Вечная мерзлата

«Вечная мерзлата» (шматгадовая крыялітазона, шматгадовая мерзлата) — частка крыялітазоны, якая характарызуецца адсутнасцю перыядычнага адтайвання. Агульнай плошчай 35 млн км². Распаўсюджваецца з поўначы Аляскі, Канады, Еўропы, Азіі да астравоў Паўночнага Ледавітага акіяна. Раёны шматгадовай мерзлаты — верхняя частка зямной кары, тэмпература якой доўгі час (ад 2-3 гадоў да тысячагоддзяў) не падымаецца вышэй за 0 °C. У зоне шматгадовай мерзлаты грунтавыя воды знаходзяцца ў выглядзе лёду, яе глыбіня часам перавышае 1 000 метраў.

Абазначэнні: фіялетавы — раёны шматгадовай мерзлаты ў паўночным паўшар'і, сіні — раёны прамярзання глебы больш чым на 15 сутак у годзе, чырвоны — раёны прамярзання глебы менш чым на 15 сутак у годзе, суцэльная лінія — мяжа вобласці сезоннага снежнага покрыва

Распаўсюджанасць і вывучэнне

Шматгадовая мерзлата (агульнапрынятае назва — вечная мерзлата, «шматгадовай» вечную мерзлату ўпершыню пачала называць пецярбургская геаграфічная навуковая школа) — з'ява глабальнага маштабу, яна займае не менш за 25 % плошчы ўсёй сушы зямнога шара. Мацярык, дзе вечная мерзлата адсутнічае цалкам — гэта Аўстралія, у Афрыцы магчыма яе наяўнасць толькі ў высакагорных раёнах. Значная частка сучаснай шматгадовай мерзлаты ўспадкавана ад апошняй ледніковай эпохі, і цяпер яна павольна змяншаецца. Змест лёду ў прамерзлых пародах вар'іруецца ад некалькіх да 90 %. У шматгадовай мерзлаце могуць ўтварыцца паклады газавых гідратаў, напрыклад — гідрату метану.

Адно з першых апісанняў шматгадовай мерзлаты было зроблена рускімі землепраходнікамі XVII стагоддзя, якія скаралі абшары Сібіры. Упершыню на незвычайны стан глебы звярнуў увагу казак Я. Святагор, а больш падрабязна вывучылі першапраходнікі з экспедыцый, арганізаваных Сямёнам Дзяжнёвым і Іванам Рабровым. У спецыяльных лістах да рускага цара яны засведчылі наяўнасць асаблівых тайговых зон, дзе нават у самы разгар лета глеба адтае максімум на два аршыны. Ленскі ваяводы П. Галавін і М. Глебаў ў 1640 годзе паведамлялі: "Зямля, спадару, і сярод лета ўся не растайвае». У 1828 г. Фёдар Шаргін пачаў праходку шахты ў Якуцку. За 9 гадоў была дасягнута глыбіня 116,4 м. Шахта Шаргіна ішла ўвесь час у мёрзлых грунтах, не выявіла ніводнага ваданоснага гарызонту. У 40-х гадах XIX-га стагоддзя А. Ф. Мідэндорф памерыў тэмпературу да глыбіні 116 м. З гэтага часу пытанне пра існаванне «вечнай мерзлаты» ўжо сур'ёзна не ўздымалася.

Тэрмін «вечная мерзлата», як спецыфічная геалагічная з'ява, быў уведзены ў навуковы ўжытак ў 1927 годзе заснавальнікам школы савецкіх мярзлотазнаўцаў М. І. Сумгіным. Ён вызначаў яго, як мерзлату глебы, якая бесперапынна існуе ад 2 гадоў да некалькіх тысячагоддзяў. Слова «мерзлата» пры гэтым выразнага вызначэння не мела, што і прывяло да выкарыстання паняцця ў розных значэннях. Пасля тэрмін неаднаразова падпадаў крытыцы і былі прапанаваны альтэрнатыўныя тэрміны: «шматгадовамерзлыя горныя пароды» і «шматгадовая крыялітазона», аднак яны не атрымалі шырокага распаўсюджвання. Па працягласці існавання мерзлага стану парод прынята падпадзяляць «радавое» паняцце «мёрзлыя пароды» на тры краявідныя паняцці:

Кар'ер трубкі Удалая

• караткачасовамёрзлыя пароды (гадзіны, суткі),
• сезоннамёрзлыя пароды (месяцы),
• шматгадовамёрзлыя пароды (гады, сотні і тысячы гадоў).

Паміж гэтымі катэгорыямі могуць быць прамежкавыя формы і ўзаемныя пераходы. Напрыклад, сезонномерзлая парода можа не пратаяць на працягу лета і праіснаваць некалькі гадоў. Такія формы мёрзлай пароды называюцца «пералеткамі».

65 % тэрыторыі Расіі — раёны шматгадовай мерзлаты. Найбольш шырока яна распаўсюджана ва Усходняй Сібіры і Забайкаллі.

Самая глыбокая мяжа шматгадовай мерзлаты адзначаецца ў вярхоўях ракі Вілюі ў Якуціі. Рэкордная глыбіня залягання шматгадовай мерзлаты — 1370 метраў — зафіксавана ў лютым 1982 года.

Улік шматгадовай мерзлаты неабходны пры правядзенні будаўнічых, геолагаразведачных і іншых работ на Поўначы.

Шматгадовая мерзлата стварае мноства праблем, але ад яе ёсць і карысць. Вядома, што ў ёй можна вельмі доўга захоўваць прадукты. Пры распрацоўцы паўночных радовішчаў мерзлата, з аднаго боку, моцна перашкаджае, так як мёрзлыя пароды валодаюць высокай трываласцю, што абцяжарвае здабычу. З іншага боку, менавіта дзякуючы мерзлаце, якая цэментуе пароды, атрымалася весці распрацоўку кімберлітавымі трубкамі ў Якуціі ў кар'ерах — напрыклад, кар'ер трубкі Удалая — з амаль стромымі сценамі.

Глыбіня прамярзання пры сярэдніх адмоўных тэмпературах на працягу:
Час (у год.)	Глыбіня мерзлаты (м)
1	4,44
350	79,9
3500	219,3
35000	461,4
100000	567,8
225000	626,5
775000	687,7

Глебы раёнаў шматгадовай мерзлаты

У глебах, размешчаных у зоне працяглай сезоннай або пастаяннай мерзлаты, працякае комплекс своеасаблівых працэсаў, звязаных з уплывам нізкіх тэмператур. Над мерзлым пластом, які з'яўляецца водатрывалым, з прычыны каагуляцыі арганічных рэчываў можа адбывацца назапашванне гумусу, так званая надмярзлотная рэгенерацыя перагною, надмярзлотнае аглееванне нават пры невялікай гадавой колькасці ападкаў. Фарміраванне пластоў лёду (шліраў) у глебе прыводзіць да разрыву капіляраў, з прычыны чаго спыняецца падцягванне вільгаці з надмярзлотных гарызонтаў да карэннага заселенага пласта. Наяўнасцю мёрзлага пласта выкліканы цэлы шэраг механічных змяненняў у глебавым профілі, такіх, як крыятурбацыя — перамешванне глебавай масы пад уплывам розніцы тэмператур, соліфлюкцыя — спаўзанне насычанай вадой глебавай масы са схілаў па мёрзлым пласце. Гэтыя з'явы асабліва шырока распаўсюджаны ў тундравай зоне. З крыягеннымі дэфармацыямі звязваюць характэрны для тундраў грудкавата-западзісты рэльеф (чаргаванне грудоў пучэня і тэрмакарставыя западзіны), а таксама ўтварэнне плямістых тундраў.

Пад дзеяннем марозу адбываецца крыягеннае аструктураванне глебы. Адмоўныя тэмпературы спрыяюць пераходу прадуктаў глебаўтварэння ў больш кандэнсаваныя формы, і гэта рэзка запавольвае іх рухомасць. Мярзлотная каагуляцыя калоідаў абумаўлівае ажалязненне тайговых глеб. З уплывам крыягенных з'яў некаторыя даследчыкі звязваюць ўзбагачэнне крэмнекіслатой сярэдняй часткі профілю падзолістых глеб, разглядаючы бялявую прысыпку як вынік мярзлотнай дыферэнцыяцыі плазмы і шкілета глебы.

Гл. таксама

• Газавыя гідраты
• Тундра