Вечная мерзлота это определение

Что такое многолетняя (вечная) мерзлота?

Не менее четверти всей суши на нашей планете занимает вечная мерзлота – слой грунта, который в течение многих лет сохраняет отрицательную температуру, не оттаивая в теплое время года.

В научном сообществе в настоящее время принято называть вечную мерзлоту многолетней криолитозоной либо многолетней мерзлотой, так как на самом деле промерзший слой существует не «вечно», а в течение определенного промежутка времени.

Где можно встретить многолетнюю мерзлоту?

Вечная мерзлота – явление, характерное для полярных и приполярных районов, которое наблюдается на территории, прилегающей к обоим полюсам — и Северному, и Южному. Помимо того, мерзлота встречается и в других регионах планеты, в том числе в экваториальных, но только в высокогорных районах, на вершинах, увенчанных снеговыми шапками.

Единственным материком, где вечной мерзлоты нет, является Австралия, которая достаточно удалена от Южного полюса и не обладает высокими горными массивами. Сплошные массивы вечной мерзлоты располагаются в северной части Евразийского континента, на территории севера Канады, Аляски, не менее чем на половине площади Гренландии, а также на всей территории Антарктиды.

Толщина промерзшего слоя колеблется от 30 сантиметров до более чем километра. Наибольшая зафиксированная глубина многолетней мерзлоты обнаружена в верховьях сибирской реки Вилюй, протекающей на территории Якутии, и составляет 1370 метров. В России вечная мерзлота занимает почти две трети общей территории (65%), или 11 миллионов квадратных километров.

Многие территории заняты сплошной мерзлотой, которая носит многолетний характер – это северо-восток Сибири, острова Арктики, Новая Земля и т.д. Территории, расположенные немного южнее, характеризуются так называемой островной мерзлотой, где промерзший слой невелик и может залегать не сплошным слоем, а отдельными пятнами, а температура толщи грунта колеблется от –6 градусов до нуля.

Как проявляется вечная мерзлота?

В северных районах, где грунт скован вечной мерзлотой, даже летом оттаивает только тонкий слой, не более 5-10 сантиметров. Вода, которая образуется после таяния зимних снегов, не может полностью впитаться в почву, поэтому верхний слой летом представляет собой полужидкую грязь.

Если оттаявшая почва расположена на склоне, то грязевой «язык» под действием силы тяжести нередко сползает по нему в низину. Рельеф тундры во многих местах изобилует такими следами грязевых оползней.

С окончанием лета ландшафт может измениться до неузнаваемости. Талая вода, заполнявшая трещины в скальных породах, замерзает (при этом ее объем увеличивается примерно на 10%) и разрывает породу. Это вызывает либо вспучивание, либо сдвиг грунта. Внешне такое место выглядит как холм в форме купола высотой около 30-50 метров, вершина которого расколота на несколько частей либо раскрошена.

Местные жители называют эти холмы словом «пинго». Их можно встретить не только в Сибири, но и в Канаде и Гренландии. На вершинах пинго нередко образуются небольшие кратеры, которые летом превращаются в неглубокие озерца.

Мерзлота и деятельность человека

Для освоения северных районов знание особенностей многолетней мерзлоты представляет чрезвычайную важность. Учитывать свойства мерзлоты необходимо при постройке зданий и сооружений, проведении геологоразведки, при добыче полезных ископаемых и их транспортировке в более благоприятные регионы страны. Бесконтрольное таяние мерзлоты может доставить немало проблем, и при проведении работ такой возможности необходимо всячески избегать.

В то же время промерзший, лишенный подвижности грунт очень удобен при разработке месторождений открытым, карьерным способом. Так как стенки карьера скованы мерзлотой и не осыпаются, работы ведутся значительно более эффективно, чем в обычных условиях.

В последнее десятилетие площадь, занимаемая вечной мерзлотой, начала сокращаться. Промерзшие слои медленно отступают к северу, так как общая температура на планете растет под влиянием процессов глобального потепления. Не исключено, что через 50-100 лет районы, освобожденные от мерзлоты, смогут стать новой житницей России.

Читать еще:  Помидорное дерево как вырастить в домашних условиях: древовидный томат

Вечная мерзлота. Вечная мерзлота на карте России

В этой статье мы расскажем о таком интересном явлении, как многолетняя мерзлота. Хоть ее и называют часто вечной, это на самом деле не так. Просто это название является исторически сложившимся. Она возникла в ледниковый, или четвертичный период развития Земли. В районах с морозным и сухим климатом была незначительна толщина ледникового наземного покрова, а порой он не образовывался совсем. В этих местах произошло промерзание грунтов. Таким образом возникли районы многолетней мерзлоты.

Ледяные включения

Горные породы, которые долгое время (от нескольких лет до тысячелетий) находятся при отрицательных температурах и являются сцементированными влагой, замерзшей в них, стали называться вечной, или многолетней, мерзлотой. В многолетнемерзлых породах скопления воды образуют прожилки, прослои, клинья и линзы льда. То есть и подземные льды входят в состав вечной мерзлоты.

Льдистость мерзлоты

Льдистость мерзлоты, то есть содержание льда, может быть различной. Ее значения колеблются существенно: от нескольких до 90% от всего объема породы. Льда обычно мало бывает в горных районах, зато подземный лед на равнинах оказывается нередко основной породой. В особенности ледяных включений много содержится в суглинистых и глинистых отложениях, встречающихся на крайнем севере Северо-Восточной и Средней Сибири (от 40-50% до 60-70% в среднем). Эти районы отличаются самой низкой температурой грунта.

Деятельный слой, многолетняя и сезонная мерзлота

Ниже 0°С имеют температуру мерзлые породы. Вся вода или часть ее находятся в них в кристаллическом состоянии. Только небольшой поверхностный слой промерзает зимой в средних широтах. Здесь поэтому господствует сезонная мерзлота. За морозную, долгую зиму в северных широтах очень глубоко промерзает земля. Она оттаивает коротким летом всего лишь на 0,5-2 метра в глубину с поверхности. Отталкивающий слой именуется деятельным. В породах ниже него круглый год температуры являются отрицательными. Эти районы находятся в условиях вечной мерзлоты.

Криолитозона

Не одними лишь скоплениями жидкой воды представлены внутренние воды России. Они бывают и в твердом состоянии, которое образует современное подземное, горное и покровное оледенение. Криолитозоной называется область подземного оледенения. Этот термин был введен в 1955 году П. Ф. Швецовым, советским мерзлотоведом. Ранее термин «вечная мерзлота» служил для ее обозначения.

Криолитозона — это верхний слой коры Земли, который характеризуется отрицательными температурами различных горных пород, а также наличием подземных льдов или возможностью их существования. В ее составе — горные многолетнемерзлые породы, подземные льды, а также непромерзающие горизонты подземных сильно минерализованных вод.

Как образуется вечная мерзлота?

При довольно небольшой мощности покрова снега в условиях холодной длительной зимы горные породы теряют значительное количество тепла. Они промерзают на довольно большую глубину, превращаясь в мерзлую твердую массу. Они не успевают летом оттаять полностью. В течение сотен, а порой и тысяч лет могут сохраняться даже на небольшой глубине отрицательные температуры грунта. Способствуют этому большие запасы холода, накапливающиеся в зимний период в местах, среднегодовая температура которых является отрицательной. Например, в Северо-Восточной и Средней Сибири сумма всех отрицательных температур, наблюдающихся во время залегания снежного покрова, — от -3000 до -6000°С. А сумма активных температур летом составляет лишь +300 — +2000°С.

История изучения многолетней мерзлоты

Необычное явление природы — многолетняя мерзлота. На него обратили свое внимание еще жившие в 17 веке землепроходцы. О ней также упоминал В. Н. Татищев в своих работах (начало 18 века). А. Миддендорфом в середине 19 столетия были проведены ее первые научные исследования. Это произошло во время экспедиции этого ученого на восток и север Сибири. Миллендорф произвел впервые измерения температуры в ряде пунктов мерзлого слоя, установил в северных районах его мощность, а также высказал предположения о том, как появилась мерзлота и почему она широко распространилась в Сибири. Вечная мерзлота изучалась также во 2-й половине 19 и начале 20 века вместе с изыскательскими работами, которые проводили горные инженеры и геологи. Серьезные ее исследования в советские годы проводили М. И. Сумгин, А. И. Попов, П. Ф. Швецов, И. Я. Баранов и другие ученые.

Вечная мерзлота на карте России

В России около 11 млн кв. км занимает область распространения вечной мерзлоты. Это составляет практически 65% всей территории этой страны.

Читать еще:  Болезни туи ржавчина и их лечение фото: тля на туях

Расскажем о том, где находится вечная мерзлота на карте России. По Кольскому полуострову, по его центральной части, проходит ее южная граница. Далее мерзлота пересекает близ полярного круга Восточно-Европейскую равнину, отклоняется к югу по Уралу почти до 60° с.ш., а также вдоль Оби, достигая севера устья Северной Сосьвы. Затем граница вечной мерзлоты проходит по Сибирским Увалам, их южному склону, и выходит к Енисею у Подкаменной Тунгуски. Здесь она поворачивает круто на юг, проходит далее вдоль Енисея и по склонам Алтая, Тувы и Западного Саяна. Граница ее на Дальнем Востоке идет к устью Селемджи от Амура, затем к устью Амура по подножью гор его левобережья. Отсутствует зона вечной мерзлоты на Сахалине, а также в южной половине Камчатки (в прибрежных районах). Встречаются также ее пятна в высокогорьях Кавказа и в горах Сихотэ-Алиня.

Территориальные особенности вечной мерзлоты

Однако глубина вечной мерзлоты и ее развитие на этой обширной территории неодинаковы. Северо-восточные и северные районы Сибири, о. Новая Земля и о-ва азиатского сектора Арктики покрыты многолетней низкотемпературной сплошной мерзлотой. Граница ее на юге проходит через Ямал (северную часть), Гыданский полуостров и выходит к Елисею (Дудинка), далее — к устью Вилюя. Она пересекает верховья Колымы и Индигирки и выходит южнее Анадыря к побережью Берингова моря. Температура расположенных к северу от данной линии многолетнемерзлых пород в среднем составляет -6 — -12°С. При этом мощность его достигает 300-600 метров, а порой и больше. Западнее и южнее распространена вечная мерзлота с островками талого грунта (таликов). Здесь температура мерзлого слоя несколько выше (от -2 до -6°С). Уменьшается его мощность (до 50-300 м). Только отдельные острова (пятна) мерзлоты встречаются среди талого грунта вблизи юго-западной границы области ее распространения. Близка к 0°С температура мерзлого грунта, а мощность составляет менее 25-50 метров. Это так называемая островная мерзлота.

Подземные льды

Большие запасы воды концентрируются в мерзлой толще в виде подземных льдов. Одна из их частей была образована вместе с сингенетическими льдами (вмещающими породами), а другая — при замерзании в ранее накопившихся толщах воды (эпигенетические).

Полигонально-жильные льды распространены в рыхлых отложениях на Вилюйской низменности, Новосибирских островах, а также от устья реки Хатанги до Колымы на приморских низменностях. Их мощность составляет 40-50 метров, даже 70-80 метров на Большом Ляховском острове. Они считаются «ископаемыми», поскольку в период оледенения (в среднечетвертичное время) происходило их формирование. В трещинах метаморфических и кристаллических пород представлен широко жильный лед. Он находится в горных системах Северо-Востока, а также в Средней Сибири (северной ее части). Гидролакколиты (ледяные интрузии) образуются в солифлюкционных, делювиальных и озерно-аллювиальных отложениях котловин Северо-Востока и Забайкалья, а также в Западной Сибири (северные районы) и Центральной Якутии. Заполняющие собой морозобойные трещины миграционные льды встречаются практически во всех районах с мерзлотой.

Солифлюкция

Поперечное промерзание и оттаивание находящихся на склонах горных пород, а также почв приводит к тому, что из-за силы тяжести начинает медленно сползать деятельный слой. Он сползает не только с крутых, но и с пологих склонов. Скорость этого процесса составляет от 1 см в год до нескольких метров в час. Называется данный процесс солифлюкцией (от латинских слов solum и fluctio — соответственно, «почва» и «истечение»). Она распространена довольно широко в Восточной и Средней Сибири, а также в Канаде, в тундре и высокогорьях. На склонах при этом возникают невысокие гряды, наплывы. Если есть древесная растительность, то лес может наклоняться. Это явление было названо «пьяным лесом».

Положительная и отрицательная роль мерзлотных процессов

Мерзлотные процессы сильно препятствуют строительству, а также эксплуатации тоннелей, мостов, дорог и зданий. Мерзлые грунты приходится сохранять в природном состоянии. Сооружения с этой целью устанавливают на опоры, а затем прокладывают охлаждающие трубы. После этого в прорубленные скважины погружают сваи. Российские строители железных и автомобильных дорог с 1960 годов земные температуры стабилизировали применением так называемых парожидкостных термосифонов. Это металлические трубы, которые заполняются замороженной двуокисью углерода и вставляются затем вдоль дорог в землю так, чтобы один конец их был погружен в мерзлоту (при этом ниже ее активного слоя), а второй находился над ним в воздухе. От 1 до 5 °С уменьшает температуру природный теплообмен. При вытаивании больших залежей подземных льдов наблюдается существенная активизация склоновых процессов. Это также осложняет строительство. Нужно учитывать при освоении районов севера, что здесь природа очень ранима.

Читать еще:  В какой посуде хранить мед?

Однако мерзлота является и помощником человека, ведь в ней можно устраивать склады, которые будут служить огромными естественными холодильниками.

Вечная мерзлота

«Вечная мерзлота» (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общей площадью 35 млн км². Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.

Содержание

Распространённость и изучение

Многолетняя мерзлота (общепринятое название — вечная мерзлота, «многолетней» вечную мерзлоту впервые стала именовать петербургская географическая научная школа) — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25% площади всей суши земного шара. Материк, где вечная мерзлота отсутствует полностью — это Австралия, в Африке возможно её наличие только в высокогорных районах. Значительная часть современной многолетней мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90%. В многолетней мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности — гидрата метана.

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири. Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных Семёном Дежнёвым и Иваном Ребровым. В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таёжных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на два аршина. Ленские воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает». В 1828 г. Федор Шергин начал проходку шахты в Якутске. За 9 лет была достигнута глубина 116.4 м. Шахта Шергина шла все время в мерзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта. В 40-х годах 19-го века А. Ф. Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м. [1] С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.

Термин «вечная мерзлота» как специфическое геологическое явление был введён в научное употребление в 1927 году основателем школы советских мерзлотоведов М. И. Сумгиным. Он определял его как мерзлоту почвы, непрерывно существующую от 2 лет до нескольких тысячелетий [2] . Слово «мерзлота» при этом чёткого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях. Впоследствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемёрзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения. По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия:

  • кратковременномёрзлые породы (часы, сутки),
  • сезонномёрзлые породы (месяцы),
  • многолетнемёрзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками» [3]

65% территории России — районы многолетней мерзлоты [4] . Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.

Самый глубокий предел многолетней мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания многолетней мерзлоты — 1 370 метров — зафиксирована в феврале 1982 года.

Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.

Многолетняя мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. Известно, что в ней можно очень долго хранить продукты. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, сильно мешает, так как промёрзшие породы обладают высокой прочностью, что затрудняет добычу. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось вести разработку кимберлитовых трубок в Якутии в карьерах — например, карьер трубки Удачный — с почти отвесными стенками.

Источники:

http://www.vseznaika.org/priroda/chto-takoe-mnogoletnyaya-vechnaya-merzlota/
http://www.syl.ru/article/197798/new_vechnaya-merzlota-vechnaya-merzlota-na-karte-rossii
http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/31131

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector