Permafrost. Wieczna zmarzlina na mapie Rosji

W tym artykule porozmawiamy o tak interesującym zjawisku jak wieczna zmarzlina. Chociaż często nazywa się to wiecznym, tak nie jest. Właśnie ta nazwa jest historycznie ustalona. Pochodzi z lodowca, lub Okres czwartorzędowy rozwój ziemi. Na obszarach o mroźnym i suchym klimacie grubość polodowcowej pokrywy lądowej była nieznaczna, a czasami wcale się nie formowała. W tych miejscach było zamarzanie gleby. W ten sposób powstały obszary wiecznej zmarzliny.

Wtrącenia lodu

Skały, które przez długi czas (od kilku lat do tysiącleci) są w niskich temperaturach i są cementowane przez wilgoć, która zamarzła w nich stała się znana jako wieczna lub wieczna, zamarznięta ziemia. W wiecznej zmarzlinie akumulacja wody tworzy smugi, warstwy pośrednie, kliny i soczewki lodowe. Oznacza to, że podziemny lód jest częścią wiecznej zmarzliny.

Zawartość lodu w wiecznej zmarzlinie

Zawartość lodu wiecznej zmarzliny, to znaczy zawartość lodu może być różna. Jego wartości różnią się znacznie: od kilku do 90% całkowitej objętości skały. Lód jest zwykle niewielki na obszarach górskich, ale podziemny lód na równinach jest często główną skałą. W szczególności występuje dużo wtrąceń lodowych w gliniastych i gliniastych osadach na dalekiej północy północno-wschodniej i środkowej Syberii (średnio od 40-50% do 60-70%). Te obszary mają najniższą temperaturę gleby.

Aktywna warstwa, wieczna zmarzlina i sezonowa wieczna zmarzlina

Zamrożone skały mają temperaturę poniżej 0 ° C Cała lub część wody jest w stanie krystalicznym. Tylko niewielka warstwa powierzchniowa zamarza w środkowych szerokościach geograficznych zimą. Dominuje tutaj sezonowa wieczna zmarzlina. Podczas mroźnej, długiej zimy na północnych szerokościach geograficznych ziemia zamarza bardzo głęboko. W krótkim lecie topnieje zaledwie 0,5-2 metry od powierzchni. Warstwa odpychająca nazywana jest aktywną. W skałach poniżej przez cały rok temperatury są ujemne. Obszary te znajdują się w warunkach wiecznej zmarzliny. Na Ziemi mrożone gleby są rozprowadzane głównie w regionach polarnych. Syberia i północna część kontynentu Ameryki Północnej są największymi regionami wiecznej zmarzliny.

Krystolozon

Nie tylko nagromadzenie się ciekłej wody są wewnętrznymi wodami Rosji. Są również w stanie stałym, który tworzy dzisiejsze podziemne, górskie i szczytowe zlodowacenie. Kriolitozon jest obszarem zlodowacenia podziemnego. Termin ten został wprowadzony w 1955 roku przez PF Shvetsov, sowieckiej wiecznej zmarzliny. Wcześniej słowo "wieczna zmarzlina" odnosiło się do niego.

Kriolitozon jest górną warstwą skorupy ziemskiej, która charakteryzuje się ujemnymi temperaturami różnych skał, a także obecnością zmielonego lodu lub możliwością ich istnienia. W swoim składzie - wieczna zmarzlina górska, podziemny lód, a także niezamarzające horyzonty podziemnych wód silnie zasolonych.

Jak powstaje wieczna zmarzlina?

Przy dość małej grubości pokrywy śnieżnej w warunkach długiej, zimnej zimy skały tracą znaczną ilość ciepła. Zamrażają na dość dużą głębokość, zamieniając się w zamarzniętą stałą masę. W lecie nie mają czasu na całkowite rozmrożenie. Przez setki, a nawet tysiące lat, ujemna temperatura gruntu może utrzymywać się nawet na małej głębokości. Przyczyniaj się do tego duże zapasy zimna, gromadząc się w zimie w miejscach, gdzie średnia roczna temperatura jest ujemna. Na przykład w północno-wschodniej i środkowej Syberii suma wszystkich ujemnych temperatur zaobserwowanych podczas występowania pokrywy śnieżnej wynosi od -3000 do -6000 ° С. A suma aktywnych temperatur latem wynosi tylko +300 - + 2000 ° С.

Historia badania wiecznej zmarzliny

Niezwykłe zjawisko natury - wieczna zmarzlina. Odkrywcy ziemi, którzy wciąż żyją w XVII wieku, zwrócili na niego swoją uwagę. V.N. Tatiszew wspominał o tym także w swoich dziełach (początek XVIII w.). A. Middendorf w połowie XIX wieku przeprowadził pierwsze badania naukowe. Stało się to podczas wyprawy tego naukowca na wschód i północ od Syberii. Milllendorf dokonał pierwszych pomiarów temperatury w wielu punktach zamrożonej warstwy, ustalił jej grubość w regionach północnych, a także zasugerował, w jaki sposób pojawiła się wieczna zmarzlina i dlaczego rozprzestrzenił się szeroko na Syberii. Wieczną zmarzlinę badano również w II połowie XIX i na początku XX wieku, wraz z pracami poszukiwawczymi prowadzonymi przez inżynierów górników i geologów. W latach sowieckich jej poważne badania prowadzili M. I. Sumgin, A. I. Popov, P. F. Shvetsov, I. Ya. Baranov i inni naukowcy.

Wieczna zmarzlina na mapie Rosji

W Rosji około 11 milionów stóp kwadratowych. km zajmuje powierzchnię wiecznej zmarzliny. Stanowi to prawie 65% całego terytorium tego kraju.

Opowiemy o tym, gdzie znajduje się wieczna zmarzlina na mapie Rosji. Według Półwysep Kolski, wzdłuż jego środkowej części przechodzi przez południową granicę. Dalsza zmarzlina przechodzi w pobliżu koło polarne Nizina Wschodnioeuropejska odchyla się na południe od Uralu do prawie 60 ° N, a także wzdłuż rzeki Ob, docierając na północ od ujścia północnego Sosva. Następnie granica wiecznej zmarzliny przechodzi wzdłuż syberyjskiej Uvali, ich południowego zbocza, i idzie do Jeniseju w pobliżu Podkamennaya Tunguska. Tu skręca stromo na południe, przechodzi dalej wzdłuż Jeniseju i wzdłuż stoków Ałtaju, Tuwy i zachodniego Sajanu. Jego granica na Dalekim Wschodzie dociera do ujścia Selemdzhi od Amur, a następnie do ujścia Amur u podnóża gór lewego brzegu. Na Sachalinie nie ma strefy wiecznej zmarzliny, a także w południowej części Kamczatki (na obszarach przybrzeżnych). Są też jego miejsca na wyżynach Kaukazu iw górach Sikhote-Alin.

Cechy wiecznej zmarzliny terytorialnej

Jednak głębokość wiecznej zmarzliny i jej rozwój w tym rozległym obszarze nie jest taki sam. Północno-wschodnie i północne regiony Syberii, około. Nowa Ziemia i wyspy azjatyckiego Arktyki pokrywa wieloletnia wieczna zmarzlina o niskiej temperaturze. Jego granica na południu przechodzi przez Jamał (część północna), Półwysep Gydanski i idzie do Elizeusza (Dudinka), a następnie - do ust Vilyui. Przecina górne biegi Kołymy i Indigirki, a na południe od Anadyr prowadzi na wybrzeże Morze Beringa. Temperatura wiecznej zmarzliny położonej na północ od tej linii wynosi średnio -6 - -12 ° С. Jednocześnie jego pojemność sięga 300-600 metrów, a czasem nawet więcej. Zachodnia i południowa wieczna zmarzlina z wyspami rozmrożonej gleby (talik). Tutaj temperatura zamrożonej warstwy jest nieco wyższa (od -2 do -6 ° C). Jego moc maleje (do 50-300 m). Tylko oddzielne wyspy (plamy) wiecznej zmarzliny znajdują się wśród rozmrożonego podłoża w pobliżu południowo-zachodniej granicy jego obszaru dystrybucji. Temperatura zamarzniętej ziemi jest bliska 0 ° С, a jej grubość jest mniejsza niż 25-50 metrów. Jest to tak zwana wieczna zmarzlina wyspowa.

Lód zmielony

Duże rezerwy wody koncentrują się w zamarzniętej warstwie w postaci podziemnego lodu. Jedna z ich części została uformowana razem z syngenetycznymi lodem (otoczającymi skały), a druga powstała podczas zamrażania w uprzednio nagromadzonej wodzie (epigenetycznej).

Lód wielokątny jest szeroko rozpowszechniony w luźnych osadach na nizinie Vilyui, na wyspach Nowosybirska, a także z ujścia rzeki Khatanga do Kołymy na nizinach nadmorskich. Ich pojemność wynosi 40-50 metrów, a nawet 70-80 metrów na wyspie Big Lyakhovsky. Są one uważane za "kopalne", ponieważ w okresie zlodowacenia (w połowie czwartorzędu) powstały. W pęknięciach skał metamorficznych i krystalicznych występuje szeroki lód żyły. Znajduje się w systemach górskich na północnym wschodzie, a także w Centralnej Syberii (jej północna część). Hydrolacolity (intruzje lodowe) powstają w osadach soliflukcyjnych, deluwialnych i jeziorno-aluwialnych w basenach Północno-Wschodnich i Transbaikaliów, a także w zachodniej Syberii (regionach północnych) i Środkowej Jakucji. Lodowiec wędrujący, który wypełnia mrozy, znajduje się w prawie wszystkich obszarach wiecznej zmarzliny.

Solifluction

Poprzeczne zamrażanie i rozmrażanie skał znajdujących się na zboczach, a także gleba, prowadzi do tego, że z powodu grawitacji warstwa aktywna zaczyna powoli zsuwać się. Zsuwa się nie tylko ze stromych, ale również z łagodnych zboczy. Szybkość tego procesu wynosi od 1 cm na rok do kilku metrów na godzinę. Proces ten nazywa się solifluction (od łacińskich słów solum i fluctio - odpowiednio "gleba" i "wydech"). Jest rozprowadzany dość szeroko na wschodniej i środkowej Syberii, a także w Kanadzie, w tundrze i na wyżynach. W tym samym czasie na zboczach występują niskie grzbiety, przepływy. Jeśli jest tam drzewiasta roślinność, las może się pochylić. Zjawisko to zostało nazwane "pijanym lasem".

Pozytywna i negatywna rola procesów wiecznej zmarzliny

Procesy wiecznej zmarzliny poważnie utrudniają budowę, a także działanie tuneli, mostów, dróg i budynków. Zamrożone gleby muszą być utrzymywane w stanie naturalnym. Konstrukcje do tego celu instaluje się na podporach, a następnie układa rury chłodzące. Następnie, w wycięte otwory wkopane są stosy. Od 1960 r. Rosyjscy budowniczowie kolei i autostrad ustabilizowali temperatury Ziemi za pomocą tak zwanych termosyfonów parowo-cieczowych. Są to metalowe rury wypełnione zamarzniętym dwutlenkiem węgla, a następnie wstawiane wzdłuż dróg w głąb ziemi, tak aby jeden koniec z nich był zanurzony w wiecznej zmarzlinie (poniżej warstwy aktywnej), a drugi znajduje się nad nią w powietrzu. Od 1 do 5 ° C zmniejsza temperaturę naturalnego przekazywania ciepła. Podczas rozmrażania dużych złóż podziemnego lodu obserwuje się znaczącą aktywację procesów nachylenia. To także komplikuje konstrukcję. Przy opracowywaniu obszarów na północy należy wziąć pod uwagę, że przyroda jest tu bardzo wrażliwa.

Jednak wieczna zmarzlina jest również asystentem, ponieważ można w niej rozmieścić magazyny, które będą służyć jako ogromne naturalne lodówki.