Александр Федоров: таяние мерзлоты может заставить переносить города

Многолетняя мерзлота в ближайшие десять лет станет главной темой исследований Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Из-за глобального потепления мерзлота начала таять. Около 60 % территории России находится в зоне многолетней мерзлоты. Почему мерзлота тает, к чему это приведет, почему сваи не спасают дома от разрушения и когда появится система мониторинга мерзлоты, рассказал корреспонденту РИА Новости Наталье Парамоновой директор Института мерзлотоведения РАН Александр Федоров.

— ЧП в Норильске и разговоры о том, что северная инфраструктура в России в опасности из-за разрушения мерзлоты, сделали тему популярной. Мы уже поняли, что вечной мерзлоту называть нельзя, что она многолетняя. Насколько можно считать мерзлоту единообразной субстанцией?

— Люди думают, что мерзлота это такой лежащий столетиями кусок льда, хотя на самом деле российские ученые — а мы лидеры в области изучения мерзлоты — различают множество типов мерзлых грунтов. Они подразделяются по содержанию льда (льдистости), по температуре, по ландшафтам, где они расположены. В 1991 году мы выделяли 71 тип мерзлых грунтов, а в настоящее время разработали определитель для 145 типов мерзлоты.

— Типов мерзлоты стало вдвое больше? Так повлиял процесс изменения климата?

— Нет, дело в изменении методики исследования. Первая классификация была сделана на основе дешифрирования космоснимков в 1987 году, еще четыре года ушло на подготовку публикации. Современная карта мерзлоты составлена с помощью новых средств дешифровки снимков, и, конечно, она намного точнее. В 1987 году мы использовали только снимки, полученные системой "метеор-природа", а потом появилась возможность использовать снимки зарубежных спутников. Мы ориентируемся на ландшафт на космоснимках и по нему определяем, какой тип мерзлоты. Большая часть территории Якутии занята вечной мерзлотой. Якутск стоит на таких грунтах. Мерзлоты нет под озерами, под Леной, под реками. Когда люди не живут здесь, им, конечно, кажется, что мерзлота она одна, но местные знают, что это совсем по-другому.

— То есть каждый житель Якутии знает типы мерзлоты?

— Я не могу утверждать про каждого жителя, но, например, динамика деградации, то есть разрушения мерзлоты, имеет якутские названия. Мерзлота — это основа жизни людей в Якутии, поэтому их названия легли в основу классификации. То есть идет таяние термокарстовых ландшафтов, как мы говорим по-научному. Конечный результат этого таяния — образование аласов, по-якутски это означает "круглое поле". Алас — уникальная форма рельефа. Он представляет собой луговую котловину обычно с озером. Алас — основа земледелия у якутов, место где пасется скот, поэтому связь быта и мерзлоты очевидна.

Однако до того, как появится алас, мерзлота проходит несколько этапов таяния. Сначала возникают полигоны — быллар, когда лед подтаивает и земля проваливается, а потом идет общая просадка (человек ее замечает) — это иэйэ, потом дюедя, а когда процесс таяния усилится и склоны уже не держатся, идет обрушение склонов — тымпы, затем вода испаряется и остается остаточное озеро в аласе. Аласы могут быть от нескольких десятков метров в диаметре до нескольких километров. Изначально названия термокарстовых форм рельефа были якутские, а потом на международном уровне их поменяют. Так было с почвой. Россия — это же родина почвоведения, Василий Докучаев начал изучать почву. Названия были русскими, потом их сменили на международные. Основы мерзлотоведения тоже заложил наш соотечественник — Михаил Иванович Сумгин.

© Фото : институт мерзлотоведения РАН

Процесс таяния многолетней мерзлоты на станция наблюдения за мерзлотой Юкэчи

— IPCC заявил, что мерзлота будет темой следующего международного доклада. Насколько активно иностранные ученые работают в Якутии и почему мерзлота стала такой важной темой?

— Вечная мерзлота занимает 25 % суши на Земле, и это очень большая проблема. Когда пойдет активная деградация, начнется освобождение органики, там ее очень много. Органика попадает в круглогодичные положительные температуры, и бактерии начинают свою работу. При этом метан и углекислый газ вылетают в атмосферу. Заинтересованность мирового сообщества в том, чтобы парниковый эффект не был таким сильным. Если сейчас опасность исходит от антропогенных выбросов в атмосферу: автомобили, электростанции и тому подобное, то когда выбросы будут сопровождать таяние мерзлоты, масштаб будет многократно больше. Сейчас очень много ученых подключились к работе по изучению мерзлоты. Эта работа идет по всему миру: в России, в Канаде, в Китае — в Тибете. У нас в Якутии работают ученые из многих стран мира. Я должен сказать, что благодаря иностранным грантам в 90-е годы мы не прекратили полевые работы.

— Большая часть территории Якутии расположена на мерзлоте, где происходят самые сильные изменения в связи с потеплением?

— Сильные изменения происходят везде. Мы составили карту, где обозначили районы Якутии, которые сильнее других пострадают от потепления и антропогенного влияния. Видите, около 60% Якутии в этой красной зоне: чем севернее, тем больше красного. Но это такая абстрактная карта, а давайте посмотрим, как это выглядит. Вот космический снимок поверхности земли в аэропорту в одном из поселков. Видите, на нем бугорки. Как будто опустилась земля, а кочки остались. Это произошло протаивание вечной мерзлоты, и она действительно осела. С высоты эту ситуацию хорошо видно — когда протаивание становится больше, площади таких бугристых поверхностей тоже увеличиваются.

Такое явление отмечалось всегда, но до 90-х годов это было редко и связано со случайным вскрытием слоя мерзлоты при техногенном воздействии, допустим, убрали грунт и мерзлота начала таять. Но после 90-х годов деградация мерзлых грунтов стала очень частым явлением.

Обычно ко мне приезжают иностранцы и просят показать, где же тает мерзлота и как это выглядит. Я отправляю их в поселок Чурапча. Там зафиксированы сотни точек деградации мерзлоты. Снимки показывают, как в реальном времени меняется структура мерзлоты. У нас есть научный полигон по изучению мерзлоты вблизи села Беке. На примере фотографий этой местности с 1993 года по настоящее время видно, как небольшие проталины превратились в озеро. Скорость просадок на термокарстовых понижениях достигает 10-14 сантиметров в год.

— Есть ответ, что же привело к такому стремительному таянию мерзлоты?

— На таяние мерзлоты влияет масса процессов. Повышение температуры воздуха, увеличение мощности снежного покрова, количество лесных пожаров, антропогенное влияние. Сейчас кажется, что очень много этих факторов объединилось, поэтому тает так быстро. Во время пожаров прогревается верхний слой почвы и мерзлота подвергается стрессу. Когда идет восстановление леса, то это может сохранить мерзлоту, а без этого воздействие солнца усиливается. Если после очень теплого лета будет снежная зима, то опять же снег будет одеялом укрывать мерзлоту и не давать ей промерзать, что приводит к ее разрушению.

© Фото : Евгения Жуланова

Разрез Батагайского провала, где видны мерзлые грунты

Смотрим на карту Верхоянья, где лет пять назад произошел природный пожар. Смотрим на это место на снимке из космоса. Видим, что там уже проталины. Рядом с Верхоянском расположен поселок Батагай. Батагай — ворота северной Якутии, здесь расположен аэропорт. Так вот, в 60-е годы рядом с Батагаем обнаружили небольшое разрушение мерзлоты, а сейчас там огромный провал. Был вырублен участок тайги для нужд поселка, и пострадал верхний слой почвы на небольшом участке земли, мерзлота стала подвергаться воздействию солнечных лучей и температуры, начался процесс деградации. Так образовалась Батагайская котловина или кратер, еще его называют Батагайка. Батагайка — самая крупная мерзлотная котловина в мире, и процесс ее разрушения еще не закончен.

© Фото : Евгения Жуланов

Батагайский провал - одно из проявлений таяния многолетней мерзлоты

Любое нарушение мерзлоты приводит к ее деградации. Например, в этом году было нашествие шелкопряда в Якутии, лес вырубали или он погиб — это тоже приведет к деградации мерзлоты. Человек очень сильно ускоряет процесс таяния. Пока растет лес и работает природная система, то она сама себя сохраняет. Когда мы вмешиваемся, баланс нарушается.

— Ваши коллеги подсчитали, что 60 % арктической инфраструктуры находится под угрозой разрушения, в том числе и дома. Но дома в Якутске на сваях, почему они могут разрушиться?

— Одно дело, когда сваи стоят в мерзлом грунте, а другое, когда появляется талая вода. Несущая способность при этом теряется. Сваи не всегда опираются в скалу. Так строили в Норильске и Воркуте, а в Якутии совсем нет, здесь можно скалу не найти, она слишком глубоко. Раньше строили на сваях 8 метров, потом 12, теперь — 18. Дома стоят на сваях над грунтом, поэтому зимой земля под домами промерзает и мерзлота сохраняется. Но в 90-е годы было много утечек воды, и это гибельно для домов. Протекшая вода разрушает мерзлоту. Я должен сказать, что именно вода — самая большая угроза для мерзлоты. Она ее разрушает.

© Фото : Евгения Жуланова

Проседание дома из-за таяния многолетней мерзлоты в Якутске

Потеря несущей способности может привести к более активному разрушению мерзлоты и необходимости переноса города. Рядом с Якутском есть плато, там юрские пески и песчаники. Было бы здорово, если бы город стали строить там. Но тогда, когда строили город, никто не думал, что он станет таким большим. Но я не считаю, что в Якутске критически опасная ситуация. Если нормы строительства и эксплуатации соблюдать, то все будет нормально. Есть более опасные места, где подземный лед занимает 90% и его таяние крайне опасно. Так мы возвращаемся к "красным" участкам на нашей карте. Почему так получилось, что основное местное население и поселки находятся в "красных" зонах? Потому что якуты жили по аласам, там разводили скот. Поселки разрослись, а в аласе никто не даст построить дом — это луга и пастбища, поэтому строили на межаласье. Там начали рубить и строить, что и привело к деградации многолетней мерзлоты.

— После ЧП в Норильске стали активно говорить о создании единой системы мониторинга мерзлоты. Какие сейчас есть системы и что будет?

— Как мониторить мерзлоту, известно. У нас есть опытные полигоны, у Росгидромета на метеостанциях тоже есть системы измерения. Мы следим за состоянием мерзлоты, ее температурой. Сейчас эту систему хотят обновить, создать единую систему. Это будут делать наш институт, МГУ, МГРИ, Институт криосферы СО РАН. Эти институты объединились, и сейчас мы разрабатываем программу.

© Фото : Евгения Жуланова

Измерение температуры почвы на метеостанции в Верхоянске

В разных регионах будут системы мониторинга. Будут большие полигоны для наблюдений, а внутри них будут находиться небольшие станции наблюдения. На станциях будет оборудование для мерзлотных наблюдений. Если давать оптимистический прогноз, то в пределах трех-пяти лет (одобрят программу, начнется финансирование) система заработает. Система создается под эгидой министерства Арктики и Дальнего Востока.

— Что даст такая система?

— Сейчас то, что происходит с мерзлотой, волнует только ученых. Расчеты и научные работы ведут они. Я бы сказал, что производственники часто и не интересуются. У крупных компаний, работающих в условиях мерзлоты, есть свои институты и исследовательские центры. Они находятся в зависимости от компаний, а компании не хотят лишних затрат, предпочитают не отражать в отчетности какие-то критические моменты. Я не хочу сказать, что они не предпринимают меры, но независимой научной экспертизы нет, что, мне кажется, неверно. Независимых наблюдателей не пускают. Например, попасть близко к газопроводам или нефтепроводам нельзя, так же как нельзя попасть на объекты "Алросы". Мне кажется, что это связано с тем, что на перспективы никто не смотрит. Любые исследования или вложения вдолгую считаются невыгодными.