Арктические Мальдивы, мамонты и шубы из песка: наивные вопросы о вечной мерзлоте

Правда ли, что в вечной мерзлоте можно найти мамонтов? Зачем постройкам шубы из песка? На наивные вопросы о вечной мерзлоте отвечает эксперт Центра по обустройству и эксплуатации объектов в криолитозоне Владислав Бутаков.

— Вечная мерзлота — это огромный слой льда под землей?

— Не совсем. Это не сплошной лед, а замерзший грунт. Его состав довольно богат — песок, скальные породы и даже редкие элементы, среди которых золото, платина, уран.  Образуется мерзлота так: в местах, где температура годами держится ниже нуля, земля промерзает на сотни метров вниз. Верхний слой — примерно полтора метра — оттаивает летом, а глубже сохраняется постоянный холод. Глубина мерзлого слоя может достигать полутора километров, как, например, в Якутии — одном из самых холодных регионов на планете. В Якутске, кстати, есть специализированный музей мерзлотоведения — он вырос из попытки русского купца вручную выкопать колодец в вечной мерзлоте.

— Говорят, в мерзлоте находят мамонтов целиком. Это не выдумки?

— Подтвердить не могу, но мерзлота сохраняет органику настолько хорошо, что находки выглядят почти вчерашними. Например, в Западной Сибири на берегу Иртыша нашли останки так называемого усть-ишимского человека, возраст которых около 45 тысяч лет. По ним ученые смогли получить один из самых древних генетических портретов Homo sapiens. В Якутии в мерзлоте находят и отлично сохранившихся животных, включая древнего щенка по кличке Догор: он пролежал в земле тысячи лет, а выглядит так, будто просто уснул.

— Если земля замерзла тысячи лет назад, значит, она уже никогда не растает?

— Нет, даже мерзлая почва переменчива. Это живая природная система: ее границы и свойства меняются вместе с климатом. Из-за потепления грунт начинает оттаивать или становится менее устойчивым. При этом мерзлота ведет себя по-разному даже на небольших расстояниях. В одном месте грунт может оставаться крепким, а в другом меняться на глазах. Поэтому геологи постоянно измеряют температуру земли и следят за ее состоянием. Для этого используют цифровые модели — двойники территории — 4D-модель (длина, ширина, глубина и время), куда стекаются данные изысканий, бурения и температурного мониторинга.  Такая модель показывает не только текущее состояние грунта, но и то, как он может измениться в будущем — например, к 2050 году.

— Получается, нужно измерять температуру Земле — как человеку? 

— Верно. У человека нормальная температура 36,6, а у Земли на каждом слое своя. Только используют для этих измерений не ртутные термометры, а термокосы — цепочки датчиков, которые уходят на десятки метров вглубь и регулярно фиксируют температуру на разных уровнях. Расшифровкой полученных данных занимаются IT-специалисты. Они работают с большими базами, очищают их, структурируют и сшивают с цифровой моделью. Без этого труда цифровой двойник территории не оживет.

— Как строить здания на таком капризном грунте?  

— Главное правило жизни в криолитозоне — не согреть замороженное и не заморозить теплое. Если мерзлый грунт начинает оттаивать, он теряет прочность, тогда постройки начинают проседать. Для строительства здесь применяют устоявшийся подход: объекты поднимают на сваи, своего рода ножки. Тогда между зданиями и землей остается пространство — и они не влияют на теплобаланс в грунте.

Еще у нас есть «шубы» для инфраструктуры и оборудования — так называют песчаную насыпь около двух метров толщиной. Ее делают там, где есть постоянный источник тепла: под трубопроводами, резервуарами, технологическими площадками. Насыпь выступает подушкой для снижения воздействия на мерзлый грунт.

— Арктика, лед, снег… На вечной мерзлоте вообще бывает лето? 

— Есть, причем невероятно красивое! На побережье Арктики в Карском море тянутсякилометры светлого, почти тропического песка. Купаться, правда, не тянет: даже летом вода остается ледяной. Насладиться пляжем приезжают в конце июля — начале августа: на суше теплее, тундра оживает, становится больше цвета и воздуха. В ясную погоду, когда солнце висит низко и просвечивает мелководье, берег выглядит почти южным — настоящие арктические Мальдивы.