Живая мерзлота: человек и окружающая среда

Признаки воздействия мерзлотных процессов на инфраструктуру и ландшафты 

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.

 

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 ?

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). 

Многообразие форм ледяных кристаллов кажется бесконечным. 

Слева: застывшее движение пузырьков воздуха во льду. Справа: фигуры травления, образующиеся на оттаивающей ледяной поверхности. 

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

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

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

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

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

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

Ледяное тепло

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

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.

Лёд залегает в виде вертикальных клиньев – жил. 

Жилы не всегда видны глазу под натёками грунта. 

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. 

 

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. 

Дорога теплее... 

Ж/дорога тоже... 

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. 

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. 

Тепловые просадки и термокарстовые формы 

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. 

Термокарстовые просадки могут заполняться водой и губить лес. 

Бугры пучения 

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. 

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

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

Солифлюкционные террасы 

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 

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

Термоэрозионные формы 

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 

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

Эоловые образования 

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

Результаты деятельности селей 

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

Пожары

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 

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. 

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.

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

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. 

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.

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).

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. 

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

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

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

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

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

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. 

Складка в мёрзлых аллювиальных отложениях. 

Лавины

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

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

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

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. 

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

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

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. 

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. 

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

Лёд в наледях нарастает послойно 

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

Наледи формируют особый вид четвертичных отложений – наледный аллювий. 

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.). 

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

...или отбеленные фрагменты стволов деревьев. 

Лёд в наледях имеет удивительный оттенок, благодаря своей чистоте. 

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

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.). 

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

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

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

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

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. 

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

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. 

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

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

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

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

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.). 

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.). 

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

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. 

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.).

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

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.). 

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

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

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

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.). 

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

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

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

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

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).

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). 

Нарушения инфраструктуры

К чему приводит недоучёт мерзлоты? 

Промоины на горных дорогах приурочены к участкам сосредоточения подповерхностного стока. 

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

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). 

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

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

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

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

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

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

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

Характер продольных просадок насыпи в Воркутинской тундре (увеличено). 

Разрушение элементов конструкции кабеля Ростелеком эрозионными процессами в Воркутинской тундре. 

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

Термоэрозия вдоль валика магистрального газопровода в Воркутинской тундре.

 

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

Деформации станционного здания (Северная железная дорога). 

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

Изменения ландшафта

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.

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. 

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

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

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. 

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. 

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. 

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). 

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

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. 

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

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).

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): 

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):

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:

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

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

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

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

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

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. 

Рудная горка, 1958 г. – геологоразведочные и дренажные канавы.	Руч. Сиво, 1958 г.

Рудная горка, 2006 г. – добыча коренного золота.	Руч. Сиво, 2006 г. – результаты промывки россыпей.

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. 

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

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

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

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

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

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

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... 

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. 

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

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! 

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

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. 

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

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

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

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

Пусть камни вокруг, зато воды достаточно. 

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

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

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).