Живая мерзлота: человек и окружающая среда

Снимок экрана 2021-03-15 в 12.05.20.png


Признаки воздействия мерзлотных процессов на инфраструктуру и ландшафты 

Снимок экрана 2021-03-15 в 12.08.25.png

Институт водных проблем РАН, Институт геоэкологии РАН, МГУ Москва - 2021 г. 


Общественное мнение и широко распространённые знания включают вечную мерзлоту в геологическую среду, предполагая медленные её изменения в сравнении с продолжительностью человеческой жизни. Однако современность свидетельствует о драматических переменах в этой части природной среды. Признаки этих изменений могут регистрироваться визуально благодаря взаимосвязям разных компонентов ландшафта.

Много ли можно увидеть на фотографии? Является ли фотография сейчас, как и сто лет назад, инструментом исследований? Мы можем ответить на все эти вопросы утвердительно и покажем это на примерах.

Вечная (точнее, многолетняя) мерзлота – один из мощных ландшафтообразующих факторов, поэтому её динамика сказывается на всех компонентах ландшафта: литогенной основе, почве, растительности и животном мире, поверхностных и подземных водах, воздушных массах. Обычно мерзлота скрыта от нас под землёй, но достаточно явно проявляется через пучение, просадки, растрескивание и другие рельефообразующие процессы, которые могут иметь значительную силу.

Мерзлота бывает очень разная в зависимости от конкретных условий: горная или равнинная местность, состав горных пород (пески, глины, торф или скалы), влагооборот и тепловой режим (последнее особенно важно). Она имеет разные строение и глубину залегания, мощность и температуру, форму (пласты, жилы, массивные промёрзшие горные породы). Различно и её соотношение с таликами – участками, свободными от многолетнемерзлых пород: от сплошного до прерывистого и островного.

Как и все в природе, мерзлота не статична, она «живая». С разной интенсивностью мерзлотные процессы идут постоянно, но могут значительно усиливаться в результате изменений внешних условий или воздействия человека, порой причиняя значительный ущерб. Для нашей страны, 60% территории которой занимает многолетняя мерзлота, это очень важная проблема.

Этот альбом создан, чтобы показать жителям России, как динамика мерзлоты сказывается на ландшафтах и хозяйственной деятельности и наоборот. Для этого отобраны экспедиционные фотографии и спутниковые снимки разных лет с разных уголков страны (Заполярье, Забайкалье).

Основная масса фотографий связана с Чарской котловиной, расположенной на севере Забайкальского края, в Становом нагорье между хр. Кодар и Удокан. Эта интереснейшая котловина отличается суровыми условиями, сплошным распространением мерзлоты мощностью 600 м и более, наличием уникальных природных объектов.

В составлении альбома принимали участие И.В.Чеснокова, Д.О.Сергеев, Е.О.Дернова, А.А.Высоцкая, использовав свои фотографии и мысли, родившиеся в процессе работ в ИВП РАН, ИГЭ РАН и МГУ.

Снимок экрана 2021-03-15 в 12.12.49.png 


  1. Красота подземного льда
  2. Ледяное тепло
  3. Криогенные явления
  4. Нарушения инфраструктуры
  5. Изменения ландшафта
  6. Сила и красота жизни
  7. Заключение

Красота подземного льда

Как выглядит многолетняя мерзлота ?

Снимок экрана 2021-03-15 в 12.16.43.png


Снимок экрана 2021-05-11 в 8.58.26.png

Текстуры подземного льда разнообразны: лёд может выделяться в виде отдельных прослоек-шлиров (слева вверху и справа внизу), формировать массивные или жильные тела (слева внизу) или смешиваться с глинистыми или песчаными частицами в разных соотношениях (справа вверху). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 8.58.45.png
Многообразие форм ледяных кристаллов кажется бесконечным. 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.17.39.pngСлева: застывшее движение пузырьков воздуха во льду. Справа: фигуры травления, образующиеся на оттаивающей ледяной поверхности. 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.26.49.png

Ледяные жилы связаны с температурным растрескиванием грунта, а их форма обусловлена историей развития ландшафта и климата. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.01.png

Молодая жила растёт над старой; ещё выше видна морозобойная трещина (Чарская котловина, фото Д.М.Шестернёва). 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.11.png

Мёрзлое – значит прочное, пока не растает (правобережье р. Чары, Северное Забайкалье). 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.20.png

Ледяные сталагмиты в разведочной штольне Удоканского медного месторождения: хрупко, но красиво! 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.29.png

Лёд бугра пучения необыкновенно чист и прозрачен (Чарская котловина). 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.37.png

Ледяные кристаллы из трёх источников встретились вместе: 1 – морской лёд, 2 – снежники, 3 – подземный пластовый лёд (побережье Карского моря). 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.27.48.png


Ледяное тепло

В 2013 г. в Забайкалье были проведены наблюдения с применением тепловизора, который расширяет поле возможностей человеческого зрения. 


