Вечная мерзлота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Запрос «Вечная мерзлота» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Обозначения:
фиолетовый — районы многолетней мерзлоты в Северном полушарии, синий — районы промерзания почвы более чем на 15 суток в году, оранжевый — районы промерзания почвы менее чем на 15 суток в году, сплошная линия — граница области сезонного снежного покрова

Вечная мерзлота (многолетняя криолитозона, «вечная мерзлота», многолетнемёрзлые породы) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Под вечной мерзлотой понимают грунт (почва или скальная порода, а также лёд, подводные отложения или органический материал), который остаётся при температуре 0 °C или ниже в течение минимум 2 лет. Большая часть сегодняшней вечной мерзлоты образовалась во время или после последнего ледникового периода 100 000—10 000 лет назад. Возраст самой древней приповерхностной вечной мерзлоты оценивается в 700 тысяч лет (расположена в округе Клондайк, территория Юкон, Канада)[1][2].

Самый мощный слой вечной мерзлоты образовался в плейстоцене в Сибири и имеет глубину более 1500 м. Вечная мерзлота на Аляске и западной арктической Канаде обычно имеет толщину вплоть до 700 м. В то время как самая тонкая вечная мерзлота имеет вертикальную протяженность менее метра[1][3]. Почвы в районах вечной мерзлоты обычно состоят из двух слоев: тонкого слоя глубиной до двух метров, который оттаивает летом и снова замерзает зимой (активный слой), и постоянно замороженного слоя вечной мерзлоты под ним[4].

С позднего плейстоцена до современного голоцена вечная мерзлота отступила с последнего максимума в 35 млн км². Оценки нынешней площади вечной мерзлоты разнятся. Большинство исследователей уверены, что она покрывает приблизительно 21—23 миллиона км² или 22—24 % площади суши Северного полушария. Однако во многих районах вечная мерзлота прерывиста или встречается спорадически (подстилает 10—90 % поверхности). Соответственно реальная площадь, подстилаемая вечной мерзлотой (область вечной мерзлоты), составляет приблизительно 14 миллионов км² (15 % от открытой поверхности суши в Северном полушарии)[5][6]. Вечная мерзлота расположена в арктических регионах Евразии (север Европы и значительные территории Сибири) и Северной Америки (Канада, Гренландия и Аляска, где почти 85 % штата находится на слое вечной мерзлоты). Она также встречается в высокогорных регионах, таких как Тибетском плато и Скалистые горы, и на дне Северного Ледовитого океана в виде подводной вечной мерзлоты. В южном полушарии вечная мерзлота встречается реже — в горных регионах, таких как южноамериканские Анды и новозеландские Южные Альпы, а также под Антарктидой[4]. В континентальном масштабе двумя наиболее важными контролирующими переменными являются температура воздуха и зимний снегопад[6].

Потепление Арктики и другие последствия изменения климата приводят к таянию огромных участков вечной мерзлоты, создавая обратную связь, которая ускоряет глобальное потепление.[7].

Вечная мерзлота состоит из горных пород, осадков и почвы с различным количеством льда, который действует как цемент и удерживает рыхлые осадки вместе. Когда этот грунтовый лёд тает, земля становится слабой и нестабильной. Это может привести к широкому спектру повреждений инфраструктуре и постройкам, расположенным на вечной мерзлоте[2].

История

[править | править код]

Реликтовая вечная мерзлота

[править | править код]

Последний холодный этап в истории Земли начался около 3 миллионов лет назад, и именно тогда могла образоваться первая вечная мерзлота. Однако поздний плиоцен и ранний плейстоцен характеризовались частым таянием и новым образованием мерзлоты. Только в среднем и позднем плейстоцене вечная мерзлота стала более устойчивой и широко распространённой[8]. Во время последнего ледникового периода непрерывная вечная мерзлота покрывала всю свободную ото льда Европу на юг примерно до Сегеда (юго-восточная Венгрия) и Азовского моря (тогда суша), а также Китай на юг до Пекина. В Северной Америке пояс вечной мерзлоты существовал к югу от ледяного щита примерно на широте Нью-Джерси через южную Айову и северную часть Миссури[9]. Последовавшее потепление привело к массовому таянию вечной мерзлоты, о чем свидетельствуют формы рельефа на больших территориях Европы, Азии и Америки[8].

Большая часть вечной мерзлоты образовалась во время холодных ледниковых периодов и сохранялась в течение более тёплых межледниковых периодов, включая голоцен (последние 10 000 лет). Так, относительно неглубокие слои вечной мерзлоты (от 30 до 70 метров) образовались во второй половине голоцена (последние 6000 лет), а некоторые — во время малого ледникового периода (от 400 до 150 лет назад)[3]. Исследования показали, что при оттаивании высокольдистых отложений и залежей подземных льдов, особенно в тёплый период оптимума голоцена около 4—8 тыс. лет назад, на Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинах с поверхности образовалась толща талых пород толщиной от нескольких десятков до 200 метров и более. Однако ниже сохранились мёрзлые породы — так называемая реликтовая мерзлота, мощностью от 20 до 500 метров. Эти структуры были впервые описаны в 1957 году профессором Алексеем Земцовым в Западной Сибири[10].

Первые упоминания и открытия

[править | править код]

Вечномёрзлая почва впервые упоминается в 1598 году в Сибири. Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века. Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно его изучили первопроходцы из экспедиций, организованных Семёном Дежнёвым и Иваном Ребровым. В посланиях русскому царю землепроходцы засвидетельствовали наличие особых таёжных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает, самое большее, на два аршина[11].

В XVIII и XIX веках несколько немецких ученых исследовали почти неизвестные территории Российской империи и в 1757 году впервые научно описали вечную мерзлоту[12]. Информацию о находках исследователей Сибири публиковали на русском, немецком и французском языках, в основном в журналах Русского географического общества (Санкт-Петербург), в путевых заметках или в отдельных монографиях и главах книг. Западный мир впервые узнал о вечной мерзлоте в Сибири от Иоганна Георга Гмелина, который сообщил об обнаружении этого явления в Якутске. Но другие исследовали подвергли сомнению его находки, так как отказывались верить в наличие мерзлоты под растительным слоем. В результате находки Гмелина были надолго удалены из учебников[13].

В 1827 году были предприняты попытки раскопать вечномёрзлый грунт, чтобы достичь грунтовых вод. За 10 лет рабочим удалось раскопать до глубины 116,5 м. Шахта приобрела большое значение для учёных и дальнейших геокриологических исследований. Первые измерения температуры почвы были проведены в ней в апреле 1829 года немецким физиком Адольфом Эрманом и продолжались несколько десятилетий[13].

Между 1838 и 1843 годами исследователь Карл Эрнст фон Бэр собрал все доступные данные о мёрзлых грунтах в Сибири из опубликованных источников или из российских архивов. Он подготовил специальное исследование вечной мерзлоты, включив в него первую классификацию вечной мерзлоты и предложив регулярные наблюдения. Бэр также создал первую карту распространения вечной мерзлоты. Однако его исследование и карта не были опубликованы до 2000 года[13].

В рамках Международного полярного 1882 года проводились измерения температуры в активном приповерхностном слое на станции Сагастырь в дельте реки Лены и на Новой Земле. Наблюдения за температурой почвы включены в метеорологическую программу и осуществлялись регулярно на глубинах 0,4 м, 0,8 м и 1,6 м[13].

Во время исследований вечной мерзлоты на Быковском полуострове в 1799 году были обнаружены останки мамонта. В 1885—1886 годах экспедиция Петербургской академии наук на Новосибирские острова также обнаружила останки мамонтов в вечной мерзлоте[13]. В 1901 году на берегу реки близ Среднеколымска был обнаружен первый целый шерстистый мамонт в вечной мерзлоте. Это событие увековечено стилизованным изображением красного мамонта на городском гербе[14].

Систематические наблюдения

[править | править код]
Раскопки вечной мерзлоты, богатой льдом, с помощью отбойного молотка на Аляске

Систематический мониторинг температуры вечной мерзлоты в России начался в 1950-х годах на гидрометеорологических станциях на глубине до 3,2 метров и в скважинах глубиной более 100 метров. В Северной Аляске температура вечной мерзлоты измерялась из глубоких скважин (обычно более 200 метров) с 1940-х годов и из неглубоких скважин (обычно менее 80 метров) с середины 1980-х годов. Примерно в это же время начали проводиться измерения в северной Канаде, а в 1990-х — в Европе. В 1999 году была создана Глобальная сеть мониторинга криолитозоны (GTN-P) в рамках Глобальной системы наблюдения за климатом и Глобальной системы наблюдения за сушей Всемирной метеорологической организации. К началу 2000-х годов в большинстве регионов, где проводились замеры, зафиксировано повышение температуры на 0,5—3 °C[15][16].

Содержание льда и температура вечной мерзлоты являются ключевыми параметрами, определяющими её физическое состояние. Учёные используют температуру вечной мерзлоты на глубине, где сезонные колебания прекращаются, как индикатор долгосрочных изменений и для оценки среднегодовой температуры грунта[17].

Определение и характеристики

[править | править код]
Протяжённость и виды вечной мерзлоты
Ледяной клин вечной мерзлоты

Вечная мерзлота — это почва, скала или осадок, которые находятся в замороженном состоянии более двух лет подряд[9]. Вечная мерзлота, или многолетнемёрзлый грунт, также может содержать большое количество льда[18]. Термин «вечная мерзлота» обычно приписывается Симону Мюллеру[англ.] (1945), который, по-видимому, придумал это название вместо более громоздких терминов, таких как «постоянно мёрзлая земля» или «постоянный мороз». В 1946 году американский геолог Кирк Брайан[англ.] предложил термин «pergélisol», однако он не был широко принят, за исключением французской литературы[9].

Земля под ледяными щитами не считается вечной мерзлотой[7]. Почвы, которые замерзают во время исключительно суровой зимы и сохраняются в течение 1 или 2 лет, называются «перелетками» и часто не классифицируются как вечная мерзлота[9]. Если земля замерзает и оттаивает каждый год, она считается «сезонно замёрзшей»[4].

Возраст конкретного месторождения вечной мерзлоты определяется как время, прошедшее с момента замерзания почвенной системы. Определить его зачастую сложно, поскольку оттаивание и замерзание могут происходить циклически с большими интервалами и разной частотой в различных регионах Земли. Самая древняя датированная вечная мерзлота образовалась 650—800 тысяч лет назад в Юконе в Канаде и Восточной Сибири (недалеко от деревни Батагай)[8][19].

Вечная мерзлота является характерным фактором арктических и субарктических экосистем и определяет множество фундаментальных гидрологических и биогеохимических процессов[16][20].

Тип покрытия

[править | править код]
Сплошная (непрерывная) вечная мерзлота

Сплошная вечная мерзлота встречается преимущественно вблизи полюсов, где 90—100 % территории покрыто вечномёрзлой почвой[21]. Северном полушарии южная граница сплошной вечной мерзлоты традиционно определяется среднегодовой изотермой −8 °C, что соответствует среднегодовой температуре воздуха. Среднегодовая температура грунта в этой зоне может варьироваться от более −1 °C в некоторых местах до −15 °C[16][22].

В этой зоне вечная мерзлота залегает под всей поверхностью, за исключением крупных рек и глубоких озёр. Большая часть сплошной вечной мерзлоты образовалась во время или до последнего ледникового периода, и её слои часто достигают толщины более 100 метров[22][23].

Прерывистая вечная мерзлота

Прерывистая вечная мерзлота встречается в более низких широтах по сравнению с сплошной мерзлотой[24]. К ней относят зоны, где покрытие составляет от 50 % до 90 %[21]. Например, на северных территориях с лесным покровом она обычно составляет менее 80 % поверхности[18].

Большая часть прерывистой вечной мерзлоты значительно моложе сплошной и образовалась в течение последних нескольких тысяч лет. В таких регионах слой вечной мерзлоты может простираться на глубину до 10 метров под поверхностью земли. Южная граница прерывистой мерзлоты близко соответствует среднегодовой изотерме −1 °C. Часто многолетнемерзлый грунт на таких территориях теплее −5…−2 °C[18][22][23]. В континентальных внутренних районах среднегодовая температура грунта на границах между сплошной и прерывистой вечной мерзлотой составляет около −5 °C, что примерно соответствует среднегодовой температуре воздуха −8 °C[3].

Прерывистая вечная мерзлота крайне уязвима к таянию. На Северо-Западе Канады к 2003 году протяжённость вечной мерзлоты сократилась примерно на 10—50 % за последние 50—60 лет. В Альберте и южных Северо-Западных территориях южная граница распространения вечной мерзлоты сместилась на север примерно на 120 километров за период с 1995 по 2021 годы. Кроме того, увеличение числа и площади лесных пожаров в Северном полушарии ускоряет темпы таяния вечной мерзлоты[25][26].

Спорадическая вечная мерзлота

Спорадическая вечная мерзлота характеризуется низким уровнем покрытия, составляющим менее 30 % регионов вечной мерзлоты. В таких зонах покрытие вечной мерзлоты варьируется от 10 % до 50 %, а также включает изолированные участки с покрытием менее 10 %[21]. Распределение вечной мерзлоты в этих регионах является сложным и неоднородным[3].

Хотя предполагается, что большая часть подземного льда и органического материала в таких зонах находится близко к поверхности (менее 3 метров), существуют также глубокие резервуары льда. На прибрежной равнине Аляски установлено, что пористый лёд и сегрегированный подземный лёд составляют 41 % от объёма почвы на глубинах от 3 до 10 метров[20].

Высокогорная вечная мерзлота

[править | править код]
Карьер Удачная (кимберлитовая трубка)трубки «Удачная»
Таяние вечной мерзлоты на острове Хершел

Высокогорная вечная мерзлота, или альпийская вечная мерзлота, занимает около 3,5 миллионов км² по всему миру, из которых 70 % расположены в Центральной Азии[27]. Вечная мерзлота на больших высотах обычно встречается там, где среднегодовая температура воздуха ниже −3 °C. Она часто располагается на высотах, где простираются ледники, и может находиться ниже линии деревьев в континентальных районах[22].

Распределение и характеристики вечной мерзлоты в горных регионах весьма неоднородны. Основные районы с горной вечной мерзлотой включают Гималаи в Азии, Альпы в Европе, Скалистые горы в Северной Америке и другие высокогорные хребты[22]. Большая часть альпийской вечной мерзлоты сосредоточена на Тибетском плато, которое иногда называют «третьим полюсом» Земли[28].

Температура грунта высокогорной вечной мерзлоты сильно варьируется в зависимости от топографии, поверхностного покрова и других факторов. Обычно составляет несколько градусов ниже 0 °C. Например, в европейских Альпах среднегодовая температура грунта, измеренная в скважинах, обычно составляет от 0 °C до −3 °C. Но на очень больших высотах она может быть значительно ниже, достигая около −12 °C на Колле-Ньифетти в Швейцарии[29].

Альпийская вечная мерзлота особенно трудна для изучения, и её систематические исследования начались только в 1970-х годах[29]. Распространение горной вечной мерзлоты обычно моделируется с использованием комбинации статистических методов и собранных данных, однако данные для отдельных горных систем остаются ограниченными. Например, в 2009 году учёный и исследователь Кенджи Йошикава обнаружил вечную мерзлоту на горе Килиманджаро в Танзании[30]. К 2014 году было мало данных о распределении и характеристиках горной вечной мерзлоты в Андах[31].

Подводная мерзлота

[править | править код]
Изменения в распространении и структуре подводной вечной мерзлоты между последним ледниковым максимумом и современностью

Подводная мерзлота (также известная как морская мерзлота) представляет собой замёрзший грунт, расположенный под прибрежными морями в полярных и субполярных регионах. Эти участки менее изучены, но считается, что они образовались более 11 000 лет назад во время последнего ледникового периода. С таянием ледников уровень моря поднялся, и океаны покрыли более 3 миллионов км² вечной мерзлоты на суше. Подводная вечная мерзлота существует исключительно под Северным Ледовитым океаном и отсутствует в Южном полушарии[23][32]. Толщина подводной вечной мерзлоты варьируется от нескольких десятков до примерно 800 метров в глубину[2].

Эксперты оценивают, что подводная область вечной мерзлоты содержит около 560 гигатонн углерода в органическом веществе и 45 гигатонн углерода в форме метана. По прогнозам, до 2100 года при потеплении на 3–12,6 °C относительно доиндустриального уровня может быть высвобождено до 100 гигатонн метана. Если потепление останется в пределах 2 °C, выбросы могут быть примерно на 30 % ниже[33].

Структура и покрытие

[править | править код]

Активный слой

[править | править код]

Активный слой — это верхняя поверхность вечной мерзлоты, которая оттаивает и замерзает в зависимости от сезона. Толщина активного слоя определяется температурой поверхности земли, тепловыми свойствами почвенных материалов и температурой в вечной мерзлоте. Обычно активный слой наиболее глубок в тёплых, сухих почвах или в коренных породах, особенно там, где среднегодовая температура вечной мерзлоты близка к 0 °C. Под бореальными лесами Северной Америки толщина активного слоя варьируется от 50 до 150 см[18].

Колебания температуры воздуха, изменения снежного покрова и осадков влияют на развитие активного слоя[15]. Повышение летней температуры воздуха при увеличение высоты зимнего снежного покрова способствуют увеличению толщины активного слоя. Например, с 1956 по 1990 год на 25 российских станциях в районах с вечной мерзлотой активный слой углубился примерно на 21 см. К 2007 году в мире насчитывалось 125 станций, проводивших такие измерения в Арктике, Антарктике и нескольких горных хребтах средних широт[15].

В 2000 году средняя толщина активного слоя в северном полушарии составляла 127 см, к 2018 году — 145 см. В Северо-Восточной Сибири, на Аляске и в Гренландии средняя толщина активного слоя составляла около 50 см. Районы с толщиной активного слоя более 600 см в основном находятся на юге Норвегии и на Монгольском плато[34].

Постоянно мёрзлая земля и типы

[править | править код]

При образовании вечной мерзлоты сначала замерзает верхний слой, после чего замерзание распространяется вниз. Постоянно мёрзлая земля начинается на глубине от 0,6 до 4 метров[24] и может простираться до базовой глубины, где геотермальное тепло Земли и среднегодовая температура поверхности достигают равновесной температуры 0 °C[35].

За один год вечная мерзлота может проникнуть на глубину 4,44 метра. Однако из-за изменений климата, геологических и антропогенных факторов глубина и залегание вечной мерзлоты могут со временем меняться. В северных бассейнах рек Лена и Яна в Сибири глубина вечной мерзлоты превышает 1400 метров и образовалась в плейстоцене[9]. Вечная мерзлота на Аляске и в западной арктической Канаде достигает толщины до 700 метров, что связано с нарастанием вечной мерзлоты в плейстоцене в субаэральных условиях[12]. Учёные установили, что скорость формирования вечной мерзлоты значительно замедляется после первых нескольких метров. Например, для формирования вечной мерзлоты, залегающей под заливом Прадхо на Аляске, потребовалось более полумиллиона лет[36].

С малым содержанием льда

При образовании вечной мерзлоты сначала замерзает верхний слой, после чего замерзание распространяется вниз. Обычно присутствует водяной лед, но даже без воды скалы или почва могут замерзнуть[24]. Среднегодовая температура вечной мерзлоты с низким содержанием льда в основном зависит от высоты и экспозиции[37].

Богатая льдом зона

Зона, богатая льдом, обычно простирается более чем на метр ниже основания активного слоя[18]. Такой тип в основном встречается у подножия склонов[37] и может включать ледяные клинья, термокарстово-пещерный лёд, большой сегрегированный лед, погребённый лёд и лёд пинго[38].

  • Жильный лёд является основным типом массивного подземного льда. Полигоны жильного льда обнаружены практически на всех поверхностях вечной мерзлоты побережья моря Бофорта на Аляске[39]. Он образуется в основном из талой воды сезонного снежного покрова. Формирование ледяного клина в вечной мерзлоте происходит постепенно и может занять десятки и сотни лет. Процесс начинается зимой, когда холодный воздух и температура земли вызывают сжатие почвы и её трещание в полигональном узоре. Весной и летом эти миллиметровые трещины заполняются талой водой, смешанной с небольшим количеством почвы и воздуха. Этот процесс продолжается почти ежегодно в течение столетий или тысячелетий, приводя к образованию сотен или тысяч вертикальных слоёв льда, которые могут достигать 10—15 м[18][38][40][41].
  • Поровый лёд заполняет или частично заполняет поровые пространства в земле, образуется путём замерзания поровой воды на месте без добавления внешней воды[42].
  • Сегрегированный лёд включает ледяные плёнки, швы, линзы, стручки или слои, обычно толщиной от 0,15 до 13 см, которые растут в земле, втягивая воду по мере замерзания[43].
  • Лёд пинго прозрачный или относительно прозрачный, встречается в вечной мерзлоте более или менее горизонтально или в виде линзовидных масс. Открытые системы пинго развиваются, когда грунтовые воды, стекающие вниз через проницаемые почвы, выталкиваются на поверхность под действием артезианского давления и замерзают, образуя ледяную линзу. Закрытые системы формируются, когда вода, заключённая в незамерзшем материале внутри вечной мерзлоты (так называемый талик), замерзает, образуя ледяную линзу. Пинго могут достигать диаметра до 500 метров и высоты до 50 метров[44].
  • Термокарстовый пещерный лёд образуется в результате термической эрозии, когда поверхностная вода вертикально мигрирует вниз в землю и вдоль ледяного клина[38].
  • Погребённый лёд в вечной мерзлоте включает морской, озерный и речной лед, перекристаллизованный снег, а также погребённые блоки ледникового льда в климате вечной мерзлоты[45]. Погребение ледникового льда может происходить в результате: накопления речных, озерных, эоловых или склоновых отложений на поверхности льда; гляциотектонических процессов; образования изолирующего покрова надледникового таяния тилля[46].
  • Игольчатый лёд состоит из групп узких ледяных полос длиной до нескольких сантиметров. Обычно они образуются во влажных почвах, когда температура опускается ниже нуля в течение ночи. Игольчатый лёд играет активную роль в разрыхлении почвы для эрозии и имеет тенденцию перемещать небольшие камни вверх к поверхности почвы. На наклонных поверхностях игольчатый лёд также может усиливать ползучесть почвы, перемещая частицы почвы под прямым углом к уклону[47].

Самое высокое содержание льда обнаружено на торфяных низменностях Арктики и вдоль крупных речных бассейнов. Низкое содержание льда характерно для горных районов и спорадических изолированных регионов вечной мерзлоты[48].

Когда лёд тает из-за потепления или возмущения, земля становится нестабильной, что угрожает инфраструктуре, водным ресурсам и экосистемам[49][50].

Массивный подземный лед

Массивный подземный лёд — термин, используемый для описания больших масс подземного льда, включая ледяные клинья, лёд пинго, погребённый лёд и большие ледяные линзы. Массивные ледяные пласты обычно имеют содержание льда не менее 250 % по весу льда к сухой почве, минимальную толщину не менее 2 метров и диаметр не менее 10 метров[51]. Крупные пластовые тела массивного подземного льда часто располагаются на территориях, ранее покрытых ледниками, вблизи максимальных границ ледниковых покровов или в местах их отступления. Например, региональное картирование термокарстовой местности в западной части арктической Канады показало, что места, затронутые оползнями к 2017 году, определяют максимальные и отступающие положения Лаврентийского ледникового щита. Также пластовые массивные тела могут образовываться при захоронении ледникового льда изолирующим покрытием абляционного тилля, превышающего активный слой, а также при замерзании талой ледниковой воды на месте[52].

Такой лёд отличается от глубинного ледникового льда, который образуется путём постепенного уплотнения и перекристаллизации снега, процесса, называемого фирнификацией, и имеет низкое содержание обломков. Базальный лёд обладает отличительными физическими и химическими характеристиками и содержит значительно больше обломков, чем внутриледниковый лёд[46].

Индикаторы избыточного подземного льда включают акградационные формы рельефа, такие как пальсы, и деградационные особенности, такие как термокарстовые озёра, проталины и ледяные клинья[53].

Отвесная стена, образовавшаяся в результате таяния ледника, находится на южном побережье острова Гершеля и имеет размеры около 22 метров в высоту и 1300 метров в длину.

Формы рельефа

[править | править код]

Образованные при формировании вечной мерзлоты

[править | править код]

Вечная мерзлота существенно влияет на рельеф местности, поскольку вода и лёд обладают разной плотностью, что приводит к деформациям при замерзании и оттаивании пород. Процессы вечной мерзлоты, такие как тепловое сжатие, образующее трещины и ледяные клинья, а также солифлюкция (постепенное движение почвы вниз по склону из-за многократного замерзания и оттаивания), часто создают наземные полигоны, кольца, ступени и другие узорчатые формы почвы в арктических, перигляциальных и альпийских районах[54].

  • Пучение: Наиболее распространённый тип деформации, при котором увеличивается объём воды при замерзании, образуя пучковые бугры. Обычно они не превышают высоту 2 метров, но в торфяной тундре могут называться торфяными буграми и достигать высоты от 3 до 7 метров. В вершинах пучковые бугры часто разбиты радиальными морозобойными трещинами. Торфяные бугры могут образовывать группы или встречаться в одиночку, а между ними часто располагаются извилистые болотистые каналы[54].
  • Палсы: Низкие вечномёрзлые холмы с сердцевиной из слоистого сегрегированного льда и торфа. Обычно они имеют высоту от 1 до 7 метров, ширину от 10 до 30 метров и длину от 15 до 150 метров. Палсы наиболее распространены на южной окраине прерывистой зоны вечной мерзлоты. Они образуются, когда области с уменьшенным снежным покровом позволяют морозу проникать глубже в незамёрзшее торфяное болото, замораживая воду в торфе и создавая начальный слой льда. Со временем этот слой увеличивается по мере миграции воды под давлением из замёрзших частей торфа на поверхность растущей ледяной массы[47].
  • Каменные кольца: Часто встречаются каменные кольца с поперечником 1—2 метра и центральными выпуклыми участками мелкозема, окружёнными каменным бордюром шириной 30-50 сантиметров[54].
  • Талики: Локализованные незамёрзшие слои или талики располагаются сверху, снизу или внутри масс вечной мерзлоты. В районах непрерывной вечной мерзлоты талики часто встречаются под озёрами из-за способности воды хранить и передавать тепловую энергию. Вертикальная протяжённость таликов под озёрами связана с глубиной и объёмом водоёма. Большие водоёмы могут хранить и передавать больше тепловой энергии вниз. Закрытые талики — это незамерзшая почва, обнаруженная внутри массы вечной мерзлоты, образующаяся, когда озёра заполняются осадками и превращаются в болота[47].
  • Холмы пинго: Круглые холмы с ледяным ядром высотой от 3 до 70 метров и диаметром от 30 до 1000 метров. Иногда их кратеры заполняются водой, образуя озёра. Лёд в ядре пинго накапливается из-за криостатического давления и артезианского потока грунтовых вод. Развитие криостатического пинго начинается с озёра без вечной мерзлоты под ним (талик). Затем озеро постепенно заполняется осадком, а вечномерзлота изолирует оставшуюся воду в озёрных отложениях. Продолжающееся внутреннее и нисходящее замерзание старых озёрных отложений создаёт достаточное давление для перемещения поровой воды вверх. Некоторые пинго продолжают активно расти с темпами до 1,5 метра в год. Датирование показало, что они обычно моложе 10 000 лет, а многие мелкие пинго в Арктике имеют возраст менее нескольких сотен лет. Учёные подсчитали, что в перигляциальных районах Северного полушария существует несколько тысяч таких пинго[47].
Процесс формирования

В тёплое время года перемещение масс является обычным явлением в перигляциальных средах. Среди процессов выделяют:

  • Солюфикация: Медленное сползание масс вниз по склону почвы и осадков, насыщенных водой. Этот процесс может происходить на очень мелких уклонах[47].
  • Гелифлюкция: Форма солифлюкции, при которой движущиеся материалы скользят по скользкому слою вечной мерзлоты[47].
  • Ползучесть льда: Медленное движение почвы и осадков вниз по склону из-за вспучивания и таяния мороза. При таянии лёд превращается в воду, а сжатие поверхности опускает почву[47].
  • Экстремальные колебания температуры: Могут вызвать растрескивание скальных пород вдоль естественных плоскостей напластования и соединений, что приводит к камнепадам. Это происходит из-за морозного расклинивания и выветривания под воздействием солнечного света[47].

Термокарст

[править | править код]
Основная статья: Термокарст

Потепление климата и нарушение температурного режима грунтов из-за вырубки леса и строительства могут привести к таянию участков вечной мерзлоты, вызывая просадки грунта, образование воронок и подземных полостей, похожих на карстовые формы[54]. Развитие термокарста является одним из наиболее очевидных последствий деградации вечной мерзлоты. Это явление проявляется в виде карстоподобных топографических особенностей, образующихся в результате таяния подземного льда и последующего проседания поверхности земли[55].

  • Термокарстовые валы и бугры: Образуются из-за неравномерного таяния подземного льда, создавая неровности на поверхности.
  • Термокарстовое проседание: Приводит к образованию талых депрессий и талых озёр. С начала Малого ледникового периода более 40 % региона вечной мерзлоты подверглось термокарстовому проседанию[55].
  • Термокарстовые озёра и осушенные озёрные бассейны: Широко распространены в арктических и субарктических вечномерзлых низменностях с богатыми льдом отложениями. Например, почти 80 % современного термокарста в северном Квебеке образовалось с 1950-х годов. Проведённая в 2016 году оценка термокарста показала, что около 20 % северного региона вечной мерзлоты покрыто термокарстовыми ландшафтами[56].
  • Формы рельефа в зонах с вечной мерзлотой
  • Группа хорошо развитых пальс, вид сверху
    Группа хорошо развитых пальс, вид сверху
  • Пинго около Тактояктук, Северо-Западные территории, Канада
    Пинго около Тактояктук, Северо-Западные территории, Канада
  • Полигональный рельеф в регионах вечной мерзлоты
    Полигональный рельеф в регионах вечной мерзлоты
  • Каменные кольца вечной мерзлоты — регион Шпицберген
    Каменные кольца вечной мерзлоты — регион Шпицберген
  • Ледяной клин, вид сверху, Шпицберген/Свальбард
    Ледяной клин, вид сверху, Шпицберген/Свальбард

Распространённость

[править | править код]

Согласно большинству оценок, вечная мерзлота покрывает приблизительно 21—22,8 миллиона км² или около 22 % поверхности суши в Северном полушарии. Она встречается от 20° до 90° с. ш. в района — Гренландия, американский штат Аляска, Канада, Россия, Китай и Северная Европа[21][57]. К этим оценкам относят общую площадь всех зон вечной мерзлоты (сплошная, прерывистая, спорадическая и изолированная). Однако, поскольку не во всех этих зонах вечная мерзлота непрерывна, фактическая территория непосредственно вечной мерзлоты, по некоторым оценкам, составляет только 15 % площади суши в Северном полушарии и 0,5-0,6 % в Южном[5].

Вечная мерзлота является продуктом климатических условий. Её распределение в первую очередь зависит от среднегодовой температуры воздуха и годового количества осадков[18]. В результате вечная мерзлота встречается в относительно высоких широтах и на больших высотах. На западе Северной Америки вечная мерзлота встречается в более южных широтах, чем в западной Евразии, поскольку Кордильеры блокируют погодные системы, возникающие в Тихом океане, создавая более суровый климат внутри континента[12]. На Аляске вечная мерзлота занимает около 85 % территории, а в Канаде — примерно 55 %[24]. В России около 60—65 % территории покрыто вечной мерзлотой[58].

Смещение границ

[править | править код]

С началом XXI века учёные всё чаще сообщают об изменениях границ вечной мерзлоты, наблюдая её смещение на север или повышение над уровнем моря[15]. Ученые Национального центра данных по снегу и льду[англ.] (NSIDC) оценили, что к 2018 году в Северном полушарии площадь мерзлой почвы сократилась на 10 % по сравнению с началом 1900-х годов[4].

Потепление вечной мерзлоты с момента индустриализации произошло преимущественно в трёх «горячих точках»: на северо-востоке Канады, в северной Аляске и, в меньшей степени, в Западной Сибири[20]. На Аляске, где толщина вечной мерзлоты составляет около 50—60 метров, базальное таяние составляло в среднем 0,04 метра в год[15].

Также сообщалось о таянии высокогорной вечной мерзлоты. В частности, с 1975 по 2002 год нижняя граница вечной мерзлоты на северных склонах гор Куньлунь сдвинулась вверх примерно на 25 метров. За тот же период на Тибетском плато площадь некоторых островов вечной мерзлоты сократилась примерно на 36 %[15]. На протяжении тридцати лет таяние в основании вечной мерзлоты (базальное таяние) Тибетского плато происходило со скоростью от 0,01 до 0,02 метра в год в вечной мерзлоте толщиной менее 100 метров[15].

Южная граница вечной мерзлоты перемещается на север нерегулярно и регулируется локализованными факторами, включая распределение торфяников, влажность почвы, характер растительности и снежный покров. Перемещение границы между спорадическими и прерывистыми зонами вечной мерзлоты значительно регулируется развитием и протяжённостью открытых таликов. В районах богатой льдом вечной мерзлоты южная граница сплошной зоны вечной мерзлоты остаётся относительно стабильной, поскольку полное исчезновение вечной мерзлоты может занять от столетий до тысячелетий, что затрудняет определение географических изменений[3].

Исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change в 2017 году, показало, что с каждым дополнительным градусом потепления может исчезнуть около 3,9 миллиона км² вечной мерзлоты. Даже если цель Парижского соглашения — ограничение потепления до 1,5–2 °C выше доиндустриального уровня — будет достигнута, потери вечной мерзлоты могут превысить 5,7 миллиона км². При потеплении на 6 °C от доиндустриального уровня на Земле останется максимум около 1,5 миллиона км² вечной мерзлоты[59].

Таяние

[править | править код]
Изменение температуры вечной мерзлоты в разных регионах[15]
Регион Глубина (м) Период записи Изменение температуры вечной мерзлоты (°C)
Соединенные Штаты, Северная Аляска ~1 1910—1980-е годы 2-4
Соединенные Штаты, Северная Аляска 20 1983-2003 2-3
Соединенные Штаты, Внутренняя часть Аляски 20 1983-2003 0,5-1,5
Канада, Тревога, Нунавут 15 1995-2000 0,8
Канада, Северная часть долины Маккензи 20-30 1990-2002 0,3-0,8
Канада, Центральная долина Маккензи 10-20 Середина 1980-х — 2003 0,5
Канада, Южная часть долины Маккензи и территория Южный Юкон ~20 Середина 1980-х — 2003 0
Канада, Северный Квебек 10 Конец 1980-х — середина 1990-х гг. <-1
Канада, Северный Квебек 10 1996-2001 1,0
Канада, Лейк-Хейзен 2,5 1994-2000 1,0
Канада, Икалуит, Восточно-Канадская Арктика 5 1993-2000 2,0
Россия, Восточная Сибирь 1,6-3,2 1960-2002 ~1,3
Россия, Север Западной Сибири 10 1980-1990 0,3-0,7
Россия, Европейский север России, зона сплошной вечной мерзлоты 6 1973-1992 1,6-2,8
Россия, Север Европейской России 6 1970-1995 1,2-2,8
Европа, Юввасшё, Южная Норвегия ~3 Последние 30-40 лет 0,5-1,0
Европа, Янссонхауген, Шпицберген ~2 Последние 60-80 лет 1—2
Европа, Мюртель-Корвач 11,5 1987-2001 1,0
Китай, Тибетское нагорье ~10 1970-е-1990-е годы 0,2-0,5
Китай, Шоссе Цинхай-Сицзан 3-5 1995-2002 До 0,5
Китай, Горы Тянь-Шань 16-20 1973-2002 0,2-0,4
Китай, Горы Да Хинган, Северо-Восточный Китай ~2 1978-1991 0,7-1,5

Скорость

[править | править код]

В глобальном масштабе вечная мерзлота нагрелась примерно на 0,3 °C в период с 2007 по 2016 год, при этом более сильное потепление наблюдалось в зоне непрерывной вечной мерзлоты по сравнению с прерывистой зоной. В некоторых районах Северной Аляски потепление составило до 3 °C, а в некоторых частях Европейского Севера России — до 2 °C за период с 1970 по 2020 годы[18].

Температура вечной мерзлоты повысилась в большинстве регионов с начала 1980-х годов в ответ на повышение температуры поверхности и изменение снежного покрова из-за потепления, вызванного деятельностью человека. В период с 1921 по 2005 год в Северном полушарии площадь приповерхностной вечной мерзлоты сокращалась примерно на 209 тыс. км² за десятилетие, что немногим больше площади Белоруссии[17].

В некоторых регионах деградация вечной мерзлоты может происходить без заметного повышения температуры воздуха или значительных изменений климата, что указывает на влияние антропогенных факторов. Например, в Норильске состояние вечной мерзлоты ухудшается под воздействием шламовых и шлаковых отвалов, золо- и хвостохранилищ, а также отстойников очистных сооружений. Это приводит к повышению теплопроводности грунтов из-за выпадения «кислотных» дождей и увеличения техногенной засоленности пород, что позволяет теплу летом проникать глубже в землю[60].

Толщина активного слоя увеличивалась в Европейской и Российской Арктике в течение XXI века, а также в высокогорных районах Европы и Азии с 1990-х годов[18]. В среднем толщина росла на ~0,65 сантиметра ежегодно[34]. Протяженность подводной вечной мерзлоты уменьшается; по состоянию на 2019 год около 97 % вечной мерзлоты под арктическими шельфовыми льдами становится теплее и тоньше[15].

Летом 2020 года в Сибири наблюдалась рекордная волна тепла, во время которой температура достигла 38 °C, что является самой высокой когда-либо зарегистрированной температурой за Полярным кругом. В том же году беспрецедентные арктические лесные пожары высвободили на 35 % больше CO2, чем в 2019 году, установив новый рекорд выбросов от арктических лесных пожаров с 2003 года[61]

В начале столетия президент России Владимир Путин преуменьшал риски изменения климата, утверждая, что глобальное потепление может иметь некоторые положительные эффекты, такие как снижение затрат на зимнюю одежду. Однако к концу 2010-х годов он начал призывать к более решительным действиям против таяния вечной мерзлоты и других климатических угроз[58]. Например, летом 2020 года в Сибири наблюдалась рекордная волна тепла, во время которой температура достигла 38 °C, что является самой высокой когда-либо зарегистрированной температурой за Полярным кругом. В том же году беспрецедентные арктические лесные пожары высвободили на 35 % больше CO2, чем в 2019 году — предыдущий рекорд выбросов от арктических лесных пожаров с 2003 года)[61]

Высвобождение углерода и ускоренное нагревание мерзлоты

[править | править код]
Углеродный цикл вечной мерзлоты

Цикл углерода вечной мерзлоты, или арктический цикл углерода, является частью более крупного глобального углеродного цикла. Он включает перенос углерода из вечной мерзлоты в растительность и микроорганизмы, затем в атмосферу, обратно в растительность и, наконец, возвращение в вечную мерзлоту. Поскольку вечная мерзлота медленно реагирует на изменения климата, хранение углерода в ней позволяет удалять углерод из атмосферы на длительные периоды времени. Методы радиоуглеродного датирования показывают, что углерод в вечной мерзлоте часто хранится там тысячи лет. Однако с таянием вечной мерзлоты из-за глобального потепления замороженное органическое вещество начинает разлагаться, увеличивая выбросы в атмосферу ещё более мощного парникового газа — метана (CH₄)[62][63].

В высокоширотных регионах Земли температура повышалась на 0,6 °C за десятилетие, что в два раза быстрее, чем в среднем по миру. В результате таяния мерзлой почвы значительные количества органического углерода подвергаются разложению почвенными микробами[64]. Точное количество углерода, которое будет высвобождаться из-за потепления в данной зоне вечной мерзлоты, зависит от глубины оттаивания, содержания углерода в оттаявшей почве, физических изменений в окружающей среде, а также микробной и растительной активности в почве[65][66].

По разным оценкам, в северном циркумполярном регионе вечная мерзлота содержит органическое вещество, эквивалентное 1400—1700 миллиардам тонн чистого углерода, что в два раза больше, чем углерода в атмосфере Земли, и составляет почти половину всего углерода в почвах. Это примерно в 51 раз больше, чем количество углерода, выброшенного при сжигании ископаемого топлива в 2019 году. Антропогенное потепление грозит выбросом неизвестного количества этого углерода, что усугубит потепление через так называемую обратную связь углерода вечной мерзлоты[65][66][67][68]. Попав в атмосферу, он может ещё больше нагреть её[7]. Положительная обратная связь усиливается из-за растущей частоты и интенсивности арктических и бореальных лесных пожаров, которые выбрасывают большие объёмы углерода как непосредственно в результате сгорания, так и косвенно[61].

Оценки содержания углерода в приповерхностных зонах разнятся, хотя известно, что они содержат большую часть запасов. По одним подсчетам, на глубине от 0 до 3 м содержится 1035 ± 150 гигатонн углерода, но ряд оценок сходится в том, что вечная мерзлота на глубине до 1 м включает 1220—1500 гигатонн углерода[65]. Сила обратной связи, которую эти запасы окажут на климат, зависит от распределения углерода в регионах вечной мерзлоты и скорости его высвобождения (таяния), а также от микробной и растительной активности в почве[69].

Большинство моделей учитывают только постепенное оттаивание сверху вниз, однако оценки 2024 года показывают, что резкое оттаивание и обрушение почвы может удвоить выброс углерода из вечной мерзлоты[70].

В целом, ожидается, что объём вечной мерзлоты в верхних 3 м земли уменьшится примерно на 25 % при глобальном потеплении на 1 °C[18]. По отдельным прогнозам 2005 года до 90 % приповерхностной арктической вечной мерзлоты может растаять к 2100 году, что может привести к увеличению содержания CO2 в атмосфере примерно на 25—50 ppm[71].

Модели показывают, что к концу XXI века в зависимости от уровня выбросов парниковых газов площадь вечной мерзлоты у поверхности сократится на 37—81 %. При устойчивом потеплении на 1,5—2 °C ожидается сокращение на 5—20 %[72][73], а объём вечной мерзлоты в верхних 3 метрах почв сократится на 50 % по сравнению с 1995—2014 годами. При устойчивом потеплении на 2—3 °C объем вечной мерзлоты в верхних 3 метрах сократится на 75 % по сравнению с тем же периодом, при 3—5 °C — на 90 %[18].

По оценкам исследования 2015 года, опубликованного в журнале Nature, до 92 миллиардов тонн углерода могут высвободиться до 2100 года, что составляет 20 % всех мировых выбросов углерода с начала промышленной революции[4]. Более поздние прогнозы предполагают, что при потеплении более чем на 4 °C выбросы CO₂ и CH₄ от таяния вечной мерзлоты по всему Арктическому региону могут освободить от 5 до 15 % от всех запасов углерода в вечной мерзлоте к концу столетия или 67—237  Гт углерода что соответствует примерно 0,5—2 Гт в год[68]. По другим данным, кумулятивный эффект (включая CO₂ и CH₄) к 2100 году составит 400—500 гигатонн эквивалента CO₂ (для сравнения в 2023 году все выбросы человечества составляли почти 53 млрд тонн[74]). Этот уровень признан заметным ускорителем изменения климата. Из всего потока парниковых газов, освобождающегося при таянии вечной мерзлоты, именно метан даст от 40 до 70 % дополнительного «парникового» или «радиационного» (теплового) эффекта[68][72]. Хотя метан распадается в атмосфере в зависимости от условий в пределах одного-двух десятилетий, его потенциал как парникового газа за 20-летний период примерно в 80 раз выше, чем у CO₂, и примерно в 28 раз выше за 100-летний период[18].

Выбросы вечной мерзлоты при различных сценариях глобального потепления и эффекты[72][73]
Сценарий Температурный пик Кумулятивные выбросы (Гт CO₂-экв, включая CO₂ и CH4) к 2100 году Эффект
Низкие выбросы 1,6-1,8 °C 150-200 Эмиссии продолжаются веками после начала таяния вечной мерзлоты, даже если температура постепенно снижается. Будущим поколениям придется разрабатывать и продолжать стратегии удаления CO₂, чтобы стабилизировать температуру.
Оптимистичное выполнение всех текущих обязательств 1,9 °C 220-300 Эмиссии сохранятся на протяжении 1—2 веков после достижения пиковых температур. Понадобятся стратегии удаления CO₂. Почвы вечной мерзлоты исчезнут в обширных регионах, что потребует замены практически всей существующей инфраструктуры на вечной мерзлоте.
Текущие реализованные НДС (Национально определяемые вклады) 3,1 °C 350-400 Эмиссии сохранятся на протяжении 1-2 веков после достижения пиковых температур. К 2300 году исчезнет более 70 % первоначальной поверхности вечной мерзлоты. Необходима масштабная замена прибрежной и речной инфраструктуры в Арктике из-за эрозии.
Рост текущих выбросов 4—5 °C 400—500+ Эмиссии сохранятся на протяжении 1-2 веков после достижения пиковых температур. Почвы вечной мерзлоты почти полностью исчезнут, ущерб инфраструктуре будет экстремальным, особенно в Сибири и Аляске. Эмиссии будут практически постоянными в рамках человеческих временных масштабов.

Таким образом, таяние вечной мерзлоты иногда рассматривается в качестве одной из основных точек невозврата в привычной климатической системе[61]. Однако существование глобальной точки невозврата — порога потепления, за пределами которого таяние вечной мерзлоты ускорится и станет самоподдерживающимся, — остаётся предметом споров[75].

Важным фактором углеродного баланса зоны вечной мерзлоты является поглощение углерода растениями. Более тёплые условия в Арктике и связанные с этим изменения стимулируют рост растений, что означает, что экосистема потенциально может поглотить больше углерода, чем ранее. Однако неясно, сколько углерода будет удержано растениями, и насколько устойчив этот процесс[70]. Увеличение масштабов, интенсивности и частоты пожаров при продолжающемся потеплении климата повлияет на динамику растительности и таяния вечной мерзлоты, увеличивая вероятность необратимого исчезновения вечной мерзлоты[64].

Экономические последствия таяния

[править | править код]

Постройки и инфраструктура

[править | править код]

Почти 4 миллиона человек в мире и 70 % существующей инфраструктуры в области вечной мерзлоты находятся в районах с высоким потенциалом таяния приповерхностной вечной мерзлоты[76]. Например, в России более 15 % добычи нефти и 80 % добычи газа сосредоточены в арктических регионах. По разным оценкам, общая стоимость основных фондов, напрямую затронутых вечной мерзлотой, составляет почти 250 млрд долларов США[64]. Кроме того, еще 10 миллионов человек проживают в районах, где инфраструктура подвержена риску деградации из-за таяния вечной мерзлоты[64].

Более 75 % всех зданий и сооружений в зоне вечной мерзлоты России построено и эксплуатируется с учётом сохранения мерзлого состояния грунтов оснований. Чем ниже температура мерзлоты, тем больше несущая способность оснований. При деградации мерзлоты и повышении температуры грунтов резко уменьшаются прочностные характеристики[60]. Например, во время строительства Транссибирской железной дороги комплекс завода по производству паровых двигателей, построенный в 1901 году, начал разрушаться в течение месяца эксплуатации из-за таяния грунта[77].

К 2006 году региональные СМИ сообщали о почти повсеместных повреждениях в городах Норильского промрайона (около 60 % зданий и сооружений в Игарке, Диксоне, Вилюйске, фактически 100 % в национальных поселках Таймырского округа, около 40 % в Воркуте). Сюда относились 250 промышленных сооружений с серьёзными деформациями и 100 объектов в аварийном состоянии. Деформации нефтяных, газовых и продуктопроводов, а также различных производств (особенно химических и металлургических) могут привести к колоссальным выбросам загрязнителей в окружающую среду[60].

В мире существует только два крупных города, построенных в районах сплошной вечной мерзлоты, и оба они находятся в России — Норильск в Красноярском крае и Якутск в Республике Саха. Со времён промышленной революции к 2022 году годовые температуры в регионе выросли более чем на два градуса Цельсия, что вдвое превышает средний мировой показатель. Вырубка лесов и лесные пожары — обе острые проблемы в Якутии — удаляют защитный верхний слой растительности и ещё больше повышают температуру под землёй[78].

По состоянию на 2021 год непосредственно на арктической вечной мерзлоте было расположено 1162 поселения, в которых проживает около 5 миллионов человек. К 2050 году ожидается таяние слоя вечной мерзлоты под 42 % этих поселений, что затронет до 3,3 миллиона человек[79]. На Северо-Западных территориях Канады ущерб от исчезновения вечной мерзлоты ежегодно превышает 50 млн долларов[80]. На Аляске совокупные расходы на восстановление инфраструктуры из-за затоплений и таяния вечной мерзлоты могут составить 5,5 млрд долларов США с 2015 по 2099 год[81].

Одним из крупных неарктических регионов вечной мерзлоты является Цинхай-Тибетское нагорье, где расположено более 9389 км дорог, 580 км железных дорог и 2631 км линий электропередач, а общая площадь зданий в регионе превышает 1 млн м². Скорость потепления в регионе в 2000—2020 годах вдвое превышает среднемировой показатель. Деградация вечной мерзлоты может серьёзно угрожать стабильности инфраструктуры и благосостоянию 10 млн человек, проживающих на этой территории. Оцениваемые затраты на поддержание инфраструктуры и построек составят к 2090 году 6,3 млрд долларов. Контроль глобального потепления до уровня ниже 1,5 °C сократит затраты на 1,32 миллиарда долларов[82].

К 2022 году здания и дороги, построенные на вечной мерзлоте во всём мире, уже были заметно повреждены из-за её таяния. До 80 % зданий в некоторых российских городах, таких как Якутск и Норильск, и около 30 % дорог на Тибетском плато имеют повреждения из-за деградации вечной мерзлоты[7]. По некоторым оценкам, 2050 году почти 70 % мировой инфраструктуры навечной мерзлоте, включая 30—50 % «критической» инфраструктуры, будет подвержено высокому риску. Сопутствующие расходы могут достичь десятков миллиардов долларов ко второй половине столетия[83].

Общий ожидаемый ущерб от деградации вечной мерзлоты только для жилой и промышленной инфраструктуры в российской Арктике к 2050 году составит около 70-100 млрд долларов США, а в целом он может достичь 132 млрд долларов США[64].

Коренные народы

[править | править код]

Около 5 миллионов живут на циркумполярной вечной мерзлоте в таких странах, как Канада, Финляндия, датская Гренландия, Исландия, Норвегия, Россия, Швеция и Соединённые Штаты[84]. Таяние вечной мерзлоты повышает уязвимость арктических сообществ и коренных народов, так как приводит к разрушению домов, инфраструктуры и нарушению цепочек поставок продовольствия[7]. Например, в 2006 году стоимость адаптации домов инуитов к таянию вечной мерзлоты оценивалась в диапазоне от 208 до 1000 долларов за квадратный метр[85][86].

К другим рискам, связанным с таянием вечной мерзлоты, относятся желудочно-кишечные заболевания из-за ухудшения качества поверхностных вод, вспышки ранее замороженных болезней (например, сибирской язвы), а также попадание ртути в пищевые цепи и системы водоснабжения[73].

Экологические последствия

[править | править код]
Микроорганизмы, вирусы, экосистемы

С начала 2000-х годов появляется все больше доказательств, что вечная мерзлота является резервуаром древних микроорганизмов и вирусов, которые способны выживать в ней тысячелетиями. Так, на 2020 год самому старому штамму вируса, обнаруженному в вечной мерзлоте и сохранившему свою активность, было почти 48 500 лет[87]. Учёные предполагают, что на глубинных уровнях мерзлоты могут находиться вирусы возрастом до миллиона лет, намного старше человека как вида[88].

Некоторые специалисты выражают обеспокоенность, что таяние вечной мерзлоты может привести к высвобождению древних бактерий, грибов и вирусов. Согласно оценкам 2004 года, ежегодно из льда высвобождается от 1017 до 1021 жизнеспособных микробных клеток. Многие виды ещё недостаточно изучены, и их потенциальная патогенность вызывает опасения[87]. Некоторые ученые сомневаются, что «размороженные» вирусы могут распространиться достаточно широко, чтобы повлиять на здоровье человека. Они считают, что опасения о патогенности древних вирусов «растягивают научную рациональность до предела»[89].

В 2014 году учёные из Медицинского центра Эразма в Роттердаме обнаружили активные вирусы в Сибири, способные заражать одноклеточные организмы, несмотря на тысячелетнее пребывание в вечной мерзлоте. Один из таких вирусов, Pithovirus sibericum, длиной 1,5 микрометра, схож по размеру с небольшой бактерией. Этот вирус реплицируется в цитоплазме хозяина, а не захватывает его ядро, как большинство вирусов. Только треть его белков схожа с белками других вирусов. В 2023 году были выявлены несколько вирусных штаммов из семи различных мест в Сибири, способных заражать клетки. Учёные также обнаружили геномные следы поксвирусов и герпесвирусов, известных человеческих патогенов[88].

Оползни

[править | править код]

На больших высотах и в крутых горных районах таяние вечной мерзлоты увеличивает риск камнепадов и оползней[2]. С 1967 года в европейских Альпах наблюдается рост числа каменных лавин объёмом более 106 м³, таких как лавина с ледника Бренва[англ.] в итальянской долине Аоста (январь 1997 г.), оползень Валь Пола[англ.] (июль 1987 г., 22 жертвы) и оползень с Пунта-Турвизер[итал.] (сентябрь 2004 г.)[90]. В горных регионах таяние вечной мерзлоты также приводит к оползням из грязевого льда (англ. frozen debris lobes), которые медленно движутся по склонам и угрожают инфраструктуре. Например, в 2022 году оползни на южном хребте Брукс в Аляске покрыли старое шоссе Далтон, и до 2023 года была построена новая дорога на расстоянии около 100 метров[91].

Влияние на речной сток и океаны

Таяние вечной мерзлоты приводит к образованию термокарстов, которые делают почву более уязвимой для оползней и эрозии. Это может изменить течения рек и ручьёв, а также ухудшить качество воды[4]. С 1984 по 2013 год деградация вечной мерзлоты из-за потепления привела к значительным изменениям режима речного стока в речных бассейнах южной Сибири[64].

Таяние твёрдой почвы увеличивает дренаж водохранилищ на северных водно-болотных угодьях, что может привести к их высыханию и поставить под угрозу выживание растений и животных, обитающих в этих экосистемах[92].

За последние 70 лет сток в Северный Ледовитый океан увеличился примерно на 7 %. Прогнозы показывают, что к 2100 году он увеличится ещё на 28 %, преимущественно из-за роста количества осадков, превышающего увеличение испарения. Около 15 % этого прироста связано с оттаиванием вечной мерзлоты.[64]. Таяние подземных льдов и усиленное дренирование воды в мировой океан способствуют повышению уровня моря, что может привести к затоплению многих низменных территорий. Повышение опреснённости морей и оттаивание Арктического бассейна могут сместить границы постоянных льдов на север и отклонить ось летних циклонов, что приведёт к изменению режима осадков на континентах и возможному опустыниванию больших территорий[60].

Экологические катастрофы

[править | править код]

В Арктике обнаружено 13 % неразведанных запасов нефти и 30 % природного газа в мире. Регион также используется для захоронения опасных отходов, включая химикаты и отходы как действующих, так и закрытых промышленных и военных предприятий, отработанное ядерное топливо из реакторов и радиоактивные отходы от испытательных взрывов и аварий времен Холодной войны, буровые растворы и жидкости, хвосты шахт, содержащие токсичные металлы, выкопанные и сброшенные радиоактивные материалы и разлитое топливо, свинец, мышьяк, ПХБ и пестициды[60][84]. Например, исследование 2018 года в Geophysical Research Letters показало, что вечная мерзлота хранит около 56 миллионов литров ртути — почти вдвое больше, чем в океане, атмосфере и других почвах вместе взятых[4]. К 2100 году концентрации ртути в реке Юкон из-за таяния вечной мерзлоты могут увеличиться на 14—200 %[93].

По мере таяния вечной мерзлоты почва оседает, что может привести к деформации резервуаров или их опор. При деградации мерзлоты опасные вещества могут загрязнить почвы, локальные водоемы и, в конце концов попасть, в океанические бассейны[60][84].

К 2024 году опасные вещества хранятся или обрабатываются в 4500 точках вечной мерзлоты по всему миру. Эти объекты привели к загрязнению в 13-20 местах Арктики. Большинство из них (около 70 %) находятся в России, около 18 % — в США и Канаде, остальные — в Гренландии и Шпицбергене. По оценкам учёных, к концу века четверть этих загрязнённых участков высвободит опасные вещества в воздух и воду, и те после попадать в пищевые цепи[84].

Российская Арктика на 2021 год таяла в 2,5 раза быстрее, чем мерзлота в остальном мире[58]. Уже сейчас около 45 % месторождений в российской Арктике расположены в регионах с нестабильным грунтом, что повышает риск техногенный аварий[94]. В 2020 году Так, из-за ошибок управления и повышения температуры 29 мая 2020 года обрушился резервуар с дизельным топливом, принадлежащий дочерней компании российского металлургического гиганта «Норникель». В результате около 21 000 тонн нефти загрязнило почвы и водотоки недалеко от Норильска. Российские власти признали крупнейший в мировой истории разлив топлива на арктической электростанции.[95].

Экосистемы вечной мерзлоты

[править | править код]

Только растения с неглубокими корнями могут выживать в условиях вечной мерзлоты. В таких регионах распространены лишайники, мхи, травянистые растения (осока, пушица) и низкорослые кустарники (карликовая берёза, ива, чёрная ель)[96][97].

Вечная мерзлота не является полностью негостеприимной для микроорганизмов.х количество может сильно варьироваться: от 1 до 1000 миллионов на грамм почвы. Структуры микробного сообщества активного слоя почвы и 2-метровой вечной мерзлоты были очень похожи, причем доминирующим типом были актинобактерии. Также жизнеспособными обитателями вечной мерзлоты являются анаэробные организмы, принадлежащие к Euryarchaeota. Однако микробиология вечной мерзлоты по-прежнему остаётся относительно малоизученной[71].

Большинство бактерий и грибов, обнаруженных в вечной мерзлоте, невозможно культивировать в лабораторных условиях (обычно более 99 % от общего числа клеток). Но микроорганизмы могут быть идентифицированы с помощью методов на основе РНК. Например, анализы [позволили выявить разнообразие архей в вечной мерзлоте Арктики различного возраста (до 32000 лет), представленное филумами Euryarchaeota, Bathyarchaeota, Thaumarchaeota и Woesearchaeota. Микробное разнообразие образца многолетнемерзлого грунта Канады представлено 42 филотипами, принадлежащими к филумам Actinobacteria, Firmicutes[англ.]*, Gemmatimonadetes[англ.] и Planctomyces. Анализ генов из образцов вечной мерзлоты позднего плейстоцена в Колымской низменности Восточной Сибири выявил восемь филотипов, которые принадлежали к типам Actinomycetota[англ.]* и Pseudomonadota[англ.][98][99].

В 2012 году российским учёным удалось вырастить образец цветка Смолёвка узколистая из 30-тысячелетней ткани, найденной в норе белки ледникового периода в сибирской вечной мерзлоте. Это самая старая растительная ткань из когда-либо возрождённых. Полученное растение было фертильным, давшее белые цветы и жизнеспособные семена[100].

Меры по сохранению

[править | править код]

По состоянию на 2014 год существовали две глобальные сети отслеживали состояние вечной мерзлоты: сеть Глобальная наземная сеть вечной мерзлоты[англ.] измеряет температуру вечной мерзлоты на разных глубинах в 860 скважинах, а сеть Circumpolar Active Layer Monitoring (CALM) измеряет толщину активного слоя на 260 участках[101].

Таяние вечной мерзлоты связано с широким спектром проблем, и Международная ассоциация по вечной мерзлоте (IPA) существует для того, чтобы исследовать потенциальные последствия и пути сдерживания. Учёные подчеркивают необходимость комплексного мониторинга вечной мерзлоты. IPA созывает международные конференции по вечной мерзлоте и поддерживает Глобальную наземную сеть по вечной мерзлоте, которая занимается специальными проектами, такими как подготовка баз данных, карт, библиографий и глоссариев, а также координирует международные полевые программы и сети[102]. В России в июне 2023 года было также объявлено о создании системы мониторинга вечной мерзлоты[103].

Исследователи отмечают, что необходимо лучшее понимание процессов в ландшафтах вечной мерзлоты необходимо для достижения Целей устойчивого развития Организации Объединенных Наций: 13 — «Борьба с изменением климата»; и 15 — «Жизнь на суше». Это требует большего количества наблюдений и более тесной интеграции моделей и наблюдений[2]. Помимо наземных локальных миссий, к 2022 году была запущена миссия Copernicus Hyperspectral Imaging Mission в рамках большой научной программы «Коперник» Европейского космического агентства (ESA), которая картирует изменения в почвенном покрове и помогает контролировать свойства почвы и качество воды. Миссия НАСА Surface Biology and Geology (SBG) также использует спутниковую спектроскопию изображений для сбора данных о районах исследований, включая растения и их здоровье[66].

Для привлечения внимания к проблеме загрязнения вечной мерзлоты в Арктике были созданы[84]:

  • Арктический совет (межправительственный форум Канады, Дании, Финляндии, Исландии, Норвегии, России, Швеции и США) и его подгруппа, Программа арктического мониторинга и оценки;
  • Arctic PASSION (Панарктическая система систем наблюдения: реализация наблюдений для общественных нужд), финансируемая Европейским союзом сеть партнёров, использующая данные и как наземные, так и дистанционные наблюдения для информирования о политике в Арктике;
  • Нунатарюк — совместный проект 12 стран по исследованию вечной мерзлоты, финансируемый Рамочной программой ЕС «Горизонт 2020»

Региональные правительства создают программы помощи коренным народам севера. Так, власти Северо-Западных территорий Канады учредили программы Contributing Assistance for Repairs and Enhancements (CARE) и Securing Assistance for Emergencies (SAFE), которые предоставляют долгосрочные и краткосрочные безвозмездные ссуды на помощь с реконструкцией жилья, пострадавшего от таяния вечной мерзлоты[85].

Предотвращение деградации мерзлоты является важнейшей экологической задачей при хозяйственном освоении Севера[60]. В 2022 году администрация Байдена обязалась выделить $⁢50 млн для начала переселения коренных жителей вечной мерзлоты до наводнения и обрушения здания[84]. В ноябре 2024 года прошла конференция «Нефтегазовая инфраструктура на многолетнемерзлых грунтах», где масштабные проекты в Арктике назвали одним из главных векторов развития нефтегазовой отрасли. Соответственно, учёные и бизнесмены обсуждали программы по сохранению таких территорий[104].

Выбор подходов к строительству должен осуществляться с учетом долгосрочных прогнозов температурного режима грунта. Строительные стандарты на Аляске были адаптированы для отражения меняющихся условий и снижения уязвимости инфраструктуры к таянию вечной мерзлоты Среди практических приёмов используются более глубокие сваи, воздух может циркулировать под зданиями, применяется более толстая изоляция, а объекты располагаются на гравийных подушках или других изоляционных материалах. Канадская ассоциация по стандартам (CSA) и ее Национальная рабочая группа по вечной мерзлоте разработали Техническое руководство CSA Plus 4011-10 по инфраструктуре в вечной мерзлоте: Руководство по адаптации к изменению климата, которое напрямую включало прогнозы изменения температуры климата из ансамбля моделей изменения климата[64].

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 = C.R. Burn. Permafrost. Encyclopedia of Quaternary Science (Third Edition). — Elsevier, 2013. — 471 с. — ISBN 9780444536426.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Permafrost ecosystems and their future. Nationalkomitee SCAR/IASC (2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 What is Permafrost? International Permafrost Association (2023). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Permafrost: Everything You Need to Know. NRDC (26 июня 2018). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  5. ↑ 1 2 J. Obu. How Much of the Earth's Surface is Underlain by Permafrost? (англ.) // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. — 2021.
  6. ↑ 1 2 Jens Strauss, Lutz Schirrmeister. Deep Yedoma permafrost: A synthesis of depositional characteristics and carbon vulnerability (англ.) // Earth-Science Reviews. — 2017.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Permafrost. MIT Groups (2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  8. ↑ 1 2 3 Ancient permafrost and past permafrost in the Northern Hemisphere. USGS Publications Warehouse (30 апреля 2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 Permafrost Talks. Cold Regions Research & Engineering Laboratory (1995). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  10. ↑ Как вечная мерзлота помогает восстанавливать геологическую историю. Экспертный центр ПОРА (31 августа 2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  11. ↑ Вечная мерзлота. МК в Красноярске (14 сентября 2016). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  12. ↑ 1 2 3 Wenwen Li. Research progress on hydrological effects of permafrost degradation in the Northern Hemisphere (англ.) // Elsevier. — 2023.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 Fritzsche, Diedrich. Early investigations of permafrost in Siberia by Baltic-German and German scientists (англ.) // XI. International Conference on Permafrost. — 2016.
  14. ↑ Russian Land of Permafrost and Mammoths Is Thawing. The New York Times (4 августа 2019). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  15. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, H.L. Miller. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007. — Cambridge: Cambridge University Press, 2004. — 966 с.
  16. ↑ 1 2 3 Vladimir E. Romanovsky, Sharon L. Smith, Hanne H. Christiansen. Permafrost thermal state in the polar Northern Hemisphere during the international polar year 2007–2009: a synthesis (англ.) // Permafrost and Periglacial Processes. — 2010.
  17. ↑ 1 2 Permafrost Thaw. Climate Signals (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  18. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fox-Kemper, B., H.T. Hewitt, C. Xiao, G. Aðalgeirsdóttir, S.S. Drijfhout, T.L. Edwards, N.R. Golledge, M. Hemer, R.E. Kopp, G. Krinner, A. Mix, D. Notz, S. Nowicki, I.S. Nurhati, L. Ruiz, J.-B. Sallée, A.B.A. Slangen, and Y. Yu. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Chapter 07. — Cambridge: Cambridge University Press, 2021. — С. 1211–1362.
  19. ↑ Scientists find the oldest permafrost yet discovered in Siberia. Arctic Today (22 июня 2021). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  20. ↑ 1 2 3 Moritz Langer, Jan Nitzbon, Brian Groenke, Lisa-Marie Assmann, Thomas Schneider von Deimling, Simone Maria Stuenzi, and Sebastian Westermann. The evolution of Arctic permafrost over the last 3 centuries from ensemble simulations with the CryoGridLite permafrost model (англ.) // The Cryosphere. — 2024.
  21. ↑ 1 2 3 4 Brown, J.; Ferrians Jr., O. J.; Heginbottom, J. A.; Melnikov, E. S. Circum-Arctic Map of Permafrost and Ground-Ice Conditions, Version 2 (англ.) // National Snow and Ice Data Center. — 1997.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 Permafrost Zones. Arctic Portal (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  23. ↑ 1 2 3 Permafrost. University of Calgary (2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  24. ↑ 1 2 3 4 Desonie, Dana. Polar regions : human impacts. — Нью-Йорк: Chelsea House, 2008. — 202 с. — ISBN 9780816062188.
  25. ↑ Stephanie N. Wright, Lauren M. Thompson, David Olefeldt, Ryan F. Connon, Olivia A. Carpino, Casey R. Beel, William L. Quinton. Thaw-induced impacts on land and water in discontinuous permafrost: A review of the Taiga Plains and Taiga Shield, northwestern Canada (англ.) // Elsevier. — 2022.
  26. ↑ Olivia Carpino, Kristine Haynes, Ryan Connon, James Craig, Élise Devoie, and William Quinton. Long-term climate-influenced land cover change in discontinuous permafrost peatland complexes (англ.) // Hydrology and Earth System Sciences. — 2021.
  27. ↑ James G. Bockheim. Organic Carbon Pools and Genesis of Alpine Soils with Permafrost: A Review (англ.) // James G. Bockheim. — 2014.
  28. ↑ Feng Cheng. Alpine permafrost could account for a quarter of thawed carbon based on Plio-Pleistocene paleoclimate analogue (англ.) // Nature Communications. — 2022.
  29. ↑ 1 2 Wilfried Haeberli, Jeannette Noetzli, Lukas Arenson, Reynald Delaloye, Isabelle Gärtner-Roer, Stephan Gruber, Ketil Isaksen, Christof Kneisel, Michael Krautblatter, Marcia Phillips. Mountain permafrost: development and challenges of a young research field (англ.) // Journal of Glaciology. — 2017.
  30. ↑ UAF in the news: week of Nov. 9, 2009. UAF (2009). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  31. ↑ Modeling of Permafrost Distribution in the Semi-arid Chilean Andes. University of Waterloo (2 января 2014). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  32. ↑ The Arctic Region: Subsea Permafrost in the Global Understanding of Climate Change. The Arctic Institute (22 октября 2024). Дата обращения: 19 ноября 2024.
  33. ↑ Sayedeh Sara Sayedi, Benjamin W Abbott, Brett F Thornton, Jennifer M Frederick, Jorien E Vonk, Paul Overduin, Christina Schädel, Edward A G Schuur, Annie Bourbonnais, Nikita Demidov. Subsea permafrost carbon stocks and climate change sensitivity estimated by expert assessment (англ.) // Environmental Research Letters. — 2020.
  34. ↑ 1 2 Li Chuanhua, Wei Yufei, Liu Yunfan, Li Liangliang, Peng Lixiao, Chen Jiahao, Liu Lihui, Dou Tianbao, Wu Xiaodong. Active Layer Thickness in the Northern Hemisphere: Changes From 2000 to 2018 and Future Simulations (англ.) // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. — 2022.
  35. ↑ T. E. Osterkamp,. Permafrost (англ.) // Elsevier. — 2003.
  36. ↑ John Kiely. Permafrost. Fourth International Conference. — Анкоридж: Alaska Council on Science and Technology, 1983. — 282 с.
  37. ↑ 1 2 Permafrost and ground ice map. WSL (2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  38. ↑ 1 2 3 Permafrost: Massive Ice. Engineer Research and Development Cente (2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  39. ↑ M. Kanevskiy. Ground ice in the upper permafrost of the Beaufort Sea coast of Alaska (англ.) // Cold Regions Science and Technology. — 2013.
  40. ↑ Kira M. Holland. Ion geochemistry of a coastal ice wedge in northwestern Canada: Contributions from marine aerosols and implications for ice-wedge paleoclimate interpretations (англ.) // Permafrost and Periglacial Processes. — 2023.
  41. ↑ Denis Sarrazin. The thermo-mechanical behavior of frost- cracks over ice wedges: new data from extensometer measurements (англ.) // Université Laval. — 2015.
  42. ↑ Дисперсный лёд вечномерзлых торфяников представляет собой важный источник лабильных карбоновых кислот, питательных веществ и металлов. Elsevier (1 января 2023). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  43. ↑ Ziteng Fu. Water Migration and Segregated Ice Formation in Frozen Ground: Current Advances and Future Perspectives (англ.) // Frontiers Media. — 2022.
  44. ↑ Caroline Taylor. Pingos and Ice-wedge polygons (англ.) // Antarctic Glaciers. — 2024.
  45. ↑ United States Air Force 11th Air Control Wing 11th Civil Engineering Operations Squadron (англ.) // Indian Mountain LRRS. — 1994.
  46. ↑ 1 2 Stephanie Coulombe, Daniel Fortier, Denis Lacelle, Mikhail Kanevskiy. Origin, burial and preservation of late Pleistocene-age glacier ice in Arctic permafrost (англ.) // The Cryosphere. — 2019.
  47. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Pidwirny, M. (ag). Periglacial Processes and Landforms (англ.) // Fundamentals of Physical Geography. — 2006.
  48. ↑ High-resolution predictions of ground ice content for the Northern Hemisphere permafrost region. Earth System Science Data (12 сентября 2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  49. ↑ S. Zwieback, G. Iwahana, S. Sakhalkar, R. Biessel, S. Taylor, F. J. Meyer. Excess Ground Ice Profiles in Continuous Permafrost Mapped From InSAR Subsidence (англ.) // Water Resources Research. — 2024.
  50. ↑ Lei Cai, Hanna Lee, Kjetil Schanke Aas, and Sebastian Westermann. Projecting circum-Arctic excess-ground-ice melt with a sub-grid representation in the Community Land Model (англ.) // The Cryosphere. — 2020.
  51. ↑ L.-P. Roy, F. Calmels, C. Laurent and N. Vogt, P.S. Lipovsky, J. Humphries. Greater Whitehorse area permafrost characterization (англ.) // Yukon University. — 2021.
  52. ↑ Cameron Roy. Massive ground ice of glacial meltwater origin in raised marine-deltaic sediments, Fosheim Peninsula, high Arctic Canada (англ.) // Cambridge University Press. — 2023.
  53. ↑ Simon Zwieback, Franz J. Meyer. Top-of-permafrost ground ice indicated by remotely sensed late-season subsidence (англ.) // The Cryosphere. — 2021.
  54. ↑ 1 2 3 4 Формы рельефа в областях распространения многолетней мерзлоты. География (2001). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  55. ↑ 1 2 G. Grosse, B. Jones, C. Arp. Treatise on Geomorphology. — Academic Press, 2013. — Т. 8. — ISBN 9780080885223.
  56. ↑ J.C. Dixon. Treatise on Geomorphology. — Academic Press, 2013. — Т. 13. — ISBN 9780080885223.
  57. ↑ Permafrost. National Geographic (2022). Дата обращения: 19 ноября 2024.
  58. ↑ 1 2 3 Russia’s Far North Could Be Arable in 20-30 Years As Permafrost Melts – Minister. The Moscow Times (12 мая 2021). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  59. ↑ Climate change could destroy far more Arctic permafrost than we thought — which would worsen climate change. The Washington Post (10 апреля 2017). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  60. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Опасное “умирание” вечной мерзлоты. Заполярная правда (7 октября 2006). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  61. ↑ 1 2 3 4 Susan M Natali. Permafrost carbon feedbacks threaten global climate goals (англ.) // Proc Natl Acad Sci U S A.. — 2021.
  62. ↑ Permafrost Carbon Cycle. EDU-ARCTIC (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  63. ↑ Nicole S Nowinski, Lina Taneva, Susan E Trumbore, Jeffrey M Welker. Decomposition of old organic matter as a result of deeper active layers in a snow depth manipulation experiment (англ.) // Oecologia. — 2019.
  64. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Permafrost. Climate Change Post (2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  65. ↑ 1 2 3 C. Tarnocai, J. G. Canadell, E. A. G. Schuur, P. Kuhry, G. Mazhitova, S. Zimov. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region (англ.) // Global Biogeochemical Cycles. — 2009.
  66. ↑ 1 2 3 Kimberley R. Miner, Merritt R. Turetsky, Edward Malina, Annett Bartsch, Johanna Tamminen, A. David McGuire, Andreas Fix, Colm Sweeney, Clayton D. Elder & Charles E. Miller. Permafrost carbon emissions in a changing Arctic (англ.) // Nature Reviews Earth & Environment. — 2022.
  67. ↑ Thawing Permafrost Could Leach Microbes, Chemicals Into Environment. JPL (9 марта 2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  68. ↑ 1 2 3 Edward A.G. Schuur,1,2 Benjamin W. Abbott,3 Roisin Commane,4 Jessica Ernakovich. Permafrost and Climate Change: Carbon Cycle Feedbacks From the Warming Arctic (англ.) // Annu. Rev. Environ. Resour.. — 2022.
  69. ↑ C. Mu, T. Zhang, Q. Wu, X. Peng, B. Cao, X. Zhang, B. Cao, and G. Cheng. Editorial: Organic carbon pools in permafrost regions on the Qinghai–Xizang (Tibetan) Plateau (англ.) // y Copernicus Publications. — 2015.
  70. ↑ 1 2 The irreversible emissions of a permafrost ‘tipping point’. World Economic Forum (18 февраля 2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  71. ↑ 1 2 Etienne Yergeau, Hervé Hogues, Lyle G Whyte, Charles W Greer. The functional potential of high Arctic permafrost revealed by metagenomic sequencing, qPCR and microarray analyses (англ.) // The ISME Journal. — 2010-04-15.
  72. ↑ 1 2 3 Current and future permafrost emissions as large as major emitters. Woodwell Climate Research Center (2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  73. ↑ 1 2 3 Review of permafrost science in IPCC’s AR6 WG2. Woodwell Climate Research Center (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  74. ↑ Greenhouse gas emissions. Our World In Data (2024). Дата обращения: 6 июня 2024.
  75. ↑ Jan Nitzbon. No respite from permafrost-thaw impacts in the absence of a global tipping point (англ.) // Nature Climate Change. — 2024.
  76. ↑ Thawing permafrost. WWF (2023). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  77. ↑ Пэй-И Чу. The Life of Permafrost: A History of Frozen Earth in Russian and Soviet Science (англ.) // The Life of Permafrost: A History of Frozen Earth in Russian and Soviet Science. — 2020.
  78. ↑ Permafrost contains microbes, mammoths, and twice as much carbon as Earth’s atmosphere. What happens when it starts to melt? The New Yorker (2022). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  79. ↑ Dustin Edward Lawrence. Mobility in the Arctic. — Ontario, Canada: orth American and Arctic Defence and Security Network (NAADSN), 2021. — 102 с. — ISBN :9781989811177.
  80. ↑ Thawing permafrost causes $51M in damages every year to N.W.T. public infrastructure: study. CBC News (20 ноября 2017). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  81. ↑ Climate change damages to Alaska public infrastructure and the economics of proactive adaptation. National Academy of Sciences (27 декабря 2016). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  82. ↑ Ran, Youhua ; Li, Xin ; Cheng, Guodong. Permafrost degradation increases risk and large future costs of infrastructure on the Qinghai-Tibet Plateau (англ.) // European Geosciences Union General Assembly. — 2024.
  83. ↑ Hjort, Jan; Streletskiy, Dmitry; Doré, Guy; Wu, Qingbai; Bjella, Kevin; Luoto, Miska. Impacts of permafrost degradation on infrastructure (англ.) // Springer Nature. — 2022.
  84. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kelley Christensen. Thawing Permafrost Releases Industrial Contaminants into Arctic Communities (англ.) // Environ Health Perspect.. — 2024.
  85. ↑ 1 2 Reducing Individual Costs of Permafrost Thaw Damage in Canada’s Arctic. The Arctic Institute (4 марта 2021). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  86. ↑ How Is Permafrost Degradation Affecting Ecosystem Services? Northern Arizona University (2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  87. ↑ 1 2 Wasim Sajjad, Muhammad Rafiq, Ghufranud Din, Fariha Hasan. Resurrection of inactive microbes and resistome present in the natural frozen world: Reality or myth? (англ.) // Science of The Total Environment. — 2020.
  88. ↑ 1 2 Arctic zombie viruses in Siberia could spark terrifying new pandemic, scientists warn. Guardian News (21 января 2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  89. ↑ Giant virus resurrected from 30,000-year-old ice. Nature (2014). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  90. ↑ Luzia Fischer. Slope Instabilities on Perennially Frozen and Glacierised Rock Walls: Multi-Scale Observations, Analyses and Modelling (англ.) // Universität Zürich. — 2009.
  91. ↑ Frozen Debris Lobes. Frontier Scientists (2023). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  92. ↑ Ковен, Чарльз Д.; Райли, Уильям Дж.; Стерн, Алекс. Analysis of permafrost thermal dynamics and response to climate change in the CMIP5 Earth System Models (англ.) // AnalysisofPermafrostThermalDynamicsandResponsetoClimateChangeintheCMIP5EarthSystemModels. — 2012.
  93. ↑ Kevin Schaefer, Yasin Elshorbany, Elchin Jafarov, Paul F Schuster, Robert G Striegl, Kimberly P Wickland, Elsie M Sunderland. Potential impacts of mercury released from thawing permafrost (англ.) // Nature Communications. — 2020.
  94. ↑ Jan Hjort, Olli Karjalainen, Juha Aalto, Sebastian Westermann, Vladimir E Romanovsky, Frederick E Nelson, Bernd Etzelmüller, Miska Luoto. Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century (англ.) // Nat Commun. — 2018.
  95. ↑ Russia Admits to ‘World’s Largest’ Arctic Oil Spill. The Moscow Times (24 декабря 2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  96. ↑ Black Spruce. U.S. Department of Agriculture (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  97. ↑ Растительность, влажность почвы и содержание льда уменьшают таяние многолетней мерзлоты. Наука в Сибири (15 августа 0223). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  98. ↑ Article Navigation, Beat Frey, Thomas Rime, Marcia Phillips, Beat Stierli, Irka Hajdas, Franco Widmer, Martin Hartmann. Microbial diversity in European alpine permafrost and active layers (англ.) // FEMS Microbiology Ecology. — 2016.
  99. ↑ Щербакова В. А. Анаэробные Бактерии И Археи В Многолетнемерзлых Отложениях Арктики // ИБФМ РАН. — 2018.
  100. ↑ Russian scientists regenerate ice age plant. The Guardian (21 февраля 2012). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  101. ↑ Policy Implications of Warming Permafrost (англ.) // UNEP. — 2014.
  102. ↑ About the IPA. International Permafrost Association (2020). Дата обращения: 22 декабря 2024.
  103. ↑ Госдума приняла закон о мониторинге вечной мерзлоты. Interfax (28 июня 2023). Дата обращения: 6 июня 2024.
  104. ↑ В России займутся разработкой новых методов сохранения вечной мерзлоты. URA (21 ноября 2024). Дата обращения: 22 декабря 2024.

Литература

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Вечная_мерзлота&oldid=142381763