Криолитологи - покорители вечной мерзлоты

Эта статья посвящается памяти моего отца,
криолитолога Вячеслава Петровича Евсеева,
изучавшего вечную мерзлоту Западной и Восточной Сибири

Фото: Фото: AP

Чем занимаются криолитологи? На этот вопрос ответит не всякий. А занимаются они очень важным делом: изучают процессы, происходящие в зоне вечной мерзлоты. Которая, как мы знаем, занимает не менее 25 процентов всей суши земного шара. Результаты их исследований делают возможным освоение мерзлотных районов нашей планеты.

Названия некоторых научных специальностей могут вызвать у непосвященного человека лишь недоумение. Знаете ли вы, например, чем занимаются криолитологи? Нет? А зря. Несмотря на экзотическое название, эти специалисты весьма популярны и востребованы в нашей стране. Поскольку они изучают процессы, происходящие в зоне вечной мерзлоты, а также литологические и геоморфологические эффекты, связанные с промерзанием и протаиванием горных пород, то есть с льдообразованием или исчезновением льда в земной коре.

Эта научная дисциплина весьма актуальна в стране, 65 процентов территории которой расположено в зоне многолетней мерзлоты. Однако криолитологам есть чем заняться и в других уголках нашей планеты. Ведь вечная мерзлота имеется в горных районах даже в Африке и Южной Америке, она полностью отсутствует только на территории Австралии. Лишь там эта специальность, похоже, совсем не актуальна.

Что же такое вечная мерзлота? Это часть земной поверхности, которая характеризуется отсутствием периодического протаивания в теплое время года. Данное явление характерно для верхней части земной коры, температура которой долгое время (от 2-3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0°C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, ее глубина иногда превышает 1000 метров (как, например, у нас в районе Якутска).

Считается, что значительная часть современной многолетней мерзлоты унаследована от последней ледниковой эпохи. Однако имеется и так называемая вторичная мерзлота, которая образуется в тех районах, где лето весьма прохладное и короткое, в результате чего почва просто не успевает оттаять после суровой зимы. Содержание льда в промерзлых породах может достигать 90 процентов, что делает лежащую сверху почву малопригодной для интенсивного использования, поскольку все процессы в ней идут куда более медленно. Это обуславливает необычайную хрупкость и плохую восстанавливаемость промерзших почв и пород.

Фото: AP

И хотя многолетняя мерзлота создает множество проблем хозяйственной деятельности человека, от нее есть и польза. Известно, например, что в ней можно очень долго хранить продукты. При разработке северных месторождений она, с одной стороны, сильно мешает, так как промерзшие породы обладают высокой прочностью, что затрудняет добычу, но, с другой стороны, именно благодаря мерзлоте, цементирующей породы, удалось вести разработку кимберлитовых трубок в Якутии в карьерах — например, карьер трубки Удачный — с почти отвесными стенками. Так что ее необходимо тщательно и всесторонне изучать, чем криолитологи и занимаются.

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири. Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробноизучилипервопроходцы из экспедиций, организованных Семеном Дежневым и Иваном Ребровым. В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таежных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на два аршина.

Однако систематическое изучение данного явления началось лишь в первой половине прошлого века. Одним из пионеров этой научной области считается русский ученый М. И. Сумгин (кстати, именно он предложил термин "мерзлотоведение" в 1927 году). Интересно, что Сумгин первый предложил концепцию строительства дорог и зданий в зоне вечной мерзлоты, согласно которой данный слой не уничтожался, а, наоборот, сохранялся.

В 30-х годах ХХ века группа ученых, возглавляемая Сумгиным, работавшая в Якутске, рекомендовала вести строительство каменных зданий в городе таким способом. Мерзлотоведы предложили использовать вместо применяемых ленточных фундаментов столбчатые, с глубиной заложения не менее 4,5 метра, а также указали на необходимость применения противопучинистых мероприятий (отвод от зданий ливневых поверхностных и надмерзлотных вод, устройство сверху вокруг фундаментов обязательной отмостки из теплоизоляционных материалов и другое). Это позволило предотвратить таяние мерзлотного слоя и последующего проседания и разрушения построек.

Тогда же исследования мерзлотоведов помогли построить многие железные дороги в мерзлотной зоне. Специалисты работали и при разработке многих месторождений полезных ископаемых в "царстве вечного холода", при постройке городов и заводов в Восточной Сибири. Можно сказать, что промышленное освоение региона было бы невозможно без деятельности мерзлотоведов.

В 1944 году В. Г. Богоров на географическом факультете МГУ им. Ломоносова основал кафедру географии северных стран, которая с 1956 года называется кафедрой криолитологии и гляциологии. Именно из ее стен до сих пор выходит основное количество отечественных криолитологов. Они и сегодня по-прежнему ведутфундаментальные исследованиями криолитозоны и гляциосферы Земли.

Фото: AP

Кроме того, криолитологи составляют проекты по эффективному хозяйственному освоению Севера и горных стран, занимаются разработкой методов управления мерзлотной обстановкой и эффективных способов устройства фундаментов в вечномерзлых грунтах, мерзлотным мониторингом, режимными наблюдениями за ледниками и лавинами, охраной природы и рациональным природопользованием. Так что, как видите, без работы им сидеть не приходится. Причем не только в нашей стране, но и в соседних государствах, например в КНР.

Как вы помните, с 2001 по 2006 год в Китае велось строительство Цинхай-Тибетской железнодорожной магистрали, большая часть которой проходит в зоне вечной мерзлоты. В том, что она была построена и до сих пор успешно эксплуатируется, есть прямая заслуга криолитологов, как китайских, так и российских. Именно они предложили оригинальные методы сохранения мерзлоты, благодаря которым насыпь и полотно не подвержены опасности разрушения.

Читайте также: Вулканологи — ученые-экстремалы

Так что, хоть криолитологи и являются представителями достаточно редкой профессии, без них человечеству обойтись невозможно. Поскольку именно их исследования делают возможным освоение мерзлотных районов нашей планеты. А они, между прочим, занимают не менее 25 процентов всей суши земного шара.

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"