RF förlorar årligen cirka 11 kvm. km mark på grund av smältande permafrost

Innehållsförteckning:

RF förlorar årligen cirka 11 kvm. km mark på grund av smältande permafrost
RF förlorar årligen cirka 11 kvm. km mark på grund av smältande permafrost
Anonim

Permafrost täcker 65% av Rysslands territorium, all konstruktion i Arktis, Sibirien och Fjärran Östern var bokstavligen baserad på det. Men under de senaste åren har dess tillförlitlighet ifrågasatts på grund av klimatförändringar. Den nyligen lanserade Big Norilsk Expedition of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) sätter en av dess uppgifter att testa styrkan hos strukturer och marken under dem. Direktören för P. I. Melnikov SB RAS Mikhail Zheleznyak.

Image
Image

Vilka uppgifter ställer institutet sig för i den expedition som har börjat?

- I expeditionen är Permafrost -institutets uppgift att karakterisera och bedöma tillståndet för säsongs- och permafrostbergarter på teknikanläggningars område, i oljeutsläppszonen och i det område som inte är utsatt för föroreningar. Baserat på det material vi får under fältforskningen, låt oss se hur permafrostförhållandena har förändrats. I närvaro av material från tekniska och geologiska undersökningar och genomförda studier kommer vi att försöka ge en bild av orsakerna till olyckan.

Hur kommer fältarbetet att se ut? Var ska du ta prover?

- Två forskare från vårt institut deltar i expeditionen. Vi kommer att genomföra borrningsoperationer, temperaturobservationer i brunnar, utföra ruttobservationer, ta prover vid borrning, karakterisera kryogena processer. Det är nödvändigt att uppskatta djupet av säsongens upptining och temperaturen på bergarter i bakgrundsområdena och på platsen för nödstrukturen.

Vilken information har institutet om permafrost i Norilsk idag? När var sista gången sådan forskning genomfördes där?

- Vårt institut har en permafroststation i Igarka, det är inte så långt bort. Förra gången våra kollegor arbetade i Norilsk var för tre år sedan. Jag arbetade i regionen på 1980 -talet och forskade på permafrost och geotermiska förhållanden. På 1990 -talet fanns ett laboratorium vid Permafrost Institute i Norilsk, som behandlade stabiliteten hos tekniska strukturer. 2007 och 2013 kom jag till Norilsk, vi diskuterade problemen med bostadshusens hållbarhet med stadens myndigheter. I allmänhet är permafrostförhållanden kända för oss.

Direkt efter olyckan kom förslag på att smältningen av permafrost var skyldig till olyckan. Håller du med om denna preliminära bedömning?

- Jag kan inte säga förrän vi får materialet. Trots allt har olyckor hänt tidigare, när det inte skedde någon sådan uppvärmning i Arktis. Orsakerna kan variera. Det är nödvändigt att titta på permafrost-markförhållandena, förekomsten av underjordisk is i dem. För om marken inte är ismättad och inte avtar, kan orsaken till olyckan vara helt annorlunda, till exempel i tillståndet för strukturen. Idag säger de att orsaken kan vara smältningen av permafrosten, förstörelsen av betongbasen, sprängkapaciteten från seismiska vibrationer som pumpade vätskan i lagret och så vidare. Men det här är alla versioner. Du måste förstå orsakerna, och detta kan verkligen göras.

Hur är situationen med permafrost i Ryssland? Hur mycket smälter och minskar de senaste decennierna?

- Klimatförändringar äger rum, vilket vi alla känner, och även förändringar i genomsnittliga årliga lufttemperaturer är en av indikatorerna, men inte den enda som säger att temperaturen för Norilsk, Taimyr -regionen under de senaste 40 åren har ökat med en och en halv grad. I allmänhet finns det regioner i Ryssland där den genomsnittliga årliga temperaturen steg med tre grader under denna period. Detta påverkar naturligtvis också markförhållandena. Å andra sidan finns Le Chatelier-Brown-principen, och den naturliga miljön svarar på yttre påverkan. Det vill säga, om temperaturen stiger, sker det förändringar i ytförhållandena för värmeöverföring. Denna reaktion är inte densamma överallt; den beror på landskapsförhållandena. Till exempel, i centrala Yakutia, var det intensiv sänkning i öppna, utan skog, områden med utveckling av stenar i iskomplexet, nära ytan. I skogsområden är dessa fenomen obetydliga eller inte observerade. Det vill säga att svaret på klimatförändringar är helt annorlunda, även om det utan tvekan finns det. Någonstans är den svag, men någonstans på 40 år syns den inte alls. Snötäcke och regimet för dess ackumulering har ett stort inflytande på tillståndet i frysta jordar.

Hur mycket har permafrostytan minskat i Ryssland under de senaste decennierna?

- Jag har svårt att säga en exakt uppskattning, eftersom permafrosten i olika regioner drar sig tillbaka på olika sätt. Vi känner inte våra södra permafrostgränser klart. I allmänhet upptar permafrost 65% av Rysslands territorium. Jag tror att det i de södra regionerna i permafrostzonen har försvunnit med 2-3% av territoriet, inte mer. I stora områden har det övre lagret av sommarupptining ökat, men under de frusna skikten ligger det inte försvunnet.

Finns det några områden i Ryssland där det inte finns någon upptining av permafrost och klimatförändringar inte känns där?

- I centrala Yakutia, i vissa landskapszoner, i vissa skogssamhällen, stiger lufttemperaturen, växtsamhällen förändras och reaktionen av en ökning av djupet för säsongens upptining eller en ökning av temperaturen på bergarter observeras inte.

Varför?

- En gång vart tredje till fjärde år finns det vintrar när snö, som är en bra värmeisolator, faller mycket senare. Låga lufttemperaturer, frånvaro eller låg tjocklek på snötäcket bidrar till kylning av marken under denna period.

Det finns särskilda områden i Verkhoyansk-regionen i Yakutia, där det under de senaste åtta åren i det övre femmeters skiktet på jorden till och med har minskat temperaturen med två tiondelar av en grad. Dessutom noterades detta fenomen inte vid ett tillfälle utan vid tio olika delar av lättnaden. Detta registreras av våra automatiska stationer, som bestämmer temperaturen fyra gånger om dagen och ackumulerar 1600 mätningar per år. Detta gör att du kan bedöma temperaturförhållandena under olika årstider.

Hur många sådana observationsstationer har du?

- Det finns cirka 60 sådana observationsstationer eller platser i östra Sibirien, där mätningar ständigt utförs, men de har inte en enhetlig arealfördelning och täcker inte alla landskapsförhållanden. Idag utvecklas ett program för att skapa ett övervakningssystem i Arktis, och jag hoppas att ministeriet för utvecklingen av Fjärran Östern kommer att stödja det. Om du placerar 70 punkter jämnt i alla liggande zoner får du ett bra observationsnätverk.

När förväntar du dig att få programmet?

- Programmet ska lämnas till regeringen i december 2020. Vidare kommer frågan att avgöras vem som ska utföra den, borra, övervaka. Det är planerat att detta ska vara ett statligt nät. Frågan är i vems jurisdiktion? Underjordsanvändare, ekologer, geologer, meteorologer? Jag tror att det kommer att ta tio år att skapa ett observationssystem i hela permafrostzonen.

Vad vi har är vetenskapliga stationer som är inrättade för att lösa något problem, ofta för lovande mineralfyndigheter. Men inte alla underjordiska användare är redo eller tillåter att sådana observationsplattformar skapas på deras territorier. Vi deltar i vetenskapliga bidrag och, om vi vinner, använder vi medel för att köpa utrustning och skapa observationsplatser. I budgeten för vetenskap idag finns det ingen finansiering för skapandet av normala stationer.

Finns det platser där tjockleken på permafrostskiktet har minskat och inte längre gör det möjligt att hålla konstruktionshögar?

- Naturligtvis finns det sådana exempel, till exempel i Transbaikalia, i Chita. Det fanns funderingar projicerade på frusen mark. För närvarande har denna permafrost i vissa områden försämrats. Men om jag ska vara ärlig och ärlig så påverkas inte den större påverkan på byggnadernas och konstruktionernas stabilitet inte av permafrosten utan av driftförhållandena. Konstruktionen av konstruktionsstrukturer skapar ett specifikt naturligt och tekniskt system. Om till exempel i Jakutsk den genomsnittliga årliga jordtemperaturen nu är cirka 2, 5–3 grader, då under korrekt fungerande ventilerade underjordiska hus på högar är marktemperaturen minus 3, 5–4 grader. Det vill säga att en väl fungerande ventilerad underjord är i sig ett tekniskt kylsystem.

När det gäller Norilsk finns det olika förutsättningar. Ventilerade underjordiska områden fungerar ineffektivt på grund av betydande snöackumulering, vilket inte tillåter kall luft att cirkulera under byggnaden på vintern.

Kräver höjningen av genomsnittlig årstemperatur och upptining av permafrost förändringar i byggregler och förordningar?

- Den nuvarande förändringen av klimatförhållandena för ett antal regioner, inklusive Yakutsk, får inte katastrofala konsekvenser om dessa konstruktionssystem normalt drivs och förses med kontroll av läget i underlaget. Byggnader och konstruktioner är konstruerade för en viss livslängd. Till exempel är ett stenhus i 50–70 år. Om det finns ett system för normal kontroll över en konstruktionsstruktur, kan förebyggande skyddsåtgärder vidtas vid ändring av kontrollparametrar som gör det möjligt att bibehålla driftsförhållandena under en viss period. Men tyvärr finns det ofta ingen sådan kontroll. Till exempel rapporterar media att ett hus i Jakutsk kollapsade på grund av upptining av permafrost. Faktum är att orsaken till denna förstörelse är annorlunda - felhantering, som är förknippad med felaktig drift av den ventilerade underjorden (på sommaren är det en ansamling av vatten, på vintern - isbildning) och, som ett resultat, förstörelse av stödstrukturerna. Ofta ligger grunden för vissa hus i en fördjupning mellan grunden för andra strukturer som är upphöjda runt dem, en dränering ihålig bildas, som också är dåligt ventilerad på sommaren, och under dessa förhållanden bildas en talikzon. Den ökade luftfuktigheten under dessa strukturer påverkar strukturer, pålar, balkar, som kollapsar, upphör att bära de planerade lasterna - kollaps uppstår. Permafrost är en "konservativ miljö" och tillåter oss att ha tid att tänka, om vi kontrollerar vad som händer och inte väntar på att byggnaden ska kollapsa. Det finns ingen anledning att göra tragedier från smältning av permafrost, du måste hålla ett öga på strukturerna.

Hur bedömer du försämringen av infrastrukturen i fjärran norra delen?

- Förmodligen kommer det att göras bättre av tjänster som övervakar slitage. Jag vet olika nummer som professionella människor ringer. De tror att försämringen av byggnader och strukturer har nått cirka 60%. Någon tror att slitaget är högre. Det är bättre att utvärdera en specifik stad eller by. Avskrivning beror på driftsregler och byggnaders föråldring. Varje byggnad är trots allt designad för en viss period. Vissa byggnader kan existera under en och en halv tid för deras drift. Detta beror på korrekta driftförhållanden.

Har nya material och tekniker dykt upp i konstruktionen som inte är rädda för upptining av permafrost?

- Det finns nya material och utveckling av nya högdesigner. Började använda korrugerade högar, som har ett stort frysområde med jorden på samma djup som släta högar, olika värmeisolerande material används ofta. Det är uppenbart att en och samma struktur inte kan användas för hela Norra Fjärran, eftersom klimat- och markförhållandena är olika. Detta beaktas i konstruktionsbesluten för varje territorium. Idag byggs flervåningshus. Om i Jakutsk för 40 år sedan ansågs tio meter högar vara djupa, nu ligger pålarna begravda 15-16 m, vilket beror på belastningen. Genom att skapa en säkerhetsmarginal, genom att öka frysarean för de hängande högarna undviker vi risken för att byggnader förstörs. Ett av de allvarliga problemen med konstruktionen i norr är naturligtvis betong, som börjar smula av betydande temperaturfluktuationer. I pålar och andra armerade betongkonstruktioner exponeras järnarmering, som börjar rosta, vilket i sin tur leder till deras förstörelse. Idag dyker nya betongbetyg upp och utvecklas. I vägbyggen börjar mjukgörare och tillsatser användas för att klara hårda förhållanden med höga temperaturintervall.

Hur permafrost är permafrost? Finns det några uppskattningar av hennes ålder?

- För en person är hennes ålder jämförbar med evigheten. Det finns områden där permafrost inte har tinat på nästan 2 miljoner år. Detta är Kolyma lågland i norra Yakutia. Dess tjocklek är 500–600 m. Under perioder med uppvärmning tinade den upp och ner, men i mitten överlevde den i mer än 1,9 miljoner år.

Hur farligt är smältningen av permafrost för Arktiska havets kust, där kusten, som sönderfaller, drar sig tillbaka? Hur mycket mark förlorar vårt land?

- Anställda vid vårt institut övervakar permafrost i hyllzonen i Ishavet och kustprocesser. Kustens reträttnivåer varierar från en till två till 30 m per år och beror på kuststrukturen. Den genomsnittliga retreathastigheten för Laptevs och Östra Sibiriens hav är 0,8 m per år, och den areal som förlorats under den moderna perioden är 10,7 kvadratmeter. km per år.

På de gamla kungliga kartorna kan du se öar som inte längre finns …

- Ganska rätt. Det finns sådana öar. Även i mitt liv har flera öar försvunnit - det här är öarna Semenovsky, Vasilievsky, Figurnin.

Rekommenderad: