Исследования вечной мерзлоты

Вечная мерзлота — явление глобального масштаба, она занимает не менее 25 % площади всей суши земного шара. Единственный материк, где вечная мерзлота отсутствует, — это Австралия. Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает.

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.

Шестьдесят пять процентов территории России — районы вечной мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири и Забайкалье.

Тема «Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия)» меня заинтересовала тем, что многолетняя мерзлота является одной из особенностей природы северных стран. Выдающейся особенностью рельефа Якутии является классическое распространение мерзлотных (криогенных) форм рельефа. В формировании поверхности земли большое значение имеет подземный лед. Вечная мерзлота очень коварна. У нее весьма широкая амплитуда поведения — начиная с участков с устойчивой низкотемпературной мерзлотой до самой «вялой», где температура близка к нулю градусов. Стоит лишь немного изменить ее тепловое состояние, снять хотя бы тонкий слой торфа, как тут же начинаются термокарстовые образования, появляются овраги. И процесс этот уже, к сожалению, необратим.

Основной способ строительства практически на всей территории области вечной мерзлоты - это свайные фундаменты. При строительстве на мёрзлых грунтах самым опасным процессом для сооружений является оттаивание вечномёрзлых грунтов в основании, что приводит к их деформации.

Целью моей работы является изучение вечной мерзлоты на территории Республики Саха (Якутия).

Передо мной поставлены следующие задачи:

1. Изучить научную литературу о сущности многолетней мерзлоты.

2. Ознакомиться с работой подземной лаборатории Института мерзлотоведения

3. Исследовать положительные и отрицательные стороны характеристики вечной мерзлоты.

4. Выявить причины оттаивания вечной мерзлоты и возможные последствия.

Объектом исследования является территория Республики Саха (Якутия) которая находится в зоне вечной мерзлоты.

Предметом исследования является вечная мерзлота.

Практическая значимость заключается в обобщении сведений о вечной мерзлоте.

Новизна работы заключается в разработке следующих рекомендаций: увеличение финансирования на исследования вечной мерзлоты и строительство зданий и сооружений с учётом сезонноталого слоя, протаивания и выпучивания в условиях многолетней мерзлоты.

1. Климат Якутии

Территория Якутии расположена в трёх климатических поясах. Климат Якутии резко континентальный, что проявляется в больших годовых колебаниях температуры и малом количестве выпадающих осадков. Отличительной чертой является преобладание антициклонального режима погоды зимой. Зима продолжительная (6 месяцев), малоснежная и очень холодная. Самая низкая температура была зафиксирована в поселке Оймякон близ города Верхоянска (Якутия). Рекорд температур там составил —71°С.

Большое количество влаги, поступающее в атмосферу в результате хозяйственной деятельности человека, способствует образованию туманов (из 60 дней с туманом за год 54 приходится на период с ноября по март).

Лето сравнительно жаркое и засушливое. Со стороны Северного Ледовитого океана наблюдаются частые вторжения холодных арктических масс воздуха, при которых возможны заморозки. При большой продолжительности дня, малой облачности и повышенной прозрачности атмосферы тепло летом поступает столько же, сколько в более южных широтах, что приводит к интенсивному прогреву земной поверхности и воздуха. Максимальные температуры колеблются в пределах 30-33 градуса тепла; самая высокая температура зарегистрирована 15 июля 1942 г. - плюс 38,3 градуса.

В таблице 1 показаны биологические значимые температуры по шкале Угарова.

Таблица 1 - Биологические значимые температуры по шкале Угарова

Шкала по Угарову Шкала по Цельсию Краткая характеристика

0 U (+4 С) граница между теплом и холодом.

-4 U (0 С) граница между холодом и морозом.

-30 U (-26 С) мороз, надо одеваться по–северному.

- 45 U (-41 С) образования арктического смога. Вредные вещества на кристалликах льда попадают в дыхательные пути.

Детей младше школьного возраста нельзя пускать в школу.

-60 U (-56 С) углекислота в воздухе вмораживается. Дышать опасно.

+12 U (+16 С) прохлада, пора включать отопление.

+19 U (+23 С) оптимальная комнатная температура.

