Какое влияние оказывает вечная мерзлота на реки кратко

Обновлено: 05.07.2024

Горные породы, находящиеся в верхнем слое земной коры, могут промерзать достаточно большое количество времени, десятки, а то и сотни лет. Такое явление в научном мире принято называть многолетней мерзлотой. Подземные льды круглый год сохраняют нулевую или отрицательную температуру.

Причины образования многолетней мерзлоты

Основная версия о причинах возникновения многолетней мерзлоты связана с четвертичным оледенением. Так почему же одни участки земли остались без последствий оледенения, а другие остаются в промерзшем состоянии до сих пор? Ученые дают следующее объяснение. Дело в том, что в тех областях, где выпадало достаточно большое количество осадков, было покровное оледенение. Земля была покрыта толстым слоем льда, который не давал грунту промерзать. Лед был своеобразной защитой. А там, где этой защиты не было, вследствие малого количества осадков, грунт промерз очень сильно.

Особенности многолетней мерзлоты

Одной из особенностей многолетней мерзлоты можно считать то, что распространение ее неравномерно, и можно выделить три разновидности.

  1. Зона сплошного распространения.
  2. Зона прерывистого распространения.
  3. Зона островного распространения.

Интересны также формы льда, цементирующего горные породы: линзы, жилы, пятна, клинья, пласты.

Причины сохранения многолетней мерзлоты

Можно назвать комплекс факторов, способствующих сохранению многолетней мерзлоты.

  1. Резко-континентальный климат.
  2. Отрицательный радиационный баланс.
  3. Преобладание антициклона, особенно в зимнее время.
  4. Очень короткое лето, во время которого мерзлый грунт не успевает оттаивать.
  5. Малое количество осадков зимой.
  6. Отрицательные среднегодовые температуры.

Регионы распространения многолетней мерзлоты

Многолетняя мерзлота присутствует практически на каждом континенте, исключением является Австралия. Общая площадь многолетней мерзлоты на нашей планете – 35 млн. км 2 , это четвертая часть всей суши.


Если мысленно представить карту мира, то можно прочертить границы этого уникального явления природы. Если начинать от Западной Сибири , то точкой отсчета будет широта Тобольска и Подкаменной Тунгуски. Продвигаясь на юг, и уткнувшись в Северную Монголию, нужно повернуть в сторону Благовещенска и Татарского пролива. Камчатка практически полностью занята многолетней мерзлотой.

Северная Америка также сохранила это реликтовое явление. Многолетнюю мерзлоту здесь можно встретить в бассейне рек Мекензи, Юкон, также на полуострове Лабрадор.

Многолетняя мерзлота в России

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

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.

Из-под земли выходит природный газ метан, который образуется в результате оттаивания различных органических останков, таких как реликтовые растения и животные. Вода в таких озерах ярко-голубого цвета, поэтому такие водоемы легко отличить от обычных, термокарстовых. Отличаются они еще и тем, что на дне таких озер огромная воронка. Обилие этих озер, которые хорошо видно на съемке сверху, говорит о том, что проблема оттаивания многолетней мерзлоты стоит уже очень остро и ее непременно нужно решать.

Оттаивание многолетней мерзлоты в России

Чем опасно оттаивание мерзлого грунта? Во-первых, это грозит образованием гигантских провалов, таких как Батагайский кратер в Якутии. Размеры его пугают не только обывателей, но даже ученые относятся к этому явлению настороженно. Такой провал в результате оттаивания вечной мерзлоты может случиться в любом месте и в любое время.

Во-вторых, в результате провалов, в атмосферу выходит природный газ метан, один из парниковых газов. Дело в том, что накопленные тысячелетиями органические вещества, законсервированные в природном холодильнике, начинают постепенно оттаивать под влиянием глобального потепления. Отсюда и природный газ. Чем больше выброс метана, тем выше средние показатели температуры на планете. Получается замкнутый круг.


Ухудшения состояние мерзлого грунта вредит не только природе, но и отражается на человеке. Например, в течение последних десяти лет в Норильске подверглись разрушению более 250 многоэтажных домов. Получается, что с одной стороны человечеством был сделан огромный шаг в сторону освоения многолетней мерзлоты. Люди стали жить, работать, учиться в таких условиях, в которых, казалось бы, жить невозможно. А с другой стороны, вмешательство в природу привело к деградации мерзлого грунта, что пошатнуло природный баланс. Спустя десятилетия человечество вынуждено наблюдать, что научные достижения рушатся как карточный домик.

