Многолетняя мерзлота – условия образования, распространение и влияние на жизнь человека

Многолетняя мерзлота

Что такое многолетняя мерзлота

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.

Многолетняя мерзлота

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 351.

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 351.

Более 25% поверхности суши земного шара занимает многолетняя или вечная мерзлота. Она представляет собой промерзший грунт, который никогда полностью не оттаивает. Многолетняя мерзлота была сформирована в ледниковый период развития планеты, в районах с сухим и морозным климатом.

География вечной мерзлоты

Многолетняя мерзлота представляет собой типичное явление для приполярных и полярных районов, расположенных вблизи Северного и Южного полюсов. Также мерзлота встречается и в других районах Земли, в том числе и в экваториальных широтах, но лишь высоко в горах, вершины которых покрыты льдом и снеговыми шапками.

Рис. 1. Снежные пики высоких гор.

Единственный материк на планете, на территории которого нет вечной мерзлоты – это Австралия. Все дело в том, что он максимально удален от Южного полюса и не может похвастать высокогорьем.

Огромные массивы многолетней мерзлоты расположены в таких регионах:

• северная часть Евразийского континента;
• северные территории Канады;
• Аляска;
• Гренландия;
• Антарктида.

Толщина промерзшего почвенного слоя колеблется от нескольких десятков сантиметров до километра и более. Многолетняя мерзлота в России занимает 2/3 всей территории. Наибольшая зафиксированная глубина составляет 1370 м, и находится она в Якутии, в верховьях реки Вилюй.

Мерзлота представлена двумя формами:

• Сплошная вечная мерзлота расположена на территории Сибири, Новой Земли, на арктических островах. В течение многих лет она никогда не таяла, и образовала внушительные массивы промерзшей суши.
• Частичная мерзлота расположена несколько южнее. Она характеризуется небольшим промерзшим слоем и залеганием в виде отдельных областей.

Условия формирования мерзлоты

В северных регионах грунт остается промерзшим даже летом. Оттаивает лишь небольшой слой, не более 10 см. Вода, образующаяся после таяния зимнего снега, не в состоянии полностью впитаться в твердый мерзлый грунт, поэтому летом верхний слой летом представляет полужидкое грязное месиво.

В случае, если таяние снега происходит на склоне, то впоследствии грязевая «волна» под действием силы тяжести сползает вниз. Такие грязевые оползни наиболее характерны для рельефа тундры.

С приходом осени природный ландшафт может кардинально измениться. Талая вода, скопившаяся в трещинах скальных пород, замерзает. При этом ее объем увеличивается, и порода разрушается. Это приводит к сдвигу грунта либо его вспучиванию. Так образуется пинго.

Внешне подобное место напоминает куполообразный холм высотой до 50 м, с расколотой или раскрошенной вершиной. Пинго встречаются в Сибири, Гренландии, Канаде. На их вершинах часто образуются небольшие впадины, в которых летом образуются небольшие озерца.

Рис. 3. Пинго.

Мерзлота и человеческая деятельность

Для успешного освоения северных районов очень важно владеть полной информацией о многолетней мерзлоте. Подобные знания необходимы для выполнения следующих задач:

• строительство зданий и различных сооружений;
• проведение геологоразведки;
• добыча полезных ископаемых.

Бесконтрольное таяние мерзлоты может стать причиной появления многих проблем, связанных с особенностью деятельности человека в северных районах. При проведении работ на севере это нужно избегать всеми способами.

Глубоко промерзший грунт, лишенный малейшей подвижности своих пластов, очень удобен при разработке месторождений полезных ископаемых карьерным открытым способом. Поскольку стенки карьера, скованные мерзлотой, не осыпаются, они позволяют более эффективно проводить работу.

В последние годы площадь, которую занимает многолетняя мерзлота, начала сокращаться. Области промерзшего грунта стали медленно отступать к северу. Это напрямую связано с глобальным потеплением на планете и неизменным ростом температуры. Если ситуация не изменится, то уже через несколько десятилетий районы, которые были освобождены от мерзлоты, станут пригодными для сельскохозяйственных работ.

Что мы узнали?

При изучении темы «Многолетняя мерзлота» мы рассмотрели кратко о причинах образования многолетней мерзлоты. Мы выяснили, какие факторы сопутствуют ее формированию, в каких районах Земли она находится и как влияет на деятельность человека.

Вечная мерзлота на территории России

Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Апреля 2012 в 01:51, научная работа

Краткое описание

Актуальность темы. Тема работы является актуальной, так как вечная мерзлота присутствует в нашем мире. На мой взгляд, очень многим будет интересно узнать, откуда она берется, какие факторы способствуют ее образованию, территории ее распространения, виды хозяйственной деятельности на этих территориях и что с ней станет в связи глобальным потеплением.

Оглавление

Файлы: 1 файл

Многолетняя мерзлота в России.docx

«Вечная мерзлота на территории России»

Ученица 8 класса «А»

Киричкова Марина Ивановна.

Распространение вечной мерзлоты………………………………………………5

Причина возникновения вечной мерзлоты………………………………………………6

Хозяйственная деятельность человека. Последствия……………………………………7

Глобальное потепление. Последствия………………………………………………… ….9

Список использованной литературы…………………………………………………… ..11

Актуальность темы. Тема работы является актуальной, так как вечная мерзлота присутствует в нашем мире. На мой взгляд, очень многим будет интересно узнать, откуда она берется, какие факторы способствуют ее образованию, территории ее распространения, виды хозяйственной деятельности на этих территориях и что с ней станет в связи глобальным потеплением.

Вечная мерзлота – это горные породы, промёрзшие на значительную глубину и не оттаивающие в течение длительного времени – от нескольких десятков лет до многих тысячелетий. Мерзлота формируется на суше (в горах и на равнинах), на шельфе арктических морей и под ледниками. Вечная мерзлота — явление глобального масштаба. Единственные материки, где вечная мерзлота отсутствует, — это Австралия и Африка. Значительная часть вечной мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи, и сейчас она медленно тает. Содержание льда в промерзлых породах варьирует от нескольких % до 90 %. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов, в частности гидрата метана.

Многолетняя мерзлота оказывает огромное влияние как на многие свойства природы, так и на условия жизни и деятельности человека. В первую очередь это огромный природный холодильник с бесперебойной работой, оказывающий постоянное охлаждающее действие на почву и приземный слой воздуха. Вечная мерзлота служит хорошим водоупором и является причиной заболачивания оттаивающей летом почвы.

Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере. Многолетняя мерзлота создаёт множество проблем, но от неё есть и польза. Известно, что в ней можно очень долго хранить продукты. При разработке северных месторождений мерзлота, с одной стороны, сильно мешает, так как промёрзшие породы обладают высокой прочностью, что затрудняет добычу. С другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось вести разработку кимберлитовых трубок в Якутии в карьерах — например, карьер трубки Удачный — с почти отвесными стенками.

Районы распространения вечной мерзлоты

Вечная мерзлота на земном шаре распространена, главным образом в полярных и приполярных областях, а также в высокогорных районах умеренных и даже тропических широт и занимает около 25% всей суши Земли. Почти 2/3 территории России охвачено вечной (многолетней) мерзлотой. В нашей стране вечная мерзлота занимает площадь около 10 млн. км 2 , или более 65% территории России. Наиболее широко она распространена на севере европейской части России и Западной Сибири, а к востоку от Енисея достигает южных границ нашей страны. Самый глубокий предел многолетней мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания многолетней мерзлоты — 1 370 метров, зафиксирована в феврале 1982 года. Основные черты климата, которые характерны для районов распространения мерзлой зоны, в целом следующие: отрицательная среднегодовая температура воздуха, сухая и холодная длинная зима, короткое лето, малое количество осадков, особенно зимою. Характерно антициклональное состояние атмосферы зимой, которое благоприятствует малому количеству осадков, большой прозрачности воздуха, сильным теплопотерям земной коры.

Причина возникновения вечной мерзлоты

Ученые считают, что она образовалась в условиях сурового климата много тысячелетий назад, а современные климатические условия поддерживают ее существование и в настоящее время. Ареал распространения вечной мерзлоты совпадает с ареалом, имеющим отрицательные среднегодовые температуры воздуха и холодные малоснежные зимы. О ее древнем возрасте свидетельствуют многочисленные находки в мерзлой толще остатков древних растений и животных, погибших в ледниковый период. Особенно удивительными оказались находки почти целых туш мамонтов, позволившие составить прекрасное представление об их облике, а по остаткам пищи, сохранившейся в их желудках, восстановить ту среду, в которой они обитали.

Хозяйственная деятельность человека. Последствия.

При освоении северных районов необходимо тщательно учитывать свойства мерзлотных грунтов. Строительство жилых домов и промышленных зданий, прокладка дорог и трубопроводов приводят к ее отеплению и оттаиванию и, в свою очередь, к просадкам и перекосам зданий, разрушению дорог. В таких условиях здания ставят над землей на железобетонных сваях, что позволяет ветрам постоянно уносить (продувать) тепло от зданий. Городами на сваях являются крупный город Норильск.

Мерзлота может деградировать за несколько месяцев или лет, почти всегда виноват в этом человек. Создание газопроводов и нефтепроводов приводит к определенным экологическим проблемам (разрыв труб и выброс нефти и газа, нарушение естественного покрова при прокладке труб, в северных районах при наземных трассах трубопроводов – помехи для миграции животных). В районах вечной мерзлоты сосредоточено более 30% нефти страны, около 60% природного газа, залежи каменного угля и торфа, запасов цветных металлов, золота и алмазов, огромные запасы древесины и пресной воды. Значительная часть этих природных богатств вовлечена в хозяйственный оборот.

В зоне вечной мерзлоты построены города, один из самых крупных Норильск. В Норильске свыше 90% зданий и сооружений построены с учетом мерзлотного фактора. Лучшие площадки, пригодные для строительства, заняты промышленными объектами, многие из которых построены на склонах гор, имея опору на скалу. Разрушение зданий, построенных на вечной мерзлоте, происходит в 30% случаев из-за ошибок при проектировании, в 30% – из-за ошибок при строительстве, в 40% – из-за ошибок, допущенных при эксплуатации. Необратимый вред Норильску нанесла авария на ТЭЦ-1 в 1994 году, считают специалисты-мерзлотники. Точнее, действия эксплуатирующих жилищный фонд организаций. Для работы ТЭЦ на малых мощностях необходимо было обеспечить циркуляцию воды в системе городского водоснабжения и теплоснабжения, а его схема такова, что эксплуатационники не нашли ничего лучше, чем сбрасывать воду в подвалы. Это длилось от одной недели до месяца. «В масштабах города воздействие теплой воды на мерзлоту зимой 1994 года можно сравнить с ядерным взрывом», – сказал несколько лет назад один из ведущих мерзлотоведов города. Мощная ударная доза тепла одновременно по всему Норильску проникла глубоко в грунты. Последствия мы ощущаем до сих пор. И деградирование грунтов продолжается до сих пор.

Во всех компонентах природной среды Сибирского региона произошли существенные изменения в результате масштабного освоения месторождений полезных ископаемых. Наиболее очевидно они проявились в деградации вечномёрзлых грунтов на урбанизированных территориях Восточной и Западной Сибири. Её причиной стало загрязнение грунтов легкорастворимыми солями, которые попадают в них в результате оседания выбросов в атмосферу предприятий перерабатывающей промышленности и постоянных утечек из коммунальных инженерных сетей и различных трубопроводов. Поверхностное и глубинное засоление многолетнемёрзлых грунтов ведёт к их переходу из твёрдого мёрзлого в пластично-мёрзлое и не мёрзлое состояние. Температура их замерзания опустилась до -3 – -5 ºС. Городские территории, на которых находятся участки с отрицательно мёрзлыми талыми грунтами, неизбежно затапливаются и заболачиваются, а расположенные на них фундаменты и опорные конструкции сооружений разрушаются. Сибирские города, исполняющие роль плацдармов освоения природных ресурсов, теряют огромные жилые площади, а объекты их транспортной и коммунальной инфраструктур требуют постоянного ремонта.

Глобальное потепление. Последствия.

Глобальное потепление — это процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмо сферы Земли.

Повышение температуры из-за глобальных климатических изменений приводит к деградации многолетнемерзлых пород, и это становится экономической, геополитической и социальной проблемой государственного масштаба. В последние годы говорят, что в связи с глобальным потеплением начинают таять ледники. Таяние вечной мерзлоты представляет серьезную опасность для экономики России; деформации и разрушению могут подвергнуться важные объекты инфраструктуры, включая тысячи километров нефтепроводов и газопроводов в Западной Сибири.

В вечной мерзлоте содержатся большое количество метана и диоксида углерода. Когда льды растают, парниковые газы поступят в атмосферу и ускорят процесс глобального потепления. Выбросы метана способствуют усилению парникового эффекта и дальнейшему потеплению климата. В ближайшие 100 лет погода может сильно измениться. Человечество будет на грани планетарного таяния. Остановить глобальное потепление уже нельзя. Но можно попытаться отдалить этот процесс, если сократить масштабы производства, если меньше засорять атмосферу ядовитыми газами и отходами. Каждый человек должен осознавать, что никто кроме него не сможет спасти планету. Земля в руках каждого из нас. И пришло, наконец, то время, когда нужно ее беречь, ведь она у нас одна.

Вечная мерзлота: её строение, распространение и свойства

Геол. Деятельность рек. Эрозия донная и боковая. Профиль долины

Подземные воды и временные ручьи отмосферных осадков, стекая по оврагам и балкам собираютмя в постоянные водопотоки- реки. С площадь с которой к реке стекает вода называют бассейном реки. Полноводные реки совершают большую геологическую работу- разрушение горных парод ( эрозия) перенос и отложение (аккумуляция) продуктов разрушения.Эрозия осуществляется динамическим воздействием воды на ГП. Одновременно вода оказывают на ГП растворяющее действие. Базис эрозии – уровень моря или каких либо других бассейнов куда впадает река (или прекращает свое движение) в процессе размывающей и аккумулятивной деятельности реки в коренных пародах вырабатывают вытенные корытообразные углубления – речные долины. По мере углебленя долины река проходит ряд стадий. На первой стадии дно реки имеет значительный уклон, поток обладает большой скоростью интенсивно действует донная эрозия. Долина узкая и глобокая. Для этой стадии типичные горные реки (т.е молодые). Постепенно река вырабатывает равномерный профиль. Глубинная эрозия сменяется боковой. Река размывает свои берега. Долины широкие и пологие.

Река за счет эрозии углубляет свою долину вырабатывает определенный продольный профиль стремясь достигнуть макс глубины. Положения профиля зависит от базиса эрозии.

Билет 4 :

1)Понятие минерала. Химические и физические свойства минералов.

2)Геологическая деятельность ветра. Эоловые отложения, их состав и формы залегания

Вопрос 1 «Понятие минерал. Химический состав и физические свойства минералов»

Минерал – это химический элемент или соединение однородное по своему составу строению или свойствам, образующееся в результате природных физико-химических процессов в земной коре, водной оболочке или атмосфере. Различают: 1)природного происхождения, рождение которых связано с процессами в земной коре. 2)искусственного происхождения, которые возникли в процессе техногенной деятельности человека.

Химический состав. Каждый минерал характеризуется определенным химическим составом. В отдельных случаях можно встретить минералы сходного химического состава, но в этом случае они имеют различное внутреннее строение, а следовательно, различную внешнюю форму. Химический состав кристаллических минералов выражается кристаллохимической формулой, которая одновременно показывает количественные соотношения элементов и характер их взаимной связи в пространственной решетке.

Физические свойства. Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях чаще всего приобретают неправильные очертания. Хорошо ограниченные кристаллы встречаются редко. Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.). Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные(кварц, мусковит), полупрозрачные(гипс, халцедон), непрозрачные (пирит, графит). Блеск – способность поверхности минералов отражать различной степени свет. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (силикаты), жирным (тальк),шелковистым (асбест) и т.д. Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола. Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов.

2. Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание или дефиляция, обтачивание или коррозия), перенос продуктов разрушения и отложение этих продуктов в виде скоплений различной формы. Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полупустынь, рек и морских побережий. Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия механической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. Ветер выдувает котловины, борозды, траншеи в солончаках, суглинках и песках. Выдувание значительно усиливается после нарушения дернового покрова, вырубки кустарников и деревьев. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или перекатыванием в зависимости от скорости ветра и размера частиц. При небольшой скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала. Так образуются ветровые (эоловые) отложения.В большинстве случаев это накопления песка и пыли. Отложения делятся на: подвижные (дюны, барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые). Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются. Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навевания песка ветром возле какого-нибудь препятствия. Это холмовидные накопления песка высотой до 40 м. Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры одного направления. Они сложены подвижным песком. Скорость их передвижения зависит от силы ветра, длительности действия и величины бархана. Грядовые пески – втянутые формы высотой 10-20 м. Бугристые пески – неподвижные холмы высотой до 10м с пологими склонами.

Билет 5:

1)Понятие минерал, происхождение минерал магматических горных пород.

2)Коэффицент фильтрации и метод его определения.

Вопрос 1 «Понятие минерал. Минералы осадочных горных пород. Искусственные минералы»

Минерал – это химический элемент или соединение однородное по своему составу строению или свойствам, образующееся в результате природных физико-химических процессов в земной коре, водной оболочке или атмосфере. Различают: 1)природного происхождения, рождение которых связано с процессами в земной коре. 2)искусственного происхождения, которые возникли в процессе техногенной деятельности человека.

Искусственные минералы: в результате производственной деятельности человеком создано более 150 искусственных минералов. В настоящее время промышленность получает два вида искусственных минералов: аналоги и техногенные. Аналоги – это повторение природных минералов (алмаз, горный хрусталь). Техногенные – это вновь созданные минералы с наперед заданными свойствами (алит, муллит). Такие минералы входят в состав различных строительных материалов. В образовании осадочных горных пород, кроме минералов, из которых формировался рыхлый осадок (кварц, полевые шпаты), принимают участие минералы, возникающие в данной породе в процессе её существования (кальцит, каолинит). Во многих случаях они играют существенную роль.

Просадочные явления в лёссовых породах.

Структура лёссовых пород по своей прочности не одинакова. В одних случаях она разрушается после водонасыщения и при одновременном приложении к ней нагрузке от объекта. Такие породы относят к первому типу по просалочности, другие лёссовые породы разрушаются уже при водонасыщении только под собственным весом ( второй тип). В лёссовых толщах просадочными св-ми обладает только их верхняя часть. Толщина слоя просадочных пород колеблется от 1 до 30 метров. Певый тип – 8-10 м, второй=10-25. Просадочные св-ва с глубиной снижаются и постепенно переходят в непросадочные. При слабых и легко водорасворимых структурных сязях просадка возникает через несколько часов, что хар-но для грунта первого типа. Просадочный процесс возникает лишь при некотором для данного грунта давлении. Это давление называют «Начальным просадочным давлением». Значение начального просадочного давления определяет деформируемые зоны в лёссовой просадочной толще. В этих зонах происходит просадочное уплотнение пород.

Билет 16:

1)Тектонические движения земной коры, складки и разрывы.

2)Плоскостная эрозия, делювий.

Аллювиальное отложение рек

При определенных условиях река откладывает обломочный материал – аллювиальные отложения. Значительная часть этих отложений скапливается в русле рек и на поймах общая мощность аллювиальных отложений в долинах рек различна. Состав отражает скорость речного потока. В состав аллювия входит глыбы валуны галечник гравий пески суглинки глины илы органический материал. Там где течения сильные преобладают крупнообломочные материалы. Аллювий русловой – материал который откладывается в руслах реках, в его состав входят пески и более грубые обломки. Пойменный – откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного состава глины и пески. Старичный формируется на дне стариц, на которых откладываются илы со значительным количеством органических веществ.

2. Подтопление – подъем уровня грунтовых вод, обусловленный повышением горизонтов воды в реках при сооружении водохранилищ, русловых плотин, судоходных каналов и др. гидротехнических сооружений, насыщением ранее безводных грунтов при фильтрации воды через дно и берега каналов, потерями ее из водопроводных и канализационных сетей, заилением русел рек и пр. Естественная причина – подъем уровня моря. При подтоплении заболачиваются и заселяются почвы, снижается продуктивность лугов, полей и лесов, ухудшается санитарное состояние местности, разрушаются здания. К подтопленным относятся территории, на которых УГВ поднялся на глубину, не допустимую для ее хозяйственного использования. Для защиты земель от подтоплений строят осушительные системы – дренаж горизонтальный, вертикальный и комбинированный с машинной откачкой воды. Дрены располагают по границе защищаемой территории.

Билет 22:

1)Геологическая деятельность моря.

2)Классификация подземных вод по условиям залегания в земной коре и по гидрогеологическому признаку.

Вечная мерзлота: её строение, распространение и свойства

Вечная мерзлота – близкая к поверхности подземная зона с отрицательной температурой, сохраняющаяся в течении веков и тысячалетий. Мощность зоны от 1 до 100 метров.

Вечная мерзлота» (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.

По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять:

· кратковременномерзлые породы (часы, сутки),

· сезонномерзлые породы (месяцы),

· многолетнемерзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками».

65% территории России — районы многолетней мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири иЗабайкалье.

Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.

В районах вечной мерзлоты промерзший грунт никогда при современных климатических условиях не оттаивает.

В летнее время самые верхние горизонты вечномерзлой толщи оттаивают, зимой снова замерзают. Неоднократный переход воды из одного фазового состояния в другое сообщает неустойчивость, подвижность поверхностной толще. В результате возникают различные формы движения грунта и различные формы рельефа, свойственные только областям вечной мерзлоты. Слой сезонного промерзания и оттаивания, мощность которого изменяется от 1 до 4м, получил название деятельного слоя. Ниже его залегает собственно вечномерзлый слой. Слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют четко выраженной границы. Лед в мерзлом грунте присутствует в различных формах: в форме ледяного цемента (замерзшие поровые и капиллярные воды), ледяных включений и крупных ледяных тел — линз или жил. По условиям образования вечномерзлые грунты могут быть сингенетическими и эпигенетическими. Сингенетические мерзлые грунты образуются одновременно с осадконакоплением. Эпигенетическими мерзлыми грунтами называются такие отложения, которые промерзли уже после накопления.

Билет 2:

1)Происхождение, форма и строения планеты Земля.

2)Оползни, условия образования их. Меры борьбы с оползнями.

Вопрос 1 «Происхождение, форма и строение планеты Земля. Геосферы»

Основным объектом изучения геологии является земная кора, внешняя твердая оболочка Земли, имеющая важное значение для осуществления жизни и деятельности человека.

Солнечная система состоит из небесных тел. В неё входят: Солнце девять больших планет, в том числе Земля, и десятки тысяч малых планет, комет и множество метеорных тел. Солнечная система – сложный и многообразный мир, далеко ещё не изученный. Вопрос о происхождении Земли – важнейший вопрос естествознания. Более 100 лет пользовалась признанием гипотеза Канта-Лапласа, согласно которой Солнечная система образовалась из огромной раскаленной газоподобной туманности, вращавшейся вокруг оси, а земля в начале была в жидком состоянии, а потом стала твердым телом. Дальнейшее развитие науки показало несостоятельность этой гипотезы. Земля, по Шмидту, первоначально была холодной. Разогрев её недр начался, когда она достигла больших размеров. Это произошло за счет выделения теплоты в результате распада имеющихся в ней радиоактивных веществ. Форма Земли обычно именуется земным шаром. Установлено, что масса Земли равно 5,98х10 27 г. Форма Земли близка к трехосному эллипсоиду вращения с полярным сжатием. Полярное сжатие обусловлена вращением Земли вокруг полярной оси и величина этого сжатия связана со скоростью вращения Земли. Иногда форму земли именуют сфероидом, но для Земли есть и собственное наименование формы, а именно геоид. В общем виде Земля сложена несколькими концентрическими оболочками: внешними – атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная оболочка), биосфера (область распространения живого вещества) и внутренними, которые называют собственно геосферами(ядро, мантия и литосфера).Атмосфера – это воздушная среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней. По распределенной в ней температуре снизу вверх подразделяется на тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Основные компоненты: азот 78%; кислород 20,95%; инертные и другие газы; водяной пар около 1%. Стратосфера – слой над тропосферой. Присутствие в нём озона в этом слое обуславливает повышение температуры в нем до +50 о С. Гидросфера – это водная оболочка, которая играет большую роль в геологических процессах Земли. В её состав входят все воды Земли (океаны, моря, реки, озера и т.д.) Биосфера находится в постоянном взаимодействии с литосферой, гидросферой и атмосферой, что существенно сказывается на составе и строении литосферы. Это сложноорганизованная оболочка, связанная биохимическими циклами миграции вещества, энергии и информации. Внутреннее строение Земли состоит из ядра, мантии и литосферы. Земное ядро – состоит из внешнего(жидкого) и внутреннего(твердого) ядра. Земное ядро состоит из 90% железа с примесью кислорода, серы, углерода и водорода. Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Земная кора – это верхний слой Земли, который имеет нижнюю границу или подошву. Различают континентальную кору и океаническую. Литосфера – это каменная оболочка Земли, объединяющая земную кору, подкоровую часть верхней мантии. В неё входят породы в твердом кристаллическом состоянии и она обладает жесткостью и прочностью.

2. Оползни. Геологические условия и причины образования оползней. Меры борьбы с оползнями.

Оползни – это скользящее смещение г.п. на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод. Это явление свойственно склонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Они разрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их. Для возникновения и развития оползней необходимы некоторые определенные условия : высота, крутизна и форма, геологическое строение, св-ва пород, гидрогеологические условия. Основными причинами оползней следует считать 3 гр.процессов:1) процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками; 2) процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физико-механических св-ств, слагающих склон пород за сче процессов выветривания, увлажнения подземными, дождевыми, талыми и хоз-ными водами, за счет выщелачивания водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с образованием в породе пустот; 3) процессы, создающие дополн.давление на породы, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтрации воды в сторону склона; гидростатистическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динамические нагрузки на склон; сейсмические явления.Для успешного применения противооплзневых мероприятий необходимо высококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий для оценки фактической степени устойчивости склона. Эти изыскания выполняют согласно СНиП 11.02-96. Противооползневые мероприятия:1)активные, способные воздействовать на основную причину оползня путем полного пересечения или некоторого ослабления её действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида; 2) пассивные, направленные на повышение значимости факторов сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми способами. Берегозащитные мероприятия и сооружения на водотоках и водоемах у подножья склона включают отвод и выправление русел, устройство защитных покрытий, возведение лотков, быстротоков, перепадов. Механическое крепление склонов, подпорные сооружения, покрытия, использование растительности, искусственное уплотнение и закрепление грунтов, обеспечение устойчивости возводимых сооружений.

Билет 3:

1)Температурный режим верхней части земной коры.

2)Геологическая деятельность рек. Эрозия донная и боковая, базис эрозии, продольный и поперечный профиль речной долины.

Вопрос 1 «Температурный режим верхней части земной коры»

Земная кора имеет два основных источника тепла: от солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В земной коре различают три температурные зоны: 1) переменных температур; 2) постоянных температур; 3) нарастания температур. Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности. По мере углубления в землю влияние сезонных колебаний температур уменьшается и на глубине примерно 15-40м находится зона постоянной температуры. В пределах третьей зоны температура с глубиной возрастает. Нарастание температуры с глубиной следует учитывать при проектировании сооружений глубокого заложения.

Многолетняя мерзлота в России: происхождение и территория

Многолетней мерзлотой называется промёрзший тысячелетия назад грунт, который никогда полностью не оттаивает по причине постоянно низких температур в регионах его местонахождения. Сформировалась она в ледниковый период на территориях с сухим и холодным климатом. Всего она занимает около четверти суши Земли. В России многолетняя мерзлота занимает 60−65% всей территории страны, делая эти регионы непригодными или малопригодными для жизни и ведения хозяйства.

1. Терминология и границы понятия
2. Особенности явления и его причины
3. Изменение климата и его влияние
4. Задания на школьный урок географии

Терминология и границы понятия

Термин «многолетняя мерзлота» используется преимущественно петербургской географической научной школой, в общепринятом понимании она называется вечной.

Также можно встретить такие обозначения явления:

• многолетняя криолитозона;
• вечная криолитозона;
• многолетние мерзлые породы.

К вопросу о том, что такое многолетняя мерзлота в географии, нет однозначного подхода.

Иногда так называют полностью промёрзшие и совсем не оттаивающие грунты, иногда допускают определённый процент оттаивания земли.

Само понятие и близкие к нему явления, которые иногда в него включают:

• многолетняя мерзлота в северном полушарии;
• районы промерзания почвы более чем на 15 суток в году;
• территории промерзания почвы менее чем на 15 суток в году.

Остальные зоны — это области сезонного снежного покрова, где грунт может промерзать зимой или не промерзать вовсе, а в тёплое время года полностью оттаивает.

Допустимо оттаивание верхнего слоя толщиной примерно 10 см — эта погрешность не противоречит определению термина.

Благодаря тому, что вода, образовавшаяся из льда этого слоя, не может впитаться в землю глубже по причине её мёрзлости, она остаётся наверху, в результате чего на поверхности образуется грязное месиво.

Это может сбить с толку тех, кто не разбирается в явлении: им кажется, что грязи не может быть в зонах постоянной мерзлоты.

Особенности явления и его причины

Причиной образования вечной криолитозоны является то, что в некоторых регионах слишком холодно даже летом, и температура верхнего слоя земной коры никогда не поднимается выше нуля. Это приводит к тому, что грунт промерзает зимой, но и летом не может оттаивать: для этого слишком холодно. Так как такие климатические условия сохраняются на протяжении тысячелетий, есть смысл называть такое явление вечным.

Зоны многолетних мёрзлых пород не только занимают обширные территории (35 млн км²), но и могут уходить вглубь на 1 000 и более метров. В этих случаях даже грунтовые воды и целые подземные реки существуют в виде никогда не тающего льда.

В этих зонах важно учитывать особенности грунта при любой хозяйственной и промышленной деятельности.

В основном постоянно промёрзшие породы приносят проблемы (невозможность качественной обработки почвы, сложности с добычей полезных ископаемых, иные проблемы, связанные с подземными работами), но иногда и полезны: например, благодаря прочности грунта, здесь удобнее делать некоторые виды карьеров.

Изменение климата и его влияние

Ввиду явления, называемого глобальным потеплением, границы зон вечной мерзлоты смещаются в сторону севера. Это означает расширение пригодных для комфортной жизни и ведения сельского хозяйства территорий.

С другой стороны, это может повлечь за собой ряд проблем:

• Ледники и постоянно промёрзшие земли оказывают огромное влияние на климат, и их оттаивание приведёт к его изменению.
• В регионах вечной мерзлоты здания строятся с её учётом: твёрдый ледяной грунт играет роль фундамента, также есть иные строительные нюансы. Изменение твёрдости и прочности земли вследствие её оттаивания приведёт к разрушению таких строений, а предотвращение этого за счёт дополнительных укреплений может оказаться экономически невыгодным.
• Большинство карьеров для добычи полезных ископаемых окажутся небезопасными и оттого непригодными к работам.

Задания на школьный урок географии

Вечная мерзлота изучается в школах на уроках географии. Это входит в рамки курса 8 класса о климатических особенностях России.

После изучения учебника и дополнительных материалов можно предложить ученикам ответить на следующие вопросы и выполнить задания:

1. В каких частях России находится вечная мерзлота?
2. Объясните происхождение явления и причины его распространения в определённых районах.
3. Сделайте сообщение о жизни в населенных регионах в зоне вечной мерзлоты.
4. Напишите реферат на тему «Многолетняя мерзлота и ее влияние на экономику страны».
5. Назовите и укажите на карте регионы, занятые многолетними мёрзлыми породами.
6. Подготовьте доклад о том, как может уменьшиться или распространиться вечномёрзлая территория в зависимости от экологической обстановки.

Так, многолетняя мерзлота занимает значительную часть территорию России, что оказывает значительное влияние на экономику страны. Также описываемое явление играет важную роль в формировании климата всей планеты в целом и близлежащих стран в частности.

Понимание особенностей вечной мерзлоты важно для любой деятельности в зонах её распространения.

Многолетняя мерзлота – условия образования, распространение и влияние на жизнь человека

Физическая география России и СССР
Европейская часть: Арктика, Русская равнина, Кавказ, Урал

ОБЩИЙ ОБЗОР ПРИРОДЫ

Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П.Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин “вечная мерзлота”).

Криолитозона — верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.

В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет -3000. -6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300-2000°С.

Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Скопления воды в многолетнемерзлых породах образуют линзы, клинья, прослои и прожилки льда, т.е. в состав вечной мерзлоты входят и подземные льды. Содержание льда, т.е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от 40-50% до 60-70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта.

Многолетняя мерзлота — необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В.Н. Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендорфом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М.И. Сумгиным, П.Ф. Швецовым, А.И. Поповым, И.Я. Барановым и многими другими учеными.

Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км 2 , что составляет почти 65% территории страны.

Рис. 19. Распространение многолетней мерзлоты по территории России

Южная ее граница проходит по центральной части Кольского полуострова, пересекает Восточно-Европейскую равнину близ полярного круга, по Уралу отклоняется к югу почти до 60° с.ш., а вдоль Оби — к северу до устья Северной Сосьвы, далее проходит по южному склону Сибирских Увалов к Енисею в районе Подкаменной Тунгуски. Здесь граница круто поворачивает к югу, проходит вдоль Енисея, идет по склонам Западного Саяна, Тувы и Алтая к границе с Казахстаном. На Дальнем Востоке граница мерзлоты идет от Амура к устью Селемджи (левого притока Зеи), затем по подножию гор левобережья Амура к его устью. Мерзлота отсутствует на Сахалине и в прибрежных районах южной половины Камчатки. Пятна мерзлоты встречаются южнее границы ее распространения в горах Сихотэ-Алиня и в высокогорьях Кавказа.

В пределах этой обширной территории условия развития мерзлоты не одинаковы. Северные и северо-восточные районы Сибири, острова азиатского сектора Арктики и северный остров Новой Земли заняты сплошной низкотемпературной многолетней мерзлотой. Южная ее граница проходит через северную часть Ямала, Гыданского полуострова к Дудинке на Елисее, затем к устью Вилюя, пересекает верховья Индигирки и Колымы и выходит к побережью Берингова моря южнее Анадыря. К северу от этой линии температура слоя многолетнемерзлых пород составляет -6. -12°С, а его мощность достигает 300-600 м и более. Южнее и западнее распространена мерзлота с островами таликов (талого грунта). Температура мерзлого слоя здесь выше (-2. -6°С), а мощность уменьшается до 50-300 м. Близ юго-западной окраины области распространения мерзлоты встречаются лишь отдельные пятна (острова) мерзлоты среди талого грунта. Температура мерзлого грунта близка к 0°С, а мощность менее 25-50 м. Это — островная мерзлота.

В мерзлой толще концентрируются большие запасы воды в виде подземных льдов. Часть их образовалась одновременно с вмещающими породами (сингенетические льды), другая — при замерзании воды в ранее накопившихся толщах (эпигенетические).

На приморских низменностях от устья Хатанги до Колымы, на Новосибирских островах и на Вилюйской низменности в рыхлых отложениях распространены полигонально-жильные льды. Мощность их достигает 40-50 м, а на Большом Ляховском острове даже 70-80 м. Эти льды могут считаться “ископаемыми”, так как формирование их происходило в среднечетвертичное время (в период оледенения). Жильный лед в трещинах кристаллических и метаморфических пород широко представлен в горных системах Северо-Востока и в северной части Средней Сибири. Для Западной Сибири и Печорской низменности типичны ледяные ядра торфяных бугров пучения. Ледяные интрузии — гидролакколиты (булгунняхи в Якутии) образуются в озерно-аллювиальных, делювиальных и солифлюкционных отложениях котловин Забайкалья и Северо-Востока, в Центральной Якутии и северных районах Западной Сибири.

Миграционные льды, заполняющие морозобойные трещины, распространены практически во всех районах, где встречается мерзлота.

Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота — продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Современный климат на большей части территории распространения мерзлоты лишь способствует ее сохранению, поэтому малейшее нарушение природного равновесия ведет к ее деградации. Это необходимо учитывать при хозяйственном использовании территории, в пределах которой распространена мерзлота.

Многолетняя мерзлота оказывает влияние не только на подземные воды, режим и питание рек, распространение озер и болот, но и на многие другие компоненты природы (рельеф, почвы, растительность), а также на хозяйственную деятельность человека. При разработке полезных ископаемых, прокладке дорог, строительстве, при проведении сельскохозяйственных работ необходимо тщательно изучать мерзлый грунт и не допускать его деградации.

Посмотреть фотографии природы России и стран бывшего СССР (с географическими и биологическими смысловыми подписями к фотографиям) можно в разделах “Европа” и “Азия” секции “Природные ландшафты мира” нашего сайта.

Познакомиться с описаниями природы мира можно в разделе “Физическая география материков” нашего сайта.

Многолетняя (вечная) мерзлота и ее гидрологическое значение

Понятие о многолетней мерзлоте, ее распространение

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.