+25 U (+29 С) жара, инактивация пыльцы, угнетение роста растений. Пора открывать теплицы

+33 U (+37 С) граница между болезненным и здоровым телом человека.

+37 U (+41 С) опасная для жизни температура тела человека.

В таблице 2 показаны климатические пояса и характеристика климата Якутии .

Таблица 2 - Климатические пояса и характеристика климата Якутии

Климатические пояса Характеристика климата

Режим увлажнения лето зима

Арктический Избыточно Очень холодное Умеренно-суровая малоснежная влажный

Избыточно Очень холодное Суровая малоснежная влажный

Субтропический Избыточно Холодное Суровая малоснежная влажный

Избыточно Холодное Суровая снежная влажный

Избыточно Умеренно Суровая малоснежная влажный тёплое

Влажный Холодное Суровая снежная

Умеренный Влажный Умеренно тёплое Суровая снежная

Влажный Умеренно тёплое Умеренно – суровая снежная

Недостаточно Умеренно тёплое Суровая малоснежная влажный

2 Криогенные (мерзлотные) формы рельефа Якутии

Территория Якутии расположена в самой массивной части Евразийского континента. Территория имеет общий уклон с юга на север и все хребты вытянуты в этом же направлении.

В наших горах неоднократно отмечались 8-балльные землетрясения, относящиеся к разрушительным. К счастью, центры землетрясений каждый раз приходились на необжитые места и обходилось без жертв и разрушений .

К таким все еще активным горам относятся Верхоянский хребет , горная страна Черского.

На рисунке 3 показано образование рельефа.

Выдающейся особенностью рельефа Якутии является классическое распространение мерзлотных (криогенных) форм рельефа.

В процессе формирования поверхности земли большое значение имеет подземный лед. Так, от замерзания проникающей из сезонноталого слоя воды происходит поднятие верхнего слоя грунтов — выпучивание. Такое выпучивание образует булгунняхи . Вследствие же изменения температуры поверхности грунтов в сторону потепления происходит таяние подземных льдов.

При наличии на местности большого количества жильных льдов (клиньев льда, образовавшихся от проникновения воды в морозобойные трещины), образующих единую сеть, протаивание их приводит к появлению формы рельефа, называемой былларом .

После вытаивания льда грунтовые перемычки между жилами остаются в виде маленьких холмиков. Такие холмики называются байджерахами (это явление больше распространено на севере). После вытаивания подземных льдов, вследствие выравнивания поверхности водой, образуются большие котловины с ровным дном, которые называются аласами .

Исследователи многолетней мерзлоты в Якутии выделяют несколько этапов формирования аласов: быллар, дюеде, тыымпы . Имеют место такие формы, как колодцы, воронки, промоины и др.

3 Ледники и наледи Якутии

Удивительным природным феноменом являются многочисленные ледники, представляющиеся собой движущиеся массы льда атмосферного происхождения. Располагаются они в основном в наиболее высокогорных северо-восточных районах Якутии. Всего на территории Якутии насчитывается 677 ледников общей площадью чуть более 450км2.

Выделяют два типа оледенения – горное и покровное. Ледники горного типа располагаются в наиболее возвышенных местах хребтов Черского и Верхоянского. В таблице 3 расписаны современные ледники Якутии.

Таблица 3 - Современные ледники Якутии

Горная система Количество ледников Площадь, кв2

Хр. Орулган 82 18,86

Хр. Сунтар-Хаята 208 201,60

Хр. Черского 276 118,70

Хр. Чибагалахский 96 36,60

О-ва Де-Лонга 15 74,27

Итого 677 450,03

Самым крупным ледником Якутии является единственный дендритовый ледник Цареградского длиной 8,9км и площадью 12км2.

Наблюдения показывают, что в настоящее время, в связи с потеплением климата, размеры современных ледников Якутии сокращаются.

Характерной чертой горных ландшафтов Якутии являются наледи, представляющие собой слоистые ледяные массивы на поверхности земли, льда или инженерных сооружений, образующиеся при замерзании периодически изливающихся природных или техногенных вод. Наледи широко распространены на земном шаре.

На северо-востоке Якутии, в долине р. Момы (приток р. Индигирки) находится крупнейшая в мире наледь Улахан – Тарын. При длине 40км, ширине до 3,5км и толщине льда от 3 до 8м её площадь в отдельные годы превышает 100км2.

В настоящее время в нашей республике известно более ста тарынов, самые крупные из них расположены в безлюдных местах по долине р. Момы и её левых притоков – Кыры, Кебюме и Кондора.

4 Исследования вечной мерзлоты

4. 1 Характеристика вечной мерзлоты

Основными характеристиками ММП, от которых зависит степень осложнения условий строительства, являются категория распространения (сплошное, прерывистое, островное), вид криогенной структуры (массивная, слоистая, сетчатая) и степень льдистости.

По вертикали многолетнемёрзлые породы (ММП) подразделяются на три слоя:

1. Слой сезонного оттаивания и промерзания мощностью до 5 метров. Температура слоя колеблется от плюсовой (среднелетней), до наиболее низкой минусовой (среднезимней). В результате сильных изменений (фазового состояния) этого слоя отмечаются сезонные пучения и осадки грунтов.

2. Слой годовых колебаний температур мощностью до 30 метров. Как правило, этому слою присуща наибольшая льдистость, постоянство отрицательных температур в нижней части слоя (до минус 4-5°С) и сезонные колебания отрицательных температур в основной части слоя от 0°С до минусовых температур, тяготеющих к среднезимним.

3. Многолетнемерзлая толща (вечная мерзлота). Характеризуется постоянством отрицательных температур, не зависящих от сезонных колебаний температур на дневной поверхности. Наиболее низкие температуры обычно характерны для верхней части толщи. По мощности эта толща составляет основную и наибольшую часть разреза многолетней мерзлоты. Мерзлые глины могут содержать незамерзшую воду даже при температуре минус -50°С.

Главной особенностью свойств многолетней мерзлоты является ее льдистость. Подземный лед имеет два вида. Первый вид залегает в грунтах в виде чистого льда в форме клиновидной жилы, прослоя или линзы и при замерзании внутри горных пород, увеличиваясь в объеме, разрывает их. Жильный лед сначала образуется от замерзания проникшей в трещину горной породы воды. Ежегодно в эту же трещину проникают новые порции воды, расширяя трещину и увеличивая толщину жилы. Второй вид подземного льда встречается в норах горных пород. Он образуется за счет замерзания пропитанной влагой породы. Такой вид льда, цементируя частицы горных пород, наоборот делает их прочными.

Сезонноталый слой (СТС) - это оттаивающая сверху летом и вновь промерзающая зимой часть мерзлых горных пород в области распространения вечной мерзлоты. СТС, являясь поверхностным слоем, наиболее подвержен внешним воздействиям, как естественным, так и связанным с человеческой деятельностью. Его затрагивают любые земляные работы. Полностью или частично СТС служит средой размещения или основанием для самых различных строительных объектов.

СТС одним из первых среди компонентов природной среды реагирует на изменения климата и локальных поверхностных условий - подтопление и осушение, пожары, сведение леса, нарушение почвенного слоя, давая иногда начало дремлющим до того нежелательным или даже разрушительным процессам: вытаиванию подземных льдов и оползням. На него же в первую очередь выпадают из атмосферы и разнообразные загрязняющие вещества.

На рисунке 9 показана глубина промерзания грунтов.

Рис. 9 Глубина промерзания грунтов

Одна из общих характеристик СТС - его мощность (толщина) или глубина сезонного протаивания. Мощность зависит от состава и строения, влажности, засоленности, растительного и надпочвенного покрова, положения участка в рельефе, снежного покрова, климатических особенностей. На участках Якутска и его окрестностей с засоленными почвами глубина сезонного протаивания больше. На рисунке 10 показано значение вечной мерзлоты в различных местах.

4. 2 Шахта Шергина

Шахта Шергина , находится во дворе деревянного здания бывшей школы на пересечении улицы Ярославского с улицей Кулаковского в центре столицы Якутии. Здесь впервые в мире была измерена отрицательная температура горных пород на многометровой глубине. Учитывая опыт исследований в этой шахте, английские и американские учёные начали измерения температур вечной мерзлоты в Канаде и Аляске.

Всё началось с колодца. Точнее, с идеи его вырыть, которая пришла в голову управляющему конторой Российско-Американской компании – Фёдору Шергину. Конечно, подобное начинание было неспроста.

Перед тем как приехать в Якутск, Шергин прожил несколько лет в селе Качуг, что находится в верховьях Лены. В качугской степи через буровую скважину получили воду из-под вечномерзлотной толщи с глубины 60 сажен, что составляет около 128—129 метров. Качугский опыт Шергин решил применить на практике во дворе своего дома, уже в Якутске. Но, достигнув глубины в 15 метров, ему пришлось отказаться от своей идеи. Всему причиной была мёрзлая земля. Шергин признал, что воду он не получит. Работы были полностью прекращены. Но по счастливому стечению обстоятельств в Якутск приехал Ф. Врангель – известный исследователь северных окраин Восточной Якутии и Чукотки. Он осмотрел шахту, а в дальнейшем обеспечил

Шергину связь с Академией наук в Санкт-Петербурге и сам стал переписываться с ним. Учёные убедили Ф. Шергина продолжить рытьё колодца в научных целях. Было интересно узнать, на какую глубину проморожены горные породы под Якутском. Также учёные посоветовали измерять температуру земли в шахте по мере её углубления. В 1837 году Шергин прекращает работы. За 10 лет упорного труда шахта достигла своей нынешней глубины – 116,5 метра .

На следующий год Фёдор Шергин опубликовал свои исследования в «Журнале Министерства народного хозяйства». Их результаты поразили учёных всего мира.

Конечно, было высказано множество

Сомнений по поводу достоверности наблюдений Шергина, но все они были развеяны после многочисленных проверок в последующие годы 19 и 20 веков.

С небольшими поправками, касающимися точности показателей термометра, был доказан факт, что температура в шахте соответствует температуре мёрзлых толщ. Имя Ф. Шергина было увековечено. По представлению Академии наук в 1837 году Министерством народного просвещения он был награждён золотой медалью и перстнем с бриллиантом за заслуги перед наукой.

Впервые в мире измерена температура мерзлотных пород и установлено, что её мощность превышает сто метров. Температурные измерения в шахте проводили: 1829г. А. Эрман, 1831г. М. Злобин ,1832г. Н. Щукин, Р. Крузе. , 1830–1837гг. Ф. Шергин, 1844–1846гг. А. Миддендорф, 1846–1849гг. Т. Бранд, Г. Шергин, Д. Давыдов. 1850г. К. Бэр

4. 3 Подземная лаборатория

Успешное завершение бурения первой скважины и испытания её открыли новую эпоху в изучении мерзлотно-гидрогеологических условий в республике и использовании подмерзлотных вод для целей водоснабжения.

В 1941 г. на базе экспедиции Института мерзлотоведения им. В. А. Обручева постановлением СНК СССР была организована в Якутске научно-исследовательская мерзлотная станция. Начальником ее назначили П. И. Мельникова. Благодаря его энергии, настойчивости и энтузиазму, ЯНИМС за короткий период стала одной из ведущих Научных организаций Якутска и республики.

В 1942 г. впервые в Якутии была сооружена подземная научная лаборатория для изучения и испытания мерзлых грунтов. В военные годы сотрудники станции проводили исследования по наиболее актуальным хозяйственным проблемам города и республики: разрабатывались и внедрялись в народное хозяйство рациональные и экономичные методы устойчивого строительства зданий, линейных сооружений, водопроводов и ледовых хранилищ в условиях вечной мерзлоты.

В 1943—1944 гг. ЯНИМС в содружестве с Якутской геолого-поисковой конторой было осуществлено бурение первой эксплуатационной скважины на подмерзлотные воды для водоснабжения Якутска. В 1948 г. П. И. Мельникову, А. И. Ефимову, Н. И. Тодстихину, В. М. Максимову Всесоюзный комитет по запасам присвоил право первооткрывателей Якутского артезианского бассейна. Якутск и его окрестности расположены в зоне многолетних мёрзлых грунтов. Толщина мерзлоты достигает 200-250 метров. Температура вечномерзлотных толщ составляет от -10 до -13 градусов. Все мёрзлые породы весьма плотные.

Сегодня специалисты Института мерзлотоведения демонстрируют состояние вечной мерзлоты в специальном тоннеле. Эта лаборатория была построена еще в середине 60-х годов XX века на глубине 12 метров. Тогда, говорят ученые, мерзлый грунт приходилось выдалбливать специальными устройствами. Сейчас стены и потолки в мерзлотном тоннеле стремительно разрушаются. Если 40 лет назад лаборатория была похожа на узкую нору шириной менее трех метров, то сегодня это уже довольно просторная галерея.

Два года назад ученым пришлось свернуть в подземелье все исследования, из-за таяния льда стенки тоннеля грозили вот-вот обрушиться. Лабораторию пришлось спешно укреплять. Марк Шац, ведущий специалист Института мерзлотоведения, объясняет процесс разрушения мерзлотных слоев тем, что лед из верхнего слоя мерзлоты испаряется и некогда прочный грунт становится рыхлым, как песок. Такой процесс сегодня наблюдается повсеместно на севере республики, начиная с глубин в три метра.

Грунты города и его окрестностей сильно засолены. А ведь подземная мерзлота очень коварна. У нее весьма широкая амплитуда поведения — начиная с участков с устойчивой низкотемпературной мерзлотой до самой «вялой», где температура близка к нулю градусов. Стоит лишь немного изменить ее тепловое состояние, скажем, снять хотя бы тонкий слой торфа, как тут же начинаются термокарстовые образования, появляются овраги. И процесс этот уже, к сожалению, необратим.

Ученые-мерзлотоведы считают, что в результате изменений температуры слой вечной мерзлоты начал интенсивно таять, но не сверху, а снизу. Сейчас, по подсчетам экспертов, в районе Якутска глубина слоя промерзшего грунта достигает 300 метров.

5 Строительство в условиях вечной мерзлоты на примере города Якутска

Город Якутск расположен в долине реки Лена, в пределах которой выделяются пойма и две надпойменные террасы. Пойменная терраса характеризуется плоским рельефом, изрезанным многочисленными протоками и старицами. Уклоны не превышают 0,5%.

Административная территория г. Якутска площадью 3,6 тыс. км2 чрезвычайно плотно заселена одной четвертой частью всего населения Республики Саха (Якутия).

Проблемы Якутска образовались и наслаивались с конца 60-х годов по мере интенсивного роста численности его жителей и повсеместного перехода на строительство каменных благоустроенных зданий. С 1935 г. в Якутске впервые стали возводить здания по методу сохранения мерзлых грунтов в их основании. Для этого под зданиями устраивались проветриваемые подполья. Фундаменты представляли собой отдельные железобетонные столбы, опирающиеся на плоские опоры и заложенные в многолетнемерзлых грунтах па глубину 4 - 5 м. Первым сооружением подобного рода была Якутская центральная электростанция.

Неполнота данных о свойствах грунтов, исследованных в процессе изысканий, а также отсутствие апробированных инженерных решений по регулированию и отводу поверхностных и надмерзлотных вод привели в настоящее время к возникновению ряда острейших проблем в обеспечении надежности функционирования отдельных элементов градосферы. К ним, прежде всего, относится изменение несущей способности грунтовых оснований и развивающиеся деформации значительной части зданий и сооружений.

Около 500 зданий и сооружений находятся в деформированном состоянии. В основном это: резкое изменение естественного режима вечномерзлых грунтов территории города, преждевременные потери прочности железобетонных фундаментных и несущих конструкций от тяжелых условий эксплуатации, ошибки в проектировании и строительстве, хаотические уплотняющиеся застройки территории города Якутска и его окрестности.

Основными причинами неудовлетворительного состояния объектов является нарушение правил эксплуатации, отсутствие вертикальной планировки поверхности грунта под зданиями и на прилегающей территории, неразвитая сеть ливневой канализации. Из-за плоскости рельефа территории города отвод ливневых вод выполняется только при помощи искусственных сооружений в виде железобетонных водопропускных лотков. Нарушение проточности городского канала, перегораживание естественных дренажных путей являются одним из основных причин заболачивания и обводнения территории города.

Для строительства важно знать параметры СТС не только к его началу, но и на проектный срок эксплуатации сооружаемых объектов.

Проблемы жилищно-коммунального хозяйства во многом связаны с климатическими изменениями, которые коснулись Якутии в последнее время. Потепление первым затронуло и самую холодную часть России. В Якутии, как отмечают ученые-климатологи, среднегодовая температура за последние пятнадцать лет поднялась на два градуса. Хотя в среднем на планете за тот же период климат стал теплее лишь на одну сотую градуса.

Сейчас, по подсчетам экспертов, в районе Якутска глубина слоя промерзшего грунта достигает 300 метров. Но он стремительно сокращается под влиянием глубинного земного тепла, которое поступает из недр планеты.

Довольно успешно зарекомендовала себя технология складчатых оснований зданий. Устойчивость строению придает чрезмерно широкое основание, которое располагается на поверхности и не зависит от температурных колебаний в толще северной земли.

6 Влияние вечной мерзлоты на жизнь человека и окружающую его среду

6. 1 Таяние вечной мерзлоты

Из-за продолжающегося потепления эффект «ухода Земли из под ног» может стать реальностью во многих районах распространения вечной мерзлоты. Это подтверждают многие факты, имевшие место в начале XXI века. Среди них необычные наводнения, в результате которых в мае 2001 года город Ленск был почти полностью уничтожен; частичное затопление летом 2002 года несколько крупных европейских городов; небывалые ранее как по величине, так и по продолжительности положительные аномалии температуры воздуха, зафиксированные летом 2003 года в Западной Европе. Современные изменения климата способствовали усилению многих природных опасностей, связанных с таянием льда.

В районах распространения вечной мерзлоты на территории РФ сосредоточено более 80% разведанных запасов нефти, около 70% - природного газа, огромные залежи каменного угля и торфа, создана разветвленная инфраструктура объектов Топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Для расположенных в этих районах сооружений (дорог, нефте- и газопроводов, резервуаров, площадок нефтегазопромысловых объектов, зданий и др. ) наибольшую опасность представляет таяние вечной мерзлоты. Многие из них построены на свайных фундаментах, используют многолетнемерзлый грунт в качестве оснований и рассчитаны на эксплуатацию в определенных температурных условиях. При оттаивании мерзлых грунтов изменяются их физико-механические свойства (объемный вес, влажность, пористость, адгезия к сваям-основаниям), что в конечном счете уменьшает несущую способность фундаментов, приводя к повреждению построенных на них сооружений.

Не менее серьезную угрозу представляет оттаивание льдонасыщенных грунтов и пластов погребенного льда, мощность которых может достигать нескольких метров Таяние содержащегося в грунте льда сопровождается просадками земной поверхности и развитием опасных мерзлотных процессов: термокарста, термоэрозии и др. В результате происходят значительные изменения рельефа, которые ухудшают состояние трубопроводов и других сооружений, расположенных в данной местности. В результате возможны массовые деформации зданий и сооружений, построенных без учета климатического потепления.

6. 2 Влияние вечной мерзлоты на жизнь человека и окружающую его среду

Для строительства дорог, зданий опасность представляют как протаивание, так и выпучивание грунтов. Одним из удивительных свойств сезоннопротаивающего слоя является выпирание из-под земли на поверхность больших предметов (оснований некогда вырубленных столбов, камней). Такие предметы проходят даже сквозь асфальт и бетон. Это явление связано с увеличением объема грунтов при замерзании и уменьшением объема при таянии. Этот процесс вреден и для дорог, и для строений. Поэтому сваи домов, мостов, заборов приходится забивать глубже мощности сезонноталого слоя.

Вечная мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, сильно мешает, так как промёрзшие породы обладают исключительной высокой вязкостью, и их сложно добывать. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось построить в Якутии уникальные карьеры с почти отвесными стенками . Борта этих карьеров держит лёд, а в тёплом климате они бы неизбежно поплыли.

Благодаря существованию многолетней мерзлоты, северные народы издревле не встречали проблем с хранением мяса, рыбы, масла и других не боящихся мороза продуктов. В летнее время сельские жители и сейчас хранят лед для питьевой воды в подвалах, а ледяная вода, как известно, самая чистая. В последнее время сельскохозяйственные и торговые предприятия стали строить подземные холодные склады, куда можно свободно заезжать на автомашинах. Подобные склады представляют собой длинные штольни, пройденные горизонтально в склоны и имеющие несколько боковых ответвлений. Они имеют несколько дверей, которые в зимнее время открываются и, накапливая холод, хорошо сохраняют низкую температуру.

Шахты обычно укрепляются многочисленными опорами. В условиях многолетней мерзлоты число крепей заметно сокращается, что, убыстряя крепежные работы, удешевляет труд.

Таким образом, многолетняя мерзлота оказывает многообразное - и полезное, и вредное — влияние на труд жизнь человека.

Грунты со льдами в порах горных пород не пропускают вниз воды сезонно-талого слоя, поэтому воде приходится находиться в пределах талого слоя. Многолетняя мерзлота превращается в водоупорный слой. Это оказывает на природу двоякое воздействие. Во-первых, ранней весной талые воды очень быстро стекают по мерзлой земле и разрушают поверхность.

Во-вторых, от накопившегося в грунтах льда увеличивается влага талого слоя. Это весьма полезно для растительности нашего засушливого края.

Наряду с этим близко залегающая вечная мерзлота мешает глубокому проникновению корней растений. Даже корни больших лиственниц проникают на глубину всего 60 - 70 см. Поэтому в летнее время даже при ветрах незначительной силы деревья падают. Несомненно, также влияние мерзлоты на водность рек и озер, на жизненные условия животных и птиц, например, на условия гнездования, устройства нор.

Таким образом, многолетняя мерзлота оказывает разностороннее воздействие на природу.

Заключение

С суровым климатом Якутии связано развитие вечной мерзлоты. Её мощность по территории Якутии измеряется в широких пределах. На надпойменных участках её мощность может достигать 300-400м. Наибольшая мощность толщи вечной мерзлоты (1500м), зафиксирована в верховьях реки Мархи (южнее полярного круга). Это максимальное промерзание горных пород на земном шаре.

Средняя годовая температура вечной мерзлоты на глубине 15-20м колеблется от -10, -20 (на юго-западе республике) до -100, -120 (на высоких водоразделах в горах).

Летом верхний слой мерзлоты оттаивает и формируется слой сезонного оттаивания. Толщина этого слоя колеблется от нескольких десятков сантиметров в тундре и заболоченных местах, до 3-4м в песчаных грунтах на юге Якутии.

Главной особенностью свойств многолетней мерзлоты является ее льдистость. Мёрзлые горные породы включают большой объём льда, содержание которого в отдельных случаях достигает ста процентов. Вытаивание подземного льда приводит к формированию термокарстового рельефа.

Якутия является ведущим центром исследований по геокриологии – учению о мерзлотных явлениях на Земле.

В подземной лаборатории Института мерзлотоведения работает лаборатория геохимии, где проводят различные научные эксперименты, связанные с температурой вечной мерзлоты; хранятся в вечной мерзлоте семена растений, которые через каждые десять лет проверяются на всхожесть; а также проверяется раствор цемента на прочность при температуре -7-8 o C на глубине 12 м.

Изучая тему «Вечная мерзлота на территории Республики Саха (Якутия)» я пришёл к следующим выводам:

1. Территория Республики Саха (Якутия) находится в зоне вечной мерзлоты. Почти вся территория республики лежит в зоне сплошного распространения вечной мерзлоты. И только на юге Якутии островная мерзлота. Возраст вечной мерзлоты, для северных районов Якутии, более двух миллионов лет.

2. Вечная мерзлота характеризуется постоянством отрицательных температур. Наиболее низкие температуры обычно характерны для верхней части толщи. По мощности эта толща составляет основную и наибольшую часть разреза многолетней мерзлоты. Все мёрзлые породы весьма плотные.

3. Вечная мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, сильно мешает, так как промёрзшие породы обладают исключительной высокой вязкостью, и их сложно добывать. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось построить в Якутии уникальные карьеры с почти отвесными стенками.

4. Таяние вечной мерзлоты происходит в результате потепления климата, которое, в свою очередь, образовалось от парникового эффекта за счёт выделения углекислого газа. Таяние содержащегося в грунте льда сопровождается просадками земной поверхности и развитием опасных мерзлотных процессов: термокарста, термоэрозии и др. В результате возможны массовые деформации зданий и сооружений, построенных без учета климатического потепления.