RF pierde anual aproximativ 11 mp. km de teren datorită topirii permafrostului

Cuprins:

RF pierde anual aproximativ 11 mp. km de teren datorită topirii permafrostului
RF pierde anual aproximativ 11 mp. km de teren datorită topirii permafrostului
Anonim

Permafrost acoperă 65% din teritoriul Rusiei, toate construcțiile din Arctica, Siberia și Orientul Îndepărtat s-au bazat literalmente pe aceasta. Cu toate acestea, în ultimii ani, fiabilitatea sa a fost pusă sub semnul întrebării din cauza schimbărilor climatice. Recent lansată Expediția Mare Norilsk a Filialei Siberiene a Academiei Ruse de Științe (SB RAS) își stabilește una dintre sarcinile sale de a testa rezistența structurilor și terenul de sub ele. Directorul P. I. Melnikov SB RAS Mihail Zheleznyak.

Image
Image

Ce sarcini și-a stabilit institutul în expediția care a început?

- În cadrul expediției, sarcina Institutului Permafrost este de a caracteriza și evalua starea rocilor sezoniere și permafrost pe teritoriul instalațiilor de inginerie, în zona deversării de petrol și pe teritoriul care nu este predispus la poluare. Pe baza materialelor pe care le primim în timpul cercetării de teren, să vedem cum s-au schimbat condițiile de permafrost. În prezența materialelor de cercetare și studii inginerești și geologice efectuate, vom încerca să ne oferim viziunea asupra cauzelor accidentului.

Cum va arăta munca de teren? Unde vei lua probe?

- Doi cercetători de la institutul nostru participă la expediție. Vom efectua operațiuni de forare, observații ale temperaturii în puțuri, vom efectua observații pe traseu, vom preleva probe în timpul forării, vom caracteriza procesele criogenice. Este necesar să se estimeze adâncimea dezghețului sezonier și temperatura rocilor în zonele de fundal și la locația structurii de urgență.

Ce informații are Institutul despre permafrost în Norilsk astăzi? Când a fost efectuată ultima dată o astfel de cercetare acolo?

- Institutul nostru are o stație de permafrost în Igarka, nu este atât de departe. Ultima dată când colegii noștri au lucrat în Norilsk a fost acum trei ani. Am lucrat în regiune în anii 1980, cercetând condițiile de permafrost și geotermale. În anii 1990, exista un laborator al Institutului Permafrost din Norilsk, care se ocupa de stabilitatea structurilor inginerești. În 2007 și 2013 am venit la Norilsk, am discutat cu autoritățile orașului problemele durabilității clădirilor rezidențiale. În general, condițiile permafrost ne sunt familiare.

Imediat după accident, s-au sugerat că topirea permafrostului este de vină pentru accident. Sunteți de acord cu această evaluare preliminară?

- Nu pot spune până nu obținem materialele. La urma urmei, s-au mai întâmplat accidente, când nu a existat o astfel de încălzire în Arctica. Motivele pot varia. Este necesar să ne uităm la condițiile permafrost-sol, la prezența gheții subterane în ele. Deoarece dacă solurile nu sunt saturate de gheață și nu cedează, atunci cauza accidentului ar putea fi complet diferită, de exemplu, în starea materialelor structurilor. Astăzi, ei spun că cauza ar putea fi topirea permafrostului, distrugerea bazei de beton, capacitatea de izbucnire din vibrațiile seismice care pompau lichidul în depozit și așa mai departe. Dar toate acestea sunt versiuni. Trebuie să înțelegeți motivele și acest lucru se poate face cu adevărat.

Care este situația cu permafrost în Rusia? Cât se topește și scade în ultimele decenii?

- Au loc schimbări climatice, pe care le simțim cu toții, și chiar modificări ale temperaturilor medii anuale ale aerului sunt unul dintre indicatori, dar nu singurul care spune că pentru regiunea Norilsk, Taimyr în ultimii 40 de ani, temperatura a crescut cu un grad și jumătate. În general, există regiuni din Rusia în care temperatura medie anuală a crescut cu trei grade în această perioadă. Desigur, acest lucru afectează și condițiile solului. Pe de altă parte, există principiul Le Chatelier-Brown, iar mediul natural răspunde influențelor externe. Adică, dacă temperatura crește, atunci există schimbări în condițiile de suprafață ale transferului de căldură. Această reacție nu este aceeași peste tot; depinde de condițiile peisajului. De exemplu, în Yakutia centrală, s-a produs o intensă afundare în zonele deschise, fără pădure, de dezvoltare a rocilor din complexul de gheață, aproape de suprafață. În zonele forestiere, aceste fenomene sunt nesemnificative sau nu sunt observate. Adică, răspunsul la schimbările climatice este complet diferit, deși, fără îndoială, există. Undeva este slab, dar undeva în 40 de ani nu este deloc vizibil. Stratul de zăpadă și regimul de acumulare al acestuia au o mare influență asupra stării solurilor înghețate.

