Багаторічна мерзлота

Багаторі́чна мерзлота́ або ві́чна мерзлота — частина кріолітозони, де породи мають температуру, нижчу за 0 °C і містять підземний лід. Час існування — від декількох років до сотень тисяч років. Поширення — від острівного до суцільного. Потужність від декількох метрів до 1500 м і більше (в горах). Явище багаторічної мерзлоти змінюється разом зі зміною фізико-географічного середовища. Інша назва — вічна мерзлота.

Багаторічна мерзлота на узбережжі Аляски

Загальний описРедагувати

 
Поширення багаторічної мерзлоти у Північній півкулі
 
Райони багаторічної мерзлоти в північній півкулі

Багаторічна мерзлота — це підземна зона поблизу земної поверхні з довгостроково-збереженими (століття або навіть тисячоліття) негативними температурами, а також саме це природне явище. Необхідною умовою для формування вічної мерзлоти є тривала середньорічна негативна температура в районах її поширення, при якій потужність мерзлих порід може досягати багатьох сотень метрів; останні мають суцільне або переривчасте поширення і залягають зазвичай під шаром проталих порід. Підземні води в зоні вічної мерзлоти знаходяться в стані льоду; інженерно-геологічні властивості таких ґрунтів різко відрізняються від звичайних. Вивчення вічної мерзлоти оформилося в самостійну науку — мерзлотознавство або геокріологію. Мерзлота може приносити й користь. Наприклад, її використовують під час спорудження підземних складів-холодильників.

Підземні води зон багаторічної мерзлоти знаходяться в стані льоду, тому інженерно-геологічні властивості таких ґрунтів різко відрізняються від звичайних.

Багаторічна мерзлота — наявна у поверхневому шарі земної кори вона може тривати від кількох років до тисячоліть при температурі, нижчій від 0°, що призводить до замерзання води в ґрунті і нижчих верствах на глибини до 400 м.

Багаторічна мерзлота охоплює близько 25 % площі суші — всю Антарктиду і полярну область Північної півкулі та райони на південь від Полярного кола — на сході азійської частини Російської Федерації до 50° пн. ш., в Канаді — до 48° пн. ш. Поверхневий шар багаторічної мерзлоти на значній площі влітку відтає, що зумовлює існування рослинності, зокрема лісів і культурних рослин, у певних частинах зони багаторічної мерзлоти (наприклад, у Якутії). Цей шар зветься діяльним шаром багаторічної мерзлоти. Мерзлота, яка розташована поза межами зони багаторічної мерзлоти і щоліта зникає, називається сезонною мерзлотою.

В шарі багаторічної мерзлоти добре зберігаються рештки рослин і тварин. У мерзлих ґрунтах Сибіру неодноразово знаходили цілі трупи мамутів, носорогів, зубрів, північних оленів, коней, ховрахів, і це довгий час викликало думку про те, багаторічна мерзлота є наслідком особливої холодної епохи минулого. Археологічними розкопками на Алтаї встановлено, що близько 2400 років тому багаторічна мерзлота утворилась у скіфських курганах вже після поховання в них людей і коней, що добре збереглися у вигляді замерзлих трупів.

Явище недавнього утворення і зникнення багаторічної мерзлоти (наприклад, у районі Мезені) багато разів констатоване за останнє століття. Це дозволило дійти висновку, що збереження давньої і утворення недавньої багаторічної мерзлоти залежать від особливостей сучасного клімату. Там, де протягом літа утворений взимку лід у ґрунті і в водних басейнах не встигає розтанути, утворювалася і утворюється багаторічна мерзлота. Термічний режим ґрунту в зоні багаторічної мерзлоти залежить не тільки від промерзання. Різні джерела тепла, що є в земній корі, зумовлюють в окремих місцях зони багаторічної мерзлоти наявність плинної води в ґрунті, теплих джерел і явищ так званого термокарсту. В процесі танення утворюються надмерзлотні води і талики — ділянки ґрунту чи гірської породи, що відтали в області багаторічної мерзлоти.

На режим ґрунтів, охоплених багаторічною мерзлотою, великий вплив має діяльність людини. Там, де зникає ліс внаслідок вирубування або випалів, посилюються явища соліфлюкції, а місцями багаторічна мерзлота зовсім зникає. Забудова площ багаторічної мерзлоти, зміна режиму снігового укриття та інші фактори дуже впливають на стан багаторічної мерзлоти. Це ускладнює будівництво житлових будинків, промислових споруд, залізничних шляхів і т. ін. в зоні багаторічної мерзлоти.

Науковці та інженери працюють над розробкою заходів, спрямованих на збереження або усунення багаторічної мерзлоти в ґрунті, для захисту від руйнування і деформації житлових і промислових споруд тощо.

Вивченню багаторічної мерзлоти присвячена спеціальна галузь геології — мерзлотознавство .

Природно, що багаторічна мерзлота вносить великі складності в проживання і діяльність людини в таких регіонах, тим більше що саме в таких умовах добувають нафту і газ в Західному Сибіру. Корисно нагадати, що майже 50 % площі Росії зайняті багаторічномерзлими породами. І саме в цих регіонах проводиться і планується подальше освоєння нафтогазових скупчень. Це положення відноситься і до площ Канади, островів Північного Льодовитого океану.

Небезпека вічної мерзлотиРедагувати

Виявлено, що в процесі танення вічної мерзлоти в атмосферу викидається велика кількість вуглецю. Це може негативно вплинути на зміну клімату на планеті.[1]

Вивчення вічної мерзлотиРедагувати

Вивчають вічну мерзлотугеологічними і геотермічними методами, що дозволяють вирішити дві групи задач:

1) загальні – для будь-яких районів проведення пошуків, незалежно від їх температурного режиму;

2) конкретні – пов’язані безпосередньо з вивченням багаторічної мерзлоти як фізико-геологічного та інженерно-геологічного явища.

У задачах першої групи необхідно виділити визначення товщини і складу четвертинних відкладів, що під час проведення інженерно-геологічних та гідрогеологічних вишукувань в умовах як талих, так і мерзлих порід має вирішальне значення.

Для визначення нижньої і верхньої границь розповсюдження мерзлоти використовують метод електричного зондування. Верхню поверхню мерзлоти фіксують за крутим підйомом кривих зондування, а нижню – простежують за правою круто падаючою гілкою кривої. У свердловинах ці границі визначаються методами електричного та термічного каротажу. У сталих термічних умовах вони відповідають переходу термограм через лінію нуля, змінам їх нахилу, різкому стрибку опорів та аномаліям у природному електричному полі.

У гірських районах інженерно-геологічні дослідження тісно пов’язані з вирішенням питань гляціології. Серед геофізичних методів під час вивчення гірських льодовиків невеликої потужності найчастіше використовують електророзвідку на постійному струмі. Породи, що складають ложе льодовика, відбиваються на кривих електричних зондувань зниженими електричними опорами, незалежно від їх літологічного складу. Досвід канадських геофізиків вказує, що для визначення потужностей льодовиків досить перспективним є застосування частотних електромагнітних зондувань, а також радіохвильових методів. Під час вивчення льодовиків з успіхом застосовується також сейсморозвідка.

Див. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

ЛітератураРедагувати

ПосиланняРедагувати