Что такое многолетняя мерзлота. Многолетняя (вечная) мерзлота Многолетняя мерзлота как ее называют иначе
Многолетняя мерзлота и ее особенности
Замечание 1
Многолетняя мерзлота (или вечная мерзлота, многолетняя криолитозона, многолетне-мерзлые породы) – это часть криолитозоны, для которой характерно отсутствие периодического протаивания. Общие территории многолетней мерзлоты планеты составляют 35 млн. кв. км. Это около 25 % всей суши. Полностью вечная мерзлота отсутствует в Австралии. В Африке многолетняя мерзлота встречается только в высокогорных районах.
Самые обширные территории вечной мерзлоты:
- север Аляски;
- север Европы;
- Канада;
- Север Азии;
- Антарктида;
- Острова Северного Ледовитого океана.
Районы вечной мерзлоты занимают верхнюю часть земной коры. Температура на этих территориях не поднимается выше 0 ºС (на протяжении нескольких тысячелетий). Грунтовые воды данной зоны постоянно пребывают в виде льда. Почва промерзает до 1 км в глубину. Рекордная глубина промерзания – 1370 м.
В многолетней мерзлоте образуются залежи гидрата метана.
По разным данным, от 60% до 65% территории России – вечная мерзлота. Более широко она распространена в Забайкалье и Восточной Сибири. Высший предел вечной мерзлоты находится в Якутии в верховьях реки Вилюй.
Учет вечной мерзлоты очень важен при проведении геологоразведочных, строительных и других работ в северных регионах.
Изучение многолетней мерзлоты
Одни их первых описаний вечной мерзлоты сделали, покорявшие просторы Сибири, русские землепроходцы XVII века. Впервые на состояние почвенного покрова обратил внимание Я. Святогоров. В дальнейшем грунты изучали первопроходцы Иван Ребров и Семен Дежнев. Они указали на наличие особых таежных зон, в которых почва не оттаивает даже летом. В 1640 году М. Глебов и П. Головин подтвердили, что земля среди лета не оттаивает.
Как особое геологическое явление понятие «вечная мерзлота» было введено в употребление основателем школы мерзлотоведов в Советском Союзе М.И. Сумгиным в 1927 году. Он указывал, что данное понятие подразумевает мерзлоту почвы, которая сохраняется от двух лет до нескольких тысячелетий.
Термин «мерзлота» часто подвергался критике, поэтому были предложены альтернативные варианты: многолетняя криолитозона и многолетнемерзлые горные породы. Но эти варианты не получили широкого распространения.
Понятие «мерзлые породы» по длительности существования пород в мерзлом состоянии подразделяется на такие понятия, как:
- кратковременномерзлые породы (сутки, часы);
- сезонномерзлые породы (месяцы);
- многолетнемерзлые породы (десятки, сотни и тысячи лет).
Между этими видами есть взаимные переходы и промежуточные формы. Так, сезонномерзлая порода в течение лета может не протаять и просуществовать несколько лет. Такие формы называют «перелетками».
Многолетняя мерзлота по происхождению является реликтом ледниковых эпох четвертичного периода. В послеледниковое время наблюдалось потепление климата, что обусловило оттаивание мерзлых пород и сокращение мест их распространения. Это доказывает островной характер распространения вечной мерзлоты, существование в толще мерзлых пород отдельных видов и частей флоры и фауны, активный процесс оттаивания.
С такой точкой зрения согласны не все ученые. Некоторые считают, что вечная мерзлота – явление современное. В доказательство они приводят наблюдения за развитием мерзлоты на островах, недавно образованных в дельтах крупных рек Сибири. Главная причина возникновения мерзлоты – длительные малоснежные зимы с низкими температурами и кратковременное лето, во время которого лед накапливается в почве, так как не успевает растаять.
Почвенный покров территорий многолетней мерзлоты
На территориях вечной мерзлоты формируются специфические структуры почвы, включающие каменные и торфяные круги, каменные гирлянды, полигональные трещины, каменные полосы. Эти структуры, образованные под влиянием криогенных процессов, находятся на вершинах многих гор.
В почвах, находящихся в зоне постоянной или длительной сезонной мерзлоты, протекает совокупность процессов, зависящих от воздействия низких температур. Над мерзлым слоем – водоупором – вследствие коагуляции органических соединений наблюдается накопление гумуса, или надмерзлотная регенерация гумуса, оглеение даже при малом годовом объеме осадков.
Образование шлиров (слоев льда) в почве способствует разрыву капилляров, в результате чего останавливается подтягивание воды из надмерзлотных горизонтов к корнеобитаемому слою.
Кольцевые структуры могут возникать в результате как промерзания почвы, так и замерзания воды. При замерзании воды образуются главным образом торфяные круги, которые связаны с переменным оттаиванием и замерзанием воды, разрывом и раздвижением почвенного слоя. При промерзании почвы и появлении трещин просадки образуются каменные кольца. Весенние талые воды стекают в трещины, вынося тонкозернистый материал и оставляя грубый обломочный материал на поверхности. Так формируется полигональная система трещин.
Наличие мерзлого слоя вызывает такие процессы, как:
- солифлюкация – сползание по мерзлому слою со склонов почвенной массы, насыщенной водой;
- криотурбация – перемешивание массы почвенного покрова под воздействием разницы температур.
Особенно широко данные явления распространены в тундровой зоне. Криогенные деформации определяют образование пятнистых тундр и характерный бугристо-западинный рельеф, включающий бугры пучения и термокарстовые западины.
Криогенное оструктурирование почвы происходит под действием низких температур. Отрицательный температурный режим способствует переходу продуктов, участвующих в процессах почвообразования в более конденсированные формы, что сильно замедлят их подвижность. С воздействием криогенных явлений связано обогащение средней части профиля подзолотистых почв кремнекислотой. При этом белесая присыпка рассматривается как следствие мерзлотной дифференциации плазмы почвы.
Мерзлотная коагуляция коллоидов предопределяет ожелезнение таежных почв.
На вопрос значение Многолетний мерзлоты заданный автором Посохнуть
лучший ответ это «Вечная мерзлота» (Многолетняя криолитозона) - часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Общей площадью 35 млн км². Распространение - север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана.
Районы вечной мерзлоты - верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2-3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне вечной мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1000 метров.
Вечная мерзлота - явление глобального масштаба, она занимает не менее 25 % площади всей суши земного шара. Единственные материки, где вечная мерзлота отсутствует, - это Австралия и Африка. Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьирует от нескольких до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности гидрата метана.
Одно из первых описаний вечной 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.
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 . Слово мерзлота при этом чёткого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях. В последствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемёрзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения.
65 % территории России - районы вечной мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.
Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания вечной мерзлоты - 1370 метров, зафиксирована в феврале 1982 года.
Учёт вечной мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере. Так, большие дома в районах севера строятся по специальным технологиям, в частности, построенную коробку панельного дома оставляют на несколько лет, чтобы дом устоялся. Если почва под ним начинает плыть, то его разбирают и собирают в новом месте.
Вечная мерзлота создает 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 промерзшие породы обладают исключительно высокой вязкостью, и их сложно добывать. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось построить в Якутии уникальные карьеры (например, карьер трубки Удачная) с почти отвесными стенками) . Борта этих карьеров держит лёд, а в более теплом климате они бы неизбежно поплыли.
Строительство в зоне вечной мерзлоты
Наличие многолетней мерзлоты в отдельных районах нашей страны ставит перед учеными много задач, решение которых имеет большое практическое значение. Большая часть этих задач учеными уже решена.
Ответ от Простодушный
[новичек]
Вечная мерзлота, это грунты которые содержат замерзшую воду и имеют температуру ниже нуля. В этой статье мы поговорим о том, что такое вечная мерзлота и какие типы местности различают в зависимости от условия зоны распространения вечно мерзлых грунтов.
Вечная мерзлота всегда содержит лед, который может содержаться в виде кристаллов в порах между частицами грунта или в виде толстых ледяных прослоек в толще грунта. При оттаивании мерзлые грунты содержащие значительное количество льда оказываются избыточно увлажненными. Поэтому здания и сооружения которые возводятся на таких грунтах претерпевают значительную осадку.
Слой грунта который в холодный период года замерзает а по весне оттаивает называют деятельным слоем. Если такой слой соединяется с поверхностью зоны вечной мерзлоты, тогда такая поверхность называется сливающейся. Мощность пласта деятельного слоя зависит от экспозиции склонов, от рельефа местности от влажности и состава грунтов.
Также зависит от климатических факторов и растительного покрова. Грунт оттаивает в большей степени с южной стороны на склонах чем с северной стороны. Травяной покров, деревья и кустарники способствуют тому, что вечная мерзлота расположена под ними ближе чем на других открытых участках. Это объясняется тем, что они создают тень, которая препятствует оттаиванию вечно мерзлого грунта в глубину.
Например в торфяно-моховых болотах которые имеют глубину от 10 сантиметров до нескольких метров, даже в теплое время года уровень мерзлого грунта расположен на глубине не дальше одного метра. Мощность деятельного слоя в среднем составляет от 1 до 2 метров в песчаных грунтах Крайнего Севера. В глинистых и торфяно-болотных от 0.39 до 1.29 метра. В южных районах мерзлых грунтов глубина деятельного слоя может достигать 2.5-4.5 метров. Вечная мерзлота распространяется на 47% территории бывшего Советского Союза. В зависимости от условия зоны распространения вечной мерзлоты различают следующие типы местности:
1. Места сухие с обеспеченным поверхностным стоком. Такими местами могут быть крутые склоны сопок, каменистые возвышенности, участки с близким залеганием твердых скальных пород и другие. Такие грунты не меняют свои свойства при замерзании или оттаивании. При обеспеченном поверхностном стоке талых вод мощность деятельного слоя на таких участках составляет от 2.5 метра и выше.
2. Сырые места с избыточным увлажнением местности в отдельные периоды года и признаками поверхностного заболачивания. Такими местами могут быть пологие склоны гор южной экспозиции, плоские водоразделы, сложенные песчаными и глинистыми просадочными грунтами с относительной влажностью 0.71-0.91 от предела текучести. При необеспеченном поверхностном стоке летнее оттаивание грунта не превышает 2.5 метра.
Более подробную информацию вы найдете тут: ссылка
Первые письменные свидетельства о существовании необычного состояния почвы, позже обозначенного как “вечная мерзлота”, остались от русских землепроходцев XVII века, покорявших Сибирь. Первооткрывателем стал казак Я. Святогоров, а члены экспедиций И. Реброва и С. Дежнёва уже изучили вопрос более детально. В своих депешах ко двору они описали особенность отдельных зон в тайге, в которых даже летом земля сохраняет зимнюю мерзлость. В 1640 г. воеводы М. Глебов и П. Головин в послании русскому царю не скрывали своего искреннего недоумения:
Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает.
Окончательно утвердились в существовании районов «вечной мерзлоты» во время начала промышленного освоения Севера. В 1828 г. проходчик Ф. Шергин прорубил первый метр ледяного грунта в Якутске, за 9 лет достигнув отметки чуть менее 116 с половиной метра и не встретив на пути ни одного водоносного горизонта. А. Миддендорф, измерив температуру на всем протяжении шахты Шеригина, подвел черту под ответ. Таким образом, невероятное стало очевидным фактом географии и геологии страны.
Вечная мерзлота полуострова Ямал на севере Западной Сибири, на территории Ямало-Ненецкого автономного округа России.
Понятие «вечная мерзлота» впервые появилось в научной среде в 1927 году. Автором термина стал советский ученый М.И. Сумгин , один из основателей отечественной науки по изучению этого явления.
Научное определение
Под вечной мерзлотой принято считать криолитозону с температурным режимом от 0°C и ниже и соответственно наличием в ней подземных льдов. По Сумгину это почвенная мерзлота с возрастом от 2 лет и выше, максимальные величины накопления измеряются тысячелетиями.
Какое-то время существовала определенная сумятица в терминологии. Значение слова «мерзлота» не имело четкого определения, что приводило к разночтениям. Такое положение подвергалось справедливой критике и поэтому предлагались другие названия. Были попытки широко распространить наименования «многолетнемёрзлые горные породы», «многолетняя криолитозона». Но в результате прижился термин Сумгина.
Срок, в течение которого образовывается мерзлое состояние пород, подразделяет их на три вида:
- Кратковременно-мёрзлые породы (за часы и сутки),
- Сезонно-мёрзлые породы (за месяцы),
- Многолетние мёрзлые породы (за годы)
К отдельной категории относятся промежуточные или переходящие формы мерзлых пород. Их называют перелетками. Примером может послужить случай, когда сезонно-мерзлая порода не успевает протаять за летний период и сохраняется в течение нескольких лет.
Большая доля современной вечной мерзлоты возникла в результате воздействий последнего ледникового периода. Объемы льда в промерзлых породах могут составлять до 90 процентов. В наши дни наблюдается процесс их медленного таяния.
Особенности мерзлых почв
Низкие температуры в условиях мерзлоты, носящей длительный сезонный или постоянный характер, естественно накладывают свой отпечаток на состояние местной почвы. В ней протекают своеобразные химико-биологические процессы. Один из примеров изображен на фото слева.
Над мёрзлым водоупорным слоем в процессе коагуляции (сгущения) органических веществ накапливается гумус. Причем его над-мерзлотная регенерация или так называемое над-мерзлотное оглеение сильно не зависят от милостей природы. Чтобы процесс пошел, достаточно небольшого количества годовых осадков.
Образуемые в земле шлиры (ледяные слои), разрывая водоносные капилляры, перекрывают доступ влаги из верхних над-мерзлотных горизонтов к нижней корнеобитаемой среде. Все явления, происходящие в почве в условиях вечной мерзлоты, особенно характерны для . В результате происходящих из-за наличия мерзлого слоя механических изменений в почве тундра приобрела свой особенный вид. Криогенные деформации в виде криотурбации (перемешивания под влиянием разницы температур почвенной массы) и солифлюкации (сползание почвенной массы, насыщенной водой, со склонов по мёрзлому слою) придали рельефу тундры волнообразные очертания, когда вспученные бугры чередуются с провалами термокарстовых западин. По той же причине образовались пятнистые тундры.
Минусовые температуры влияют и на оструктурирование почвы, вызывая ее криогенный характер. Они заставляют продукты почвообразования переходить в более конденсированные состояния, при этом резко замедляя их подвижность. В результате мерзлотной коагуляции коллоидов происходит ожелезнение почв. По мнению некоторых исследователей криогенные явления также обогащают кремнекислотой среднюю часть профиля подзолистых почв. Эти ученые считают белесую присыпку результатом мерзлотной дифференциации плазмы почвы.
Ареалы распространения
Вечная мерзлота имеет глобальные масштабы распространения. Она захватила не менее ¼ части суши земли, в том числе высокогорные районы Африки. Австралия является единственным материком, где это явление отсутствует вообще.
Обширные просторы России представляют собой средоточие вечной мерзлоты. Более половины территории самой большой страны мира приходится на криотозону. Наиболее широкое распространение она получила в Забайкалье и Восточной Сибири, где в верхней части реки Вилюй на глубине 1370 метров залегает нижайшая точка вечной мерзлоты. Рекорд зафиксирован в 1982 году.
Экономическое влияние
Учёт вечной мерзлоты важен для проведения строительства, геологоразведки и других хозяйственных работ в районах Севера. Она может, как создавать проблемы, так и приносить пользу. Способность служить естественным природным холодильником для хранения продуктов лежит на поверхности. Кроме этого, в условиях вечной мерзлоты вероятны образования залежей гидратов газов, используемых человеком, в частности метана.
Высокая прочность промёрзших пород сильно затрудняет добычу ископаемых. Но в то же время имеется другая, сильная, сторона: мерзлота цементирует породы, что позволяло в карьерах Якутии успешно проводить разработку кимберлитовых трубок, доводя стенки чаш до отвесного состояния. Ярким свидетельством последнего служит пример якутского карьера Трубка Удачная.
Игарский музей вечной мерзлоты – явление уникальное, и не только потому, что основные его экспозиционные залы находятся в толще вечно мёрзлого грунта, но и потому, что главный экспонат музея – сама вечная мерзлота.
С первых лет строительства города ученые вели её исследования, мерзлотная станция была открыта в 1931 году. Попутно же вынашивалась идея демонстрации населению результатов бережного отношения к природе. Эта идея принадлежала посетившему научную станцию в 1938 году учёному-мерзлотоведу Михаилу Ивановичу Сумгину. К тому времени были вырыты шахтные колодцы и встречные штреки к ним. За год до начала Великой Отечественной войны путём выемки грунта было оборудовано пять камер, отделённых от коридора перегородками и дверьми. Их стены, как и коридор, были облицованы тонким слоем льда. Объём вынутого грунта составил 468 кубических метров.
Построенные помещения имели научно-исследовательское значение, но тем не менее, для желающих, в первую очередь школьников и гостей города, уже тогда проводились сотрудниками станции первые экскурсии. Так одна из камер по сути уже тогда начала использоваться как биомузей. Его экспонатами стали замороженные ящерицы, ерши, находящаяся в анабиозе бабочка бражник, насекомые: шмели, божья коровка и муха. Учёные пополняли биомузей по мере своих возможностей и принимали посетителей.
Как своеобразный научный эксперимент по исследованию возможности сохранения бумаги и в память о Великой Отечественной войне сотрудниками станции 6 апреля 1950 года была произведена закладку газет военного периода – «Правды», «Известий», «Труда» и «Красноярского рабочего» с завещанием вскрыть ящик с замурованными в нём газетами 9 мая 2045 года.
Датой официального открытия музея вечной мерзлоты в Игарке считается 19 марта 1965 года. Первыми экспонатами, кроме выше упомянутых, стали книги по мерзлотоведению и вмороженные в лёд растения. Природа как будто бы шла навстречу энтузиастам, открывая свои многовековые тайны. В одной из стен коридора при проходе обнажились стволы деревьев, их срезы, позволяющие судить о возрасте – более 50 тысяч лет.
И всё-таки это ещё был музей на общественных началах, остальные помещения использовались в качестве научных лабораторий. И учёные продолжали экспериментировать: так родилась пока не воплощённая идея строительства подземного катка, с возможностью его круглогодичного использования спортсменами и любителями.
С 25 октября 1996 года подземные лаборатории Научно-исследовательской мерзлотной станции были приняты в муниципальную собственность. Были проведены масштабные работы по капитальному ремонту подземной части, расширению и созданию новых экспозиционных залов. Безусловно, что основным в краеведческом комплексе «Музей вечной мерзлоты» считается подземная часть музея. Но также интересные экспонаты есть и в отделах природы, истории, 503-ьей стройки, выставочно-экспозиционном зале. В зале природы, к примеру, находящемся перед входом в подземелье, – найденные в окрестностях Игарки кости доисторических животных, в том числе зуб мамонта. А экскурсоводы, рассказывая об особенностях произрастания деревьев, демонстрируют ствол десятилетней ёлочки с горизонтально идущими корнями – так деревья ищут в оттаявшем слое почвы нужную им для роста влагу.
Огромную роль в развитии музея, его популяризации сыграли первый экскурсовод музея Павел Алексеевич Евдокимов, бывший директор музея Мария Вячеславовна Мишечкина и её ныне покойный супруг Александр Игоревич Тощев. К их заслугам принадлежит не только сохранение грунтов от выветривания от соприкосновения с людьми (а это тоже целый комплекс мероприятий), но и открытие и модернизация новых залов, внедрение музейных традиций, широкая издательская деятельность.
Многолетняя мерзлота распространена в районах, где средние годовые температуры отрицательные, а атмосферных осадков очень мало. В таких условиях почвы и горные породы верхних слоев земной коры практически постоянно находятся в мерзлом состоянии. Мерзлотой на суше занято более 21 млн км 2, или 14% площади. Наибольшие массивы многолетней мерзлоты находятся на территории России (они занимают около 11 млн км 2 - более половины территории страны), на Аляске и в Канаде. В Южном полушарии мерзлота занимает лишь 1 млн км 2. Есть основания считать, что под ледниковым куполом Антарктиды, как и Гренландии, сплошного мерзлотного слоя нет.
По происхождению многолетняя мерзлота является реликтом прошлых ледниковых эпох четвертичного времени. Потепление климата в послеледниковое время обусловило оттаивания мерзлых пород и постепенное сокращение ареалов их распространения. Доказательствами этого процесса является островной характер распространения многолетней мерзлоты, интенсивный процесс оттаивания, находки в толще мерзлых пород вымерших видов флоры и фауны (например, мамонтов).
Однако не все ученые согласны с этой точкой зрения. Некоторые исследователи считают, что многолетняя мерзлота является современным явлением. В подтверждение они приводят многочисленные наблюдения за возникновением мерзлоты на островах, которые недавно образовались в дельтах крупных сибирских рек. Основной причиной формирования мерзлоты являются низкие температуры во время длительной малоснежной зимы и кратковременного лета, когда лед не успевает растаять и накапливается в почве.
Лед не только цементирует частицы породы, но и, заполняя в них поры, расширяет их размеры вследствие увеличения объема воды при ее замерзании. Постепенно в мерзлом грунте образуются жили, клинья, массы льда неправильной формы и продолговатые линзовидные слои, которые могут достигать больших размеров. Особенно благоприятные условия для формирования крупных линз возникают на слабо дренированных землях, наполненные торфом или подстилаемые глинами.
В районах развития многолетней мерзлоты образуются специфические структуры почвы, в составе которых имеются торфяные и каменные круги, полигональные трещины, каменные гирлянды и полосы. Подобные структуры, которые образовались под воздействием криогенных процессов, можно наблюдать на многих вершинах гор, хотя сейчас мерзлоты там нет.
Кольцевые структуры могут образовываться в результате как замерзание воды, так и промерзания почвы. В первом случае формируются преимущественно торфяные круги, связанные с переменным замерзанием и оттаиванием воды, разрывом почвенного слоя и раздвижение его, а там, где произошло отделение, возникают морозобоины трещины. Другой характерный случай - образование каменных колец, связано с промерзанием земли и возникновением трещин просадки. Весенние талые воды стекают в эти трещины и выносят тонкозернистая материал, оставляя на поверхности грубый обломочный материал. Так возникает полигональная система трещин.
На склонах, где есть измельченные массы пород, вследствие постепенного движения нарушенных почв изометрические каменные круги вытягиваются в эллипсы или узлы. их называют гирляндами. Когда такие гирлянды попадают на более крутые склоны, они продолжают видовжуватися и таким образом приобретают вид каменных полос, параллельных каменных гребней, вытянутых на сотни метров.
К особенностям рельефа областей многолетней мерзлоты принадлежит распространения термокарстовых углублений, которые образуются в результате таяния слоев льда в почве. На территориях с мерзлых грунтов иногда встречаются гидро лакколиты - холмы с ядрами льда внутри. На холмистой земной поверхности достаточно распространенным является процесс солифлюкции - сползание мерзлых масс грунта по склонам.
Толщина многолетней мерзлоты в областях с очень холодным климатом колеблется от нуля вблизи озер и горячих источников до 300 м и более. Максимальная глубина постоянного промерзания пород превышает 600 м.
Многолетняя мерзлота создает особые условия для развития растительности, что сказывается на ее состоянии. Растения длительное время находятся в условиях физиологического покоя. Корни растений не может углубиться в почву через слой мерзлоты. Деревья с поверхностной корневой системой плохо держатся в земле, в результате чего в тайге часто встречаются участки буреломов.
Изучение особенностей различных компонентов природы в областях распространения многолетней мерзлоты имеет большое значение не только для освоения огромных природных ресурсов соответствующих регионов (лесов, гидроресурсов, различных видов полезных ископаемых и т.д.) 9 а и для предупреждения вредных последствий хозяйственной деятельности человека. Природно-территориальные комплексы в условиях длительного господства холода отличаются большой впечатлительностью. Нарушены ландшафты восстанавливаются очень медленно. Поэтому особую остроту приобретают вопросы, связанные с охраной природы в областях распространения многолетней мерзлоты.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие составляющие гидросферы?
2. В чем заключается единство гидросферы?
3. Какие основные свойства воды? Какие из них являются аномальными?
4. Какие основные факторы формируют океанические течения?
5. Какие типы океанических течений? Приведите несколько примеров каждого типа.
6. Как влияют океанические течения на распределение изотерм?
7. Какова средняя соленость вод Мирового океана?
8. Какие ионы определяют солевой состав воды? Или в он постоянным?
9. Как делятся реки по характеру питания и особенностями их водного режима?
10. На какие типы разделяют подземные воды?
11. Объясните, почему у экватора соленость вод океана ниже, чем у тропиков.
12. Какой процент воды гидросферы находится в Мировом океане?
13. Как распределяются океанические течения за температурой воды?
14. Какие основные формы рельефа образуют дно Мирового океана?
15. Что относится к вод суши?
16. Объясните происхождение озерных котловин. Приведите конкретные примеры.
17. Назовите самую длинную реку мира.
18. Как называют фонтанирующих горячие источники в районах вулканической деятельности?
19. Какая часть речной долины затапливается во время наводнения?
20. Какое значение для Украины имеет река Днепр?
21. Какое значение для Украины имеет Черное море?
22. Чем отличаются верховые болота от низменных? К какому типу относятся болота Полесья?
23. Какие эпохи оледенений выделяют в истории Земли?
24. Какая площадь современного оледенения?
25. Какую роль в формировании современного рельефа Украины сыграло четвертичное оледенение?
26. Объясните, почему в Крымских и Карпатских горах нет ледников. Были ли они здесь в прошлом?
27. Что такое криосферы?
28. Почему многолетняя мерзлота распространена почти исключительно в Северном полушарии? Какова ее максимальная толщина?
На значительной части суши - на 25% ее площади, там, где средние годовые температуры отрицательные, на некоторой глубине от поверхности породы многие годы имеют отрицательную температуру. Слои пород с отрицательной температурой называются многолетнемерзлыми слоями - многолетней («вечной») мерзлотой. Многолетняя мерзлота может быть сухой, не содержащей воды, но значительно чаще она содержит замерзшую воду, а иногда в ней присутствует и жидкая вода.
Граница многолетней мерзлоты на материке Евразии делит Кольский п-ов на северную (большую) и южную (меньшую) части и от горла Белого моря по полярному кругу идет к Уралу. На Уральских горах граница резко изгибается к югу, а затем выходит на Западно-Сибирскую равнину и пересекает ее от Оби (г. Тобольск) до Енисея (устье Подкаменной Тунгуски). По правому берегу Енисея граница спускается на юг, захватывает часть территории Монгольской Народной Республики, снова выходит на территорию России у г. Благовещенска и, делая небольшой изгиб к югу, поворачивает к Татарскому проливу. Граница многолетней мерзлоты проходит по Камчатке таким образом, что за ее пределами остается только полоса вдоль берега южной половины полуострова. В Северной Америке многолетняя мерзлота занимает бассейны Юкона, Макензи, Гудзонова залива и северную половину Лабрадора (рис. 86).
Многолетняя мерзлота отмечена на арктических и антарктических островах. Вопрос о наличии многолетней мерзлоты на суше, покрытой материковыми льдами (Гренландия, Антарктида), пока нельзя считать выясненным.
Граница многолетней мерзлоты подвижна. В настоящее время отмечается некоторое отступление ее к северу.
На территории, расположенной внутри границы распространения многолетней мерзлоты, выделяются области со сплошной мерзлотой, области с таликами и островная многолетняя мерзлота.
Температура многолетней мерзлоты на глубине 15-20 м изменяется в пределах от -0,1 до -1,2° в зависимости от комплекса условий (рельефа, растительности, высоты снежного покрова и др.). Под «полосами стока» (реки или грунтовые потоки) температура повышается и часто многолетней мерзлоты вообще нет или она залегает глубже, чем на соседних участках.
Мощность многолетней мерзлоты различна (от нескольких метров до 600-800 м). В общем мощность по направлению от средних, к высоким широтам увеличивается. Наибольшая мощность многолетней мерзлоты - 800 м - отмечена на побережье Хатангского залива. Нижняя граница многолетней мерзлоты зависит от прихода тепла из более глубоких земных слоев.
Выше многолетней мерзлоты, на поверхности, расположен слой сезонной мерзлоты, оттаивающий в теплое время года. Мощность этого слоя определяется климатическими условиями и достигает 5 м. При глубоком залегании многолетней мерзлоты от сезонной мерзлоты ее отделяет слой, вообще не замерзающий.
Подземные воды в условиях многолетней мерзлоты отличаются большим своеобразием. Образующийся при замерзании воды в порах породы лед цементирует породу, делая ее водонепроницаемой. Местами встречаются скопления подземного льда («каменный лед»): линзы, пласты, жилы, погребенные под слоем горной породы или вклинивающиеся в породу. В многолетней мерзлоте выделяют надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные подземные воды.
Надмерзлотные воды - воды слоя сезонной мерзлоты. Они питаются атмосферными осадками, водой тающих летом почвенных льдов и не обильны. Обычно эти воды слабоминерализованы, исключение представляют сильноминерализованные воды, скапливающиеся в бессточных котловинах. При понижении температуры ниже 0° надмерзлотные воды оказывают давление на еще не замерзшую воду, последняя скапливается в местах с наименьшим давлением и, замерзая, поднимает уже замерзшие верхние слои, образуя гидролакколиты и бугры (булгунняхи). Вода, прорвавшаяся на поверхность, превращается в ледяные бугры - наледи. Надмерзлотные воды в теплое время года выходят на поверхность многочисленными источниками.
Межмерзлотные воды находятся в самой толще мерзлоты и могут быть в незамерзшем состоянии только в том случае, если находятся в движении. Чаще их можно наблюдать на участках таликов. Межмерзлотные воды осуществляют связь вод надмерзлотных с подмерзлотными; при этом движение их может быть нисходящим и восходящим. В первом случае они питаются надмерзлотными водами и их качества (температура, соленость) обнаруживают зависимость от внешних условий; во втором - питаются подмерзлотными водами и имеют общие с ними свойства.
Подмерзлотные воды никогда не замерзают и часто имеют напор. Степень их минерализации различна, температура с глубиной повышается. От подземных вод областей, не имеющих многолетней мерзлоты, подмерзлотные воды отличаются условиями питания и разгрузки. Питаются эти воды через талики, а выходя на поверхность, образуют восходящие источники. Все три типа вод взаимодействуют под долинами крупных рек и в котловинах озер, т. е. там, где многолетняя мерзлота отсутствует.
Возникновение многолетней мерзлоты возможно в условиях низких температур при малой мощности снежного покрова, неспособного предохранить породы от промерзания. Такие условия существовали в ледниковую эпоху в областях, не покрытых льдом, и существуют в настоящее время там, где зима суровая и малоснежная, а лето такое короткое, что промерзший зимой слой не успевает оттаять (например, в Якутии). Многолетняя мерзлота могла сохраниться как реликт последней эпохи оледенения, но она может возникать и в современных условиях. Возникновение многолетней мерзлоты наблюдается на вновь образующихся островах в дельтах рек, впадающих в Северный Ледовитый океан.