 Снимок экрана 2021-03-15 в 12.22.06.png Снимок экрана 2021-03-15 в 12.22.13.png 
Правый берег р.Чары сложен песками, перекрытыми торфом и включающими сетку повторно-жильных льдов. 
Участки оттаивающего грунта с максимальной льдистостью на тепловизионном снимке выглядят чёрными. Здесь и далее: на правой шкале показана радиационная температура в градусах Цельсия. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.28.41.png

Лёд залегает в виде вертикальных клиньев – жил. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.28.58.png

Жилы не всегда видны глазу под натёками грунта. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.29.18.png Снимок экрана 2021-05-10 в 11.29.23.png

Ширина жил и глубина их залегания связаны с историей развития ландшафта. Узкие и глубокие жилы (справа) формируются в условиях быстрого осадконакопления и ежегодного морозобойного растрескивания. Расширения жил связаны с периодами замедления накопления осадков. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.40.26.png Снимок экрана 2021-05-10 в 11.40.32.png

Курумы и дороги хорошо прогреваются летним солнцем, а растительность выглядит холоднее, что обусловлено потерей тепла при испарении влаги. Наиболее холодным на данном снимке выглядит ручей. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.41.36.png

Дорога теплее... 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.41.52.png

Ж/дорога тоже... 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.42.01.png

Разведочная штольня, уходящая вглубь горы на сотни метров, характеризуется воздушной конвекцией вблизи портала. В верхней части тёплый воздух с улицы движется вглубь массива, а по полу движется встречное течение холодного воздуха. Измерение температуры горных пород в таких местах возможно только в шпурах – специальных отверстиях глубиной около метра, пробуриваемых в стенках штольни. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.42.18.png


Криогенные явления

По каким признакам можно распознать процесс? Разнообразные геологические процессы формируют результат своей активности – явления, изучая которые мы получаем возможность расшифровать летопись событий прошлого, шанс разобраться в настоящем и порассуждать о будущем. 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.49.57.png


Тепловые просадки и термокарстовые формы 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.50.19.png

Просадки – одно из основных и наиболее опасных явлений криолитозоны, от которого страдают и почва, и растительность. Слева под моховым покровом видны следы пожара, после которого глубина сезонноталого слоя растёт и возникает провал на поверхности. В данном случае протаивают повторно-жильные льды. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.50.38.png

Термокарстовые просадки могут заполняться водой и губить лес. 



Бугры пучения 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.50.52.png

Пучение происходит благодаря расширению замерзающей воды, а также в результате сезонного или многолетнего накопления льда в грунте. На поверхности возникают бугры разного размеры, в основании которых можно обнаружить чистый лёд и пустоты. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.06.png

После дренирования подземных вод в бугор пучения можно войти как в подземный ледяной грот (фото Владислава Подгорбунского). 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.15.png

Этот бугор пучения рос, пока не разорвалась перекрывающая его почва (Южная Якутия, 1982 г.). 


Солифлюкционные террасы 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.28.png

Солифлюкция: на склонах при быстром оттаивании верхнего суглинистого слоя он насыщается влагой и начинает сползать по мёрзлому основанию, образуя специфические волнообразные наплывы, хорошо видные с большой высоты. 



Суффозионные провалы и воронки 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.40.png

Суффозионные провалы: формируются при активном выносе грунта с подземным стоком. 


Термоэрозионные формы 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.49.png

Боковая и овражная термоэрозия: при определённых скоростях течения мёрзлый грунт размывается намного быстрее оттаявшего. Огромный овраг может вырасти за несколько дней (фото справа внизу – Забайкалье, 1983 г.). Фото слева: течение реки формирует эрозионную нишу в мёрзлой террасе. 


Криогенные трещины 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.52.06.png

Морозобойные трещины формируются при резком охлаждении грунта или при росте бугров пучения. 


Эоловые образования 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.51.49.png

Эоловые процессы: работа ветра в криолитозоне особенно ярко проявляется на тукуланах – незакрепленных песках. 


Результаты деятельности селей 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.52.31.png

Сели – мощные водокаменные потоки, легко разрушающие сезонноталый слой и накапливающие мощные крупнообломочные отложения 


Пожары

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.52.47.png

Пожары связаны с естественными причинами (грозы), но часто начинаются из-за деятельности человека. Распространённой причиной являются искры от тепловозов. Пожары уничтожают напочвенную растительность, что нарушает условия теплообмена через поверхность и приводит к оттаиванию многолетней мерзлоты. 



