Многолетняя мерзлота, границы ее распространения

Введение
Актуальность темы. Слой, который никогда не оттаивает, называют многолетней мерзлотой. Его мощность колеблется от 1000 м на севере до 30 см на юге. Лёд и многолетнемерзлый слой покрывают всю Антарктиду, четыре пятых Гренландии и северные регионы Сибири, Аляски и Канады.
Современное соотношение деятельного слоя многолетней мерзлоты различно. В северных районах наблюдаются сливающиеся мерзлые толщи, в более южных районах - несливающиеся. Зону распространения многолетней мерзлоты называют криолитозоной (греч. «криос» - холод). Соответственно и наука, изучающая криолитозону и процессы, связанные с ней, называется геокриологией или мерзлотоведением. Основы этой науки были заложены М. И. Сумгиным, но особенно широкое развитие она получила в последние три десятилетия, и на ее основе решались и решаются важнейшие народнохозяйственные задачи: развитие горнодобывающей промышленности; строительство железных и шоссейных дорог, промышленных и жилых сооружений. Все это поставило перед наукой задачу всестороннего изучения многолетней мерзлоты, геологических процессов, связанных с ней, и оценку влияния на различные возводимые сооружения, объекты эксплуатации полезных ископаемых.



Глава 1. Многолетняя мерзлота
1.1 Терминология и границы понятия
Многолетней мерзлотой называется промёрзший тысячелетия назад грунт, который никогда полностью не оттаивает по причине постоянно низких температур в регионах его местонахождения. Сформировалась она в ледниковый период на территориях с сухим и холодным климатом. Всего она занимает около четверти суши Земли.
Более 25% поверхности суши земного шара занимает многолетняя или вечная мерзлота. Она представляет собой промерзший грунт, который никогда полностью не оттаивает. Многолетняя мерзлота была сформирована в ледниковый период развития планеты, в районах с сухим и морозным климатом. Вечная мерзлота — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25 % площади всей суши земного шара. Материк, где вечная мерзлота отсутствует полностью, — это Австралия, в Африке возможно её наличие только в высокогорных районах. Значительная часть современной вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности — гидрата метана .
От 60 % до 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.
Термин «многолетняя мерзлота» используется преимущественно петербургской географической научной школой, в общепринятом понимании она называется вечной.
Также можно встретить такие обозначения явления: многолетняя криолитозона; вечная криолитозона; многолетние мерзлые породы.
1.2 Особенности явления и его причины
Причиной образования вечной криолитозоны является то, что в некоторых регионах слишком холодно даже летом, и температура верхнего слоя земной коры никогда не поднимается выше нуля. Это приводит к тому, что грунт промерзает зимой, но и летом не может оттаивать: для этого слишком холодно. Так как такие климатические условия сохраняются на протяжении тысячелетий, есть смысл называть такое явление вечным .
Мерзлота представлена двумя формами:
1. Сплошная вечная мерзлота расположена на территории Сибири, Новой Земли, на арктических островах. В течение многих лет она никогда не таяла, и образовала внушительные массивы промерзшей суши.
2. Частичная мерзлота расположена несколько южнее. Она характеризуется небольшим промерзшим слоем и залеганием в виде отдельных областей.
Типы многолетней мерзлоты. Сплош¬ная мерз¬ло¬та рас¬про¬стра¬не¬на в сев. час¬ти Боль¬ше¬зе¬мель¬ской тун¬д¬ры, на По¬ляр¬ном Ура¬ле, в тун¬д¬ре За¬пад-ной Си¬би¬ри, в сев. час¬ти Сред¬не¬си¬бир¬ско¬го плос¬ко¬го¬рья, на Тай¬мыр¬ском п-ове, ар¬хи¬пе¬ла¬ге Се¬вер¬ная Зем¬ля, на Но¬во¬си¬бир¬ских о-вах, Яно-Ин¬ди¬гир-ской и Ко¬лым¬ской низ¬мен¬но¬стях, в дель¬те р. Ле¬на, на Цен¬траль¬но я¬кут¬ской рав¬ни¬не, При¬лен¬ском пла¬то и в об¬лас¬тях Вер¬хо¬ян¬ско¬го, Чер¬ско¬го, Ко¬лым-ско¬го и Ана¬дыр¬ско¬го хреб¬тов, а так¬же на Юка¬гир¬ском плос¬ко¬го¬рье и Ана-дыр¬ской рав¬ни¬не. Мощ¬но¬сти толщ мно¬го¬лет¬не¬ мёрз¬лых по¬род из¬ме¬ня¬ют¬ся от 300 до 500 м и более¬, в го¬рах – до 1500 м; температуры – от –2 до –10 °C и ни¬же.
Мерз¬ло¬та с ост¬ро¬ва¬ми та¬лых грун¬тов (пре¬ры¬ви¬стая, спо¬ра¬ди¬че¬ская) пре¬об¬лада¬ет в Боль¬ше¬зе¬мель¬ской и Ма¬ло¬земель¬ской тун¬д¬рах, на Сред¬не-си¬бир¬ском плос¬ко¬го¬рье ме¬ж¬ду ре¬ка¬ми Ниж¬няя и Под¬ка¬мен¬ная Тун¬гу¬ска, в южной час¬ти При¬лен¬ско¬го пла¬то, в За¬бай¬ка¬лье. Мощ¬но¬сти мёрз¬лых толщ ино¬гда дос¬ти¬га¬ют 250–300 м, но ча¬ще ко¬леб¬лют¬ся от 10–20 до 100–150 м, температуры – от 0 до –2 °C.
Глава 2. Геологические процессы районов многолетней мерзлоты
2.1 Почвы районов многолетней мерзлоты
В почвах, расположенных в зоне многолетней сезонной или постоянной вечной мерзлоты, протекает комплекс своеобразных процессов, связанных с влиянием низких температур. Над мерзлым слоем, представляющим собой водоупор, за счет коагуляции органических веществ может накапливаться гумус, так называемая надмерзлотная регенерация гумуса, надмерзлотное оглеение даже при небольшом годовом количестве осадков. Образование слоев льда (шлирена) в почве приводит к разрыву капилляров, в результате чего прекращается приток влаги из надмерзлотных горизонтов в корневой слой. Наличие мерзлого слоя вызывало ряд механических изменений профиля почвы: криотурбация - перемешивание почвенной массы под влиянием перепадов температур, солифлюкция - скольжение насыщенного водой грунта со склонов по мерзлому слою. Эти явления особенно распространены в тундровой зоне. Криогенные деформации связаны с характерным для тундры неравномерным рельефом понижения (чередование тяжелых холмов и термокарстовых впадин), а также с образованием пятнистых тундр .
Под воздействием мороза происходит криогенное структурирование почвы. Минусовые температуры способствуют переходу почвообразующих продуктов в более конденсированные формы, что резко снижает их подвижность. Коагуляция коллоидной мерзлоты вызвана озеленением почв тайги. Некоторые исследователи связывают обогащение кремниевой кислотой средней части профиля подзолистых почв с влиянием криогенных явлений, считая белесое пыление, возникающее в результате дифференциации вечной мерзлоты почвенной плазмы.
2.2 Оттаивание многолетней мерзлоты
В разных частях России многолетнемерзлые грунты не однородны, да это и понятно, ведь климат хоть и незначительно, но различается. Так, например, единый замороженный монолит можно увидеть на Севере Сибири, а в районе Кольского полуострова он достигает нескольких десятков метров.
Как уже упоминалось ранее, вечная мерзлота распространена зонами. Зона сплошного распространения самая обширная. Начинается она на островах Северного Ледовитого океана в европейской части, затем спускается к югу и к востоку азиатской части России. Это самая северная часть страны, в частности это северо-восточная часть западносибирской равнины, большая часть среднесибирского плоскогорья и северо-восточная Сибирь. Вечная мерзлота накладывает отпечаток на ландшафт, лед значительно деформирует поверхность, создавая особые микрорельефы. При очень сильных морозах грунт покрывается трещинами, в которые попадает вода. Вода замерзает, образуя своеобразные решетчатые полигоны .
Еще одно интересное явление – это гидролокколиты, или бугры вспучивания. Образуют их линзы льда, залегающие на глубине и приподнимающие грунт, находящийся над ними. Гидролокколиты могут достигать сорока метров, такие бугры вспучивания распространены в центральной Якутии.
На склонах Буранга и плато Плуторана распространены каменные осыпи. Из-за чередования промерзания и оттаивания, они начинают перемещаться вниз по склону гор. Такое явление называют солифлюкацией.
Зона прерывистого распространения многолетней мерзлоты расположена южнее предыдущей зоны. Очевидно, что лед в этой местности не залегает сплошным пластом, а располагается участками. Оттаявший грунт образует воронку, которую называют термокарстовой. Часто в таких воронках образуются озера, но вода из них может уйти в ближайшую реку, а водоем превращается в болото.
На территории Прибайкалья и юге Забайкалья преобладает зона островной многолетней мерзлоты. Для этой зоны характерны те же самые особенности микрорельефа, но встречаются они значительно реже.
Оттаивание многолетней мерзлоты не сулит человечеству ничего хорошего. Это и глобальное потепление, и огромные воронки в земной коре, образующиеся в следствие просадки грунта и формировании подземных полостей. Дело в том, что земная поверхность проседает от того, что мерзлый грунт начинает протаивать, появляются провалы, которые постепенно заполняются водой .

Заключение
В результате проведенного исследования, на основе сформулированных цели и задач, получены следующие основные выводы.
Многолетняя мерзлота – уникальное явление на земле, хотя она так же естественна как пустыни, джунгли или степи, только менее изучена. Исследования в области мерзлотоведения очень необходимы, и они ведутся по сей день. Новые технологии позволяют более детально изучать мерзлый грунт, открывая его новые особенности. И если в начале двадцатого столетия основной целью изучения было эффективное освоения, то сейчас одно из направлений изучения – это предотвращение деградации многолетней мерзлоты. Десятилетия используя природу исключительно для своего обогащения, человечество, наконец-то, пришло к выводу, что сохранение природы гораздо более выгодно и безопасно.
Многолетняя мерзлота — часть криолитозоны, где отсутствует периодическое протаивание. Эта зона занимает площадь тридцать пять миллионов квадратных километров. Вечная мерзлота распространена на север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана.