Что происходит с вечной мерзлотой. Основные техногенные риски потепления

27 August 2019
Усиление береговой эрозии из-за деградации многолетней мерзлоты (https://ardexpert.ru/article/9099)
Усиление береговой эрозии из-за деградации многолетней мерзлоты (https://ardexpert.ru/article/9099)

Современная многолетняя мерзлота в основном унаследована от прошлых ледниковых эпох. Территории ее распространения в прошлом неоднократно менялись. Сейчас она занимает не менее 1/4 суши на Земле и распространена на севере Евразии, Северной Америки, на островах Северного Ледовитого океана, в Антарктиде и в высокогорьях.

В России многолетнемерзлые породы занимают около 2/3 территории, в том числе 95% площади Сибири. Несмотря на низкую населенность, эти регионы очень важны для нашей страны, поскольку охватывают более 30% разведанных запасов нефти, примерно 60% запасов природного газа, месторождения каменного угля, цветных металлов, золота, алмазов, большую часть гидроэнергоресурсов, огромные запасы древесины и пресной воды.

Состояние криолитозоны в связи с глобальными изменениями климата активно изучается в соответствии с Международной программой по циркумполярному мониторингу деятельного слоя (CALM) и Международным проектом по термическому состоянию многолетней мерзлоты (TSP), в том числе в Российской Арктике начали восстанавливать прежде закрытые метеостанции. В этой сфере опубликовано множество статей, монографий и материалов международных и российских конференций. Но однозначной оценки вопрос деградации многолетней мерзлоты пока не получил.

Считается, что со временем этот процесс негативно скажется по крайней мере на 70% зданий и сооружений, построенных на многолетнемерзлых основаниях, и на жизни 3,6 млн человек в России, Канаде и США.

Хотя следует отметить, что сейчас, по крайней мере в России, происходит локальная деградация многолетней мерзлоты (особенно вблизи южных границ криолитозоны) из-за неправильного и недальновидного ведения хозяйственной деятельности. Мерзлота деградирует под строительными объектами, при нарушении почвенно-растительного покрова из-за движения транспорта по тундре, из-за непродуманных агротехнических мероприятий, вырубки лесов, загрязнения окружающей среды, нарушения естественного режима грунтовых вод и т.д. Неравномерные осадки, деформации и даже обрушения зданий и сооружений в результате растепления, оттаивания и соответствующего нарушения несущих свойств многолетнемерзлых оснований сегодня на 80% связаны с ошибками при проектировании, строительстве и эксплуатации. Но оставшиеся 20% все же вызваны деградацией многолетней мерзлоты из-за глобальных климатических изменений – роста температуры приземного воздуха и количества осадков, в том числе увеличения толщины теплоизолирующего снежного покрова в зимний период при уменьшении длительности этого периода.

В Магадане, Анадыре, Якутске, Мирном, Норильске, Игарке, Надыме, Воркуте и других городах, построенных на многолетней мерзлоте, уже сейчас в аварийном состоянии находятся сотни зданий и сооружений, а в более мелких населенных пунктах таких объектов уже от 20 до 100%. Ведь в России, к сожалению, более 75% инженерных объектов в криолитозоне было построено и эксплуатируется по принципу сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований без учета возможного потепления климата – с небольшими коэффициентами запаса прочности (1,2–1,4). Сейчас этот запас прочности уже выбран. И при дальнейшем росте температуры могут начаться массовые деформации и обрушения.

Cекция здания в поселке Черский, обрушившаяся в результате ослабления фундамента при растеплении его многолетнемерзлого основания [2]
Cекция здания в поселке Черский, обрушившаяся в результате ослабления фундамента при растеплении его многолетнемерзлого основания [2]

Возможно, будут оттаивать скотомогильники, хранилища радиоактивных и токсичных химических отходов, ядовитые соединения ртути природного происхождения, что может привести к распространению инфекций и опасному загрязнению окружающей среды.

Кроме того, при деградации многолетней мерзлоты под морским дном на шельфах арктических морей выделяются такие парниковые газы, как метан и углекислый газ, которые еще больше усиливают потепление. Из-за быстрой дестабилизации метангидратов при нагревании могут происходить (и уже происходят) мощные выбросы метана, опасные для морских судов и нефтедобывающих сооружений. И действительно, в воздухе над Арктикой концентрация метана на 10% выше, чем в других местах планеты.

Метан и углекислый газ выделяются и при деградации многолетней мерзлоты на суше. В том числе наблюдаемые в последнее время гигантские воронки на полуострове Ямал, возможно, образуются по причине мегавыбросов метана.

Воронка газового выброса на Ямале [6]
Воронка газового выброса на Ямале [6]

Если принять наихудший возможный сценарий потепления климата с увеличением среднегодовой температуры воздуха в Сибири и на Дальнем Востоке на 4–8 град. по сравнению с доиндустриальным периодом, то имеются прогнозы, по которым к концу XXI столетия сплошная многолетняя мерзлота деградирует на 80% и сохранится только в высоких горах и на равнинах севера Восточной Сибири и Дальнего Востока.

Если же температура приземного воздуха повысится по сравнению с доиндустриальным периодом только на 2 град., то предрекают, что площадь, занятая многолетней мерзлотой на территории России, может сократиться к середине XXI века на 15–20%, а к концу столетия – на 30–50%. Ситуация будет усугубляться увеличением количества осадков на 10–15% или более.

Более или менее уверенно можно предположить только то, что растепление многолетней мерзлоты в ближайшие десятилетия станет более интенсивным.

Полный текст статьи со списком источников и литературы читайте в электронном журнале "ГеоИнфо". ЧИТАТЬ