Влияние человека на многолетнюю мерзлоту

К большому сожалению, влияние технических достижений человечества на многолетнюю мерзлоту только пагубное. Здесь и загрязнение окружающей среды, и последствия строительства различных сооружений. Получается, что любое вмешательство человека в природу, нарушает хрупкий баланс и приводит к деградации мерзлых пород.

Влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность человека

Освоение регионов с многолетней мерзлотой началось в тридцатых годах 20 столетия. Ряд трудностей, возникающий при работе в этих регионах, подтолкнул ученых к созданию особых способов ведения хозяйственной деятельности.

Например, строителям пришлось пересмотреть основные правила возведения сооружений, таких как жилые дома, мосты, теплотрассы, дороги. При постройке и эксплуатации жилых домов приходится учитывать тот факт, что при определенных условиях грунт начинает оттаивать, дома проседать и трескаться. Земляные работы очень трудоемки, требуют больших энергетических затрат, это тоже приходится учитывать.

Из-за многолетней мерзлоты очень остро стоит вопрос водоснабжения и обеспечения теплом жилых домов.

Земледелие затруднено из-за заболоченности почвы. Прежде чем приступить к обработке земли и непосредственно к посевам, приходится проводить работы по удалению лишней влаги из грунта.

Хозяйственная деятельность на многолетней мерзлоте

К основным видам хозяйственной деятельности в условиях многолетней мерзлоты можно считать оленеводство, пушной промысел, рыболовство, чуть менее распространено коневодство. Равнинная и горная тундра – это отличные пастбища для оленей, а для крупного рогатого скота подходят луга в долинах рек. Это отличная кормовая база.

С точки зрения добычи природных ископаемых, это своеобразная кладовая природы. Здесь присутствуют уголь, алмазы, газ, никель, золото, медь, олово. К тому же добыча упрощается тем, что мерзлота является прекрасным крепежным материалом при организации шахт.


Вечная мерзлота используется людьми как природный холодильник. В ней сохраняются ягоды, рыба, мясо, фрукты.

Земледелие на вечномерзлом грунте затруднительно, но возможно, оно несет с собой массу трудностей. Распаханная земля более темная, она притягивает тепло, грунт оттаивает, местность покрывается болотами, которые приходится осушать. Но люди постепенно осваивают земли Восточной Сибири, хотя грунт никогда не прогревается, корневая система растений слабая, но при этом людям удается выращивать некоторые овощи и даже овес. С точки зрения плодородия тоже не все гладко. Из-за низких температур почвенный покров образуется очень медленно, гумус практически отсутствует.

Строительство в условиях многолетней мерзлоты

По мнению ведущих архитекторов, строительство возможно при любых климатических условиях, важно лишь учесть особенности грунта и погодных условий. При строительстве в условиях вечной мерзлоты важно соблюсти следующие принципы.

  1. При возведении любого сооружения важно сохранить мерзлое состояние грунта, как при строительстве, так при эксплуатации.
  2. Начинать строительство в местах, где грунт оттаял.

Так как же сохранить целостность вечномерзлого грунта? Можно возводить постройку на подсыпках, используя теплоизоляцию поверхности и грунта. Эффективны также вентилируемые подполья и не отапливаемые первые этажи, сооружение установок для искусственного охлаждения грунтов, свайные фундаменты.

При возведении монолитных сооружений, и при укладке фундамента, используют особые способы работы с бетоном. Также разработали состав бетонных смесей таким образом, что они эффективно застывают и сохраняют свою целостность долгое время в условиях вечной мерзлоты.

Но даже при соблюдении всех технологий строительства зданий, трубопроводов, аэродромов, плотин, дорог, промышленных сооружений приводит к тому, что грунт все же начинает оттаивать. Земля в местах неравномерного оттаивания проседает, постройки рушатся, предотвратить это достаточно сложно. Тем не менее, начиная с тридцатых годов, были возведены такие города как Якутск, Норильск, Мирный.

Заключение

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.

Помимо сезонного промерзания, зависящего от географического положения и местных особенностей района, имеется обширная зона, в пределах которой на некоторой глубине грунт постоянно сохраняется в мерзлом состоянии. Мощность сезонной мерзлоты в пределах России изменяется от нескольких сантиметров до 1-2 м. В средних широтах глубина сезонного промерзания составляет 0,6-0,8 м.

Толщина слоя постоянной, или вечной, мерзлоты находится в пределах от 1-2 до нескольких сотен метров. Например, в отдельных местах западного Шпицбергена мощность слоя вечной мерзлоты достигает более 240 м, а в районе Амдермы - не менее 400м.

Над толщей постоянного мерзлого грунта находится слой, который ежегодно летом оттаивает, а зимой замерзает. Этот слой называется деятельным, или активным.

Толща вечной мерзлоты и слой сезонного промерзания могут непосредственно переходить один в другой или же между ними бывает талая прослойка.

Если слой постоянной мерзлоты находится на такой глубине, что сезонное промерзание ежегодно достигает его верхней поверхности, то в этом случае вечная мерзлота называется сливающейся; когда указанного соединения сезонного промерзания и вечной мерзлоты не наблюдается, мерзлота называется несливающейся.

Область сплошного распространения вечной мерзлоты по мере продвижения к более южным и менее континентальным зонам сменяется областью вечной мерзлоты с включениями участков талого грунта. Эти участки, называемые таликами, обычно располагаются под озерами и реками, а также в местах, благоприятных для образования мощных скоплений снега.

В зависимости от соотношения площадей вечной мерзлоты и площадей таликов различают:

1. Районы сплошного распространения вечной мерзлоты, т. е. районы, в пределах которых вечная мерзлота, как правило, наблюдается повсеместно, независимо от различий в местных особенностях отдельных участков.

2. Районы почти сплошного распространения вечной мерзлоты, нарушаемой более или менее значительными вкраплениями таликов.

3. Распространение вечной мерзлоты в форме отдельных островов среди обширных таликовых пространств.

4. Распространение вечной мерзлоты только в буграх торфяников.

Воды в районах многолетней мерзлоты

В соответствии с характером вертикального строения воды этой зоны могут быть разделены на четыре категории:

1) воды поверхностные (реки,озера);

2) надмерзлотные воды, залегающие над толщей вечной мерзлоты, на ее верхней поверхности;

3) межмерзлотные воды, находящиеся в пределах вечной мерзлоты. Наиболее часто они находятся в твердом состоянии;

4) подмерзлотные воды, залегающие ниже толщи вечной мерзлоты. Для верхней части этих вод вечная мерзлота является кровлей.

Режим поверхностных вод в районе распространения вечной мерзлоты обладает рядом существенных особенностей.

Реки, протекающие в этих районах, отличаются весьма малым стоком в зимний период. Если реки, протекающие в районах, не охваченных вечной мерзлотой, за период декабрь-февраль проносят 6-10% годового объема стока, то в районах вечной мерзлоты на таких же реках протекает 1-2% и менее годового стока. Многие даже крупные реки промерзают до дна, и течение их совершенно прекращается. Резкое уменьшение стока зимой сопровождается образованием ледяного покрова значительной толщины, достигающей 1,0-1,5 м, а в ряде случаев 2 м и более.

Широкое распространение в районах вечной мерзлоты имеют речные наледи, которые представляют собой наросты льда, занимающие иногда тысячи квадратных метров. Возникают речные наледи вследствие выхода на дневную поверхность воды, которая не помещается в быстро уменьшающемся под влиянием морозов русле реки.

В районах распространения вечной мерзлоты дождевые и снеговые воды в небольшой степени поглощаются почво-грунтами и, скатываясь в реки, вызывают в них резкие подъемы воды. Большое влияние вечная мерзлота оказывает на формирование русел рек, определяя их большую устойчивость по сравнению с речными руслами немерзлотных районов.

Озера. Характерной особенностью районов вечной мерзлоты является наличие озер, возникающих на месте понижений, образующихся в результате просадок грунта в местах таяния заключенных в грунт крупных скоплений льда. Площадь таких провальных, или термокарстовых, озер может достигать нескольких квадратных километров. Питание озер оттаивания осуществляется за счет поверхностных вод.

Термокарст, или термический карст, - явление, свойственное исключительно вечной мерзлоте. Причинами, ведущими к нарушению термических условий грунта, развитию процесса таяния заключенных в толще мерзлого грунта скоплений льда и образованию просадок грунта, могут явиться пожар леса, его вырубка, уничтожение, в частности выгорание мохового покрова, распашка земель и пр.

Мелкие озера, глубиной до 1-2 м, промерзают до дна, в результате чего под дном таких озер мерзлый грунт залегает неглубоко. Более глубокие озера под своим дном имеют более мощные талики и в некоторых случаях могут иметь питание за счет подземных вод.

Надмерзлотные подземные воды залегают на толще вечной мерзлоты как на водоупорном основании. Они наиболее часто встречаются в толще переработанных деятельностью воды отложений на дне речных долин и озерных котловин, а также у подножий склонов; реже эти воды скапливаются на склонах и на водоразделах.Среди надмерзлотных вод выделяют:

а) сезонно промерзающие, или верховодку, находящуюся только в пределах деятельного слоя;

б) сезонно частично промерзающие; эти воды заполняют толщу почво-грунтов, простирающуюся ниже слоя сезонного промерзания;

в) сезонно не промерзающие, залегающие ниже толщи, подверженной сезонному промерзанию.

Основным источником питания надмерзлотных вод являются атмосферные осадки. Поэтому увеличение их запасов тесно связано, во-первых, с ходом оттаивания почвы и, во-вторых, с выпадением дождей в течение летнего периода.

Частично промерзающие надмерзлотные воды, будучи изолированы снизу вечной мерзлотой, а сверху горизонтом сезонного промерзания, расширяясь при замерзании, могут образовать подземный наледный бугор нередко значительных размеров. В отдельных случаях происходит разрыв деятельного слоя и часть надмерзлотных вод выходит на поверхность, где и застывает в виде наледи.

Межмерзлотные воды представлены главным образом в виде различного рода скоплений, так называемого ископаемого льда; встречаются и временно законсервированные многолетней мерзлотой водоносные горизонты. Скопления ископаемого льда встречаются в форме пластов, линз, жил, глыб и др.

При оттаивании ископаемые льды дают начало источникам, питают озера и пересекающие их реки.

Межмерзлотные воды в жидкой фазе не подвержены сезонному промерзанию и оттаиванию. Промерзание и оттаивание их может происходить лишь в разрезе многолетнего отрезка времени, если наблюдается смена групп теплых и холодных лет. Важное значение в сохранении межмерзлотных вод в жидком состоянии имеет часто наблюдающийся водообмен их с над- и подмерзлотными водами. При наличии такого водообмена через межмерзлотные воды происходит связь над- и подмерзлотных вод и поступления через них атмосферных осадков к подмерзлотным водам. В большинстве случаев межмерзлотные воды существуют за счет восходящих подмерзлотных вод; в этом случае межмерзлотные воды обладают напором. Межмерзлотные воды, получающие питание за счет поверхностных вод, обычно связаны с подрусловыми потоками, с водами рек и озер.

Подмерзлотные воды, залегающие ниже толщи вечной мерзлоты, характеризуются отсутствием твердой фазы воды - льда; эти воды обычно обладают напором. Воды, залегающие вблизи нижней поверхности слоя вечной мерзлоты, имеют температуру, близкую к 0°С; при удалении от мерзлой толщи в глубину температура их возрастает. Характер залегания и условия циркуляции подмерзлотных вод существенно не отличаются от залегания глубоких подземных вод и в немерзлотных районах. Скопления подмерзлотных вод могут наблюдаться в виде водоносных потоков или жил, заполняющих различные полости и трещины в земной коре.

В пределах зоны вечной мерзлоты широкое распространение имеют наледи.

Наледи представляют собой ледяные образования, возникающие в результате замерзания речных или подземных вод, излившихся на дневную поверхность или скопившихся в пределах деятельного слоя. Вся совокупность процессов, приводящих к образованию наледи, - замерзание грунта, вытесняющее воду на дневную поверхность, передвижение воды к дневной поверхности в результате промерзания водоносных трактов, по которым она движется, образование ледяных бугров и ледяных полей, выливание воды на дневную поверхность и замерзание ее называется наледным процессом.

В соответствии с их происхождением различают наледи речные, подземных вод и смешанные. По длительности существования наледи бывают однолетними (сезонными) и многолетними.

Площади, занимаемые наледями, колеблются в широких пределах. Наиболее часто встречаются наледи толщиной от 1 до 4 м. При образовании подземной наледи, возникающей в пределах деятельного слоя, на поверхности земли образуются бугры, исчезающие в теплый период года при таянии наледи.

Вечная мерзлота (она же многолетняя мерзлота) для нашей страны явление довольно распространённое. Она покрывает 65 процентов площади нашей страны, а в глубину она порой доходит до сотен метров. Однако то, что способно проморозить грунт на большей части России, почему-то беспомощно сдаётся, когда речь заходит о реках и прочих водоёмах.

Почему-то так получается что наши реки не промерзают насквозь по всей своей глубине, даже находясь в условиях вечной мерзлоты и зимней стужи. Давайте разбираться, почему же так происходит.

Если рассматривать эти две карты распределения вечной мерзлоты по площади страны и по её глубине, то становится понятно, что всё это пронизывают реки. Они текут прямо сквозь эту мерзлоту, летом, и даже зимой в любой мороз.

И этому есть официальное научное объяснение, которое к сожалению вообще ничего не объясняет.

Так вот официальная наука (стык геологии с гидрологией) гласит, что водоёмы не промерзают полностью по всей глубине, потому что их защищает слой льда. Это относится не к мелким лужам, а к серьёзным рекам и озёрам. И всему виной плотность воды, которая максимальна при температуре +4 градуса.

Иными словами, ниже плюс четырёх по Цельсию вода в реках и озёрах не опускается, какая бы лютая стужа их не окружала. У льда и слоя снега в свою очередь плохая теплопроводность, и они защищают воду внутри от полного замерзания.

И казалось бы, неплохая теория, и звучит она очень правдоподобно. Однако она начинает трещать как лёд по весне (уж извините за каламбур), кода речь заходит про Енисей, который почему-то вообще не замерзает зимой, даже корочкой льда не покрывается в самые лютые морозы в минус 40 - 50 градусов.

Там всему виной Саяно-Шушенская и Красноярская ГЭС. Они перемешивают воду турбинами, и поэтому водная гладь после них не покрывается льдом на протяжении сотен километров вниз по течению. Отсюда возникает сильное испарение с поверхности воды, а также эффект так называемого "чёрного неба". И почему-то в лютую стужу эта вода и не думает замерзать даже при полном отсутствии слоя льда и снега. Так что эта теория, которая официально принята в научном мире, не очень-то работает, особенно на Енисее.

И если дело не в теплоизоляции водоёма со стороны слоя льда и снега, которых, как показывает практика, может вообще не быть, то почему же вода в реках не замерзает?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно обратиться ещё раз к картам. Не секрет, что сибирские реки текут с Юга на Север. Т. е. они берут своё начало там, где нет суровой и глубинной вечной мерзлоты. Иными словами, они соприкасаются с вечной мерзлотой не по всей своей протяжённости. И таким образом им хватает энергии, чтобы добраться в жидком виде аж до самого Северного Ледовитого океана.

Причина такой способности к накоплению энергии кроется в теплоёмкости воды. Она у неё почти 4,2 Дж на грамм-градус. Для сравнения у грунтов теплоёмкость гораздо ниже, и они не перемещаются с тёплого Юга, где вечная мерзлота не такая уж и вечная, судя по картам, на Север, где вечность мерзлоты измеряется в сотнях метрах вглубь.

И именно из-за своей подвижности в нужную сторону, а также из-за высокой теплоёмкости вода в реках не промерзает полностью даже в условиях лютых морозов и вечной мерзлоты. А вот грунты как раз промерзают, образуя ту самую многолетнюю мерзлоту.

Наличие вечномёрзлого грунта на небольшой глубине от дневной поверхности накладывает неизгладимый отпечаток на ход географических процессов в областях развития вечной мерзлоты.

Вечная мерзлота оказывает влияние на режим грунтовых вод, на деятельность рек, образование озёрных котловин, на формирование рельефа, почвообразовательные процессы, растительный и животный мир, а также и на хозяйственную деятельность человека. Географические ландшафты в областях развития вечной мерзлоты отличаются множеством своеобразных черт.

Так как мёрзлые грунты водоупорны, то на их поверхности скапливаются воды (надмерзлотные). Воды, лежащие в пределах деятельного слоя, сезонно промерзают; те, которые находятся между деятельным слоем и вечной мерзлотой, находятся круглый год в жидком состоянии. Жидкая вода может быть и в самой толще вечной мерзлоты (межмерзлотные воды), перемещаясь здесь вниз, в стороны или вверх (из подмерзлотного слоя); движение предохраняет её от замерзания. Наконец, подземные воды, всегда в жидком состоянии и обычно под напором, есть и ниже вечной мерзлоты (подмерзлотные воды).

С зимним промерзанием деятельного слоя связано образование грунтовых наледей. Если промерзание деятельного слоя, вследствие неодинаковой его теплопроводности в разных точках, идёт неравномерно, то может случиться, что в одних местах его промёрзшая часть успеет уже сомкнуться с вечной мерзлотой, тогда как в других останется некоторый промежуток между его замёрзшей частью и вечной мерзлотой. Очевидно, что вода, заключённая в этом промежутке, становится напорной, и гидростатическое давление её передаётся во все стороны. Это давление встречает снизу огромное сопротивление со стороны вечномёрзлого грунта, а с боков большое сопротивление промёрзшей части деятельного слоя, сомкнувшейся с вечной мерзлотой. Наименьшее сопротивление будет испытывать гидростатическое давление, направленное кверху, в результате чего на поверхности земли почва вспучивается, и образуется бугор. Если при вспучивании, как это чаще всего бывает, бугор растрескивается, через эти трещины из-под земли устремляется под напором жидкая вода, разливается по поверхности бугра и прилегающей к нему площади, замерзает и образует слой льда. Так как температура подземной воды близка к 0°, а температура воздуха в это время на два-четыре десятка градусов ниже нуля, над вытекающей из трещин водой клубится туман.

При дальнейшем промерзании деятельного слоя и, следовательно, при дальнейшем сжатии жидкой части надмерзлотных вод происходит истечение второй, третьей и т. д. порции их, и лёд на бугре и его окрестностях намерзает слой за слоем. Такая грунтовая наледь может захватывать площадь в десятки и сотни квадратных метров.

Бывают случаи, когда вспучивание грунта и образование бугра не сопровождаются истечением подземной воды на поверхность; это значит, что гидростатический напор оказался недостаточным для прорыва поверхностного слоя.

Вода замерзает внутри бугра, и в разрезе такого бугра можно бывает наблюдать ледяное ядро в виде линзы, прикрытое, как футляром, слоем минеральной породы (песок, супесь и т. д.) и поверх последней торфом. В других же случаях выход напорной воды сопровождается настоящим взрывом, разбрасывающим глыбы мёрзлой земли на значительное расстояние. Как полагают, такого рода взрывам немало способствуют газы, выделившиеся из воды при её замерзании и скопляющиеся в сердцевине бугра; их давление присоединяется к гидростатическому давлению воды.

Как мы видели, напорная вода деформирует или прорывает ту часть деятельного слоя, где в данный момент мощность сезонного (зимнего) промерзания оказалась по тем или иным причинам наименьшей. Неудивительно поэтому, что в районах развития вечной мерзлоты грунтовые наледи нередко образуются под постройками, возведёнными человеком, так как постройки до известной степени предохраняют почву от промерзания и под ними замёрзшая часть деятельного слоя оказывается менее мощной, чем под незастроенными участками.

Велико влияние вечной мерзлоты и на жизнь рек.

Как известно, речной сток представляет собой разность между количеством осадков, выпавших на территорию данного речного бассейна, и количеством влаги, испарившейся с поверхности этого бассейна за тот же промежуток времени. На большей части территории, занятой вечной мерзлотой, в год выпадает 200—300 мм осадков, а сток составляет от 3 до 6 л в секунду с каждого квадратного километра. В северном Казахстане и Западной Сибири (в южной части) годовое количество осадков такое же, но сток гораздо меньше: от 0,5 до 2 л в секунду с квадратного километра. Это отчасти объясняется более высоким испарением в Казахстане и Западной Сибири, так как здесь температура воздуха выше, чем в районах вечной мерзлоты. Но значительную роль в различии размеров стока играет и самый факт присутствия или отсутствия вечной мерзлоты, так как вечная мерзлота является конденсатором подземного водяного пара и, кроме того, деградируя, она освобождает много жидкой воды; и то, и другое способствует усилению стока. Потому что упругость паров воды в порах вечной мерзлоты не может быть больше упругости паров льда при 0° (т. е. 4,58 мм = 6,1 мб), а под мерзлотой (весь год) и над ней (летом) упругость паров всегда больше.

Весьма своеобразны некоторые реки Новосибирских островов, прокладывающие себе русло в четвертичных отложениях, содержащих ископаемый лёд: река расплавляет этот лёд и питается им, вследствие чего делается всё более и более полноводной по направлению к устью, не принимая в то же время ни одного притока.

В областях вечной мерзлоты широко развито явление речных наледей, или тарынов. Реки текут по наносам, подстилаемым водоупорной вечной мерзлотой. После ледостава, по мере усиления морозов (до 30—50°), лёд на реке делается толще, что влечёт уменьшение живого сечения реки. Не умещаясь в этом суженном сечении, речная вода приобретает характер напорной и выдавливается на поверхность льда там, где сопротивление напору наименьшее (обычно вдоль берегов), либо, если сопротивление большое, лёд реки вспучивается буграми, растрескивается и даёт выход напорной воде через трещины. Вышедшая на поверхность вода медленно растекается по льду (а при низменных берегах эти берега тоже заливаются) и замерзает слоем толщиной от 2 до 15 см. Следующая её порция, замерзая, образует новый слой поверх первого и т. д.; общая мощность всех слоёв достигает 2—3 м. Над рекой при этом клубится туман. Вся совокупность этих явлений, напоминающая образование грунтовой наледи, называется речной наледью. Если река промерзает до самого дна, то вся оставшаяся жидкой вода этой реки выходит на поверхность и образует наледь.

Речные наледи — характерное явление в бассейнах Амура, Зеи, Алдана, Индигирки и т. п., т. е. всюду, где есть вечная мерзлота.

Так как рыхлые породы, скованные мерзлотой, становятся плотными и обладающими высоким сопротивлением, то размыв мелкими реками своего русла в глубину (глубинная эрозия) оказывается затруднённым. Для больших рек вечная мерзлота не является крупным препятствием, но маленькие реки здесь работают не столько вглубь, сколько в стороны, и с течением времени вырабатывают непомерно широкие, но сравнительно неглубокие долины. Кроме того, в речных долинах, вытянутых с запада на восток или с востока на запад, присутствие вечной мерзлоты обусловливает асимметрию склонов: склоны южной экспозиции (т. е. северные берега рек), сильнее протаивающие летом и сильнее поэтому разрушающиеся, гораздо круче, чем склоны северной экспозиции (т. е. южные берега рек).

В Якутии, на Чукотке, Аляске и других местах термокарст встречается весьма часто. В этих районах, при выяснении происхождения озёрных котловин, нельзя упускать из вида возможность влияния на их образование процессов мерзлотного карста.

Наличие вечной мерзлоты вообще широко способствует образованию болот или заболоченности. Как это обстоятельство, так и термическое воздействие вечномёрзлых грунтов не могут не сказываться и на характере почвообразовательного процесса. Неглубоко лежащая вечная мерзлота охлаждает почву над собой, что влечёт ослабление почвообразования и слабую выраженность в почве генетических горизонтов.

Почвенные растворы, движущиеся сверху вниз, при соприкосновении с вечной мерзлотой замерзают, происходит коагуляция (свёртывание) и выпадение над мёрзлым слоем содержащихся в них коллоидов (например, соединений железа) и даже легко растворимых солей. Сверх того, горизонты, лежащие непосредственно на водоупорной вечной мерзлоте, пересыщены влагой; вода, поднимаясь отсюда по капиллярам кверху, вызывает увлажнение также и вышележащих горизонтов и заболачивание поверхности. При неглубоком залегании вечной мерзлоты случается, что пылеватые частицы в рыхлых грунтах, напитываясь влагой, способствуют созданию плывунов и явлениям солифлюкции, т. е. течения почвы.

Вечная мерзлота благоприятствует, кроме того (если она залегает неглубоко), развитию болотной растительности.

С другой стороны, не подлежит сомнению и обратное влияние растительности на глубину летнего оттаивания. Под мхами, толстой подстилкой и в густых тенистых зарослях оттаивание слабее, и вечная мерзлота залегает ближе к поверхности; в разреженных лесах оттаивание происходит на большую глубину.

В засушливых районах, однако, вечная мерзлота приносит и пользу для земледелия, так как на мёрзлом пласте имеется запас талой и дождевой воды; при прогрессирующем летнем оттаивании в почву поступают новые фонды влаги, обеспечивающие непрерывность вегетации.

Для животных вечная мерзлота имеет то значение, что она препятствует им впадать в зимнюю спячку, так как рыть норы в твердокаменном мёрзлом грунте очень трудно. Исключение составляет сибирский сурок, который спит в грунте при температурах до —20°.

Читайте также: