вспучивания. Образуют их линзы льда, залегающие на глубине и приподнимающие грунт, находящийся над ними. Гидролокколиты могут достигать сорока метров, такие бугры вспучивания распространены в центральной Якутии.
На склонах Буранга и плато Плуторана распространены каменные осыпи. Из-за чередования промерзания и оттаивания, они начинают перемещаться вниз по склону гор. Такое явление называют солифлюкацией.
Зона прерывистого распространения многолетней мерзлоты расположена южнее предыдущей зоны. Очевидно, что лед в этой местности не залегает сплошным пластом, а располагается участками. Оттаявший грунт образует воронку, которую называют термокарстовой. Часто в таких воронках образуются озера, но вода из них может уйти в ближайшую реку, а водоем превращается в болото.
На территории Прибайкалья и юге Забайкалья преобладает зона островной многолетней мерзлоты. Для этой зоны характерны те же самые особенности микрорельефа, но встречаются они значительно реже.
Оттаивание многолетней мерзлоты
Оттаивание многолетней мерзлоты не сулит человечеству ничего хорошего. Это и глобальное потепление, и огромные воронки в земной коре, образующиеся в следствие просадки грунта и формировании подземных полостей. Дело в том, что земная поверхность проседает от того, что мерзлый грунт начинает протаивать, появляются провалы, которые постепенно заполняются водой.
Из-под земли выходит природный газ метан, который образуется в результате оттаивания различных органических останков, таких как реликтовые растения и животные. Вода в таких озерах ярко-голубого цвета, поэтому такие водоемы легко отличить от обычных, термокарстовых. Отличаются они еще и тем, что на дне таких озер огромная воронка. Обилие этих озер, которые хорошо видно на съемке сверху, говорит о том, что проблема оттаивания многолетней мерзлоты стоит уже очень остро и ее непременно нужно решать.
Оттаивание многолетней мерзлоты в России
Чем опасно оттаивание мерзлого грунта? Во-первых, это грозит образованием гигантских провалов, таких как Батагайский кратер в Якутии. Размеры его пугают не только обывателей, но даже ученые относятся к этому явлению настороженно. Такой провал в результате оттаивания вечной мерзлоты может случиться в любом месте и в любое время.
Во-вторых, в результате провалов, в атмосферу выходит природный газ метан, один из парниковых газов. Дело в том, что накопленные тысячелетиями органические вещества, законсервированные в природном холодильнике, начинают постепенно оттаивать под влиянием глобального потепления. Отсюда и природный газ. Чем больше выброс метана, тем выше средние показатели температуры на планете. Получается замкнутый круг.
Ухудшения состояние мерзлого грунта вредит не только природе, но и отражается на человеке. Например, в течение последних десяти лет в Норильске подверглись разрушению более 250 многоэтажных домов. Получается, что с одной стороны человечеством был сделан огромный шаг в сторону освоения многолетней мерзлоты. Люди стали жить, работать, учиться в таких условиях, в которых, казалось бы, жить невозможно. А с другой стороны, вмешательство в природу привело к деградации мерзлого грунта, что пошатнуло природный баланс. Спустя десятилетия человечество вынуждено наблюдать, что научные достижения рушатся как карточный домик.
Влияние человека на многолетнюю мерзлоту
К большому сожалению, влияние технических достижений человечества на многолетнюю мерзлоту только пагубное. Здесь и загрязнение окружающей среды, и последствия строительства различных сооружений. Получается, что любое вмешательство человека в природу, нарушает хрупкий баланс и приводит к деградации мерзлых пород.
Влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность человека
Освоение регионов с многолетней мерзлотой началось в тридцатых годах 20 столетия. Ряд трудностей, возникающий при работе в этих регионах, подтолкнул ученых к созданию особых способов ведения хозяйственной деятельности.
Например, строителям пришлось пересмотреть основные правила возведения сооружений, таких как жилые дома, мосты, теплотрассы, дороги. При постройке и эксплуатации жилых домов приходится учитывать тот факт, что при определенных условиях грунт начинает оттаивать, дома проседать и трескаться. Земляные работы очень трудоемки, требуют больших энергетических затрат, это тоже приходится учитывать.
Из-за многолетней мерзлоты очень остро стоит вопрос водоснабжения и обеспечения теплом жилых домов.
Земледелие затруднено из-за заболоченности почвы. Прежде чем приступить к обработке земли и непосредственно к посевам, приходится проводить работы по удалению лишней влаги из грунта.
Хозяйственная деятельность на многолетней мерзлоте
К основным видам хозяйственной деятельности в условиях многолетней мерзлоты можно считать оленеводство, пушной промысел, рыболовство, чуть менее распространено коневодство. Равнинная и горная тундра – это отличные пастбища для оленей, а для крупного рогатого скота подходят луга в долинах рек. Это отличная кормовая база.
С точки зрения добычи природных ископаемых, это своеобразная кладовая природы. Здесь присутствуют уголь, алмазы, газ, никель, золото, медь, олово. К тому же добыча упрощается тем, что мерзлота является прекрасным крепежным материалом при организации шахт.
Вечная мерзлота используется людьми как природный холодильник. В ней сохраняются ягоды, рыба, мясо, фрукты.
Земледелие на вечномерзлом грунте затруднительно, но возможно, оно несет с собой массу трудностей. Распаханная земля более темная, она притягивает тепло, грунт оттаивает, местность покрывается болотами, которые приходится осушать. Но люди постепенно осваивают земли Восточной Сибири, хотя грунт никогда не прогревается, корневая система растений слабая, но при этом людям удается выращивать некоторые овощи и даже овес. С точки зрения плодородия тоже не все гладко. Из-за низких температур почвенный покров образуется очень медленно, гумус практически отсутствует.
Строительство в условиях многолетней мерзлоты
По мнению ведущих архитекторов, строительство возможно при любых климатических условиях, важно лишь учесть особенности грунта и погодных условий. При строительстве в условиях вечной мерзлоты важно соблюсти следующие принципы.
- При возведении любого сооружения важно сохранить мерзлое состояние грунта, как при строительстве, так при эксплуатации.
- Начинать строительство в местах, где грунт оттаял.
Так как же сохранить целостность вечномерзлого грунта? Можно возводить постройку на подсыпках, используя теплоизоляцию поверхности и грунта. Эффективны также вентилируемые подполья и не отапливаемые первые этажи, сооружение установок для искусственного охлаждения грунтов, свайные фундаменты.
При возведении монолитных сооружений, и при укладке фундамента, используют особые способы работы с бетоном. Также разработали состав бетонных смесей таким образом, что они эффективно застывают и сохраняют свою целостность долгое время в условиях вечной мерзлоты.
Но даже при соблюдении всех технологий строительства зданий, трубопроводов, аэродромов, плотин, дорог, промышленных сооружений приводит к тому, что грунт все же начинает оттаивать. Земля в местах неравномерного оттаивания проседает, постройки рушатся, предотвратить это достаточно сложно. Тем не менее, начиная с тридцатых годов, были возведены такие города как Якутск, Норильск, Мирный.
Заключение
Многолетняя мерзлота – уникальное явление на земле, хотя она так же естественна как пустыни, джунгли или степи, только менее изучена. Исследования в области мерзлотоведения очень необходимы, и они ведутся по сей день. Новые технологии позволяют более детально изучать мерзлый грунт, открывая его новые особенности. И если в начале двадцатого столетия основной целью изучения было эффективное освоения, то сейчас одно из направлений изучения – это предотвращение деградации многолетней мерзлоты. Десятилетия используя природу исключительно для своего обогащения, человечество, наконец-то, пришло к выводу, что сохранение природы гораздо более выгодно и безопасно.
Сергей Беспальченко
-
Скопировать ссылку
Подготовьте рассказ об особенностях хозяйственной деятельности в районах с многолетней мерзлотой.
Подготовьте рассказ об особенностях хозяйственной деятельности в районах с многолетней мерзлотой.
Нажмите «Enter», чтобы прокомментировать
Ответы 1
По рейтингуПо дате
5 лет назад
антон мельников5 лет назад
+5
-
Скопировать ссылку
Вечная мерзлота характерна для нашего Севера. Она сильно влияет на хозяйственную деятельность человека. Так здания здесь строят на сваях, так как пучнистость почвы разрушает обычные фундаменты. При прокладке дорог, плотин, аэродромов обязательно учитываются свойства мерзлоты. Но у мерзлоты есть и положительные моменты для человека. Она служит «естественным» холодильником для хранения продуктов и экономит расход на крепеж в шахтах и на рудниках.
0
Комментировать
Комментарии0
Нажмите «Enter», чтобы прокомментировать
Ваш ответ
Как написать хороший ответ?
Примеры:xороший, плохой ответ
Интересное
- Как добраться до мыса Тарханкут в Крыму
- Экскурсии в Канкуне — розовые фламинго, пещерные озера, тайны майя и ритуал в бане
- Страховка на Кубу — выбираем с умом
- Топ 5 отелей в Египте для отдыха с детьми
- Путевки на отдых Индонезия все включено на двоих
Опрос
Какой бюджет закладываете на развлечения во время отдыха? (рестораны, активности, экскурсии, сувениры и шоппиг)
от 10 тыс до 30 тысот 30 тыс до 60 тысот 60 тыс до 100 тысот 100 +
Проголосовало 23433 чел.
Смотреть все опросы
Помоги советом
Погода в Кубе в феврале
Гаррахов зимой
Москва — Новороссийск
Добрый день! Можно ли на поезде ехать из Санкт Петербурга до Южно Сахалинск?
Как проехать из Пизы во Флоренцию, потом переехать в Сиену , заехать в Лукку. Общественным транспортом.
День добрый! Хотелось бы узнать наиболее бюджетный и в тоже время удобный способ добраться до Отеля Гарабах в Нафталане из Баку.
Туры Измир 5 звезд на 1 линии
Я молодец,
я нашел ошибку!
Популярные истории
Все истории
Юлия Штерн
США
Техас, Флорида, Калифорния. Я бы выбрала Калифорнию, потому что можно посмотреть много прекрасных городков маленьких, а не как во Флориде, где только Майами по сути. В Техасе можно купиться …
6 лет назад0 комментариев2
Татьяна Иванова
Коркинское озеро расположено недалеко от Санкт-Петербурга. Озеро питают родники, в него впадает несколько ручьёв, поэтому оно очень чистое. В 2005 году в озеро выпустили форель, и она …
5 лет назад0 комментариев1
Дарья Сорокина
Кембридж — Поезда и электрички:
В Кембридже ходят электрички и есть две станции: главный вокзал (Cambridge Heath) и вторая станция, которая народится несколько в отдалении, и подходит скорее местным, живущим на окраине …
5 лет назад0 комментариев3
Ольга АрефьеваЧастный гид в Кисловодске
Россия
Не нужно делать пропуск в следующие места: подъем на канатке на Муссу-Ачитара река Уллу-Муруджу вольеры Тебердинского заповедника Пропуск выписывается на КПП, когда оплачиваете экологический …
4 года назад0 комментариев3
Все истории
Значение многолетней мерзлоты большое для нашей природы. Какая роль многолетней мерзлоты в жизни нашей планеты, Вы узнаете из этой статьи.
Какое значение многолетней мерзлоты для человека?
Область многолетней мерзлоты большей степенью относится к природе Севера. Логично, что освоение той или иной территории связано со строительством и обустройством жизни. В первую очередь в зоне вечной мерзлоты строителей ожидают два подвоха.
- Просадка мерзлых оснований под фундаментами зданий при оттаивании, насыщенных льдом, покрытиями аэродромов, насыпями железных и шоссейных дорог.
- Выпучивание фундаментов, оснований линий электропередач, свай, опор мостов.
Но, тем не менее, многолетняя мерзлота играет роль водоупорного слоя. Если держится стабильная, низкая температура, то она будет сдерживать постройки от проседания. Кроме температуры на механические характеристики влияет еще природная среда: стоит осушить территорию, снять растительный покров или удалить снег, то свойства вечной мерзлоты меняются.
Стоит учесть еще тот факт, чтобы проживать на территории вечной мерзлоты, необходимо решить несколько важных вопросов — водоснабжения и обеспечения теплом жилых домов.
Многолетняя мерзлота значение для человека касается не только постройки, но и ведения сельского хозяйства. Многолетняя мерзлота в наибольшей степени препятствует развитию земледелия из-за климатических особенностей и заболоченности почвы. Перед обработкой земли и посадкой посевов, необходимо провести работы по удалению из грунта влаги. Распаханная земля притягивает тепло, более темная. Полностью грунт не прогревается, и корневая система растений развивается слабо. Почвенный покров из-за низких температур образуется медленно, а гумуса практически нет.
В условиях многолетней мерзлоты основные виды хозяйственной деятельности человека представлены оленеводством, пушным промыслом, рыболовством, реже коневодством. На территории равнинной и горной тундры имеются пастбища для оленей. А вот луга в долинах рек идеально подходят для выпаса крупного рогатого скота. Человек использует вечную мерзлоту как природный холодильник для хранения фруктов, ягод, рыбы и мяса.
Зато в этих условиях можно добывать природные ископаемые — никель, золото, алмазы, уголь, газ, медь, олово. Мерзлота является прекрасным крепежным материалом при организации шахт.
Значение многолетней мерзлоты в природе
Роль многолетней мерзлоты можно проследить на режиме грунтовых вод, деятельности рек, образовании озерных котловин, формировании рельефа, растительный и животный миры.
В районах вечной мерзлоты развито такое явление как речные тарыны или наледни. Реки несут свои воды по наносам из подстилки водоупорной вечной мерзлоты. По мере усиления морозов живое сечение реки делается толще, и вода выдавливается на ледниковую поверхность. Лед на реке вспучивается буграми и трескается. Вода вытекает через трещины и медленно растекается по поверхности льда. Такой процесс повторяется, пока выливавшееся вода не замерзает новыми слоями толщиной около 3 м. В ходе такого процесса над рекой клубится туман.
Мерзлота составляет механическое препятствие для развития растительности: корни деревьев не могут разрастаться в глубину, а стелятся по поверхности. У них развивается горизонтальная корневая система. Деревья малоустойчивы к ветрам и могут выворачиваться вместе с корнями. Однако такой температурный режим благоприятный для развития болотной растительности, мхов. На животных также вечная мерзлота оказывает своенравное влияние. Она не позволяет им впадать в спячку, ведь норы прорывать в мерзлом грунте очень сложно.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какую роль играет многолетняя мерзлота.
Главная причина возникновения многолетней мерзлоты — исключительно холодный климат, в условиях которого породы имеют температуры ниже точки их замерзания. Mноголетняя мерзлота — результат суровых климатических условий, главным образом, суровых малоснежных зим.
Образованию и сохранению мерзлоты способствуют следующие факторы:
отрицательные среднегодовые температуры, суровые и длинные зимы, глубина промерзания превышает глубину летнего оттаивания.
Многолетняя мерзлота оказывает определенное действие на хозяйственную деятельность человека. В России освоение многолетней мерзлоты началось в тридцатые годы 20 века. Российские мерзлотоведы разработали специальные системы технических мероприятий, которые предупреждают отрицательные последствия мерзлоты. Эти технические новшества позволяют осваивать районы мерзлоты.
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.
Мерзлота способствует заболачиванию сельскохозяйственных земель, вследствие чего необходимы дополнительные мелиоративные работы, т. е. удаление излишней влаги с полей.
Польза для человека многолетней мерзлоты состоит в том, что он использует ее как уникальный холодильник. В ней долго сохраняются продукты питания: рыба, мясо, ягоды, фрукты, семена.
Мерзлота является хорошим крепежным материалом в шахтах и рудниках. 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.
Мерзлотные аварии в настоящее время, к сожалению, происходят. Причиной является потепление климата техногенное «потепление». Следствием является неравномерная осадка зданий, разрушение фундаментов, деформация их.
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.
Деформировано почти 60 зданий и сооружений В городах: Игарке, Диксоне, Вилюйске деформировано 60 зданий. 100 зданий и сооружений В национальных посёлках Таймырского округа до 100 строений повреждены. В Воркуте пострадало около 40 зданий. В Якутске с 70-х годов 20 века из-за просевшего грунта пострадало 300 зданий. Если техногенная «оттепель» продолжится, человеку придётся вновь отстраивать многие жилые дома и промышленные предприятия, заново прокладывать автомобильные и железные дороги*
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