Влияние вечной мерзлоты на хозяйственную деятельность. Вечная мерзлота и её влияние на природу

Многолетняя мерзлота распространена на территории Средней Сибири почти повсеместно. Она является результатом длительного и глубокого выхолаживания поверхности. Формирование мерзлоты произошло еще в ледниковое время, когда суровый, малоснежный резко континентальный климат был выражен еще резче, чем в настоящее время. Образование мерзлоты связано с потерями большого количества тепла в антициклональных условиях холодного периода и глубоким промерзанием горных пород. Летом породы не успевали полностью оттаять. Так в течение сотен и тысяч лет происходило постепенное «накопление холода». Понижалась температура мерзлых пород, увеличивалась их мощность. Следовательно, мерзлота  наследие ледникового периода, своего рода реликт. Но на Северо-Сибирской низменности мерзлотой охвачены и голоценовые аллювиальные отложения, а на отвалах горнорудной промышленности в районе Норильска мерзлота образуется буквально на глазах человека. Это свидетельствует о том, что в северной части Средней Сибири современные климатические условия благоприятствуют образованию мерзлоты.

Мощным фактором сохранения многолетней мерзлоты в Средней Сибири является суровый резко континентальный климат. Сохранению мерзлоты благоприятствуют низкие среднегодовые температуры и присущие этому климату особенности холодного периода: низкие температуры, малая облачность, способствующая ночному излучению, переохлаждению поверхности и глубокому промерзанию грунтов, позднее образование снежного покрова и его малая мощность.

Вслед за изменением климатических условий с северо-востока на юго-запад изменяется и характер мерзлоты (ее мощность, температура, льдистость). В северной части Средней Сибири распространена сплошная (слитная) многолетняя мерзлота. Южная граница ее распространения проходит от Игарки несколько севернее Нижней Тунгуски, южнее среднего течения Вилюя к долине Лены близ устья Олекмы. Мощность мерзлых пород здесь составляет в среднем 300-600 м. На побережье Хатангского залива она достигает 600-800 м, а в бассейне реки Мархи, по данным Граве (1968 г.), даже 1500 м. Температура мерзлого слоя на глубине 10 м составляет -10...-12°С, а включения льда  до 40-50% объема породы. Южнее распространена мерзлота с островами таликов . Сначала среди мерзлого грунта появляются небольшие участки талого грунта, но постепенно площадь их увеличивается, а мощность мерзлоты сокращается до 25-50 м. Температура мерзлых пород повышается до -2...-1°С. На крайнем юго-западе , в бассейне Ангары, талый грунт уже преобладает по площади. Здесь встречаются лишь острова мерзлоты . Это небольшие участки мерзлоты в понижениях рельефа или на склонах северной экспозиции под покровом торфа и мхов. Мощность их на юге составляет всего 5-10 м.

В направлении с севера на юг изменяется и верхняя граница мерзлоты, глубина ее летнего протаивания, или мощность деятельного слоя. Она зависит не только от количества тепла, поступающего к поверхности, и от температуры мерзлого грунта, но и от его льдистости, т. е. от объема ледяных включений, от теплоемкости и теплопроводности вмещающих пород. Поэтому мощность деятельного слоя, увеличиваясь в целом с севера на юг, зависит от механического состава пород, от характера растительности. Глубина протаивания составляет на севере в торфянистых грунтах 20-30 см, в глинистых  70-100 см, а в песках  120-160 см; на юге соответственно 50-80, 150-200 и 220-530 см. Таким образом, в южной части Средней Сибири мощность деятельного слоя примерно в 2 раза больше, чем на севере.

Многолетняя мерзлота служит могучим фактором формирования природных территориальных комплексов Средней Сибири. Она оказывает влияние на самые разнообразные процессы, определяющие характер природы и ее специфические черты.

Являясь продуктом резко континентального климата, мерзлота сама весьма существенно влияет на климат, усиливая его суровость и континентальность. Зимой от подпочвенных горизонтов в приземные слои воздуха практически не поступает тепла, а летом много тепла тратится на таяние мерзлоты, поэтому почва нагревается слабо и мало отдает тепла приземным слоям воздуха. Следствием этого является интенсивное выхолаживание поверхности в ясные летние ночи, приводящее к заморозкам на почве, и увеличение суточных амплитуд температуры.

Мерзлота влияет и на другие компоненты природы. Она служит своеобразным водоупором, поэтому влияет на сток и рельеф: усиливает сезонность поверхностного и подземного стока, затрудняет глубинную эрозию и способствует боковой в пределах деятельного слоя, замедляет карстовые процессы и благоприятствует развитию криогенных форм рельефа на всем пространстве Средней Сибири. Мерзлота обусловливает формирование особого типа почв  мерзлотно-таежных. Она существенно сказывается на пространственной дифференциации природы, на структуре и функционировании ПТК. С мерзлотой связано возникновение специфических природных комплексов, например аласов.

Мерзлота влияет на хозяйственную деятельность населения, осложняя освоение территории. При капитальном строительстве необходимо учитывать возможность протаивания мерзлоты и вспучивания грунтов под строительными объектами и при нарушении растительного покрова в процессе строительных работ. Это заставляет проводить дополнительные работы (например, строительство домов на сваях), что удорожает и замедляет строительство. Мерзлота затрудняет водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий, требует тепловых мелиорации при земледельческом освоении территории.

Воды

В Средней Сибири находятся самые многоводные реки России, в отдельных районах имеется масса озер, в недрах есть воды не только в жидком, но и в твердом состоянии в виде подземных льдов и ледяного цемента в скованных мерзлотой горных породах.

Реки. Средняя Сибирь обладает хорошо развитой речной сетью. Это обусловлено значительной приподнятостью и разновысотностью территории, трещиноватостью горных пород, длительным периодом континентального развития, водоупорным эффектом многолетней мерзлоты, глубоким и длительным сезонным промерзанием грунтов. Мерзлота не только препятствует просачиванию влаги в грунт, но и сокращает испарение из-за низкой температуры речных и грунтовых вод. Все это определяет особенности водного баланса Средней Сибири  увеличение стока и прежде всего его поверхностной составляющей и уменьшение испарения по сравнению с аналогичными широтами Русской равнины и Западной Сибири. Коэффициент стока в Средней Сибири составляет 0,65 . Это выше, чем в среднем по стране и в 2 раза выше, чем в Западной Сибири. Отсюда большая густота речной сети и многоводность рек Средней Сибири. Максимальный сток (более 20 л/с/км 2) характерен для плато Путорана.

Средняя густота речной сети превышает 0,2 км/км 2 поверхности. Густота речной сети различна в западной, более приподнятой и лучше увлажненной, и восточной части. В бассейне Енисея она составляет 0,4-0,45 км/км 2 , а в бассейне Лены  0,12-0,15 км/км 2 . По уклонам и скорости течения, по строению долин реки Средней Сибири занимают промежуточное положение между горными и равнинными. Глубоко врезанные долины часто имеют щекообразную форму, расширяясь на участках, сложенных рыхлыми песчано-глинистыми породами, и приобретая ущельеобразный характер с крутыми склонами, нависающими над водой («щеками»), в местах выхода траппов или известняков.

В Средней Сибири расположена большая часть бассейнов рек Енисея и Лены. Кроме них, непосредственно в море впадают такие крупные реки, как Оленек, Анабар, Хатанга, Таймыра, Пясина. Многие притоки Енисея и Лены имеют значительную длину. Четыре из них (Нижняя Тунгуска, Вилюй, Алдан и Подкаменная Тунгуска) входят в число 20 крупнейших рек России. Немногим отстает от них по длине Ангара.

Характерными чертами гидрологического режима рек Средней Сибири наряду с многоводностью являются исключительная неравномерность стока, краткость и мощность весеннего половодья и маловодность в зимний период, длительность ледостава и мощность ледовых образований, промерзание многих малых рек до дна и широкое развитие наледей. Все эти черты связаны с особенностями климатических условий страны  с ее резко континентальным климатом.

По водному режиму реки Средней Сибири относятся к восточносибирскому типу . Основными источниками их питания являются талые снеговые и в меньшей мере дождевые воды. Доля грунтового питания очень невелика из-за широкого распространения мерзлоты и составляет от 5 до 10% годового стока. Лишь на крайнем юге она возрастает до 15-20%. Источники питания определяют и неравномерное внутригодовое распределение стока. От 70 до 90-95% годового стока приходится на теплый период (четыре-шесть месяцев). Главная масса воды проходит во время короткого и бурного весеннего половодья. На юге это происходит в конце апреля, на большей части территории  в мае, а в Заполярье  в начале июня. Снега тают в течение двух-трех недель. Промерзшие грунты не впитывают талых вод, которые быстро сбрасываются в реки.

Подъем воды в реках в период половодья составляет в среднем 4-6 м. А на главных реках, где много талых вод приносят притоки, половодье в нижнем течении достигает колоссальных размеров. В низовьях Лены подъем воды превышает 10 м, на Енисее  15-18 м, в низовьях Подкаменной Тунгуски и Котуя  20-25 м, а на Нижней Тунгуске  до 25-30 м. С этим связан необыкновенно высокий уровень пойм на среднесибирских реках.

В летне-осенний период дожди, таяние мерзлоты и наледей поддерживают уровень воды в реках, поэтому для Средней Сибири характерна не летняя, а зимняя межень , когда реки получают скудное питание лишь за счет подземных вод. Уровень воды в реках заметно понижается уже с первыми заморозками. Постепенное промерзание грунтов все более снижает поступление грунтовых вод в реки. Маловодье и замедление течения рек приводят к сильному переохлаждению речных вод и образованию мощного льда.

Замерзание среднесибирских рек происходит весьма своеобразно. Лед сначала образуется не на поверхности воды, а на дне, на переохлажденной гальке, а затем поднимается к поверхности.

Ледостав на реках большей части территории наступает в октябре, а южных реках  в начале ноября. Лишь стремительная Ангара местами остается свободной ото льда до декабря, а иногда и до января. Мощность льда на реках достигает 1-3 м. Мелкие реки промерзают до дна. На многих реках образуются ледяные перемычки на перекатах, в результате чего река превращается в цепь озер, приуроченных к речным плесам. Если вода в таких озерах насыщена кислородом, то они представля­ют собой «рыбные садки», при недостатке кислорода  загнивающие омуты.

Ледоход на сибирских реках  грандиозное зрелище. Река несет огромные массы льда. На суженных участках речных долин образуются огромные ледяные заторы. Поднятый с перекатов лед несет вмерзшие в него гальку и глыбы траппов объемом 12-15 м 3 , т. е. весом более 30 т.

Чрезвычайно распространенным явлением, особенно в северной части Средней Сибири, являются наледи. Воды наледей затопляют покрытые льдом русла рек, речные поймы и целые долины, образуя огромные ледяные поля. Из года в год наледи образуются на одних и тех же местах. Начинают возникать наледи в декабре-январе, а наибольших размеров достигают в марте. В это время мощность льда в наледях может составлять 3-4 м. Образование наледей связано с сужением живого сечения реки при промерзании аллювиальных наносов и возрастании мощности льда на поверхности реки. Вода течет, как в ледяной трубе, и при увеличении давления прорывается либо вверх  образуется речная наледь , либо вниз  подпирает грунтовые воды, которые поднимаются и изливаются по трещинам на поверхность поймы. Так возникает грунтовая наледь . Наиболее часто наледи образуются выше ледяных перемычек и там, где река разбивается на рукава среди обширных площадей галечников. Летом они постепенно тают и служат дополнительным источником питания рек. Крупные наледи могут сохраняться все лето.

На больших реках с мощными аллювиальными отложениями, большой площадью живого сечения и достаточно глубоким залеганием мерзлоты наледи не развиваются.

Крупнейшей рекой Средней Сибири является Лена . Длина ее достигает 4400 км. По площади бассейна (2490 тыс. км 2) она занимает третье место в России, а по водности  второе, уступая лишь Енисею. Среднегодовой расход ее близ устья составляет около 17 000 м 3 /с, а годовой сток  536 км 3 . Лена берет начало на западном склоне Байкальского хребта и в верхнем течении является типичной горной рекой. Ниже впадения Витима и Олекмы Лена приобретает характер крупной равнинной реки. При впадении в море Лаптевых она образует самую крупную в России дельту площадью более 32 тыс. км 2 . Главными притоками Лены в пределах Средней Сибири являются Алдан и Вилюй.

Озера. В Средней Сибири озер меньше, чем в Западной Сибири, и распространены они очень неравномерно. Большой озерностью отличаются Северо-Сибирская и Центральноякутская низменности, где преобладают небольшие и неглубокие термокарстовые озера. Крупные озера в котловинах ледниково-тектонического происхождения находятся на плато Путорана: Хантайское, Хета, Лама и др. Эти озера  глубокие, длинные и узкие  напоминают фьорды Норвегии. Самым крупным в Средней Сибири является озеро Таймыр, расположенное у южного подножия гор Бырранга. Оно занимает тектоническую котловину, обработанную ледником. Площадь озера 4560 км 2 , максимальная глубина  26 м, а средняя  около 3 м.

Подземные воды. Около 75% территории Средней Сибири занимает Восточно-Сибирский артезианский бассейн. Он состоит из четырех бассейнов второго порядка: Тунгусского, Ангаро-Ленского, Хатангского (Северо-Сибирского) и Якутского. Артезианские воды являются напорными. Они залегают на различной глубине под толщей мерзлоты в коренных породах разного возраста. Среди подмерзлотных вод есть пресные, солоноватые и рассолы. Обычно с глубиной соленость вод возрастает. Наиболее минерализованные воды, часто представляющие собой рассолы с содержанием солей до 500- 600 г/л, приурочены к соленосным отложениям девона и нижнего кембрия.

Многолетняя мерзлота затрудняет формирование и циркуляцию подземных вод, однако и в ее толще есть водоносные горизонты и линзы в пределах таликов. Чаще всего эти межмерзлотные воды приурочены к подрусловым и подозерным таликам. Надмерзлотные воды представлены грунтовыми водами деятельного слоя. Эти воды пополняются за счет атмосферных осадков и имеют минерализацию менее 0,2- 0,5 г/л воды. В холодный период надмерзлотные воды замерзают. Во время замерзания водоносного горизонта образуются бугры пучения и наледи.

Почвы, растительность и животный мир

На формирование и размещение по территории Средней Сибири почв, растительности и животного мира большое влияние оказывает ее специфический суровый резко континентальный климат и связанное с ним почти повсеместное распространение мерзлоты. Этим обусловлено существенное отличие среднесибирских почв и биокомпонентов от западносибирских.

Как и в Западной Сибири, размещение почвенно-растительного покрова и животного мира подчинено здесь закону зональности, однако зональность прослеживается менее отчетливо. Это обусловлено значительной приподнятостью территории, следствием чего является высотная дифференциация природных условий, осложняющая проявление зональности. В северной части страны она прослеживается с высоты 400-500 м, а на юге  с 900 м.

Почвы в Средней Сибири развиваются преимущественно на элювии коренных пород, поэтому они обычно каменисты и щебнисты. На огромных пространствах формирование почв происходит в условиях неглубокого залегания многолетней мерзлоты. На крайнем севере здесь распространены арктотундровые почвы , которые сменяются тундровым и глеевыми и тундровыми подбурами . В лесной зоне формируются специфические таежно-мерзлотные почвы. В них совершенно не прослеживается ни в строении почвенного профиля, ни в химическом составе следов подзолообразовательного процесса, характерного для тайги. Это обусловлено тем, что многолетняя мерзлота создает непромывной режим почв и препятствует выносу химических элементов за пределы почвенного профиля. Для таежно-мерзлотных почв характерны многочисленные следы оглеения в почвенном профиле, особенно в его нижней части,  результат переувлажнения почв и их слабой аэрации. Под влиянием мерзлотных явлений происходит постоянное перемешивание почвенной массы, поэтому для таежно-мерзлотных почв характерна слабая дифференцированность профиля, отсутствие четких генетических горизонтов.

Таежно-мерзлотные почвы Средней Сибири представлены тремя подтипами . Наиболее широко распространены таежно-мерзлотные кислые почвы, формирующиеся на бескарбонатных породах. На карбонатных породах и траппах развиваются таежно-мерзлотные нейтральные (палевые) почвы. При химическом выветривании этих пород в почвы поступает значительное количество оснований, что обеспечивает нейтрализацию кислой реакции почвенного раствора. В нейтральной среде снижается подвижность гумусовых веществ, содержание гумуса достигает 6-7%, происходит биогенная аккумуляция химических элементов. Это наиболее богатые почвы среднесибирской тайги. Для северной части тайги, где мощность деятельного слоя особенно мала, а переувлажнение почв чрезвычайно велико, наиболее характерны таежно-глеево-мерзлотные почвы. В западной части Средней Сибири, где больше расчлененность поверхности и щебнистость субстрата, а поэтому меньше льдистость мерзлой толщи, распространены подбуры .

На юге, где мерзлота занимает небольшие участки, распространены дерново-подзолистые почвы. На Центральноякутской низменности в связи с отсутствием промывного режима, сильным прогреванием летом и подтягиванием влаги к поверхности образуются почвы засоленного ряда: солоди, солонцы и солончаки (преимущественно карбонатные).

Северная часть Средней Сибири занята тундровой растительностью от пятнистых арктических тундр до кустарниковых южных ерниково-ивняковых. Южнее своеобразные условия для развития растительности создают контрастное сочетание низкотемпературных переувлажненных почв и относительно теплого приземного слоя воздуха, длительный период зимнего покоя и относительно короткий теплый период. К суровым условиям природы приспособилось довольно ограниченное число видов растений. Из древесных пород таким видом является лиственница даурская  порода, весьма нетребовательная к теплу и почвам, приспособленная к условиям неглубокого залегания мерзлоты и довольствующаяся при этом крайне малым количеством осадков. Господство светлохвойных лиственничных лесов  наиболее характерная особенность растительного покрова Средней Сибири. В южной части страны к лиственнице присоединяется сосна. В западной приенисейской части, где больше осадков и более мощный снежный покров, распространена темнохвойная тайга .

С высокими летними температурами и значительной сухостью воздуха, обусловленной резкой континентальностью климата, связано самое северное на земном шаре распространение лесов в Средней Сибири. На 300-500 км севернее, чем в Западной Сибири, заходят здесь леса. На Таймыре древесная растительность встречается близ 72°50" с.ш..

В центральной Якутии близ 60° с.ш. по соседству с заболоченными лесами имеются участки настоящих степей и степных солончаков. Они являются реликтом ксеротермального периода и сохраняются в настоящее время благодаря теплому не по широтам лету, малому количеству осадков и наличию многолетней мерзлоты, препятствующих выщелачиванию почв и удалению из них солей.

Отличие животного мира Средней Сибири от западносибирского обусловлено фаунистическими и экологическими различиями двух соседних физико-географических стран. Енисей является важным зоогеографическим рубежом, через который не переходят многие восточносибирские виды. Фауна Средней Сибири характеризуется большей древностью, чем фауна Западной Сибири. Здесь особенно широко представлен комплекс таежных животных. В Средней Сибири отсутствует ряд европейско-сибирских видов (куница, норка, заяц-русак, еж и др.), но появляются восточносибирские виды: восточный лось, снежный баран, кабарга, северная пищуха, ряд видов землероек, каменный глухарь, черная ворона, утка-касатка и др. Наблюдается глубокое проникновение в тайгу Центральной Якутии животных и птиц, обычно обитающих в степях: длиннохвостного суслика, черношапочного сурка, полевого жаворонка, скалистого голубя и др.

Животное население Средней Сибири отличается некоторыми специфическими чертами, обусловленными особенностями ее природы: холодной продолжительной зимой, распространением многолетней мерзлоты, каменистостью грунтов и пересеченностью рельефа. С суровостью зимних условий связано обилие среди животных пушных зверей с густым, пушистым и шелковистым мехом, который особенно высоко ценится: песец, соболь, горностай, белка, колонок и др. С пересеченностью рельефа и каменистостью грунта связано увеличение численности и видового разнообразия копытных в Средней Сибири: северный олень, лось, снежный баран, кабарга. Мерзлота ограничивает распространение земноводных, пресмыкающихся и червей. В холодных водах уменьшается численность рыб. Резкая континентальность климата способствует большему передвижению тундровых животных к югу в зимний период и таежных к северу  летом.

Животный мир тайги отличается довольно однообразным видовым составом, но большим колебанием численности в ее пределах. Для животного населения тундр характерно значительное сходство с животными западносибирских тундр.

Природные зоны

Несмотря на громадную протяженность территории Средней Сибири по меридиану, набор природных зон в ее пределах весьма невелик: тундра, лесотундра и тайга. Наиболее полно представлены тайга, занимающая около 70% площади, и тундра.

Усиление континентальности климата в Средней Сибири способствует смещению границ природных зон к северу по сравнению с Западной Сибирью. Однако это хорошо прослеживается лишь в северной части страны, где не только лесотундра, но и северная граница лесной зоны заходит за 70° с.ш. Что касается южной границы лесной зоны, то она, наоборот, оказывается смещена к югу из-за высотного положения территории (выше 450-500 м). Здесь, у подножия Восточного Саяна, на широтах, на которых в Западной Сибири размещены степи, распространены таежные леса с островами лесостепей.

Тундровая зона занимает север Средней Сибири. Ее южная граница проходит от Дудинки севернее озера Пясино и долины Хеты до слияния ее с Котуем (примерно до 72°30" с.ш.), затем огибает северную границу Анабарского плоскогорья (кряж Хар-Тас), пересекает реку Анабар, на междуречье Анабара и Оленека несколько отклоняется к югу, огибает Оленекское плато с севера и кряж Чекановского с юга, выходя к Лене. Ширина зоны колеблется от 100 км в восточной части до 600 км на меридиане мыса Челюскин.

Основные черты зоны, отличающие ее от западносибирской тундры: меньшая заболоченность, преобладание кустарничковых и лишайниковых тундр на тундровых щебнистых и тундрово-глеевых почвах, наличие горных гряд и массивов с характерными для них горными тундрами и каменистыми россыпями.

Растительный и почвенный покров тундр мозаично распределен по поверхности в зависимости от микрорельефа, механического состава грунтов и характера увлажнения. В северной части Таймыра распространена арктическая пятнистая тундра с полигональными примитивными арктическими почвами. Более 70% поверхности здесь занято пятнами оголенного грунта. Растительность приурочена к морозобойным трещинам, разделяющим эти пятна. Среди растений арктической тундры преобладает дриада, или куропаточья трава. Понижения с глинистыми грунтами заняты полигональными гипново-травяными болотами с осокой и пушицей на торфянистых почвах. В горах Бырранга каменистые арктические тундры постепенно переходят в арктическую пустыню, представленную крупноглыбовыми россыпями с накипными лишайниками. Здесь проявляется высотная по­ясность в размещении почвенно-растительного покрова.

В подзоне типичных тундр , которые занимают северную часть Северо-Сибирской низменности, преобладают кустарничковые и лишайниковые тундры на типичных тундровых, тундровых иллювиально-гумусовых почвах и тундровых подбурах. Эти тундры приурочены к повышениям рельефа, щебнистым и супесчаным грунтам. В их почвах отсутствуют признаки оглеения. В кустарничковых тундрах доминируют дриада и кассиопея. На песчаных грунтах в восточной части зоны широко распространены тундры с господством кустистых лишайников алектории и корникулярии и меньшим участием цетрарии. Моховые тундры на тундровых глеевых почвах зани­мают небольшие площади и более характерны для западной части зоны.

Южная часть зоны занята кустарниковыми ивняково-ерниковыми тундрами с господством березки тощей (в отличие от Западной Сибири, где преобладает березка карликовая). Березкой обычно заняты более высокие места, а ивняки преобладают по понижениям, поэтому они проникают дальше к северу. Высота и густота кустарников увеличивается к югу, особенно в долинах, котловинах, вокруг озер, что зависит от увеличения мощности снежного покрова, выше которого кустарники обычно не поднимаются.

Животный мир среднесибирских тундр представлен леммингами обским и копытным, полевками лемминговой и экономкой. Они привлекают песцов и полярных сов. В среднесибирских тундрах очень много диких северных оленей. Из птиц в тундре обычны белая и тундровая куропатки, снежный и лапландский подорожники.

Летом тундра оживает. На озера, реки и морские побережья прилетают гуси, утки, гагары, гаги, чайки, кулики и др. Возвращаются из тайги откочевавшие туда на зиму типичные тундровые животные (олень, песец). Проникают сюда и лесные виды  бурый медведь, росомаха и др. В горах Бырранга встречается снежный баран, которого нет западнее Енисея.

В настоящее время из природных ресурсов тундры используются главным образом оленьи пастбища. Разработка полезных ископаемых пока нерентабельна из-за отсутствия рабочей силы и путей сообщения.

Лесотундровая зона протягивается узкой полосой (до 50-70 км) вдоль южной окраины Северо-Сибирской низменности. Граница зоны проходит по северному уступу Среднесибирского плоскогорья.

В растительном покрове лесотундр преобладают кустарниковые заросли из березки тощей, ольховника (кустарниковой ольхи), ивы, багульника стелющегося и болотного на тундровых торфяных и мерзлотно-тундровых глеевых почвах. Деревья разбросаны отдельными экземплярами или небольшими группами. В западной части зоны деревья часто имеют угнетенный облик, а восточное Хатанги древостой становится равномернее и гуще, больше высота деревьев и нормальнее развитие кроны. Это связано с улучшением дренированности почв, благодаря распространению песчаных грунтов, а также с увеличением летних температур и преобладанием зимой безветренной погоды. Кроме кустарниковых тундр и редколесий, здесь встречаются моховые, кочкарные пушицевые тундры, особенно в западной части, и лишайниковые тундры, характерные для восточных районов.

Лесотундры являются наиболее ценными зимними пастбищами для оленей. Зимой здесь ведется промысловая охота на песца.

Таежная зона протягивается с севера на юг более чем на 2000 км от северной окраины Среднесибирского плоскогорья до южных пределов страны.

Специфическими чертами среднесибирской тайги, резко отличающими ее от тайги Западной Сибири, являются резко континентальный климат и почти повсеместное распространение мерзлоты, незначительная заболоченность, господство монотонной лиственничной тайги и мерзлотно-таежных почв. Подчеркивая специфику таежной зоны Средней Сибири, ее зовут таежно-мерзлотной зоной. Типичными ПТК этой зоны являются пластово-ярусные денудационные и вулканические равнины и плато с лиственничными лесами на мерзлотно-таежных почвах.

В почвенно-растительном покрове среднесибирской тайги подзональные различия прослеживаются менее отчетливо, чем долготные , обусловленные увеличением континентальности климата и уменьшением увлажненности, а также высотные, обусловленные понижением летних температур.

Зональными почвами тайги Средней Сибири являются мерзлотно-таежные. На карбонатных породах распространены дерново-карбонатные мерзлотные почвы. На всем пространстве зоны господствуют свётлохвойные леса. Правда, на севере  это редкостойные лиственничные леса на глеево-мерзлотно-таежных почвах. Кустарниковый ярус и напочвенный покров в них образованы видами, общими с кустарниковой тундрой. В центральной части тайги увеличивается сомкнутость древесного яруса и высота деревьев. В подлеске, кроме кустарниковых ив, березки и ольхи, встречаются черемуха, рябина, бузина, можжевельник, жимолость. Травяно-моховой покров  типично таежный. Под лесами развиваются кислые мерзлотно-таежные почвы.

В южной тайге увеличивается разнообразие хвойных лесов. Наряду с лиственничными и лиственнично-сосновыми лесами здесь распространены чистые сосновые боры. Подлесок и травяной покров более богаты. В почвенном покрове преобладают дерново-подзолистые почвы, хотя встречаются и мерзлотно-таежные.

Вдоль подножия Восточного Саяна полосой от 70 до 250 км ширины протягивается подтаежная подзона с островами лесостепей . Основную площадь здесь занимают сосновые и бере­зовые травяные леса с многочисленными пятнами луговых степей, площадь и число которых увеличиваются в результате деятельности человека. На наиболее возвышенных и лучше увлажненных участках встречаются еловые и лиственнично-кедровые леса на дерново-подзолистых почвах. На карбонатных породах почвы дерново-карбонатные. Под березовыми рощами и луговыми степями развиты серые лесные почвы и выщелоченные черноземы.

От северной границы таежной зоны до южной вдоль Енисея протянулась полоса, где выпадает больше осадков, чем на остальной территории, выше мощность снежного покрова, меньше годовые амплитуды температур. Это создает условия для увеличения влажности почв и мощности деятельного слоя, островного распространения мерзлоты. Наряду с мерзлотно-таежными здесь распространены подзолистые и дерново-подзолистые почвы. К этой полосе, имеющей ширину от 300 до 450 км, приурочены темнохвойные леса. Здесь растут ель, кедр и пихта. Встречаются массивы березняков и пятна лиственнично-сосновых лесов.

Восточнее возрастает суровость зимы, уменьшается количество осадков и усиливается промерзание грунтов, из состава древостоя выпадают темнохвойные породы и лиственница сибирская. Лишь в южной части тайги на наиболее высоких участках еще встречаются кедр и пихта. В восточной части зоны безраздельно господствует лиственница даурская. В Центральной Якутии среди лиственничных лесов на мерзлотно-таежных нейтральных (палевых) почвах встречаются небольшие пятна типчаково-ковыльных степей на террасах Лены.

Таким образом, в направлении с запада на восток достаточно отчетливо прослеживаются изменения в почвенно-растительном покрове, связанные с увеличением суровости и сухости климата.

Значительные колебания высота среднесибирской тайге обусловливают высотные изменения почвенно-растительного покрова, наиболее четко прослеживающиеся в северной части зоны, где амплитуды высот местами превышают 1000 м, а верхний предел распространения древесной растительности находится на высоте 300-500 м и леса сменяются горными тундрами.

Животный мир таежной зоны Средней Сибири типичен для лесов. Из хищников здесь встречаются бурый медведь и росомаха, соболь и горностай, ласка и колонок, реже рысь и лисица. Из грызунов много белки, бурундука, зайца-беляка и полевок. Обильны и разнообразны землеройки. Из копытных распространены лось, реже кабарга, в северной части  северный олень, а на юге  марал и косуля. Из птиц многочисленны типично таежные, живущие здесь круглый год и имеющие промысловое значение, глухарь и рябчик. Много мелких птиц  дятлов, дроздов, сплюшек, козодоев, сибирской чечевицы, сибирской мухоловки и др.

Занимая более 2/3 территории Средней Сибири, таежная зона обладает и основными запасами ее природных ресурсов  минеральных и гидроэнергетических, пушных и рыбных. Здесь сосредоточены все лесные и земельные ресурсы.

На пространстве таежной зоны Средней Сибири отчетливо прослеживаются внутризональные различия, связанные с характером литогенной основы. Они определяют особенности природы каждой из провинций, обособившихся в пределах страны.

Природные ресурсы Тунгусской провинции (уголь, древесина и др.) пока находятся в резерве народного хозяйства. Население сосре­доточено в небольших поселках по долинам крупных рек, занято охотой, рыболовством и оленеводством для местных нужд.

В провинции Путорана добываются медно-никелевые руды и каменный уголь. Здесь расположен самый северный город России - Норильск.

Для Центральноякутской провинции Характерны и участки луговых степей на лугово-черноземных мерзлотных почвах с содержанием гумуса до 12-15%. Они не занимают больших площадей (всего 3-4%), но придают неповторимое своеобразие природе этой провинции. Растительный покров их образован ковылем-волосатиком, типчаком, тонконогом, луговым и ксерофитным разнотравьем. Участки степей расположены по соседству с заболоченными, мшистыми лиственничными лесами на низких надпойменных террасах (первой и второй) и приурочены к склонам и вершинам невысоких гряд (2-3 м). В понижениях между грядами и в нижних частях склонов встречаются пятна солончаков и солонцов со сведой и солеросом.

Территория провинции является одной из наиболее заселенных в Средней Сибири. Обилие естественных пастбищ и сенокосов обеспечивает развитие животноводства -основной отрасли хозяйства коренного населения провинции-якутов. Почвенно-климатические условия благоприятны для развития земледелия. Перспективы для использования гидроэнергетических ресурсов Лены, Вилюя и Алдана велики. Но особенно велики запасы минеральных ресурсов-угля, газа, солей и алмазов (близ северо-западной окраины провинции). Территория провинции считается перспективной на нефть.

Природные ресурсы

Средняя Сибирь  одна из наиболее богатых природными ресурсами физико-географических стран. Особенно она выделяется минеральными, гидроэнергетическими и лесными ресурсами.

Минеральные ресурсы Средней Сибири разнообразны. Здесь сосредоточено более 70% разведанных запасов каменных и бурых углей России. Правда, большая их часть приходится на долю бассейнов, размещенных в малонаселенных районах, эксплуатация которых по природным условиям очень сложна. Здесь находится крупнейший в мире Ленский бассейн с прогнозными запасами более 2,6 трлн. т углей преимущественно мелового возраста. Он протянулся вдоль долины Лены почти на 1,5 тыс. км. Тунгусский бассейн верхнепалеозойских углей с запасами свыше 2 трлн. т занимает площадь более 1 млн. км 2 . Угольные пласты здесь часто залегают близко к поверхности. Меньшими запасами отличается Таймырский бассейн (200-250 млрд т). В южной, наиболее освоенной части Средней Сибири расположен Канский бассейн (более 100 млрд т; восточная часть Канско-Ачинского) и Иркутско-Черемховский бассейн (более 30 млрд т). Оба эти бассейна содержат угли юрского возраста, интенсивно разрабатываются и в настоящее время имеют наибольшее хозяйственное значение.

В 1962 г. в верховьях Лены было открыто Марковское месторождение кембрийской нефти . В настоящее время разрабатывается также Ярактинское месторождение. На полуострове Нордвик нефть добывалась из отложений верхнего палеозоя. Месторождения газа открыты в Центральной Якутии, в восточной части Северо-Сибирской низменности, на междуречье Хатанги и Ангары, Лены и Вилюя (Таас-Тумусское, Балахнинское, Собинское и др.). Средняя Сибирь остается одним из перспек­тивных районов на востоке страны для поисков нефти и газа.

Каменная соль кембрийского и девонского возраста добывается в верховьях Ангары (Усолье Сибирское), в бассейне Вилюя (Кемпендяй), в Норильском районе и в низовье Хатанги. Мощность соляных пластов достигает здесь 400 м.

В Средней Сибири имеется ряд рудных и нерудных полезных ископаемых, связанных с сибирскими траппами и мезозойским магматизмом. Огромное значение имеют месторождения алмазов , которые связаны с трубками взрывов, заполненными ультраосновными породами  кимберлитами и их брекчиями. Некоторые из этих месторождений (трубки «Мир», «Удачная», «Айхол») разрабатываются. Наиболее перспективные алмазоносные районы находятся в бассейне Вилюя и Оленека.

Крупнейшие в России месторождения графит а  Курейское и Ногинское  расположены в северо-западной части Среднесибирского плоскогорья. Здесь же разрабатываются медно-никелевые руды , содержащие платину (Толпах и др.). Близ устья Ангары открыты месторождения свинцово-цинковых руд (Горевское) и марганца (Порожинское). Полиметаллические, ртутные и молибденовые руды известны в горах Бырранга. В Енисейском кряже добывается золото. Обнаружена золотоносность Анабарского массива. Найден ряд месторождений алюминиевых руд, из которых наибольшее значение имеют бокситы приангарской части Енисейского кряжа.

Среди рудных месторождений Средней Сибири особенно многочисленны месторождения железных руд , разведанные и разрабатываемые в Ангаро-Питском, Ангаро-Илимском и Среднеангарском бассейнах. Известны месторождения железа в Норильском районе и в бассейне Подкаменной Тунгуски.

Гидроэнергетические ресурсы среднесибирских рек составляют более 40% общероссийских. Жемчужиной гидроэнергетики является быстрая и полноводная Ангара, сток которой зарегулирован Байкалом. Это создает весьма благоприятные условия для гидроэнергетического строительства. На Ангаре уже работают на полную мощность Иркутская (600 тыс. кВт), Братская (4,5 млн. кВт), Усть-Илимская ГЭС (4,3 млн. кВт), сооружается Богучанская (4,5 млн. кВт) и проектируется Нижнеангарская. Кроме ангарских ГЭС, в Средней Сибири сооружены Красноярская (6 млн. кВт), Вилюйская (около 650 тыс. кВт) и Хантайская ГЭС (440 тыс. кВт). Намечается строительство Среднеенисейской ГЭС близ устья Ангары. Гидроэнергетическое освоение рек Ленского бассейна только начинается. На Лене могут быть построены гидроэлектростанции общей мощностью свыше 16 млн. кВт. Малые зимние расходы среднесибирских рек (за исключением Ангары) неблагоприятно сказываются на эффективности работы ГЭС, но несмотря на это себестоимость вырабатываемой здесь электроэнергии самая низкая в стране.

Велико транспортное значение рек : важнейшей транспортной магистралью является Лена, судоходная до Усть-Кута. Судоходны ее притоки (Вилюй, Алдан) и крупнейшие притоки Енисея. Используются реки для лесосплава. Использование рек как путей сообщения ограничивается их порожи­стостью и длительностью ледостава.

Лесные ресурсы Средней Сибири представлены большими запасами древесины  свыше 40% республиканских запасов в спелых и перестойных насаждениях. Лесопокрытая площадь в Средней Сибири занимает около 200 млн. га, а запас древесины в лесах превышает 20 млрд м 3 . Производительность лесов возрастает от 30-50 м 3 /га в заполярных редколесьях до 250-300 м 3 /га и более в сосновых лесах Приангарья. Особенно большую ценность представляют сосновые и сосново-лиственничные леса бассейна Ангары, где сосредоточено свыше 35 млн. га сосновых лесов.

Подавляющая часть территории относится к лесоизбыточным районам . По режиму использования и целевому назначению эти леса входят в разряд эксплуатационных. Леса наиболее обжитых районов, прилегающих к железной дороге, в основном освоены. Свыше 80% заготавливаемой здесь древесины составляет сосна. Леса внутренних районов  резервные. Они используются пока слабо, так как отличаются более низким качеством и трудной транспортной доступностью. Большой урон тайге наносят пожары. Охрана от них  важнейшая задача лесного хозяйства Средней Сибири.

Пушные ресурсы Средней Сибири  объект промысловой охоты, одного из занятий коренного населения. Пушнина этих районов славится высоким качеством и пользуется особенно высоким спросом. По числу заготавливаемых шкурок преобладают белка, песец, горностай, соболь, ондатра и заяц-беляк.

Кормовые ресурсы представлены огромными площадями оленьих пастбищ. По долинам рек распространены пойменные луга, отличающиеся наиболее устойчивыми урожаями. Особенно ценными в кормовом отношении являются аласные и приозерные луга, дающие питательное сено, богатое белками. Но урожайность их очень неустойчива. Эти луга распространены главным образом в Центральной Якутии. Имеются суходольные и заболоченные луга среди лесных массивов тайги. Они используются в качестве пастбищ и сенокосов. Животноводство  главное направление сельского хозяйства почти на всей территории.

Из-за большой пересеченности рельефа, сурового климата и высокой залесенности здесь намного меньше , чем в Западной Сибири, земель удобных для земледелия . Большая часть их сосредоточена на юге в лесостепных островах и южной тайге Предсаянья, где коэффициент увлажнения близок к единице. Имеются небольшие площади пашни (около 150 тыс. га) в Центральной Якутии, где сумма активных температур в период короткого лета позволяет выращивать ранние и среднеспелые сорта зерновых культур и многие овощи, однако в первый период лета наблюдается дефицит влажности. Около трети пашни здесь расположено в долинах рек и почти столько же на аласах. В пределах Средней Сибири расположено самое крупное в нашей стране заполярное земледельческое хозяйство, в парниках и на открытом грунте которого выращиваются разнообразные овощи.

Антропогенные изменения природы

В XVXVI вв. в Средней Сибири жили малочисленные народности и племена, разбросанные на огромной территории. Лишь якуты, населявшие Лено-Вилюйскую (Центральноякутскую) равнину и прилегающие к ней долины рек, занимались скотоводством (коневодством), охотой и рыболовством, остальные  охотой и рыболовством. Некоторые племена имели оленей.

После присоединения территории к России хозяйственный уклад населения по сути не изменился, лишь усилилось освоение пушных ресурсов. Хозяйственная жизнь в XVII в. в той или иной мере была связана с пушниной  «мягкой рухлядью». Освоение пушных богатств Средней Сибири продолжалось и в XVIIIXIX вв., но в Предсаянье постепенно начало развиваться земледелие. Уже в начале XVIII столетия в Предсаянье проживало 40% населения, а к концу XIX в.  80% населения Средней Сибири. К середине XVIII в. здесь был проложен Московский (Сибирский) тракт к побережью Тихого океана, а в 18931899 гг. железная дорога  часть Транссибирской магистрали. Это способствовало дальнейшему росту населения и развитию сельского хозяйства для удовлетворения потребностей всего местного населения. На всей остальной территории продолжал развиваться пушной промысел.

С середины XIX в. проявились очаги золотодобычи в Енисейском кряже, а в последние годы столетия, когда потребовался уголь в связи с эксплуатацией железной дороги, началась его добыча в Черемховском бассейне. В Предсаянье и в отдельных местах близ Ангары начались лесоразработки. Все это привело к изменениям природы в юго-западной, предсаянной, части Средней Сибири. На остальной территории изменения коснулись лишь животного мира. Из-за неумеренной охоты основной объект промысла  соболь во многих местах исчез почти полностью. Существенно сократилась и численность белки.

Сложившееся направление хозяйства в Средней Сибири сохранялось и в послереволюционные годы. При этом очаговое земледелие продвигалось в более северные районы, увеличивалось поголовье скота, возрастали объемы лесозаготовок в бассейне Ангары и в верховьях Лены. В советское время возникли новые очаги промышленного освоения Средней Сибири на базе использования ее минеральных ресурсов в районах Норильска и Мирного. Все это повлекло за собой увеличение воздействия человека на природу, но при этом сохранился локальный характер самого воздействия. Лишь непреднамеренное влияние на растительность охватило значительные территории. Это связано с распространением лесных пожаров, чаще всего возникающих по вине человека.

Пожары иногда охватывали огромные пространства. Так, катастрофический пожар 1915 г. распространился от Саян до низовьев Енисея и от Оби до верховьев Подкаменной Тунгуски. Во время этого пожара было уничтожено около половины лесов в бассейне Енисея в пределах Средней Сибири. Особенно многочисленные и обширные пожары характерны для сухих лет (1925, 1927, 1962, 1971 и др.). Анализ распределения площадей старых гарей показал, что они обнаруживают непосредственную связь с населенными пунктами и трассами дорог.

Целенаправленное изменение растительного покрова происходило в процессе расширения пахотных земель. В Предсаянье естественная растительность заменена посевами сельскохозяйственных культур на значительных площадях. Здесь расположены два крупных массива пахотных земель: вокруг Красноярска  Канска и Иркутска  Черемхово. В Центральной Якутии, в бассейнах Ангары и Подкаменной Тунгуски земледелие носит по-прежнему очаговый характер. Пахотные земли здесь приурочены к низким террасам рек с наиболее плодородными почвами. В Центральной Якутии есть аласы, созданные человеком на месте специально спущенных термокарстовых озер с целью увеличения высокоурожайных луговых угодий. В бассейне Ангары и близ Олекминска на Лене существенно изменился возрастной и видовой состав лесов в связи с проводимыми здесь в значительных масштабах лесозаготовками.

Экономической основой развития хозяйства Средней Сибири в настоящее время является приближение промышленности к источникам сырья. Но освоение природных ресурсов в условиях сурового сибирского климата требует больших затрат и бережного отношения к природе в процессе эксплуатации ее ресурсов. В последние десятилетия XX в. появлялось все больше очагов локального изменения природы в ходе добычи полезных ископаемых, при транспортном и энергетическом строительстве.

Человек активно вторгается в природу и часто изменяет режим многолетней мерзлоты, что влечет за собой не только изменение почвенно-растительного покрова, но нередко и рельефа. Эти изменения оказываются часто необратимыми хотя и не охватывают пока больших площадей. Основными районами воздействия человека на природу являются бассейн Ангары, районы Норильска, Западной Якутии и Центральноякутской равнины.

Для сохранения уникальных и типичных природных комплексов, для охраны животных и реакклиматизации овцебыков был создан один из крупнейших в стране Таймырский заповедник (1979) на площади 1,3 млн. га. В 1985 г. в низовьях Лены создан Усть-Ленский заповедник (около 1,5 млн. га), а в Тунгусской провинции  Центральносибирский (площадь чуть менее 1 млн. га). В 1988 г. в центральной и юго-западной частях плато Путорана был организован Путоранский заповедник, имеющий площадь более 1,8 млн. га. На побережье Таймыра находится несколько участков Большого Арктического заповедника.

ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ЗАЛЕГАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

§ 8. Вечная (многолетняя) мерзлота

Многолетняя, или вечная, мерзлота - толща горных пород в земной коре с отрицательной температурой, устойчивой в течение длительного времени независимо от физического состояния воды, заключенной в горных породах. Площадь распространения многолетнемерзлых пород в СССР составляет 49,7% всей территории страны, а на земном шаре - до 24% всей площади суши.

Изучение многолетней мерзлоты и условий строительства в ра­йонах ее распространения имеет большое народнохозяйственное значение. Здесь выявлены многочисленные месторождения самых разнообразных полезных ископаемых: угля, железных руд, алмазов, олова, вольфрама, никеля, золота, нефти, газа и многих других, что вызвало рост в этих районах горнодобывающей промышленности и развитие других отраслей народного хозяйства и связанных с ними жилищного и дорожного строительства.

Природные условия районов распространения многолетней мерзлоты определяют специальные требования к проектированию, строительству и эксплуатации сооружений, несоблюдение которых приводит к деформации сооружений или их разрушению.

Происхождение вечной мерзлоты обусловлено, по мнению боль­шинства исследователей, тем, что в течение года земная кора теряет тепла больше, чем в нее поступает, и зимнее промерзание превышает летнее оттаивание. Вообще же детали этих процессов изучены еще недостаточно, и точно причины происхождения вечной мерзлоты не выяснены.

Мощность многолетнемерзлой толщи пород зависит от многих факторов: от температурного режима атмосферы, почвы и литосферы; от характера рельефа, растительности; от толщи снежного покрова; от наличия поверхностных водоемов и водостоков; от цир­куляции подземных вод; от геохимических процессов, протекающих в литосфере; от производственной деятельности человека. Мощность многолетнемерзлых пород колеблется от нескольких метров до 600-800 м, а в бассейне р. Вилюя превышает 1000 м.

Многолетнемерзлые породы нельзя рассматривать как сплошной экран, отделяющий поверхностные воды от подземных; распространение их прерывистое. Степень прерывистости зависит от многих природных факторов: климатических, геологических, гидрогеологических, орографических, тектонических и др. Даже на Крайнем Севере нашей страны под озерами, по долинам рек, в районах проявления молодой тектоники и в других местах распространены породы, имеющие положительную температуру. Степень прерыви­стости многолетней мерзлоты увеличивается в направлении с севера на юг, и постепенно многолетнемерзлые породы переходят в талые.

Верхний слой земной коры в районах распространения вечной мерзлоты в весенне-летний период оттаивает, а осенью и зимой замерзает. Если этот слой при промерзании зимой не сливается с толщей вечномерзлого грунта, то его называют сезоннопромерзающим, а если сливается - сезоннооттаивающим, или деятельным, слоем. Мощность деятельного слоя в разных местах колеблется от долей метра до 6-8 м. В тонкодисперсных грунтах - су­глинках и глинах - глубина сезонного промерзания и оттаивания редко превышает 2-3 м.

Опыт строительства в районах распространения вечномерзлых грунтов свидетельствует, что недоучет режима деятельного слоя приводит к самым печальным последствиям: дороги, аэродромы, здания и другие сооружения деформируются и даже разрушаются. Поэтому установление мощности деятельного слоя и его темпера­турного режима имеет существенное значение и является одной из основных задач при проведении инженерных изысканий.

Нередко зимнее промерзание по глубине не достигает вечно-мерзлой толщи пород. Деятельный слой, образовавшийся за период летнего оттпипапия, не смыкается с вечномерзлыми породами. Это проливающаяся мерзлота. Иногда наблюдается чередование талых и вечномерзлых прослоен грунта на значительную глубину. Подоб­ное залегание называется слоистой, или прерывистой, мерзлотой. Это обусловливается наличием крупнозернистых и трещиноватых пород, но которым подземные воды циркулируют с большой скоростью, что и предохраняет их от промерзания.

Подземные, воды многолетней мерзлоты, по Н. И. Толстихину, подразделяются на три категории: надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные.

Надмерзлотные воды, залегающие над зоной мерзлых пород, в свою очередь подразделяются на воды деятельного слоя и воды многолетних надмерзлотных таликов.

Надмерзлотные воды деятельного слоя залегают на толще мно­голетней мерзлоты, которая является для них водоупорным ложем. Характерная особенность этих вод - сезонная смена жидкой и твердой фаз. На севере длительность существования жидкой фазы определяется двумя-тремя месяцами летне-осеннего периода; по направлению к югу существование жидкой фазы увеличивается до шести месяцев и более. Питание вод деятельного слоя происходит за счет атмосферных осадков и частично за счет поверхностных водотоков.

В химическом отношении надмерзлотные воды сезонного слоя характеризуются малой минерализацией, значительным содержанием органических веществ и наличием гумусовых кислот. Темпе­ратура их низкая и редко превышает 5° С.

Надмерзлотные воды многолетних таликов существуют благодаря тепловому влиянию поверхностных вод. Залегают подобные талики под озерами и руслами рек. По долинам рек Сибири, несущим тепло, имеются сквозные талики, через которые осуществляется связь, надмерзлотных, межмерзлотных и подмерзлотных вод. Отличаются эти воды постоянством качества и количества. Минерализация их невысокая, жесткость 0,8-1,2 мг экв; они широко распространены в бассейнах рек Лены и Колымы. Дебит каптажных сооружений (скважин, галерей) нередко достигает 47 л/сек. Используются данные воды на питьевое и хозяйственно-техниче­ское водоснабжение.

Межмерзлотные воды. К межмерзлотным водам, по II. II. Толстихину, относят как жидкие воды, циркулирующие в массиве; вечномерзлых пород, так и твердую фазу - ископаемые льды и временно законсервированные многолетней мерзлотой мерзлые водоносные горизонты, некогда функционировавшие. Основным фактором, предохраняющим жидкие межмерзлотные воды от замерезания, являются их динамичность, а иногда также высокая минера­лизация. По характеру вмещающих горных пород выделяются пластовые, карстовые и трещинно-жильные. межмерзлотные воды.

При проходке горных выработок в случае пересечения меж­мерзлотных вод притоки с течением времени могут увеличиваться, что обусловливается увеличением водоносных путей вследствие оттаивания льда в трещинах, мерзлых водоносных горизонтов и т. п.

Подмерзлотные воды. Подмерзлотными водами назы­ваются все подземные воды, залегающие ниже слоя многолетней мерзлоты. Эти веды обладают напором, нередко в несколько сотен метров. По характеру залегания и условиям циркуляции подмерзлотные воды аналогичны подземным водам внемерзлотных районов. Условия же питания и стока подмерзлотиых вод иные.

По гидрогеологическим условиям среди подмерзлотных вод П. И. Толстихин выделяет следующие типы: аллювиальные, порово-пластовые, трещинно-пластовые, трещинные или жильные, и трещинно-карстовые.

Аллювиальные под мерзлотные, воды питаются за счет просачи­вания атмосферных вод по таликам в аллювии, подтока подземных вод из коренных пород и за счет конденсации. Подмерзлот­ные воды аллювиальных отложений имеют температуру, близкую к нулю. Лишь в тех случаях, когда в питании аллювиальных вод принимают участие воды коренных пород с более высокой темпе­ратурой, подмерзлотные воды аллювия имеют аномально высо­кую температуру.

Химический состав подмерзлотных вод аллювия характеризует­ся меньшим содержанием органических веществ.

Подмерзлотные воды аллювиальных отложений при разработ­ке многих россыпных месторождений полезных ископаемых игра­ют отрицательную роль; на борьбу с ними приходится выделять много материальных средств.

Порово-пластовые подмерзлотные воды залегают в осадочных породах и обладают капором. Во многих местах выявлены артезианские бассейны подмерзлотных вод.

Трещинно-пластовые подмерзлотные воды характерны для пород древнего возраста (палеозой - юра). Циркулируют они по трещинам в пластах песчаников, известняков, конгломератов и других пород, перекрываемых водоупорами. В частности, на многих месторождениях каменного угля, распространенных в зоне многолетней мерзлоты (Букачачинском, Буреинском бассейнах и др.), подмерзлотные воды этого типа приурочены к трещиноватым песчаникам, конгломератам, изредка к алевролитам и пластам угля. Породы глинистого состава являются водоупорными и раз­деляют подземные воды на ряд водоносных горизонтов. Воды обладают напором от десятков до сотен метров.

Трещинные и трещинно-карстовые подмерзлотные воды связа­ны с тектоническими нарушениями. Эти воды отмечены во многих местах Забайкалья, в бассейнах Алдана, на Лене и в других мес­тах. Режим данных вод еще более непостоянный. Известняки на площади распространения многолетней мерзлоты являются наибо­лее водообильными породами, с ними связаны выходы крупных ис­точников, где образуются мощные наледи.

Источники в зоне многолетней мерзлоты. Для районов распространения многолетней мерзлоты характерны специфические условия выходов подземных вод на поверхность. Источники разделяются на нисходящие и восходящие. Нисхо­дящие источники образуются за счет надмерзлотных вод, расположенных выше местного базиса эрозии. По режиму источники надмерзлотных вод разделяются на сезонные и функционирую­щие в течение всего года. Дебит тех и других источников непос­тоянен.

Восходящие источники образуются за счет выходов подмерзлотных вод. Геологические условия выходов подмерзлотных вод весьма разнообразны. Режим источников осложняется мерзлотны­ми факторами - оттаиванием и замерзанием путей движения воды, что обусловливает разделение восходящих источников на сле­дующие виды: периодически исчезающие, мигрирующие, сменные сезонные, непостоянные по дебиту и постоянные. Режим восходящих источников, зависящий от замерзания и оттаивания путей дви­жения воды, не отражает истинного состояния водоносного гори­зонта, питающего эти источники. Высокодебитные восходящие источники образуются в местах выходов на поверхность трещинно-карстовых подмерзлотных вод.

Явления, связанные с вечной мерзлотой. В области распространения вечной мерзлоты наблюдаются наледи, гидролакколиты, термокарст, солифлюкция и пучение.

Наледь - ледяное тело, образовавшееся на поверхности земли или на льду реки в результате замерзания подземной или речной воды, излившейся на поверхность земли или ледяного покрова реки. Различают грунтовые, или наземные, наледи, речные и сме­шанные.

Грунтовые наледи образуются при замерзании выходящих на поверхность подземных вод.

Речные наледи развиваются в результате увеличения напора поды в замерзающей реке в местах резкого сужения живого сечения потока или заполнения русла льдом. Речные наледи дефор­мируют мосты, трубы, водозаборные сооружения, а также значи­тельно осложняют движение транспорта зимними дорогами по льду рек

Рис. 8. Гидролакколит (по М. Я- Чернышеву)

1 - породы деятельного слоя; 2- -лед;

3 - водоносные тре­щины

Гидролакколиты - бугры вспучивания возникают вследствие образования льда в толще промерзших пород (рис. 8), т. е. при образовании подземных наледей. Различают гидролакколиты одно­летние (сезонные) и многолетние. Гидролакколиты имеют округлую и куполовидную форму разной высоты. Бывают также пологие вздутия и валообразные поднятия. Наибольшее значение в обра­зовании гидролакколитов имеют подозерные талики, при про­мерзании которых образуются гидролакколиты высотой от несколь­ких метров до 70-80 м. В поперечнике крупные гидролакколиты достигают иногда 200-250 м.

Грунтовые наледи и бугры пучения являются надежным поисковым признаком на подземные воды в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Термокарст - замкнутые воронко, котловино или блюдцеобразные понижения, образующиеся вследствие вытаивания погре­бенного льда или оттаивания (деградации) вечномерзлого грунта с последующим его уплотнением. Термокарст во многих районах распространения вечной мерзлоты занимает до 30% площади и более. Термокарстовые понижения обычно заполнены водой, образуя озера, болота площадью в сотни квадратных метров, а иногда и километров. При образовании новых термокарстовых понижений под влиянием местных изменений термического режима многолетнемерзлых горных пород, которое происходит при застройке и освоении новых территорий, возникает серьезная угроза различным инженерным сооружениям. Поэтому при хозяйственном освоении новых территорий необходимо проводить специальные исследова­ния с целью выявления потенциальной возможности развития тер­мокарстовых процессов.

Солифлюкция - течение переувлажненного оттаявшего грунта деятельного слоя под влиянием силы тяжести. Солифлюкция широ­ко распространена на Крайнем Севере. Она проявляется на склонах при небольших углах (несколько градусов). Известны случаи пе­рехода солифлюкционного сплывания в оползни катастрофическо­го характера. Явления солифлюкции причиняют значительный ущерб различным сооружениям, главным образом дорогам, протрассированным вдоль склонов или на склонах.

Пучение - процесс увеличения объема промерзающего грунта, происходящий как вследствие увеличения объема замерзающей влаги, так и в результате образования в промерзающих грунтах прослойков и линз льда, что особенно интенсивно идет в условиях миграционного подтока воды извне к фронту промерзания. Особенно мощные прослойки и линзы льда образуются при длительной задержке границы промерзания на некоторой глубине и близком положении к ней зеркала грунтовых вод. Если же промерзание идет интенсивно (при сильных морозах), то вода в дисперсных грунтах не успевает подтягиваться к фронту промерзания и линзы и прослойки льда не образуются, а возникают лишь отдельные кристаллы льда, рассеянные во всей массе грунта и прочно цементи­рующие его частицы.

Пучение мерзлых грунтов оказывает отрицательное воздействие на различные сооружения, но наибольшие осложнения приносит полотну автомобильных и железных дорог, в том числе на въездных и выездных путях в карьерах, а также аэродромным покрыти­ям. Обычно поднятие грунта неравномерное, что изменяет профиль дорожного пути или покрытия и вносит значительные осложнения в работу транспорта. Весной при оттаивании грунт пучащихся мест разжижается и теряет способность поддерживать покрытие дорог.

Пучение на дорогах и аэродромах отмечается не только в области распространения многолетней мерзлоты, но и в районах сезонной мерзлоты, хотя и проявляется здесь менее интенсивно.

Условия строительства в районах вечной мерзлоты. В связи с осуществлением широкой программы строительства разнообразных сооружений в районах распространения многолетнемерзлых пород огромное значение приобретают вопро­сы учета своеобразных климатических, гидрогеологических и грунтовых условий конкретных стройплощадок, где намечается строительство объектов.

Практика строительства в этих районах свидетельствует, что в результате строительства температурный режим па строительных площадках нарушается и, как следствие, существенно изменяются гидрогеологические условия и физико-механические свойства грунтов основания. Обычно мерзлые грунты оснований под влиянием теплоотдачи от сооружений оттаивают, нередко на значительную глубину, а оттаявшие грунты становятся более или менее просадочными. В зависимости от скорости процесса оттаивания сооружения претерпевают деформации, нередко значительные. Следовательно, конструктивные решения при проектировании и строительстве сооружений, выполненные без учета их деформативно-напряжеиного состояния и условий совместной работы с оттаивающими просадочными грунтами, приводят к преждевременному разрушению капитальных зданий, строящихся на таких грунтах. Об этом свидетельствует многолетняя практика строительства в районах Воркуты, Норильска, Забайкалья, Якутска, Магадана и др.

Как указывалось, в областях распространения многолетней мерзлоты сосредоточены месторождения многих полезных иско­паемых: каменного угля, железных руд, цветных металлов, а также алмазов, золота и др. При разработке месторождений в этих районах приходится считаться со следующими особенностями: трудоемкость разработки рыхлых мерзлых пород увеличивается по сравнению с талыми примерно в 10-15 раз; при естественной вентиляции в зимнее время в выработках наблюдается охлаждение пород и образование наледей; при вентиляции выработок подо­гретым воздухом температура мерзлых пород повышается, льдистость их уменьшается, что вносит значительные осложнения в ход работ; гидрогеологические условия здесь специфические, часто ос­ложняющие ведение горных работ; толща мерзлых пород только временно и то не всегда предохраняет выработки от поверхност­ных и подземных вод.

Для борьбы с отрицательными явлениями подземных вод на подземные работы необходимо, по В. П. Бакакину, любыми мерами сохранять естественное состояние, мерзлых пород.

При ведении горных работ открытым способом основным ос­ложняющим фактором является значительная прочность мерзлых пород. По данным А. Н. Зеленина, суглинок с влажностью 20% в талом состоянии оказывает сопротивление резанию 5-7 кгс/см, а при -25° С до 150 кгс/см. Поэтому основным мероприятием, существенно улучшающим ведение работ открытым способом, является уменьшение энергоемкости разрабатываемых пород. Для снижения прочности разрабатываемых пород наибольшее распространение получили методы тепловых и водно-тепловых мелиорации, которые в сравнении с взрывным способом рыхления обходятся примерно в 10 раз дешевле. При определенных условиях можно достичь глубины оттаивания рыхлых горных пород с поверхности до 6-9 м и более без применения трудоемких дорогостоящих инженерных работ. Это дает возможность применять на приисках высокопроизводительные горные машины-драги, экскаваторы, отвалообразователи и др., что резко повышает интенсивность разработок, производительность труда и снижает себестоимость добычи.

В настоящее время применяются различные варианты тепловой и водно-тепловой мелиорации: путем использования естественных тепловых процессов (снегозадержание в зимний период и удаление снега ранней весной, сжигание растительного и мохового покрова, зачернение снега и др.); оттаивание мерзлых грунтов путем нагнетания в них воды; фильтрационно-дренажный способ. Недостатком этих методов является длительность периода подготовки, но при соответствующем планировании подготовительных и очистных работ они дают значительный эффект.

вечный мерзлота красноярский край

Главная причина возникновения многолетней мерзлоты - исключительно холодный климат, в условиях которого породы имеют температуры ниже точки их замерзания. Mноголетняя мерзлота - результат суровых климатических условий, главным образом, суровых малоснежных зим.

Образованию и сохранению мерзлоты способствуют следующие факторы:

отрицательные среднегодовые температуры, суровые и длинные зимы, глубина промерзания превышает глубину летнего оттаивания.

Многолетняя мерзлота оказывает определенное действие на хозяйственную деятельность человека. В России освоение многолетней мерзлоты началось в тридцатые годы 20 века. Российские мерзлотоведы разработали специальные системы технических мероприятий, которые предупреждают отрицательные последствия мерзлоты. Эти технические новшества позволяют осваивать районы мерзлоты.

Многолетняя мерзлота оказывает большое влияние на хозяйственную деятельность человека. Она создает значительные препятствия для производства земляных работ, сооружения и эксплуатации различных построек и т. д. Отапливаемые здания, возведенные на многолетней мерзлоте, со временем оседают вследствие оттаивания под ними грунта, в них появляются трещины, а иногда они и разрушаются. Многолетняя мерзлота затрудняет также водоснабжение в населенных пунктах и на железных дорогах. Это потребовало разработки специальных методов строительства в условиях многолетнемерзлых горных пород.

Мерзлота способствует заболачиванию сельскохозяйственных земель, вследствие чего необходимы дополнительные мелиоративные работы, т. е. удаление излишней влаги с полей.

Польза для человека многолетней мерзлоты состоит в том, что он использует ее как уникальный холодильник. В ней долго сохраняются продукты питания: рыба, мясо, ягоды, фрукты, семена.

Мерзлота является хорошим крепежным материалом в шахтах и рудниках. В настоящее время установлено, что в районах мерзлоты находится много полезных ископаемых: угля, газа, алмазов, золота, никеля, меди, олова, солей. В этих районах много пресных вод.

Мерзлотные аварии в настоящее время, к сожалению, происходят. Причиной является потепление климата техногенное «потепление». Следствием является неравномерная осадка зданий, разрушение фундаментов, деформация их.

В Норильском промышленном районе за последние 10 лет из за ухудшения состояния мерзлоты пострадало 250 строений 100 объектов в аварийном состоянии, около 40 многоэтажных жилых домов, возведённых в 60-80-е годы, снесены или подлежат сносу.

Деформировано почти 60% зданий и сооружений В городах: Игарке, Диксоне, Вилюйске деформировано 60% зданий. 100% зданий и сооружений В национальных посёлках Таймырского округа до 100 % строений повреждены. В Воркуте пострадало около 40% зданий. В Якутске с 70-х годов 20 века из-за просевшего грунта пострадало 300 зданий. Если техногенная «оттепель» продолжится, человеку придётся вновь отстраивать многие жилые дома и промышленные предприятия, заново прокладывать автомобильные и железные дороги.

Многолетняя мерзлота оказывает многообразное влияние на природу провинций, где она широко распространена. Прежде всего, она затрудняет передвижение подземных вод -- подмерзлотных, межмерзлотных и, особенно, надмерзлотных, расположенных наиболее близко к дневной поверхности. Это сильно ограничивает подземное питание рек Средней и Восточной Сибири. Подземные воды в этих условиях нередко образуют наледи, бугры вспучивания и другие формы рельефа, придающие специфические черты поверхности суши восточных районов Сибири. На северо-востоке СНГ около 4000 наледей (по-якутски -- тарын), в которых заключено около 25 млрд. м 3 льда. Протаивание мерзлых грунтов и просадка их способствуют широкому распространению термокарста и обусловленному им своеобразному рельефу Северо-Сибирской, Индигирской, Колымской, Центрально-Якутской и других низменностей и плато в областях многолетней мерзлоты.

Многолетняя мерзлота отрицательно влияет на развитие растительного и почвенного покровов. Растения в условиях избытка холода не получают нормального питания, дают незначительный прирост органического вещества, недостаточно покрывают поверхность почвы. Особенно губительно мерзлота сказывается на древесной растительности, которая имеет явно угнетенный вид, разреженный древостой, бедный видовой состав. В Средней и Восточной Сибири из древесных лучше всего выдерживает многолетнюю мерзлоту даурская лиственница.

В провинциях распространения многолетней мерзлоты слабо развит также и почвенный покров. В Средней и Восточной Сибири широко распространены грубоскелетные каменистые почвы благодаря преобладанию морозного выветривания над химическим и биологическим, на равнинах -- повсюду явления заболачивания. Почвы в этих условиях примитивно развиты, маломощны, характеризуются резко подавленными биохимическими процессами, недостатком питательных веществ.

Широко распространены в Средней и Восточной Сибири явления солифлюкции, которые наряду с термокарстом имеют большое рельефообразующее значение.

Многолетняя мерзлота влияет на рельеф, так как вода и лед имеют разную плотность, вследствие чего замерзающие и оттаивающие породы претерпевают деформации. Важно также то обстоятельство, что мерзлый грунт не пропускает воду.

Наиболее распространенный тип деформации мерзлых грунтов -- пучение, связанное с увеличением объема воды при замерзании. Возникающие при этом положительные формы рельефа называются буграми пучения; высота их обычно не более 2 м. Если бугры пучения образовались в пределах торфянистой тундры, то их обычно называют торфяными буграми; торф -- хороший теплоизолятор, мерзлота под ним сохраняется долго и нередко в тех местах, которые считаются свободными от многолетней мерзлоты, например на Кольском полуострове. Высота торфяных бугров может достигать 3--7 м, в плане они обычно округлы, располагаются иногда поодиночке, но чаще группами.

Летом верхний слой многолетней мерзлоты оттаивает. Лежащая ниже мерзлота мешает талой воде просачиваться вниз; вода, если не находит стока в реку или озеро, остается на месте до осени, когда снова замерзает. Весной оттаивание шло сверху вниз, как результат выравнивания температур уже прогретого воздуха и еще холодного грунта; осенью изменение температур также быстрее происходит в воздухе и промерзание идет тоже сверху вниз. В результате талая вода оказывается между водонепроницаемым слоем постоянной мерзлоты снизу и постепенно нарастающим сверху вниз слоем новой, сезонной мерзлоты. Лед занимает больший объем, чем вода. Вода, оказавшись между двумя слоями льда под огромным давлением, находит наиболее слабое место в сезонном мерзлом слое и прорывает его. Если она изливается на поверхность, образуется ледяное поле -- наледь; геоморфологическое значение наледи состоит в том, что по ее краям идет интенсивное морозное выветривание. Если же на поверхности плотный мохово-травяной покров или слой торфа, вода может не прорвать его, а только приподнять, растекшись под ним. Замерзнув затем, она образует ледяное ядро бугра; постепенно нарастая, такой бугор может достигнуть высоты 70 м при диаметре до 200 м.

Потепление климата, нарушение температурного режима грунтов вследствие вырубки леса, строительства и т. д. могут привести к протаиванию отдельных участков многолетней мерзлоты, которое вызовет просадки грунта, образование воронок, подземных полостей и других отрицательных форм рельефа, внешне напоминающих карстовые. Процессы рельефообразования, вызванные местным протаиванием многолетней мерзлоты, и все созданные ими формы называются термическим карстом, или (чаще) термокарстом (греч. therme -- тепло). В областях распространения термокарста много округлых по форме западин, в них обычно располагаются озера, так как увлажнение избыточное, а лежащая ниже многолетняя мерзлота водонепроницаема. Термокарстовые озера отличаются от карстовых более правильной формой и меньшей глубиной. В равнинных частях центральной Якутии часто встречаются аласы -- плоскодонные термокарстовые котловины от десятков метров до нескольких километров в диаметре и глубиной до 15--30 м. Часто аласы заняты озерами, болотами, лугами; иногда они представляют собой котловины спущенных или заросших термокарстовых озер.

В условиях многолетней мерзлоты, особенно если высоко содержание льда в мерзлой породе, вода производит на породу не только механическое, но и температурное воздействие, так как растапливание льда способствует разрушению породы. Поэтому введены специальные термины -- термоэрозия и термоабразия. Термоэрозия проявляется в том, что реки легко размывают берега, а овражная сеть достигает невероятной густоты даже в условиях очень плоского рельефа (например, на Ямале); термоабразия вызывает иногда быстрое отступание берегов под действием морских волн.

Формы рельефа, связанные с многолетней мерзлотой, могут находиться и там, где сейчас мерзлота отсутствует, то есть иметь реликтовый характер. Так, в средней и южной частях Республики Коми сейчас нет многолетней мерзлоты, но нередко встречаются неглубокие округлые озера, на аэрофотоснимках хорошо читается сетка полигональных грунтов, особенно хорошо видных на высоких речных террасах.

Вопросы исследования Как образно называют многолетнюю мерзлоту? Причины образования мерзлоты? В каких районах нашей страны сосредоточены ледники? Почему? Нужно ли изучать и охранять многолетнюю мерзлоту? С какого времени существует многолетняя мерзлота и по каким данным об этом судят? Как влияет мерзлота на развитие эрозии?

Площадь многолетней мерзлоты огромна – около 11,1 млн. кв. км, что составляет большую часть территории России. Основная область ее распространения – Восточная Сибирь. Южная граница сплошной вечной мерзлоты проходит по северу Ямала и Гыданского полуострова, Дудинке на Енисее, отсюда она опускается к Полярному кругу, пересекает реку Лену ниже устья Вилюя, идет к верховьям Колымы и к берегам Анадырского залива. Область распространения островной вечной мерзлоты охватывает значительно большую территорию: тундру Русской равнины, север Западно-Сибирской равнины, всю Восточную Сибирь и Дальний Восток, кроме Южного Приморья и отчасти Приамурья, а также юга Камчатки и Сахалина. Кроме того, вечная мерзлота известна на Алтае и в горах Большого Кавказа. Максимальной величины (до 1500 м) мощность вечной мерзлоты достигает в бассейне Вилюя. На Кольском полуострове толщина мерзлого слоя менее 25 м, на северо-востоке Большеземельской тундры она возрастает до м; менее 100 м мощность вечной мерзлоты на юго-западе Средней Сибири, на юге Забайкалья, по берегам Охотского моря и на Камчатке.

По характеру распространения выделяется 3 типа многолетней мерзлоты По характеру распространения выделяется 3 типа многолетней мерзлоты Сплошная мерзлота, распространённая в северной части Большеземельской тундры, на Полярном Урале, в тундре Западной Сибири, в северной части Среднесибирского плоскогорья, на Таймырском полуострове, архипелаге Северная Земля, на Новосибирских островах, Яно-Индигирской и Колымской низменностях, в дельте р. Лены, на Центральноякутской равнине, Приленском плато и в области Верхоянского, Черского, Колымского (Гыдан) и Анадырского хребтов, а также Юкагирского плоскогорья, на Анадырской равнине. Мощности толщ колеблются от 500 м и более до 300 м; температуры от 10 °С и ниже до 2 °С. Мерзлота с островами талых грунтов, преобладающая в Большеземельской и Малоземельской тундре, на Среднесибирском плоскогорье между реками Нижняя и Подкаменная Тунгуски, в южной части Приленского плато, в Забайкалье. Мощности толщ иногда достигают м, но чаще от м до 1020 м, температуры от 2 °С до 0°. Островная мерзлота, встречающаяся на Кольском полуострове, в Канинско- Печорском районе, в таёжной зоне Западной Сибири, южной части Среднесибирского плоскогорья, на Дальнем Востоке, вдоль побережья Охотского моря и на Камчатке. Мощности толщ от нескольких десятков метров до нескольких метров, температуры близки к 0°. Островная мерзлота характерна также для горных стран от Саян до Памира и на Кавказе, где многолетнемёрзлые горные породы встречаются главным образом по периферии районов современного оледенения.

Подземные льды это все виды льда в мерзлых породах вне зависимости от их образования, размеров и условий залегания. Льды, формирующиеся в горных породах, могут быть подразделены на четыре основные группы. 1. Погребенный лед, образующийся при захоронении снежников и подземных льдов. 2. Повторно-жильный лед, образующийся при неоднократном заполнении водой или снегом морозобойных трещин. 3. Инъекционный лед, возникающий в результате замерзания подземной воды, внедряющейся под напором в толщу мерзлых дисперсных пород. 4. Конституционный лед, образующийся главным образом при промерзании влажных дисперсных пород. Он подразделяется на: лед-цемент - мелкие кристаллы льда, заполняющие поры и небольшие трещинки во влажных породах при их замерзании, и миграционный лед, образующийся при замерзании воды, мигрирующей к фронту промерзания. В результате образуются ледяные шлиры (нитевидные включения), небольшие гнезда, линзовидные прослойки.

Хоть и называют многолетнюю мерзлоту вечной, но на самом деле это не так. Возникла эта мерзлота в четвертичный или ледниковый период развития нашей Земли. В тех районах, где климат был сухим и морозным, а толщина наземного ледникового покрова была незначительна, а то и вообще не образовывалась, произошло промерзание грунтов и образование районов многолетней мерзлоты.

Мерзлые породы имеют температуру ниже 0°С; часть или вся вода в них находится в кристаллическом состоянии. В средних широтах промерзает зимой лишь небольшой поверхностный слой, поэтому здесь господствует сезонная мерзлота. В северных широтах за долгую, морозную зиму земля промерзает очень глубоко, и коротким летом она оттаивает лишь с поверхности всего на 0,5-2 м в глубину. Оттаивающий слой называется деятельным. Ниже его в породах круглый год сохраняются отрицательные температуры. Эти места и называются районами многолетней мерзлоты.

Мерзлые грунты распространены на Земле преимущественно в заполярных районах. Крупнейшие области многолетней мерзлоты - Сибирь и северная часть Северной Америки.

Территории, где распространена многолетняя мерзлота, называют еще областью подземного оледенения. Но необходимо отметить, что мерзлые породы распространены здесь не повсеместно. В долинах крупных рек, под большими озерами, в районах циркуляции подземных вод толщи многолетней мерзлоты прерываются. На окраинах областей подземного оледенения существует островная мерзлота в виде отдельных пятен.
В мерзлых породах лед становится своеобразным породообразующим минералом. Разнообразные ледяные включения в горных породах земной коры называют ископаемым льдом. Причины их возникновения различны: замерзание воды в толще мерзлотных грунтов; засыпание горных ледников осыпями. Ископаемый лед существует в виде жил, клиньев, тонких стебельков, а также в виде линз. Порой образующаяся линза льда и поступающая снизу вода приподнимают залегающие выше грунты, и возникает бугорок, называемый гидролакколитом. В Якутии они достигают 25-40 метров в высоту и 200-300 м в ширину.

Под влиянием поперечного промерзания и оттаивания почв и горных пород на склонах, а также из-за силы тяжести деятельный слой начинает медленно сползать даже с пологих склонов со скоростью от сантиметра в год до нескольких метров в час. Этот процесс называется солифлюкцией (от лат. solum - почва и fluctio - истечение). Она широко распространена в Средней и Восточной Сибири, в Канаде, в высокогорьях, в тундре. При этом на склонах возникают наплывы, невысокие гряды. Если на склоне есть древесная растительность, лес наклоняется. Это явление получило название «пьяный лес».

Мерзлотные процессы очень осложняют строительство и эксплуатацию зданий, дорог, мостов, тоннелей. Приходится сохранять мерзлые грунты в природном состоянии. С этой целью сооружения устанавливают на опоры, прокладывают охлаждающие трубы, погружают сваи в пробуренные скважины. Но мерзлота становится и помощником человека, когда в ней устраиваются склады, огромные естественные холодильники.