Cât a redus suprafața de permafrost în Rusia în ultimele decenii?

- Mi se pare greu să spun o estimare exactă, deoarece în diferite regiuni permafrostul se retrage în moduri diferite. Nu cunoaștem clar limitele noastre de permafrost sudic. În general, permafrostul ocupă 65% din teritoriul Rusiei. Cred că în regiunile sudice ale zonei permafrost a dispărut cu 2-3% din teritoriu, nu mai mult. În zone întinse, stratul superior al dezghețului de vară a crescut, dar sub straturile înghețate se află, nu a dispărut.

Există zone în Rusia în care nu există dezghețare a permafrostului și schimbările climatice nu se simt acolo?

- În centrul Yakutia, în unele zone peisagistice, în anumite comunități de păduri, temperatura aerului crește, se schimbă comunitățile de plante și nu se observă reacția unei creșteri a adâncimii dezghețului sezonier sau a unei creșteri a temperaturii rocilor.

De ce?

- O dată la trei până la patru ani sunt ierni când zăpada, care este un bun izolator termic, cade mult mai târziu. Temperaturile scăzute ale aerului, absența sau grosimea redusă a stratului de zăpadă contribuie la răcirea solurilor în această perioadă.

Există zone speciale în regiunea Verkhoyansk din Yakutia, unde în ultimii opt ani, în stratul superior de cinci metri al pământului a existat chiar o scădere a temperaturii cu două zecimi de grad. Mai mult, acest fenomen a fost observat nu la un moment dat, ci la zece părți diferite ale reliefului. Aceasta este înregistrată de stațiile noastre automate, care determină temperatura de patru ori pe zi și acumulează 1600 de măsurători pe an. Acest lucru vă permite să evaluați condițiile de temperatură în diferite anotimpuri ale anului.

Câte astfel de stații de observare aveți?

- Există aproximativ 60 de astfel de stații sau situri de observare în Siberia de Est, unde se efectuează în mod constant măsurători, însă nu au o distribuție uniformă a ariei și nu acoperă toate condițiile peisagistice. Astăzi, se dezvoltă un program pentru a crea un sistem de monitorizare în Arctica și sper că Ministerul Dezvoltării Orientului Îndepărtat îl va sprijini. Dacă plasați 70 de puncte în mod egal în toate zonele de peisaj, veți obține o rețea bună de observare.

Când vă așteptați să primiți programul?

- Programul ar trebui să fie transmis guvernului în decembrie 2020. Mai departe, se va decide întrebarea cine o va efectua, forează, monitorizează. Este planificat ca aceasta să fie o rețea de stat. Întrebarea este, în a cui jurisdicție? Utilizatori ai subsolului, ecologiști, geologi, meteorologi? Cred că va dura zece ani pentru a crea un sistem de observare în întreaga zonă de permafrost.

Ceea ce avem sunt stații științifice care sunt înființate pentru a rezolva unele probleme, adesea pentru depozite minerale promițătoare. Cu toate acestea, nu toți utilizatorii subsolului sunt pregătiți sau permit crearea unor astfel de platforme de observare pe teritoriile lor. Participăm la granturi științifice și, dacă câștigăm, folosim fonduri pentru a achiziționa echipamente și a crea site-uri de observare. În bugetul pentru știință de astăzi nu există finanțare pentru crearea stațiilor normale.

Există locuri în care grosimea stratului de permafrost a scăzut și nu mai permite păstrarea grămezilor de construcție?

- Desigur, există astfel de exemple, de exemplu, în Transbaikalia, în Chita. Au fost fundații proiectate pe teren înghețat. În prezent, în unele zone, acest permafrost s-a degradat. Dar, pentru a fi sincer și sincer, impactul mai mare asupra stabilității clădirilor și structurilor este exercitat nu de permafrost, ci de condițiile de funcționare. Construcția structurilor de inginerie creează un sistem natural și tehnic specific. Dacă, de exemplu, în Yakutsk temperatura medie anuală a solului este acum de aproximativ 2, 5–3 grade, atunci în casele subterane ventilate care funcționează corespunzător pe grămezi, temperatura solului este de minus 3, 5–4 grade. Adică, un subteran ventilat care funcționează corespunzător este el însuși un sistem de răcire tehnic.

În ceea ce privește Norilsk, există condiții diferite. Subteranele ventilate funcționează ineficient datorită acumulării semnificative de zăpadă, care nu permite aerului rece să circule sub clădire iarna.

Creșterea temperaturii medii anuale și decongelarea permafrostului necesită modificări ale regulilor și reglementărilor de construcție?