Формы выветривания 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.53.15.png

Совокупность процессов разрушения и химического изменения горных пород в условиях земной поверхности или вблизи неё под воздействием атмосферы, воды и организмов называется выветриванием. Физическим выветриванием называется дезинтеграция горной породы, не сопровождающаяся химическими изменениями её состава. В областях, характеризующихся резкими контрастами температур, сухостью воздуха, отсутствием или слабым развитием растительного покрова, физическое выветривание преобладает над химическим. В зависимости от главного действующего фактора и характера разрушения горных пород физическое выветривание делят на температурное и механическое. Физическому выветриванию содействует вода, замерзающая в трещинах. 


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.53.24.png

Кварцитовидные песчаники в местах, где вода мгновенно дренируется, разбиваются выветриванием на крупные блоки

Лишайники растут медленно (считанные сантиметры за тысячелетие) и они подсказывают нам, что трещины формируются редко и что они постепенно расширяются, пропуская слоевища лишайников на свои стенки.


Снимок экрана 2021-05-10 в 11.53.31.png

Разные участки скальных массивов имеют разное сопротивление к выветриванию, что приводит к неравномерности разрушения. 

Снимок экрана 2021-05-10 в 11.53.44.png

Граниты не дробятся на блоки, а сразу рассыпаются на составляющие их минеральные зёрна, формируя так называемый «хрящ». 

Песчаники, напротив, дробятся на блоки, каждый из которых довольно устойчив к дальнейшему разрушению. Можно подумать, что эта стена сложена человеческими руками... 




Каменные глетчеры

Каменные глетчеры имеют ледяное ядро и движутся как ледники, однако происхождение имеют разное. Их обломочный материал может быть мореной отступившего ледника, а может поступать от деятельности осыпей и лавин. Признаками активности каменного глетчера являются кулисообразные валы на его поверхности, а главное – осыпающийся внешний уступ. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.04.png

Присклоновый каменный глетчер на перевальной седловине руч. Заозёрного и Озёрного (хребет Удокан); в таких местах обычно по соседству с каменным глетчером существует озеро. Этот каменный глетчер сейчас мало активен.

Классический каменный глетчер, расположенный ниже по долине от ледника Нины Азаровой (хребет Кодар). Светлый фронтальный уступ свидетельствует о современном движении каменного глетчера. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.15.png

Кулисообразные и серповидные валы на поверхности каменного глетчера свидетельствуют о современных пластических деформациях его ледяного ядра (долина руч. Ущелистого, хребет Удокан).

А этот каменный глетчер мало активен, его ледяное ядро протаивает, о чём свидетельствуют ложбины, вытянутые по падению склона (р. Нижний Ингамакит, хребет Удокан).


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.23.png

Даже мало активный каменный глетчер, сформировавшийся на морене, сохраняет своё ледяное ядро и является не лучшим основанием для инженерных сооружений. 



Курумы

Курумы охотно причисляют к опасным образованиям во многом по причине загадочности их происхождения. Чехол крупнообломочного материала на склонах имеет чёткий признак курумного строения, отличающегося от морен, осыпей и других генетических типов четвертичных отложений: крупные обломки расположены сверху, мелкие – снизу. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.32.png

Типичное строение курума. 

В верхней части курумного чехла крупные глыбы нередко стоят «домиком». Сплошная покрытость глыб лишайниками свидетельствует о крайне малой подвижности таких образований.


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.40.png

Курумные «реки» часто приурочены к логам, в них бурлят невидимые ручьи. 



Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.48.png

Растительность всё время пытается заселить курумы. Там, где курумы «проигрывают», появляется ягельная оторочка по их периметру. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.29.55.png

Часть курумов залегают на разрушенной скале, причём в их строении могут встречаться и массивы грунтов с песчаным или супесчаным заполнителем (в центре фото).

Некоторые курумы сформировались в результате сортировки материала грубообломочных морен


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.02.png

На гранитных массивах формируются курумы из гигантских глыб: каждая размером с палатку. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.20.png

В нижней части разреза курумов часто встречается горизонт, насыщенный гольцовым льдом (хребет Удокан, 1984 г.). 


Криотурбации

Криотурбации – следы смятия и перемешивания мёрзлого грунта. Они свидетельствуют о былых напряжениях, возникавших в грунте в результате протекания геокриологических процессов. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.30.png

Складка в мёрзлых аллювиальных отложениях. 


Лавины

Лавины – объект изучения для гляциологов, однако они производят и заметную геологическую работу, формируя рельеф и специфические отложения. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.36.png

Причиной формирования лавин часто служит ветровое перераспределение снега. Под подобный козырёк лучше не соваться... 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.42.png

Участок схода снежной плиты – поверхностной части снежного покрова по его перекристаллизованному основанию (хребет Удокан, 1987 г.). 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.51.png

По этому лотку лавина сходит регулярно, не давая поселиться лишайникам на поверхности обломков. Курумы при этом на склоне лежат спокойно, несмотря на бурные события в тальвеге ложбины. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.30.54.png

Снежник в основании лавинного конуса не тает летом благодаря слою глыб на его поверхности. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.02.png

Мокрая весенняя лавина выгребла четвертичные отложения до скалы, срубила лес и разрушила грунтовую дорогу (хребет Кодар). 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.07.png

Лавинно-осыпные конуса дают представление о масштабах лавинной опасности на этом участке. Новообразованные каменные осыпи не имеют никакой растительности. На старых осыпях можно обнаружить сорняки или даже деревья. Эти формы несут и палеогеографическую информацию: по их верхней границе условно можно реконструировать уровень ледника в прошедшую эпоху похолодания (показано пунктиром). На дне долины залегает полого холмистая донная морена (р. Нижний Ингамакит, хребет Удокан). 


Ледники

Ледники в высокогорье Восточной Сибири существенно отличаются от своих альпийских и кавказских собратьев. Здесь нет фирновой зоны, а движение льда замедлено из-за низких температур. Как правило, такие ледники приморожены к своему днищу. Сокращение объёмов оледенения в результате современного климата здесь заметно, но не носит катастрофического характера. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.15.png

Ледник Нины Азаровой (хребет Кодар) 


Наледи

В областях распространения вечной мерзлоты часто встречаются наледи, связанные с замерзанием выходящих на поверхность грунтовых вод или с постепенным промерзанием реки и сужением в связи с этим живого сечения русла. В результате создаётся значительный напор, и вода, не умещаясь в суженном русле, находит ослабленные участки в речном льде, прорывает его, выливается на поверхность и замерзает. Крупные наледи образуются в долинах горных рек благодаря круглогодично действующим источникам подземных вод. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.25.png

Наледная поляна летом и наледь зимой в долине р. Среднего Сакукана (хребет Кодар; фото Александра Жилинского). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.38.png

Лёд в наледях нарастает послойно 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.31.47.png

Лёд в наледях имеет столбчатую отдельность, различимую с торца (а) и сбоку растущих кристаллов (б); при таянии получаются «карандашики» (в). 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.05.png

Наледи формируют особый вид четвертичных отложений – наледный аллювий. 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.10.png

Эти кучи гравия кажутся рукотворными, но они образовались после вытаивания полостей и каналов, формируемых потоками воды, текущими по наледи. Все осадки, накапливаемые в этих каналах «проецируются» на поверхность таяния (левый безымянный приток р.Нижнего Ингамакита, 1987 г.). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.20.png

О толщине наледного льда может подсказать граница нарушенного курумного покрова... 

Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.16.png

...или отбеленные фрагменты стволов деревьев. 



Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.33.png

Лёд в наледях имеет удивительный оттенок, благодаря своей чистоте. 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.44.png

Зимой над растущей наледью поднимается пар (Южная Якутия; фото Юлии Станиловской). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.32.53.png

Геоморфологическое значение наледей в том, что они способствуют разделению русла на многочисленные рукава и образованию резких расширений долин. Подобные рас- ширенные участки поймы получили название наледных полян (р. Нижний Ингамакит, 2016 г.). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.33.00.png

Зимой лёд занимает всю площадь наледной поляны (р. Нижний Ингамакит, февраль 2013 г.; фото Владислава Подгорбунского). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.33.07.png

Летом наледь может не растаять полностью; такая наледь называется летующей (р. Нижний Ингамакит, июль 1987 г.). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.33.12.png

Оттаивание льда определяется объёмом льда, накопленного за зиму, и летней погодой (р. Нижний Ингамакит, июль 2007 г.). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.33.21.png

Период полного летнего стаивания наледи в 90-е – 2000-е годы сменился «привычным» состоянием (июль 2013 г.). 


Снимок экрана 2021-05-11 в 9.33.25.png

Вид на р. Нижний Ингамакит (2019 г.). 



Нивационные формы

Нивация — разрушительное действие снежников на подстилающие горные породы, приводящее к образованию специфических форм рельефа и отложений. Нивации способствуют частые колебания температуры воздуха около точки замерзания воды, что приводит к попеременному промерзанию и оттаиванию пород, усиленному морозному выветриванию, удалению продуктов выветривания с талыми водами. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.06.09.png

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.06.20.png

Обширные нивационные террасы превращают водоразделы в лестницы великанов (перевал руч. Озёрного и Ниругнакана, хребет Удокан). 



Снимок экрана 2021-05-27 в 12.10.23.png
Уступ нивационных террас часто покрыт курумами, а подножье – заболочено.  О былом присутствии снежника нам могут подсказать яркие водоросли


Обвалы, осовы, сплывы и оползни

Гравитационные смещения скальных и рыхлых пород на склонах весьма опасны для людей и инженерных сооружений. Внезапность и энергетика этих событий заставляет обратить особое внимание на их изучение и мониторинг. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.16.png

Сплыв тонкого слоя супесчаного грунта произошёл по скальной подложки после сильного дождя (1986 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.24.png

Шрам от этого сплыва в лесу не зарастает из-за того, что корням не за что зацепиться (2017 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.36.png

Осов – разовое (в отличие от осыпи, где движение происходит регулярно) смежение крупнообломочного материала со склона. Обычно происходит, если склон подрезан ручьём или дорогой. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.43.png

Движение обломочного чехла может происходить по скальному, льдистому основанию, а также по увлажнённому мелкозёму – супеси или суглинку (хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.50.png

Верхняя часть оползня – «закол». Оползень течения возникает благодаря увлажнению поверхности скольжения блока грунта. В данном случае поверхностью скольжения служит кровля сезонномёрзлого слоя, постепенно оттаивающего в первой половине лета (о. Ольхон, Байкал, 2015 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.12.55.png

А это нижняя часть двух оползней-потоков, которые выделяются ярко-зелёным цветом растительности. Ближний более активен, о чём свидетельствуют валы на его поверхности (о. Ольхон, Байкал, 2015 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.13.03.png

Сплыв оттаявшего грунта на Ямале может свидетельствовать о наличии пластовых или повторно- жильных льдов под ним. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.13.09.png

Обвалы скальных грунтов становятся чаще по мере потепления климата и оттаивания льда в трещинах зоны выветривания (хребет Кодар). 


Полигонально-жильные структуры и формы морозной сортировки

Полигонально-жильные структуры (ПЖС) на территории криолитозоны, как правило, связаны с морозобойным растрескиванием грунта. Однако любой геологический процесс редко протекает в одиночестве. К морозобойному растрескиванию присоединяются рост полигональных льдов, периодический термокарст, криотурбации и др. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.17.14.png
Полигональные структуры формируют полигональный микрорельеф. В данном случае центры полигонов приподняты, а полосы, их разделяющие – опущены. Такое происходит при частичном вытаивании ледяных жил и просадке межполигональных участков. Характерный размер таких полигонов – 15-20 м в поперечнике (п-ов Ямал, 2010 г.). А здесь центры полигонов, наоборот, относительно опущены и залиты водой. Разделяющие их валики формируются благодаря выдавливанию грунта растущими ледяными жилами (п-ов Ямал, 2010 г.).


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.18.47.png

Сеть полигонально-жильных льдов сформировалась на торфянике. В настоящее время льды вытаивают, формируя линейные понижения и небольшие озёра (Большеземельская тундра, 2010 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.18.53.png

Крупно-блочный микрорельеф характеризуется полигонами до 100 м в поперечнике. Широкие зелёные понижения между ними покрыты кустарничками и ивой, бежевые приподнятые блоки покрыты мохово-лишайниковым покровом (Большеземельская тундра, 2010 г.). 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.00.png

Это след от ледяной жилы (псевдоморфоза), которая полностью растаяла в одну из прошлых тёплых эпох (правый берег р.Чары). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.06.png

При вытаивании льда трещина заполнялась органическим материалом с поверхности благодаря высокому сцеплению глинистого грунта, которое не дало обрушиться стенкам трещины (о.Ольхон, Байкал). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.14.png

Протаивание ледяных жил приводит к просадке поверхности и полигоны становятся видны (остров Ольхон, Байкал, 2015 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.27.png

Если верхушки ледяных жил залегают глубже слоя сезонного оттаивания, полигональность может не проявляться в структуре микрорельефа и растительности, однако ритмичность и ширина луж на грунтовой дороге подсказывают нам, что полигонально- жильные структуры здесь есть (окрестности села Чара, снимок с квадрокоптера, 2019 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.34.png

Если морозобойное растрескивание сопровождается выпучиванием крупных обломков из супесчаных отложений, получаются каменные кольца (хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.42.png

Бульдозер счистил полуметровый слой грунта, и обнаружились каменные кольца, которые были невидимы под мохово-лишайниковым покровом (хребет Удокан). 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.19.51.png

Делли – это тонкая полосчатость делювиальных склонов, видимая с большого расстояния. Загадка происхождения деллей остаётся неразгаданной (хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.20.15.png

Структурные полосы стока встречаются и на курумах – в местах глубокого протаивания гольцового льда под линиями подповерхностного водного стока (хребет Удокан). 



Снимок экрана 2021-05-27 в 12.20.31.png
Пятно-медальон – одно из самых изящных мерзлотных явлений. В англоязычной литературе его называют котлом холодного кипения. Это пятно находится на поверхности нагорной террасы и окружено валиком выдавленного грунта, что указывает на активность процессов (хребет Удокан). А это сообщество (парагенез) пятна-медальона и каменного кольца (хребет Удокан).

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.20.41.png

Каменное кольцо формируется очень медленно по меркам человеческой жизни и является сложной экосистемой со структурированным водным стоком, микрорельефом, который регулируется процессами криогенного пучения и особенным растительным сообществом (хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.20.58.png

Нарушения инфраструктуры

К чему приводит недоучёт мерзлоты? 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.30.42.png

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.30.50.png

Промоины на горных дорогах приурочены к участкам сосредоточения подповерхностного стока. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.30.58.png

Этот участок БАМа около озера Большое Леприндо был разрушен селем в 2001 г., размер конуса выноса которого даёт представления о том, что здесь творилось. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.31.07.png

Железнодорожное полотно кажется нерушимым, но без опоры оказывается деформированным. Тепловые просадки, вынос грунта водой и оползни быстро разрушают насыпь, а столбы со специальными пятиметровыми анкерами теряют устойчивость (дорога Новая Чара – Чина). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.31.18.png

Разрушается не только железнодорожная насыпь, но также и прилегающая вспомогательная автомобильная дорога. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.31.31.png

Лавины, осыпи и обвалы также не оставляют дороге без инженерной защиты шансов на существование. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.31.47.png

Пучение (слева вверху), осадки (справа вверху), трещины (слева внизу) и наледи (справа внизу) угрожают посёлкам на территории криолитозоны. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.32.02.png

Там, где льдистость грунта повышена, дорогу быстро развозит, и водители начинают объезжать неприятный участок, всё более и более расширяя зону дороги (Чарская котловина). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.32.17.png

Небольшая ямка на асфальте и лужица на обочине – это признаки начала оттаивания мерзлоты под насыпью дороги (Амуро- Якутская магистраль). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.32.25.png

Водокаменные сели не щадят мосты (р. Средний Сакукан, хребет Кодар). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.32.34.png

Благоустройство на Севере – дело непростое: строительство этой лестницы в г.Лабытнанги вызвало тепловую просадку и оплывание грунта. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.32.49.png

Характер продольных просадок насыпи в Воркутинской тундре (увеличено). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.03.png

Разрушение элементов конструкции кабеля Ростелеком эрозионными процессами в Воркутинской тундре. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.12.png

Воздействие эрозионных процессов на трубопровод «Северный поток» – теплоизоляция трубы показалась на поверхности. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.25.png

Термоэрозия вдоль валика магистрального газопровода в Воркутинской тундре.

 Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.33.png

Продольная просадка железнодорожного пути на участке Песец-Хановей Северной железной дороги. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.45.png

Деформации станционного здания (Северная железная дорога). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.33.54.png

Телеграфный столб, поваленный растущим бугром пучения (Южная Якутия, 1982 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.34.10.png

Изменения ландшафта

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.47.36.png

С течением времени различные компоненты ландшафта постепенно изменяются. В масштабе человеческой жизни мы можем считать неизменным геологическое строение. Очень медленно, но всё же меняется рельеф. Быстрее меняются гидрологические условия и растительность. Геокриологические условия также могут измениться за считанные годы, однако о них мы можем судить лишь по косвенным признакам: геокриологическим явлениям (см. раздел «Геокриологические явления») или по изменениям самого ландшафта. В последнем случае фотографии одного и того же места, снятого в разные годы, служат нам источником информации. Как в детской игре «найди отличия» мы рассматриваем такие фото и получаем подсказки, что и где нужно дополнительно исследовать, чтобы разобраться в ситуации.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.48.10.png

Образование термокарстового озера из-за протаивания мерзлоты на конечной морене в нижнем течении р. Средний Сакукан (чёрная стрелка). На ранней аэрофотографии озера ещё нет. Процесс продолжается и сейчас: на фото справа ясно виды трещины – заколы, отделяющие блоки грунта, сползающие в озеро, и мёртвые деревья, ещё недавно стоявшие на твёрдом берегу. Оранжевая стрелка показывает положение другого озера, уровень которого меняется периодически. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.48.57.png

Озеро Вега имеет непостоянный уровень, благодаря возможности подземного стока через периодически возникающий талик. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.49.17.png

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.49.31.png

Этот протяжённый курум старожилы называют «Тёщин огород». Попробуйте найти 10 отличий! 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.49.47.png

Нарушение склоновых ландшафтов прокладкой дороги к Удоканскому медному месторождению (Северное Забайкалье). Пока мерзлота (в виде многолетнего гольцового льда) никак не проявляет свой характер. Заметно только увеличение площади кустарников и относительная стабильность массивов лиственницы и кедрового стланика. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.50.06.png

Осов – небольшое сползание обломочного чехла склоновых отложений по скальному, ледяному или супесчано-суглинистому основанию. В данном случае дополнительно повлияла подрезка склона ручьём, который, в итоге, удалил сползший материал. Видно, как медленно растёт кедровый стланик на склоне в суровых условиях. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.50.18.png

Урочище Пески – крупный массив незакреплённых песков (тукулан) Чарской котловины, под которым расположен обширный талик (отсутствует многолетняя мерзлота). Подмерзлотные воды, питающиеся от ледников Кодара, разгружаются здесь в многочисленных источниках, вымывая песок и формируя суффозионные воронки. Рост воронок формирует долины, зарастающие лесом. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.50.30.png

Натянутый над столбиками-марками трос помогает измерить вековое солифлюкционное смещение грунта на склонах. Система была построена силами ЗабТИСИЗа в 1974 г. и цела до сих пор. Видно, как изменилась растительность за последние 32 года (склон южной экспозиции, хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.50.40.png

Появление железной дороги Новая Чара – Чина. Колоссальная насыпь опирается на каменный глетчер (чёрная стрелка); исчезла наледь у его подножья (белая стрелка). 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.50.56.png

Эта же насыпь показана с увеличением; виден огромный объём земляных работ. 


Участок речной террасы р.Чары, ограниченный с севера растущим речным меандром, а с юга – железной дорогой Новая Чара - Чина. Это место замечательно огромным объёмом подземного льда. Сетка ледяных жил – вертикальных клиньев, разбивающих массив грунтов на прямоугольные ячейки с шагом 13-15 м, хорошо видна в береговом обрыве, который, благодаря их таянию, отступает с заметной скоростью. Глубина жил составляет 7 м, а их ширина по верхнему краю – до 5 м.

Если бы не было берегового обрыва, мы бы не узнали об этом опасном для строительства ледяном массиве. Былые эпохи потепления климата привели к частичному оттаиванию верхушек жил и выравниванию микрорельефа над ними. Однако современное потепление привело к увеличению глубин сезонного оттаивания, которое «дотянулось» до льда и вызвало проседание поверхности после 2002 г. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.55.30.png



р.Чара, участок впадения руч. Беленького (Каларский район, Забайкальского края) – вид сверху: 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.56.40.png
20 июля 2002 – сетка ледяных жил практически не видна; берег активно отступает (следите за положением перекрёстка дорог, показанным здесь и далее красной стрелкой). 13 октября 2005 – проявилась полигонально-жильная структура (жёлтые стрелки); выросли овраги, приуроченные к тепловым просадкам (зелёная стрелка).
Снимок экрана 2021-05-27 в 12.56.50.png
28 июля 2015 – рост оврагов замедлился; полигональность видна только по линиям стока (жёлтая стрелка). 9 июня 2017 – на весеннем снимке хорошо видны светлые зоны повышенного увлажнения поверхности; берег продолжает активно отступать.

р.Чара, участок впадения руч. Беленького – вид сверху (продолжение): 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.57.07.png
11 августа 2013 г. (съёмка с квадрокоптера) – молодая поросль лиственницы на старой гари, возраст который на момент съёмки оценивался в 13-15 лет. 11 августа 2013 г. (съёмка с квадрокоптера) – видно что овраги формируются не по механизму пятящейся эрозии, а начинаются с тепловых просадок на некотором удалении от берега (показано стрелкой).

  р.Чара, участок впадения руч. Беленького – вид сверху (продолжение):
Снимок экрана 2021-05-27 в 12.57.18.png
Поздней осенью 2019 г. или ранней весной 2020 г. произошёл низовой пожар. Август 2020 г.: на участках гари существенно нарушен режим теплообмена через поверхность и произошли массовые тепловые просадки, геометрия которых снова проявила на выделенных площадях сетку полигонально- жильных льдов (съёмка с квадрокоптера).

 р.Чара, участок впадения руч. Беленького (Каларский район, Забайкальского края) – вид сбоку:
Снимок экрана 2021-05-27 в 12.57.31.png

2005 г. – берег крут, обнажённость льдов высокая (показаны стрелками), что свидетельствует о преобладании денудации над оттаиванием мерзлоты. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.57.39.png

2006 г. – берег становится ещё круче, в его нижней части формируется термоэрозионная ниша. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.57.53.png

2011 г. – берег выположен, льдов не видно, а торфяные шапки прикрывают песчаное основание обрыва; боковая эрозия реки замедлилась.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.58.00.png

2016 г. – льды практически «запечатаны» наносами, берег ещё более выположен.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.58.08.png

2018 г. – новый рывок боковой термоэрозии, обнажённость льдов снова выросла.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.58.15.png

2020 г. – видна эрозионная ниша в нижней части берега, который весь мёрзлый, практически без талых наносов, что подчёркивает туман над водой. 


Бурятия, район посёлка Троицкий. Это место известно золотодобытчикам с XIX века. Посмотрите, как меняются ландшафты в результате человеческой деятельности. Это приводит к потеплению мерзлоты из-за нарушения растительности и режима увлажнения поверхности. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.58.25.png
Рудная горка, 1958 г. – геологоразведочные и дренажные канавы. Руч. Сиво, 1958 г.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.58.33.png
Рудная горка, 2006 г. – добыча коренного золота. Руч. Сиво, 2006 г. – результаты промывки россыпей.

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.59.00.png

Железнодорожное полотно в Воркутинской тундре. Кустарники стали выше и гуще, а насыпь стала гравийной, с крутыми откосами – в результате постоянного ремонта проседающей песчаной призмы. 

Воркута, район станции Песец. Просадки железнодорожной насыпи связаны с оттаиванием льдистых мёрзлых пород под небольшими водоёмами, формирующимися из-за недостатков дорожных водопропускных сооружений. Борьба с этим явлением сложна и не всегда успешна. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.59.25.png

2015 г. – поперечный дренаж озера привёл к обнажению дна и его прогреву летом, что в последующем только усилило термокарст. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.59.34.png

2016 г. – разлившееся озеро попытались засыпать шлаком, подав для этого целый железнодорожный вагон. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 12.59.44.png

2017 г. – высыпали второй вагон шлака, кроме того пришлось и досыпать песком проседающую насыпь. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 12.59.52.png

2018 г. – озеро сохранило свои размеры, поглотив практически весь искусственный грунт. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.00.02.png

На железной дороге Новая Чара – Чина просадки стали глубже, а кустарников — больше. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.00.16.png

Моренные озёра Нижнего Ингамакита кажутся стабильными, только подстилка в лесу стала темнее, возможно, из-за уменьшения доли ягеля в напочвенном покрове (хребет Удокан). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.00.33.png

Сила и красота жизни

Криолитозона сурова к любому существу. Оно находится здесь близко к пределу своих возможностей. Тем больше уважения мы испытываем к уникальным растениям, встречаемым здесь... 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.26.02.png

Выветривание превратило валун в природный горшок, в котором поселились травы. Сухое и жаркое лето (пусть даже и короткое) легко может убить их, несмотря на обилие влаги вокруг. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.26.17.png

Почвы мало, камней много, цветём дружно, чтобы дать потомство. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.28.18.png

Этот тополь сумел пустить корни там, где раз в несколько лет бушует селевой поток. Камни бьют по стволу, вода крутит и сгибает, но в русле нет мерзлоты и стоит побороться! 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.28.25.png

Гвоздика среди камней: если уж выжил, цвети изо всех сил. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.28.33.png

Рододендрон золотистый обычен в гольцовом поясе; среди курумов всегда найдётся горсточка почвы, а среднегодовая температура почвы минус 7 градусов не страшна. За лето рододендрон цветёт иногда три раза. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.28.42.png

На сквозных таликах, где существует только сезонное промерзание, вырастают громадные чозении. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.06.png

На ручье Скользкий стоит камень со знаменитой берёзкой, пустившей корни глубоко в скалу. Зато потоком не унесёт! 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.15.png

Каменная берёза напоминает старушку, которая многое повидала и многое знает. 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.23.png

Эти лиственницы когда-то были ветками дерева, которое сгорело, упало, но не погибло... 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.31.png

Пусть камни вокруг, зато воды достаточно. 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.38.png

Поселюсь, закреплюсь, а потом и камень расколю своими корнями! 


Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.48.png

Растения эндемики произрастают только в определённых местах и нигде более. Удоканский мак среди медистых песчаников Удокана (фото 1987 г.). 

Снимок экрана 2021-05-27 в 13.35.56.png

Багульник болотный не только лечит от кашля, но сам по себе прекрасен! 

Заключение

Представленный Вашему вниманию красочный атлас-альбом раскрывает ещё один этап в изучении удивительного явления – мерзлоты, подземной части криосферы Земли. Фотографии "живой мерзлоты" фиксируют и красоту подземного льда, и ледяное тепло, и криогенные процессы, и явления, и нарушения инфраструктуры и изменения ландшафта и, в конце концов, – силу и красоту жизни! Мерзлота живо изменяется. Иногда это видно за год, иногда – за десятилетие и догадаться об этом можно по изменённой растительности, или рельефу или обводнению поверхности. Фотография остаётся мощным инструментом наземных и дистанционных исследований.

Мы надеемся, что дальнейшее изучение этого уникального явления принесёт новые научные и практически важные результаты, а подготовленный нами альбом-атлас станет интересным и важным источником информации для самой широкой аудитории.

Создание данного альбома осуществлено при финансовой поддержке Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество» (грант No 22/2020-Р). 





























Дата публикации: 15.03.2020

Все новости