Больше половины площади нашей страны покрыто вечной мерзлотой. Значительная ее часть образовалась, когда по территории современной России бродили мамонты и шерстистые носороги. Разберемся, насколько «вечной» на самом деле является мерзлота, какие тайны она скрывает и что поможет сохранить ее как можно дольше.
Во времена последнего ледникового периода, завершившегося примерно 11 тысяч лет назад, часть верхнего слоя земной коры основательно промерзла и превратилась в ледяной «бетон». Летом за Полярным кругом он оттаивает лишь частично — на глубину до одного метра.
Горные породы называют вечной мерзлотой, если их температура отрицательна хотя бы 2-3 года. Многие участки остаются замерзшими сотни и даже тысячи лет.
Научное название не тающих толщ – многолетнемерзлые породы. Но в 1927 году основатель школы советских мерзлотоведов Михаил Сумгин впервые использовал термин «вечная мерзлота» в научной статье. Словосочетание прижилось – и произносить легче, и звучит красиво.
Около 65% территории России занимает вечная мерзлота. Ею охвачены регионы от Европейского Севера до Дальнего Востока. Почему же в Якутске растут высокие сосны с длинными корнями, а не мхи и карликовые березки, как в Арктике?
Если эскимос и якутянин — каждый в своих регионах — одновременно и с равным усердием начнут копать в глубину до первого звонкого удара о ледяную почву, эскимос будет махать лопатой намного меньше, чем житель Якутска. За Полярным кругом верхняя граница вечной мерзлоты находится ближе к поверхности, а толщина ее гораздо больше, чем на юге.
Но самую мощную мерзлоту толщиной в 1,5 километра геологи раскопали в центральной части Среднесибирского плоскогорья, а не в Арктике. Дело в том, что у горных пород Среднесибирского плоскогорья низкая способность передавать тепло из глубин Земли. На каждые 100 метров высоты над уровнем моря температура воздуха понижается на 0,6 градуса, а плоскогорье возвышается над уровнем моря в среднем на полкилометра. По этой же причине даже в жаркой центральной Африке, на вершине Килиманджаро есть шапка вечного снега.
Биологи обожают почвы, замерзшие тысячи лет назад, за найденных в них мамонтов, шерстистых носорогов и плейстоценовых лошадей, законсервированных в холодной бескислородной среде в том виде, в каком отошли в мир иной. Ископаемые животные сохраняются настолько хорошо, что порой становятся деликатесом для случайно раскопавших их песцов и собак.
Крупные млекопитающие оказываются замурованными в вечной мерзлоте уже после гибели. Другое дело — микроорганизмы.
В обычной почве микробы поедают остатки погибших растений, перерабатывают их в удобрения для живых растений и выделяют углекислый газ и метан. Углекислый газ из почвы попадает в воздух, где его «вдыхают» листья растений.
В листьях углекислый газ встречается с водой, которую впитали корни растения, между ними случается химия, и они превращаются в глюкозу и кислород. Кислород возвращается в атмосферу, а углерод в составе глюкозы и более сложных органических веществ накапливается в частях растения, которым однажды предстоит стать кормом для почвенных микробов. Так замыкается круговорот углерода в природе.
В мерзлых породах микробы ведут себя, как некоторые жители больших городов на островах в Азии: замедляются и «чистят» организм, добровольно лишая себя на время калорийной еды.
По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, в замороженных запасах органики в мерзлоте — около 1600 миллиардов тонн углерода — больше, чем во всех тропических лесах и разведанных запасах нефти! При глобальном таянии вечной мерзлоты миллионы отдохнувших и голодных бактерий одновременно набросятся на гигантское количество пищи.
Эмиссия углерода в атмосферу после такой трапезы может достичь порядка 10 миллиардов тонн в год — столько же сейчас выпускают все антропогенные источники планеты, а значит, мировые выбросы парниковых газов могут удвоиться.
Есть ли плюсы
Специалисты Росгидромета отмечают: за последние 10 лет средняя температура воздуха на арктическом побережье выросла на 0,6 — 0,8 градусов по Цельсию. Для сравнения, в двадцатом веке атмосфера в северных регионах нагрелась на один градус за 100 лет.
Вместе с температурой растет и количество осадков. Снег — хороший теплоизолятор. Чем сугробы выше, тем меньше промерзает почва зимой и тем выше ее температура.
По данным Глобальной научной сети наблюдений за вечной мерзлотой (Global Terrestrial Network for Permafrost) и организации Greenpeace, с 1970-80-х годов температура верхнего слоя мерзлоты выросла в среднем на 1,5-3 градуса по Цельсию. Летом почва оттаивает сильнее, а зимой промерзает на меньшую глубину. В южных районах мерзлота и вовсе начинает исчезать.
Человечество перестало игнорировать глобальное потепление, ускоряющее таяние вечной мерзлоты. Крупные государственные и частные компании получают ежегодные нормы по выбросам парниковых газов и платят миллионные штрафы за их нарушение.
Чистота репутации, а значит, и доходы предприятий теперь напрямую зависят от качества воздуха, воды и почв вокруг них. На экологическую повестку и природоохранные технологии уходит немалая часть бюджета компаний, желающих сохранить влияние на рынке экологичного будущего.
Состояние самой мерзлоты оценивают постоянно: дистанционно — с помощью спутников и беспилотников-, а также напрямую измеряют ее температуру термокосами — «гирляндами» из датчиков, опускаемых в глубокие скважины. Если температура вечной мерзлоты начнет угрожающе расти, грунтовые основания сооружений можно подморозить с помощью трубок с хладагентом. Всю площадь Арктики ими не усеешь, однако своевременно сохранить дома и инженерные конструкции от разрушений из-за проседания грунта — вполне реально.
Есть и более простые, но оригинальные и действенные методы сохранения вечной мерзлоты. Один из них — расширить площадь северных зимних пастбищ.
Когда животные ищут пропитание, они топчутся по снегу, сокращая его толщину. Чем она меньше, тем лучше промерзает почва зимой. По расчетам ученых из Гамбургского университета и Плейстоценового парка (заказник для расселения животных в Якутии), арктические выпасы помогут сохранить до 80% мерзлоты в Северном полушарии.