- Schimbarea actuală a condițiilor climatice pentru o serie de regiuni, inclusiv Yakutsk, nu are consecințe catastrofale în cazul în care aceste sisteme de inginerie sunt în mod normal operate și prevăzute cu controlul stării subgradului. Clădirile și structurile sunt proiectate pentru o anumită durată de viață. De exemplu, o casă de locuințe din piatră este de 50-70 de ani. Dacă există un sistem de control normal asupra unei structuri de inginerie, atunci în cazul unei modificări a parametrilor de control, pot fi luate măsuri preventive de protecție, care vor permite menținerea condițiilor de funcționare pentru o anumită perioadă. Dar, din păcate, de multe ori nu există un astfel de control. De exemplu, mass-media raportează că o casă din Yakutsk s-a prăbușit din cauza decongelării permafrostului. De fapt, motivul acestei distrugeri este diferit - gestionarea necorespunzătoare, care este asociată cu funcționarea necorespunzătoare a subteranului ventilat (vara există o acumulare de apă, iarna - formarea de gheață) și, ca urmare, distrugerea structurilor suport. Adesea, fundațiile unor case se află într-o depresiune între fundațiile altor structuri ridicate în jurul lor, se formează un gol de drenaj, care este, de asemenea, slab ventilat vara și, în aceste condiții, se formează o zonă talik. Umiditatea crescută sub aceste structuri afectează structurile, grămezile, grinzile, care se prăbușesc, încetează să mai suporte sarcinile planificate - se produce prăbușirea. Permafrost este un „mediu conservator” și ne permite să avem timp să ne gândim, dacă controlăm ce se întâmplă și nu așteptăm ca clădirea să se prăbușească. Nu este nevoie să faceți tragedii din topirea permafrostului, trebuie să țineți cont de structuri.

Cum apreciați deteriorarea infrastructurii în nordul îndepărtat?

- Probabil, va fi mai bine realizat de serviciile care monitorizează uzura. Știu diferite numere pe care le apelează oamenii profesioniști. Ei cred că deteriorarea clădirilor și structurilor a ajuns la aproximativ 60%. Cineva crede că uzura este mai mare. Este mai bine să evaluați un anumit oraș sau sat. Amortizarea depinde de regulile de funcționare și perimare a clădirilor. La urma urmei, fiecare clădire este proiectată pentru o anumită perioadă. Unele clădiri pot exista pentru un timp și jumătate alocat pentru funcționarea lor. Acest lucru se datorează condițiilor de funcționare corecte.

Au apărut noi materiale și tehnologii în construcții care nu se tem de dezghețarea permafrostului?

- Există materiale noi și dezvoltarea de noi modele de grămadă. Au început să se utilizeze grămezi ondulate, care au o zonă mare de îngheț cu solul la aceeași adâncime ca grămezile netede, diferite materiale termoizolante sunt utilizate pe scară largă. Este destul de evident că una și aceeași structură nu poate fi utilizată pentru întregul Nord îndepărtat, deoarece condițiile climatice și ale solului sunt diferite. Acest lucru este luat în considerare în deciziile de proiectare pentru fiecare teritoriu. Astăzi se construiesc clădiri cu mai multe etaje. Dacă în Yakutsk acum 40 de ani, grămezile de zece metri erau considerate adânci, acum grămezile sunt îngropate 15-16 m, ceea ce depinde de sarcină. Prin crearea unei marje de siguranță, prin creșterea zonei de îngheț a grămezilor agățate, evităm pericolul distrugerii clădirilor. Una dintre problemele serioase ale construcției din nord este, desigur, betonul, care începe să se destrame din fluctuațiile semnificative de temperatură. În piloți și alte structuri din beton armat, este expusă armarea de fier, care începe să ruginească, ceea ce, la rândul său, duce la distrugerea lor. Astăzi apar noi clase de beton și se dezvoltă. În construcția de drumuri, plastifianții și aditivii încep să fie utilizați pentru a rezista condițiilor dure cu intervale de temperatură ridicate.

Cât de permafrost este permafrost? Există estimări ale vârstei ei?

- Pentru o persoană, vârsta ei este comparabilă cu eternitatea. Există zone în care permafrostul nu s-a dezghețat de aproape 2 milioane de ani. Aceasta este câmpia Kolyma din nordul Yakutia. Grosimea sa este de 500–600 m. În perioadele de încălzire, s-a dezghețat deasupra și dedesubt, dar în partea de mijloc a supraviețuit mai mult de 1,9 milioane de ani.

Cât de periculoasă este topirea permafrostului pentru coasta Oceanului Arctic, unde coasta, care se prăbușește, se retrage? Cât teren pierde țara noastră?

- Angajații institutului nostru monitorizează permafrost în zona de raft a Oceanului Arctic și a proceselor de coastă. Ratele de retragere costieră variază de la unu la doi până la 30 m pe an și depind de structura costieră. Rata medie de retragere a țărmurilor Mării Laptev și a Mării Siberiene de Est este de 0,8 m pe an, iar suprafața de teren pierdută în perioada modernă este de 10,7 metri pătrați. km pe an.

Pe vechile hărți regale puteți vedea insule care nu mai există …

- Destul de bine. Există astfel de insule. Chiar și în viața mea, mai multe insule au dispărut - acestea sunt insulele Semenovsky, Vasilievsky, Figurnin.

Recomandat: