Потепление в Арктике угрожает вечной мерзлоте

Как стихия отвоевывает у людей землю

26.10.2016 в 08:28, просмотров: 2335

Необычные погодные явления последних лет принято списывать на изменение климата. О глобальном потеплении рассуждают даже бабушки в автобусе. Вот только мы в средней полосе еще толком и не сталкивались с последствиями этого пресловутого потепления. Зато их наблюдают полярные исследователи, такие, как герой нашей публикации, аспирант географического факультета МГУ, руководитель российского отделения молодых ученых-мерзлотоведов Алексей Маслаков.

Потепление в Арктике угрожает вечной мерзлоте
Установка термических датчиков в скважину. Лорино, 2012 год. Фото: Алексей Маслаков

Об Алексее я узнала от полярников из Пущино. И сразу полезла в Facebook договариваться об интервью. Оказалось, что Алексей в это время работал на севере, а интернет там плохой. «Я вернусь в октябре и приеду в Серпухов, у меня там мама живет», — написал он. Вот это совпадение! Так мы встретились у нас в редакции. Попивая кофе, ученый рассказал о своей работе в самом восточном регионе нашей страны — на Чукотке.

Ни в детстве, которое прошло на рабочей окраине Алексина в Тульской области, ни в школе Алексей не мечтал о полярной работе. Он хотел быть биологом. Только в последнем классе гимназии с углубленным изучением естественнонаучных предметов, он заметил у себя интерес к материкам, океанам и природным зонам. Самостоятельно подготовился к олимпиаде и поступлению в МГУ на географический факультет. После первой практики увлекся мерзлотоведением и пришел на соответствующую кафедру. С 2012 года он начал работать по международной программе мониторинга деятельностного слоя (CALM). Каждый год в августе он прилетает в Анадырь, оттуда на малом самолете добирается в поселок Лаврентия. Здесь расположена одна из научных баз. Вторая база находится в поселке Лорино. Между поселками Алексей перемещается на квадроцикле или машине, проводя измерения. А в свободное от основной работы время ведет собственное исследование — изучает разрушение морского берега.

Невечная мерзлота

Вечная мерзлота — это буквально замерзший грунт, который не оттаивал по крайней мере последние пару лет. Она распространена на севере, где холодно даже летом, поэтому грунт не успевает оттаивать. Только верхние сантиметры или метры протаивают — они и называются деятельным слоем. Его изучение позволяет понять, как расположенная под ним вечная мерзлота реагирует на изменение окружающей среды. Деятельный слой защищает мерзлоту от разрушения, но последние лет 15 ученые видят нехорошие тенденции — с каждым годом деятельный слой увеличивается, а это значит, что уменьшается вечная мерзлота.

Вечная мерзлота встречается на более чем половине территории России. На Крайнем Севере ее очень много, и на ней расположены поселки, а иногда и целые города, как например, Норильск. На Чукотке вечная мерзлота позволила в 60-70-е годы построить современное жилье. В поселках Лорино и Лаврентия живут в основном коренные народы, занимаясь традиционными промыслами: оленеводством, охотой на морских животных, разведением песца. Таяние вечной мерзлоты несет угрозу их налаженной жизни.

Жилые дома там построены на сваях, так, чтобы между землей и первым этажом было пространство — холодное проветриваемое подполье. Оно защищает грунт от тепла, которое выделяет дом. Если подполье захламлять, заливать водой, то это приведет к протаиванию мерзлоты и постепенному разрушению дома. Прорыв трубы отопления может привести к печальным последствиям. Естественное протаивание тоже наблюдается, из-за него сваи отмерзают от грунта и теряют несущую способность. Такой дом придется расселять, а новое жилье на севере обходится в разы дороже. Поэтому ученые рекомендуют регулярно обследовать дома, наблюдать за деятельным слоем и вовремя принимать меры. Таким образом удается продлить срок эксплуатации домов. Наверное, на век-другой еще хватит, но в природе уже идут процессы, которые неминуемо приведут к разрушению этих прибрежных поселков на Чукотке.

Климат и земля

Если сравнить фотографии поселков за последние несколько лет, то видно, как изменилась береговая линия. Земля отступает под напором морских волн. По наблюдениям Алексея, поселок Лорино за год лишается 1,5-2 метров берега. В 2014 году море «откусило» 2,5 метра от берега. Разрушение берега началось недавно, уверен ученый. Люди здесь живут триста лет, и если бы берег отступал такими темпами всегда, то поселка давно бы не было. Значит, что-то спровоцировало этот процесс. По мнению научного сообщества, причина — в глобальном изменении климата.

В Арктике среднегодовая температура воздуха поднялась на один градус Цельсия за последние сто с лишним лет. А в некоторых ее местах — на 1,5 градуса. Это привело к массовому таянию морских льдов в Северном ледовитом океане. Площадь открытой ото льдов воды увеличилась, значит волны получили больше места для разгона, и приходят к берегу более высокими и мощными, чем раньше. Увеличился и летний период, во время которого арктические моря не замерзают, позволяя волнам резвиться дольше и разрушать берега. К примеру, на Аляске прибрежный поселок Шишмарев приходится переселять из-за того, что на него наступает море. Поселку Туктояктук на севере Канады повезло больше. Он служит стратегическим портом для нефтяных танкеров, и промышленники потратили большие деньги, чтобы его спасти. Они заковали берег в железобетонные плиты, а в море высыпали огромные валуны.

«Мы не сможем остановить наступление моря, поскольку человеческие силы намного меньше, чем силы природы. — говорит Алексей. — Особенно трудно препятствовать этому в отдаленном регионе». И все же он предлагает замедлить разрушение берега: просто насыпать на пляж крупные валуны. Они будут гасить волны и препятствовать выносу песка.

Поселок на льду

Во время полевого сезона Алексей каждый день наведывается на опытные площадки, где пробурены скважины, и снимает показания приборов, которые меряют разные параметры грунтов. Большим железным щупом он протыкает почву и замеряет мощность деятельного слоя: слышен характерный звук, когда щуп упирается в вечную мерзлоту. Данные за последние 16 лет показывают, что деятельный слой в Лорино увеличивается каждый год на один сантиметр, то есть мерзлота тает. Талая вода собирается в ручьи, углубляет русла речушек и сносит почву в океан более активно, чем прежде. Мерзлый грунт содержит много льда, который, растаяв, вызывает оседание почвы на поверхности. Появляются озера, а если проседание случилось на склоне, то зарождается овраг. «Мы видим эти явления: сначала появляются ложбинки, потом русло ручья, а потом и овраг», — рассказывает Алексей. Один такой овраг в Лаврентия за несколько дней заглубился на пять метров и обнажил вечную мерзлоту. А там оказался огромный пласт чистого льда толщиной метра три и ледяные жилы. Такие пласты и жилы нередко встречаются на севере, и исследователи знают, что будет, если они растают. «Эта территория оползет, а потом превратится в «бэдлэнд» — землю, не предназначенную для хозяйственного использования», — поясняет Алексей.

Таких жил в Лорино, видимо, несколько, и их протаивание станет для поселка катастрофой. Как выяснил ученый, Лорино стоит на полигонально-жильных льдах. Они образуются в зоне вечной мерзлоты при сильном замерзании и растрескивании грунта. Эта особая форма рельефа хорошо видна с воздуха. На ней нельзя строить никаких промышленных объектов, даже трубопроводов. Хотя в Лорино почти ничего не строят. Последний всплеск активности там закончился с уходом Романа Абрамовича с поста губернатора Чукотки.

Надо спешить

Ученые стараются собрать побольше информации о вечной мерзлоте. Мерзлые почвы — это уникальное хранилище информации о прошлом региона. В них как в холодильнике сохраняется органика, семена растений. К примеру, в Пущино в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения несколько лет назад вырастили смолевку узколистную, семена которой пролежали в мерзлоте 31 тысячу лет. Изотопный состав льда дает информацию о температуре воздуха, которая была на земле тысячи и сотни тысяч лет назад. Алексею пока удалось найти ледяные жилы возрастом 11 тысяч лет. «Они голоценовые, а этот период хорошо изучен. Если бы мне удалось найти жилы старше 30 тысяч лет!», — мечтает он.

Многолетние наблюдения за вечной мерзлотой и деятельным слоем нужно вести, чтобы понять, как они реагируют на изменение климата. Только так можно оценить последствия его воздействия. Данные с 248 мониторинговых площадок, размещенных в полярных областях Земли, стекаются в открытую для всех базу данных. А эти данные показывают, что вечная мерзлота теплеет. Ее температуру измеряют каждый год непосредственно в скважинах, и если бы речь шла о повышении с минус 10 до минус 8 градусов, то вряд ли возник бы повод для беспокойства. Но, к примеру, на Аляске температура вечной мерзлоты была минус 4 градуса, а теперь стала практически нулевой. «Из-за этого меняется гидрологический режим и растительный покров северных территорий. А это уже критично и для хозяйственной деятельности. Если раньше олени паслись в тундре и не вытаптывали ее, то теперь на потеплевшем участке меняются защитные свойства растительности, и животные могут за один сезон уничтожить пастбище. На Чукотке здания строили в 70-е годы по нормам, которые не учитывали изменение климата, и теперь эти строения оказались в зоне риска», — рассказывает Алексей. Из-за протаивания вечной мерзлоты многие дома пошли трещинами. В пос.Лаврентия есть жилая пятиэтажка, со временем оказавшаяся частично на талом грунте. В Анадыре пострадала целая улица Ленина: здания на ней постепенно сползают по склону.

Это не значит, что с севера нужно уходить, наоборот, есть повод его активно осваивать, как это было в 1930-е годы, когда в Арктике построили многие города, порты. Только нужно иначе подходить к проектированию зданий, следить за постройками и грунтами.

Будет ли потепление?

«Люди смотрят передачи про глобальное потепление, где их убеждают в том, что скоро ледники растают, и море затопит города. Это не так. Изменения идут, но медленные. Большинство ученых считают, что температура на Земле будет расти и дальше», — говорит Алексей. В то время как они усматривают причины потепления в промышленном сжигании ископаемого топлива, он полагает, что это часть природного цикла. Мы начали метеонаблюдения в конце XIX века, как раз, когда средняя глобальная температура росла после окончания малого ледникового периода. Он длился примерно с XIII века, а до него было несколько веков потепления. Тогда, кстати, и случилось великое переселение народов, последствия которого видны теперь на политической карте Европы.

По словам ученого, через несколько десятилетий температура может выйти на пик, и начнет холодать. Согласно же различным моделям, к концу века температура вырастет на 2-4 градуса. Что действительно волнует ученых, так это беспрецедентное содержание углекислого газа в атмосфере. В сентябре 2016 года оно впервые в истории человечества превысило критическую отметку в 400 ед. на млн. Такой концентрации CO2 на Земле не было последние пару миллионов лет. Считается, что углекислый газ, который служит сильным парниковым газом, приводит к росту температуры. «У меня другая точка зрения: рост температуры способствует росту концентрации парниковых газов. И вообще, Земля — устойчивая система, и если что-то выводит ее из равновесия, то начинается противоборство», — говорит Алексей. Похоже, что глобальное потепление нам не грозит.