Вечная мерзлота в России и связанные с ней проблемы. Вечная мерзлота в России и связанные с ней проблемы
 Скачать 47.42 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ» МГРИ Кафедра общей геологии и геологического картирования Дисциплина «Общая геология» РЕФЕРАТ Тема: Вечная мерзлота в России и связанные с ней проблемы Выполнил: студент 1 курса, группы ШПС-20 Крупеня А. С. Научный руководитель: Наравас А. К. Москва, 2020 Содержание: Введение 2 Глава 1. Описание 3 §1 Основные свойства и строение мерзлоты 3 §2 Распространение и морфология толщ мерзлотных пород 4 §2.1 Морфология мерзлых пород 5 §3 Хозяйственное значение 6 Глава 2. Многолетнемерзлые породы 6 Глава 3. Криогенные процессы и их воздействие 8 §1 Криогенные процессы и формы рельефа 8 §1.1 Морозобойное растрескивание 10 §1.2 Морозная сортировка 12 §1.3 Пучение и образование наледей 13 §1.4 Морозное выветривание 14 §2 Особенности строительства 14 Глава 4. Проблемы, связанные с вечной мерзлотой 18 §1 Последствия оттаивания вечной мерзлоты 18 Заключение 19 Список использованной литературы 20 Введение. Вечная мерзлота, также называемая многолетней мерзлотой и многолетней криолитозоной – слой, который никогда не оттаивает. Мощность данного слоя колеблется от 1000 м. на севере и до 30 см. на юге. Грунтовые воды находятся в виде льда. В России вечная мерзлота занимает почти 2/3 территории страны – около 11 млн. км2. Районами многолетней мерзлоты называют верхнюю часть земной коры, где температура долгое время не поднимается выше 0°C. Цель работы: изучить и раскрыть понятие «вечная мерзлота» и её свойства, особенности строительства в регионах вечной мерзлоты, а также составить список проблем, связанных с вечной мерзлотой. Задачи работы: Ознакомиться с научной литературой, посвященной истории развития, динамике и эволюции вечной мерзлоты. Глава 1. Описание §1 Основные свойства и строение мерзлоты Систематический дефицит тепла в приполярных зонах вызван шарообразностью Земли, а также наклоном земной оси к эклиптике. Из-за этого тепловая энергия, поступающая от Солнца, неравномерно распределяется на поверхности Земли и создает охлажденные области земной коры. Избыточное охлаждение проявляется в промерзании земной коры и образовании наземных ледников. Так возникают мерзлые зоны земной коры, входящие в состав криосферы – оболочки Земли с возможностью существования льда. Отдаляясь от полюсов в сторону экватора, криосфера фиксируется только в атмосфере и в отдельных широтах в неё попадают только высокие горные системы и отдельные вершины, где происходит глубокое промерзание горных пород и возникают ледники, что относится к областям подземного оледенения. Оледенение принято делить на два вида: подземное – результат замерзания воды в земной коре в результате постоянного воздействия низких температур; наземное – многолетний/сезонный покров снега на поверхности земной коры, возникающий в результате замерзания пресных вод. В зонах устойчивого охлаждения Земли формируются толщи существующих долгое время мерзлых горных пород, названных вечной мерзлотой. Вечная мерзлота – мерзлые горные породы, характеризующиеся температурой ниже 0°C и не оттаивающие в течение долгого времени от нескольких лет до сотен и тысяч лет. Над вечной мерзлотой формируется слой ежегодного сезонного промерзания – протаивания, называемый деятельным слоем. §2 Распространение и морфология толщ мерзлотных пород Вечная мерзлота занимает не менее 25% площади всей суши земного шара. В Австралии вечная мерзлота отсутствует полностью, а в Африке встречается только в высокогорных районах. Содержание льда в промерзлых породах варьируется от нескольких процентов до 90%. В вечной мерзлоте могут образоваться залежи газовых гидратов. В России вечная мерзлота занимает около 65% всей территории страны. Наиболее широко она распространена в Забайкалье и Восточной Сибири. Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечен в верховьях реки Вилюй в Якутии: рекордная глубина в 1370 метров была зафиксирована в феврале 1982 года. Вечная мерзлота – реликт ледниковых эпох. В эпоху максимального распространения материковых льдов в среднем плейстоцене площадь вечной мерзлоты хоть и увеличивалась по сравнению с современным состоянием, но не достигала размеров, свойственных последнему термическому минимуму плейстоцена. Она сохранилась здесь благодаря резко континентальному климату с очень суровой, продолжительной и малоснежной зимой. Надежным доказательством реликтового происхождения многолетней мерзлоты служит хорошая сохранность в нетленном состоянии мамонтов и шерстистых носорогов, живших в перигляциальной зоне в плейстоцене. Но в районах с крайне суровыми зимами мерзлота возникает и сейчас: в поймах и дельтах рек Северо-восточной Сибири. §2.1 Морфология мерзлых пород Российский и советский ученый, один из основателей учения о мерзлоте, Михаил Иванович Сумгин в 1937-ом году разделил вечную мерзлоту на три зоны, опираясь на характер её распространения: сплошная; мерзлота с островами талых грунтов (прерывистая); островная. Каждая зона характеризуется различными мощностями и температурами мерзлотных толщ. При движении с севера на юг мощности уменьшаются, а температура возрастает. В зоне сплошной вечной мерзлоты мощности изменяются от 300 до 500 метров и более, в горах – до 1500 метров, температуры – от -2°C до -10°C и ниже. располагается в северной части Большеземельской тундры, на Полярном Урале, в тундре Западной Сибири, в северной части Среднесибирского плоскогорья, на Таймырском полуострове, Яно-Индигирской и Колымской низменностях, в дельте реки Лена, на Центральноякутской равнине, Приленском плато, а также на Юкагирском плоскогорье и Анадырской равнине. Прерывистая мерзлота преобладает в Большеземельской и Малоземельской тундрах, на Среднесибирском плоскогорье между реками Нижняя и Подкаменная Тунгуска, в южной части Приленского плато и в Забайкалье. Мощности достигают 250-300 метров, но чаще колеблются от 10-20 до 100-150 метров, температуры – от 0°C до -2°C; Островная мерзлота характерна для горных районов, таких как Саяны, Урал, Кавказ. Распространена на Кольском полуострове, в Канино-Печорском районе, в таежной зоне Западной Сибири, южной части Среднесибирского плоскогорья, на Дальнем Востоке, вдоль побережья Охотского моря и на Камчатке. Мощности толщ от нескольких метров до нескольких десятков, температуры близки к 0°C. §3 Хозяйственное значение Вечная мерзлота создает большое количество проблем, но при этом от ней есть и польза. При разработке месторождений в северных регионах мерзлота затрудняет добычу полезных ископаемых из-за высокой прочности промерзших пород, но именно благодаря мерзлоте удалось вести разработку кимберлитовых трубок в Якутии в карьерах (карьер трубки Удачная с практически отвесными стенками). Также на полуострове Ямал расположен широко известный Новопортовский мерзлотник – большое подземное рабохранилище с температурой, поддерживаемой естественным путем. Глава 2. Многолетнемерзлые породы Термин «вечная мерзлота» был введен в научное употребление в 1927-ом году М. И. Сумгиным. Он определял его как мерзлоту почвы, непрерывно существующую более двух лет. Само слово «мерзлота» не имело четкого определения и это привело к использованию понятия в различных событиях. Термин неоднократно подвергался критике и были предложены несколько альтернативных терминов: многолетнемерзлые горные породы и многолетняя криолитозона. Но ни один из этих терминов не получил широкого распространения. По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия: кратковременномёрзлые породы (часы, сутки); сезонномёрзлые породы (месяцы); многолетнемёрзлые 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. А если рассмотреть почву в многолетнемёрзлых породах то можно сказать, что в почвах, расположенных в зоне длительной сезонной или постоянной мерзлоты, протекает комплекс своеобразных процессов, связанных с влиянием низких температур. Над мёрзлым слоем, который является водоупором, вследствие коагуляции органических веществ может происходить накопление гумуса, так называемая надмерзлотная регенерация гумуса, надмерзлотное оглеение даже при небольшом годовом количестве осадков. Образование слоев льда (шлиров) в почве приводит к разрыву капилляров, вследствие чего прекращается подтягивание влаги из надмерзлотных горизонтов к корнеобитаемому слою. Наличием мёрзлого слоя вызван целый ряд механических изменений в почвенном профиле, таких, как криотурбация – перемешивание почвенной массы под влиянием разницы температур, солифлюкция – сползание насыщенной водой почвенной массы со склонов по мёрзлому слою. Эти явления особенно широко распространены в тундровой зоне. С криогенными деформациями связывают характерный для тундр бугристо-западинный рельеф (чередование бугров пучения и термокарстовых западин), а также образование пятнистых тундр. Под действием мороза происходит криогенное оструктуривание почвы. Отрицательные температуры способствуют переходу продуктов почвообразования в более конденсированные формы, и это резко замедляет их подвижность. Мерзлотной коагуляцией коллоидов обусловлено ожелезнение таёжных почв. С влиянием криогенных явлений некоторые исследователи связывают обогащение кремнекислотой средней части профиля подзолистых почв, рассматривая белесую присыпку как результат мерзлотной дифференциации плазмы почвы. Глава 3. Криогенные процессы и их воздействие §1 Криогенные процессы и явления Криогенными называют геологические, физические, биохимические и другие процессы, происходящие в самых верхних частях земной коры и обусловленные сезонным и многолетним промерзанием и протаиванием увлажненных рыхлых горных пород, охлаждением мерзлых пород, и замерзанием подземных вод. Направление и интенсивность криогенных процессов связанны с особенностями накопления четвертичных осадков, с тепловлагообменом в верхних горизонтах горных пород, с динамикой промерзания и протаивания. Для процесса рельефообразования наиболее существенное значение имеют подземные воды и, прежде всего надмерзлотные, циркулирующие в пределах деятельного слоя, или СТС (сезонно-талый, слой) с которым и связаны главные геологические события в районах с распространением многолетней мерзлоты. Криогенные явления влияют на состав и строение верхних горизонтов литосферы, находят свое проявление в рельефе (микрорельефе) поверхности земли, распределении растительности и, таким образом, часто обусловливают облик ландшафтов криолитозоны. Ярчайшим примером являются криогенные полигонально-жильные структуры, образующиеся на основе криогенного (морозобойного) трещинообразования. Они проявляются в полигональном микрорельефе и обусловливают многообразие криогенных ландшафтов (полигональных тундр, бугристо-западинного микрорельефа и др.). Эти ландшафты доминируют во многих регионах севера Евразии и Северной Америки не только в пределах современной криолитозоны, но и в областях ее былого распространения в позднем плейстоцене. На разных стадиях развития криогенных явлений, вызвавшие их процессы имеют неодинаковую активность, они могут прекращаться или сменяться противоположно направленными. Обычно на начальных стадиях криогенные процессы плохо выражены в морфологии поверхности и слабо влияют на криогенное строение отложений. Наибольшим это влияние на микрорельеф и строение мерзлых пород является на зрелых стадиях. На стадиях деградации проявляются новые криогенные процессы, обычно противоположные по знаку первичному, сформировавшему соответствующее явление. При этом стадийность развития явления обусловлена внешними факторами (изменением суровости и влажности климата, геологическими и другими событиями). Отсюда следуют три важных положения региональной и исторической геокриологии. Во-первых, криогенным явлениям, в том числе и их выражению в рельефе, не всегда сопутствует вызвавший их процесс. Во-вторых, по морфологическим (стадиальным) особенностям криогенных явлений и криогенного микрорельефа можно судить о наличии или отсутствии этого процесса, следовательно, и об определенном диапазоне современных геокриологических условий. В-третьих, по наличию криогенных явлений в синкриогенных отложениях представляется возможным восстанавливать палеогеографические, в особенности палеокриогенные, условия определенных этапов геологического прошлого. Особое значение, это имеет при анализе разрезов синкриогенных отложений. Ряд процессов и явлений, относимых к криогенным, по существу представляются модификациями экзогенных, проявляющихся в условиях распространения мерзлых пород. К ним относятся гравитационные склоновые (солифлюкция, курумы), термоабразия и термоэрозия. Ряд таких явлений, например, курумы, не имеет одного ведущего процесса, способствующего развитию на начальных и зрелых стадиях. Значительная часть криогенных процессов появляется или меняет свою интенсивность под влиянием хозяйственной деятельности человека, т. е. носит техногенный характер. Их новообразование или активизация часто является главным следствием нарушения природной обстановки, приводящим к негативному воздействию на сооружения и экологическую обстановку районов освоения. Вопрос их предотвращения или снижения отрицательного воздействия является важнейшим в проблеме рационального природопользования в условиях криолитозоны. Среди мерзлотных процессов наибольшее распространение получили: пучение и морозобойное растрескивание грунтов; образование жильных льдов, формирование полигональных форм на поверхности; склоновые процессы и термокарст. §1.1 Морозобойное растрескивание Под морозобойным растрескиванием понимается образование трещин из-за температурного сжатия грунта при отрицательных температурах. Процесс широко распространен как в пределах области многолетнемерзлых пород, так и сезонно промерзающих. Заложение морозобойных трещин, которые образуют полигональные в плане системы (правильность их формы зависит от степени однородности пород), начинается от дневной поверхности с распространением их на глубину до 3 м и более. Рисунок и частота трещин зависят от температурного режима и реологических (т.е. деформационных) свойств мерзлого грунта (по некоторым наблюдениям, расстояние между трещинами в 2-3 раза больше их глубины). Большинство трещин наблюдается в рыхлых грунтах; в условиях вечной мерзлоты рисунок трещин в первую очередь фиксируется в многолетнемерзлых породах, а не в СТС, где эти структуры разрушаются при протаивании. Морозобойное растрескивание в условиях вечной мерзлоты сопровождается ростом ледяных и песчаных трещин. Повторно-ледяные жилы растут в результате проникновения в трещины и замерзания поверхностной или грунтовой воды, или водяного пара. Зарождаются они в виде элементарных ледяных жилок, по которым происходит повторное растрескивание. Вследствие бокового разрастания повторно-ледяной жилы в окружающих ее отложениях часто возникает отгибание слоев вверх. Необходимо отметить, что повторно-жильные льды представляют собой двухъярусные структуры: в верхней части жилы оттаивают и заполняются вмещающими отложениями, оплывающими со стенок трещин. Осенью порода, замерзая, цементируется льдом, в результате чего уменьшается «дефектность» мерзлого массива. Повторно-ледяные жилы, как и многолетнемерзлые породы, могут быть сингенетическими или эпигенетическими в зависимости от того, происходит или нет осадконакопление на поверхности. Жилы, растущие при отсутствии седиментации, являются эпигенетическими; они увеличиваются в ширину, но не в высоту. Их приращивание ограничивается сжимающими напряжениями, развитие которых является следствием повторного растрескивания и заполнения трещин. Жилы, растущие одновременно с седиментацией, являются сингенетическими и увеличиваются как в ширину, так и в высоту. При протаивании вечной мерзлоты полость повторной ледяной жилы заполняется обрушивающимся материалом, превращаясь в псевдоморфозу по жиле. Такие псевдоморфозы – один из признаков древней вечной мерзлоты. Хотя тонкодисперсный сильно увлажненный грунт благоприятен для образования повторно-жильного льда, он не способствует образованию псевдоморфоз, поскольку при протаивании оплывает и утрачивает устойчивость крутых стенок. Поэтому хотя повторно-ледяные жилы чаще растут в тонкозернистых грунтах, псевдоморфозы лучше сохраняются в гравийных толщах. Протаявшая повторно-ледяная жила может заполняться песком, образуя так называемую песчаную жилу. При этом иногда песчаные жилы образуются не на месте, а вместо повторно-ледяных жил, что свидетельствует о сухих условиях. §1.2 Морозная сортировка Эта сортировка часто дополняет морозобойное растрескивание. Она неоднородна по механическому составу грунтов деятельного слоя. Результатом их совместной работы становятся каменные полигоны или, реже, каменные кольца. Процессы морозобойной сортировки происходят следующим образом. Мелкозернистые (песчано-глинистые) участки грунта, обладая большой влагоемкостью, при замерзании значительно увеличиваются в объеме. При этом они выталкивают более крупные обломки (щебень, гальку, валуны) к поверхности и по направлению к морозобойным трещинам. Многократное повторение замерзания-оттаивания постепенно приводит к отчетливо выраженной дифференциации грунта, которая обычно наблюдается лишь в верхней части деятельного слоя (до 0,5-0,8 м) и постепенно затухает с глубиной. Если грунты деятельного слоя не содержат крупных обломков, механизм морозной сортировки приводит к образованию широко распространенной пятнистой (или медальонной) тундры. Пятна-медальоны располагаются внутри трещинных полигонов и имеют округлую или овальную форму, их поверхность глинистая и лишена растительности. §1.3 Пучение и образование наледей Процессы криогенного пучения в большей степени связаны с замерзанием свободной воды. Различают сезонные и многолетние бугры пучения. Сезонные бугры пучения возникают при зимнем промерзании деятельного слоя: грунтовая вода в нижней его части оказывается под давлением (снизу находится мощная многолетняя мерзлота) и вспучивает над собой верхний промерзший слой. В случае большого давления может произойти взрыв и излияние воды на поверхность с образованием грунтовой наледи. Сезонные грунты пучения невелики по размерам (высота обычно не более 0,5 м при поперечнике 2-3 м); в теплое время года ледяное ядро таких бугров вытаивает, и они разрушаются. У многолетних торфяных бугровмерзлое ядро летом сохраняется благодаря низкой теплопроводности торфа; год от года они могут нарастать и достигают высоты в несколько метров. Менее крупные (обычно не более 1 м) многолетние бугры пучения развиваются в глинистых и суглинистых грунтах, обладающих лучшей теплопроводностью. Они получили название «бугров-могильников». Летом мерзлота в них вытаивает, но насыщенный водой глинистый грунт набухает и удерживает форму небольшого холма. Наиболее крупные многолетние бугры пучения образуются в пределах низменных заболоченных участков. Их высота может достигать десятков метров при поперечнике в первые сотни метров. Под торфяной оболочкой у таких бугров залегает ледяное ядро, с возникновением и ростом которого и связано вспучивание поверхности. Эти крупнейшие многолетние формы пучения называют гидролакколитами. Часто используются также названия: якутское булгунях и эскимосскоепинго. В отличие от форм пучения на лед и образуются в результате излияния воды на поверхность и ее замерзания там (а не в толще грунта) в виде более или менее обширного ледяного тела. §1.4 Морозное выветривание Морозное выветривание – разрыхление и распадение горных пород от давления льда на стенки трещин в породе при замерзании воды. Следствием этого являются образование каменных морей в высокогорных и арктических областях, обрушение каменных обломков при оттаивании со скалистых склонов в горных и речных долинах, образование каров, разрушение горных пород под ледником, солифлюкционные процессы и поднятие камней из почвы. §2 Особенности строительства В зависимости от местных мерзлотно-грунтовых условий, а также конструктивных и технологических особенностей возводимых зданий и сооружений их строительство ведут либо с сохранением природного мерзлого состояния грунтов (I метод), либо допускают их оттаивание (II метод). При этом указанное оттаивание может происходить в одном случае постепенно, в процессе эксплуатации возведенных зданий и сооружений, если по качеству грунтов основания оно допустимо и не может вызвать появления больших и неравномерных осадок. В другом случае оттаивание производят до начала строительства, когда грунты сильно сжимаемы и после оттаивания требуется выполнять соответствующие работы по улучшению их качества. Строительство по способу сохранения мерзлоты ведут, как правило, в тех случаях, когда грунты в природных условиях находятся в твердомерзлом состоянии. Для пластичномерзлых грунтов этот метод применим при условии осуществления мероприятий по понижению их температуры в сравнении с наблюдаемой в природных условиях залегания. Строительство на оттаивающих или оттаявших грунтах ведут обычно при не сплошном залегании вечной мерзлоты, наличии пластичномерзлых грунтов, мерзлотное состояние которых сохранить трудно, и в других аналогичных случаях. На каждой площадке рекомендуется применять один из указанных двух методов или принципов строительства. Совместное их применение допускается лишь при условии, если будет исключено нарушение устойчивости возводимых и уже возведенных зданий и сооружений, вызванное взаимным тепловым их влиянием на грунты основания. Для сохранения мерзлоты в основании зданий устраивают проветриваемое подполье высотой не менее одного метра. Поверхность грунта в подполье и у зданий планируют с уклоном во внешнюю сторону и покрывают термоизоляционным слоем из шлака. Вместо шлака в пределах подполья применяют также мох и торф, которые присыпают сверху слоем земли против возгорания. Перекрытия над подпольем должны быть непродуваемыми и обладать необходимым термическим сопротивлением. В зимнее время тщательно следят за продухами (окнами), через которые поступает холодный воздух в подполье, и постоянно очищают их от снежных заносов. Летом рекомендуется поверхность грунта у зданий защищать от нагрева солнечными лучами укладкой, например, дощатых щитов для тротуаров. Для капитальных зданий применяют железобетонные сваи и фундаменты столбчатой конструкции. Сваи заглубляют в слои вечной мерзлоты не менее 2 метров, а подушку столбчатых фундаментов - не менее 1 метра. Подушку вмораживают в грунт посредством обсыпки из хорошо уплотненного влажного песка, а ее соединение со стойкой надежно замоноличивают. Сваи в последнее время получили широкое распространение в практике строительства на вечномерзлых грунтах. Как показал опыт норильских строителей, сваи оказались экономичнее фундаментов столбчатой конструкции. По их данным, стоимость свайных фундаментов для зданий примерно в 2 раза меньше, чем столбчатых. При этом значительно снижается трудоемкость устройства фундаментов и существенно сокращаются сроки работ нулевого цикла. Для погружения свай бурят в мерзлом грунте скважины, которые заполняют примерно на 1/3 глубины глинистым раствором текучей консистенции. Для его приготовления используют в ряде случаев также и выбуренные породы (шлам). Этот раствор берут несколько подогретым, чтобы не происходило его преждевременное замерзание. Затем в скважину забивают сваю, причем излишки раствора выдавливаются наружу. Раствор в скважине замерзает и происходит хорошее смерзание сваи с окружающим грунтом. В пластичномерзлых грунтах возможна забивка свай в скважины несколько меньшего диаметра, чем поперечные размеры самой сваи, а иногда она осуществима даже без устройства скважин. Такие сваи называют бурозабивными и забивными. В глинистых грунтах и в мелкозернистых и пылеватых песках, находящихся в твердомерзлом состоянии, погружение свай производят также и с протаиванием грунта. Этот способ применим, когда температура грунта в зоне заделки нижнего конца сваи не выше -1,5º, а крупнообломочных включений содержится не более 10% от общего его состава. Если оттаивание грунта происходит в процессе эксплуатации зданий после их возведения, необходимо, чтобы оно протекало медленно и равномерно. Это достигается правильным распределением тепловых агрегатов в помещениях и принятием ряда мер, затрудняющих быстрое проникание тепла в грунт (проветривание подполья, термоизоляционная защита грунта и т. п.). При проектировании зданий стремятся применять конструкции, менее чувствительные к неравномерным осадкам. Зданиям придают простое очертание в плане, избегая устройства входящих углов. Нагрузку на фундаменты распределяют возможно равномернее и избегают близкого расположения помещений с различным тепловым режимом. В необходимых случаях устраивают осадочные швы для разделения здания на отдельные отсеки, а стены усиливают применением железобетонных или железокирпичных поясов. В том случае, когда последующее оттаивание недопустимо вследствие неблагоприятного качества грунтов, а сохранение мерзлого их состояния крайне затруднительно или дорого, применяют предпостроечное оттаивание, производимое до начала строительства. Его ведут на глубину не менее 60% от расчетной глубины оттаивания, определяемой на период первых 10 лет эксплуатации возводимых зданий и сооружений. Большой интерес представляет сочетание электрооттаивания грунтов с их электроосушением. Здесь происходит не только обезвоживание оттаивающей толщи, но и одновременное уплотнение грунтов, что улучшает их строительные свойства. Метод предпостроечного электрооттаивания и уплотнения грунтов нашел применение на строительстве ряда объектов в Воркуте. Глава 4. Проблемы, связанные с вечной мерзлотой Вечная мерзлота заметно осложняет хозяйственное освоение территории. Особенно много затруднений возникает при гражданском и дорожном строительстве, а также при освоении месторождений полезных ископаемых. Даже в разгар лета, чтобы вынуть грунт, нужно предварительно оттаивать мерзлую почву, а сильно увлажненный талый грунт обычно представляет собой вязкий и липкий «плывун». При строительстве зданий приходится считаться с угрозой вспучивания их фундаментов и с неравномерной их просадкой, так как во время эксплуатации зданий нарушается температурный режим мерзлоты. Поэтому фундаменты и опоры заглубляют в мерзлый грунт, а дома строят на сваях. При прокладке железных или шоссейных дорог строители вынуждены производить много дополнительных и дорогостоящих работ, чтобы избежать разрушения наледями дорожного полотна, и в особенности мостов. §1 Последствия оттаивания вечной мерзлоты Мерзлота затрагивает около четверти территории северного полушария. Эти мерзлые почвы связывают углерод в биомассе из мертвых растений, животных и микробов на протяжении тысячелетий, предотвращая его разрушение и удерживая от попадания в атмосферу. В результате в почвах вечной мерзлоты содержится в два раза больше углерода, чем в атмосфере. В отличие от постепенного оттаивания, которое в основном воздействует на поверхность и медленно проникает в грунт, резкое таяние вечной мерзлоты быстрее разрушает более глубокие запасы углерода. Кроме того, в результате внезапного оттаивания высвобождается больше метана - более сильный парниковый газ, чем диоксид углерода, - чем при постепенном оттаивании. Исследователи утверждают, что быстрое обрушение вечной мерзлоты будет иметь местные, национальные и международные последствия - от изменения традиционных способов передвижения и охоты на Севере до причинения дорогостоящего ущерба автодорогам и железным дорогам, что еще более затруднит достижение целей по сокращению выбросов, направленных на ограничение глобального потепления. Заключение Будучи во многих районах не только современным образованием, но и реликтом ледниковых эпох, многолетняя мерзлота сохраняется по сей день благодаря резко континентальному климату с продолжительной холодной и малоснежной зимой. Негативные последствия климатического потепления будут отмечаться на всей территории криолитозоны: усиление деградации мерзлых толщ, как по вертикали, так и в плане; нарушение функционирования природно-технических систем, при проектировании которых не была учтена возможность глобального потепления климата и деградации мерзлоты. На территории, где вечномерзлые породы относительно стабильны из-за высокой льдистости верхнего горизонта мерзлых пород даже небольшое увеличение глубины сезонного протаивания приведет к активизации таких разрушительных мерзлотных процессов, как термокарст, термоэрозия и солифлюкция. Усилятся процессы разрушения береговых уступов арктических морей. Экономика Севера потребует дополнительных затрат для обеспечения сохранности мерзлого основания зданий и инженерных сооружений. Список использованной литературы Болтрамович С.Ф. Геоморфология: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений, 2005 год. Кудрявцева В.А. Общее мерзлотоведение (геокриология), 1978 год. Малахов А.А. Краткий курс общей геологии, 1969 год. Анисимов О. А., Нельсон Ф. Э. Прогноз изменения мерзлотных условий в северном полушарии: применение результатов балансовых и транзитивных расчетов по моделям общей циркуляции атмосферы, 1998 год. Борисенков Е. П. Изменение климата и человек 1990 год. Будыко М. И. и др. Предстоящие изменения климата, 1992. |