Север — природа и человек - Василий Васильевич Крючков

Текучие грунты

В условиях интенсивного освоения Севера вечномерзлые грунты тоже становятся усиленно эксплуатируемым ресурсом.

Как известно, мерзлые породы по длительности своего существования подразделяются: на кратковременно мерзлые (часы, сутки), сезонномерзлые (месяцы), вечномерзлые (многие годы, тысячи лет). Последний термин имеет несколько синонимов: всегда мерзлые, постоянно мерзлые, беспрестанно мерзлые, многолетнемерзлые и т. д.

Над вечной мерзлотой формируется слой ежегодного сезонного промерзания — протаивания. Основной отличительной особенностью вечномерзлой зоны литосферы является вода в твердой фазе — лед. Многие мерзлотоведы отождествляют понятия «вечная мерзлота» и «подземное оледенение».

По данным Б. Н. Достовалова и. В. А. Кудрявцева, вечномерзлые грунты занимают до 25 % всей суши земного шара и около 47 % площади СССР. П. Ф. Швецов [37] считает, что площадь с вечномерзлыми грунтами близка к 9 млн. км2, что составляет приблизительно 40 % территории СССР. Эта площадь, по его мнению, не может быть определена с точностью больше 15–20 % из-за очень большой переходной полосы. Мощность вечномерзлых пород изменяется от нескольких метров в южной части зоны распространения вечномерзлых грунтов (Канин и север Кольского п-ова) до нескольких сотен метров на севере Сибири и даже до 1500 м в верховьях р. Мар-хи — левого притока Вилюя.

Рис. 7. Протаивание и просадки над ледяными жилами — начальная стадия формирования термокарстового озера под влиянием запыления и нарушения почвенно-растительного покрова

Рис. 8. Развитие термокарстового озера антропогенного происхождения

Площадь озера — 3500 м2, объем воды — 4500 м3.

На вечномерзлых грунтах в отличие от талых происходят непрерывные изменения поверхности: оседания, провалы, пучение грунтов, течение на склонах (солифлюкция). Эта подвижность и динамичность грунтов затрудняет хозяйственное освоение районов, где распространена вечная мерзлота.

Возникновение просадочных или провальных форм рельефа объясняется термокарстом — процессом вытаивания ледяных включений в рыхлых горных породах. Главной причиной развития термокарста является увеличение мощности сезонноталого слоя, которое происходит в результате изменения теплового режима поверхностного слоя грунтов. Это изменение может вызываться двумя группами факторов. К первой группе относятся естественные: потепление климата, увеличение его континентальности и повышение летних температур, возрастание мощности снега. Ко второй (антропогенные факторы) — обнажение минерального грунта при уничтожении растительности (вытаптывание, пожары, распашка земли, возведение сооружений, проведение дорог, уничтожение растительности тяжелым гусеничным транспортом), изменение альбедо поверхности вследствие загрязнения нефтью, запыленности территории. Выбросы теплых промышленно-бытовых вод также ведут к разрушению мерзлотных экосистем.

По данным Б. И. Втюрина [7], подземные льды в верхнем 50–100-метровом слое занимают до 50–70 % общего объема грунтов, что составляет около 20 тыс/км3 только эвидентных (видимых) льдов. Протаивание льдов под действием естественных и антропогенных факторов ведет к образованию термокарстовых озер. В зоне вечномерзлых грунтов насчитывается более 2 млн. озер с общей площадью водной поверхности около 300 тыс. км2. Большая часть из них — термокарстового происхождения. В некоторых тундровых и лесотундровых районах, особенно богатых подземными льдами (север Западной Сибири, равнинная территория от Омолоя до Колымы и др.), озера занимают 30–50 % поверхности. К югу их площадь убывает.

Рис. 9. Протаивание и образование термокарстовых просадок, заполненных водой, над ледяными жилами — начало формирования одного из оврагов. Коленчатость изгибов обусловлена полигонально-решетчатым расположением подземных льдов

Рис. 10. Зрелый термокарстовый эрозионный овраг с прямоугольным изгибом, свидетельствующим о заложении его по полигональным жильным льдам

Глубина оврага — 12–14 м, ширина по верху — около 30 м, длина — более 500 м; объем понижения 35–40 тыс. м3, возраст — 7–8 лет; слева — солифлюкционное оползание дерново-почвенного слоя по склону оврага

Термокарстовые озера — чрезвычайно динамичные образования. Они непрерывно перемещаются по равнинной территории с подземными льдами со скоростью от 1–3 м до 6–10 м и более. Озерные воды, разрушая льдистые берега, неизбежно встречают на своем пути долины речек и ручьев, другие озерные котловины или просто понижения. В результате происходит или переливание вод озера в понижение или, напротив, — пополнение озера водами вышерасположенного водоема.

Деятельность человека становится все более мощным фактором, влияющим на многолетнемерзлые грунты. В промышленных центрах и их окрестностях она превосходит даже силы природы (климатические колебания, потепления и т. д.), которые обусловливают образование термокарстовых озер, просадок, пучений (рис. 7, 8). Именно поэтому П. Ф. Швецов отмечал [38], что человек в промышленно освоенных районах Субарктики изменил природу не за тысячи, а за 30 лет.

В допромышленный период освоения на Севере были очень редки овраги, что дало основание А. А. Григорьеву [8] и А. А. Соколову [27], как уже отмечалось, утверждать, что вечная мерзлота препятствует образованию оврагов. На самом деле