Отчет по практике по геологии на тему Геологические процессы в районах развития многолетней мерзлоты

Солифлюкционные языки — вытянутые потоки грунта шириной 10–30 м и длиной до 100–200 м. Развиваются на более крутых склонах и часто перекрывают днища долин [15].
Процесс усиливается при нарушении растительного покрова (выпасе скота, строительстве, пожарах), так как снижается устойчивость грунтов. Солифлюкция широко распространена в тундре, горной тайге и на юге криолитозоны (Забайкалье, Южная Якутия).


2.5. Термокарст

Термокарст - просадка поверхности грунта вследствие вытаивания подземных льдов и уплотнения оттаявших отложений. Процесс активизируется при повышении температуры мерзлых толщ, изменении снегонакопления или техногенном нарушении ландшафта (см. рис.7).


Рисунок 7. Термокарст

При вытаивании льда образуются:
Котловины диаметром 10–50 м и глубиной 1–5 м. Часто заполняются водой, превращаясь в озера.
Термокарстовые озера — водоемы округлой формы, характерные для Центральной Якутии. Некоторые достигают площади в несколько квадратных километров (например, озера в бассейне Вилюя).
Воронки — глубокие провалы диаметром 5–20 м, образующиеся при быстром вытаивании мощных ледяных жил [12].
В Якутии термокарст особенно активен в районах распространения «ледового комплекса» — отложений с льдистостью до 80 %. При достижении водоемом критической глубины (3–4 м) процесс становится необратимым: мерзлые породы протаивают на всю мощность, формируя сквозные талики. Это угрожает дорогам, зданиям и трубопроводам.

2.6. Термоэрозия и термоабразия

Термоэрозия и термоабразия — процессы размыва и разрушения мерзлых грунтов под действием воды (см. рис.8).

Рисунок 8. Термоэрозия и термоабразия
Термоэрозия развивается при стекании талых или дождевых вод по склонам. Вода оттаивает и размывает мерзлый грунт, образуя:
Овраги глубиной 2–5 м и длиной до 1 км. Растут вверх по склону со скоростью 1–3 м/год.
Ложбины — неглубокие линейные понижения, часто служащие путями стока. Углубляются при каждом паводке [9].
Особенно активна термоэрозия на участках с нарушенным растительным покровом (дороги, вырубки, промплощадки), где сток концентрируется и усиливается.
Термоабразия — разрушение мерзлых берегов морей, озер и водохранилищ под действием волн и припая. Зимой лед примерзает к берегу, а весной волны отрывают мерзлые блоки. Процесс сопровождается:
- обрушением береговых уступов высотой 5–15 м;
- формированием термоабразионных обрывов с отступанием берега до 2–5 м/год (на побережье морей Лаптевых и Восточно‑Сибирского);
- накоплением обломков у подножия склонов.
Термоабразия ускоряется при повышении уровня моря и уменьшении ледовитости, что в условиях потепления климата создает риски для прибрежных поселений и инфраструктуры Арктики.











3. Влияние антропогенных факторов

Антропогенные факторы существенно влияют на криолитозону, нарушая ее естественный тепловой баланс и провоцируя деградацию многолетнемерзлых грунтов (ММП). Это приводит к деформациям инфраструктуры, активизации криогенных процессов и экологическим рискам. Рассмотрим ключевые аспекты проблемы.

3.1. Нарушение теплового баланса при строительстве

Строительство в криолитозоне нарушает естественный теплообмен между грунтами и атмосферой, что вызывает деградацию мерзлоты. Основные причины:
Тепловое воздействие сооружений. Отапливаемые здания, трубопроводы с теплой жидкостью или технологические процессы выделяют тепло, которое проникает в грунты, вызывая их оттаивание. Например, при добыче газа с положительной температурой формируются приустьевые воронки и ореолы оттаивания вокруг стволов скважин, что сопровождается обвалами грунта и деформациями конструкций [14].
Механические нарушения. Снятие растительного покрова, рытье котлованов и насыпи нарушают естественную изоляцию грунтов. Растительность и мохово-торфяной слой выполняют роль природного теплоизолятора: их уничтожение повышает альбедо поверхности и усиливает прогрев грунта.
Инфильтрация воды. Атмосферные осадки, проникающие в земляное полотно (например, в насыпи железных дорог), усиливают отепляющий эффект. Это приводит к формированию «чаш протаивания» — зон оттаявших грунтов под насыпями.
Примеры на БАМе и в нефтегазовых регионах:
На Байкало-Амурской магистрали (БАМ) в районах высокотемпературных мерзлых грунтов образовались чаши протаивания под железнодорожными насыпями.
В нефтегазовых регионах (например, на Бованенковском месторождении) добыча и транспортировка углеводородов приводят к формированию техногенных таликов (областей талых грунтов) вокруг скважин и трубопроводов. Это провоцирует локальный термокарст, термоэрозию и всплытие труб на поверхность. На месторождении Медвежье зафиксированы приустьевые воронки и каверны. В Ханты-Мансийском АО из-за деформаций грунта и таяния мерзлоты происходит в среднем 1900 аварий в год.


3.2. Техногенные изменения мерзлоты

К техногенным изменениям мерзлоты приводят:
Вырубка лесов. Уничтожение растительности снижает альбедо поверхности, усиливает прогрев грунта и уменьшает его естественную изоляцию. Это ускоряет деградацию мерзлоты и активирует криогенные процессы, такие как термокарст и солифлюкция.
Прокладка трубопроводов. Подземная прокладка может привести к образованию техногенных таликов и локальному термокарсту. Надземная прокладка также небезопасна: например, на Транс-Аляскинском нефтепроводе, несмотря на использование термостабилизирующих опор, трубопровод часто оказывался в аварийном состоянии [13].
Другие виды деятельности. Строительство кустовых площадок, бурение скважин, разработка карьеров, эксплуатация хвостохранилищ — все эти процессы нарушают криогенный режим.
Активизация термокарста и оползней:
Термокарст - процесс просадки грунта при вытаивании льда — усиливается из-за оттаивания мерзлоты под воздействием тепла от сооружений или из-за нарушения растительного покрова.
Оползни и склоновые процессы активизируются при повышении влажности грунтов, например, из-за нарушения дренажа или скопления воды в пониженных местах рельефа.