Iako se permafrost naziva permafrost, zapravo nije tako. Ovaj permafrost je nastao u kvartaru ili ledeno doba razvoj naše zemlje. U onim područjima gdje je klima bila suha i mrazna, a debljina prizemnog ledenog pokrivača neznatna, ili se uopće nije formirala, dolazilo je do smrzavanja tla i formiranja permafrost područja.

Smrznute stijene imaju temperature ispod 0°C; dio ili sva voda u njima je u kristalnom stanju. U srednjim geografskim širinama zimi se zamrzava samo mali površinski sloj, pa ovdje prevladava sezonski permafrost. U sjevernim geografskim širinama dugo vremena, mrazna zima zemlja se smrzava veoma duboko, i kratko ljeto otapa se samo od površine do dubine od samo 0,5-2 m. Sloj za odmrzavanje naziva se aktivni sloj. Ispod njega u stenama tijekom cijele godine negativne temperature traju. Ova mjesta se nazivaju oblastima permafrosta.

Zamrznuta tla su na Zemlji uglavnom raspoređena u polarnim područjima. Najveća područja permafrosta - Sibir i sjeverni dio sjeverna amerika.

Teritorije na kojima je permafrost raširen nazivaju se i područjem podzemne glacijacije. Ali treba napomenuti da smrznute stijene ovdje nisu rasprostranjene. U dolinama velikih rijeka, ispod velikih jezera, u područjima cirkulacije podzemnih voda, slojevi permafrosta su prekinuti. Na rubovima područja podzemne glacijacije nalazi se ostrvski permafrost u obliku pojedinačnih mrlja.
U smrznutim stijenama, led postaje vrsta minerala koji stvara stijene. Razne ledene inkluzije u stenama zemljine kore nazivaju se fosilnim ledom. Razlozi za njihovu pojavu su različiti: smrzavanje vode u debljini permafrost tla; zaspati planinske glečere sa talusom. Fosilni led postoji u obliku vena, klinova, tankih stabljika, a takođe i u obliku sočiva. Ponekad nastala ledena leća i voda koja dolazi odozdo podižu tlo ispod i pojavljuje se brežuljak zvan hidrolakolit. U Jakutiji dostižu 25-40 metara u visinu i 200-300 metara u širinu.

Pod utjecajem poprečnog smrzavanja i odmrzavanja tla i stijena na padinama, kao i zbog gravitacije, aktivni sloj počinje polako kliziti čak i sa blagih padina brzinom od centimetra godišnje do nekoliko metara na sat. Ovaj proces se naziva soliflukcija (od latinskog solum - tlo i fluctio - istjecanje). Rasprostranjena je u srednjem i Istočni Sibir, u Kanadi, u visoravnima, u tundri. Istovremeno, na padinama se nalaze utoci, niski grebeni. Ako na padini ima drvenaste vegetacije, šumske padine. Ovaj fenomen se naziva "pijana šuma".

Permafrost procesi uvelike otežavaju izgradnju i rad zgrada, puteva, mostova, tunela. Neophodno je očuvati smrznuta tla u njihovom prirodnom stanju. U tu svrhu konstrukcije se postavljaju na nosače, postavljaju se cijevi za hlađenje, šipovi su uronjeni u izbušene bunare. Ali permafrost postaje i pomoćnik čovjeka kada se u njemu urede skladišta i ogromni prirodni hladnjaci.

Odgovori lijevo Gost

Od pozitivnih faktora mogu se izdvojiti dva: stvaranje prirodnih hladnjaka za skladištenje kvarljivih proizvoda i ušteda materijala za pričvršćivanje u rudnicima i jamama

Glavni razlog za stvaranje permafrosta je izuzetno hladna klima, u kojoj stijene imaju temperature ispod tačke smrzavanja.

Permafrost je rezultat teških klimatskim uslovima uglavnom oštre zime sa malo snijega.
Sljedeći faktori doprinose stvaranju i očuvanju permafrosta:
negativne srednje godišnje temperature, oštre i duge zime, dubina smrzavanja premašuje dubinu ljetnog odmrzavanja.

Permafrost ima veliki uticaj o ljudskoj ekonomskoj aktivnosti. Stvara značajne prepreke zemljanim radovima, izgradnji i eksploataciji raznih objekata itd. Zagrijane zgrade podignute na permafrostu vremenom se talože zbog odmrzavanja tla ispod njih, u njima se pojavljuju pukotine, a ponekad se i uništavaju. Permafrost takođe otežava snabdijevanje vodom naselja i na prugama. To je zahtijevalo razvoj posebnih metoda gradnje u uvjetima vječnog leda.

Permafrost doprinosi zamočenju poljoprivrednih površina, zbog čega su potrebni dodatni radovi na rekultivaciji, odnosno uklanjanju viška vlage sa polja.
Od pozitivnih faktora mogu se izdvojiti dva: stvaranje prirodnih hladnjaka za skladištenje kvarljivih proizvoda i ušteda materijala za pričvršćivanje u rudnicima i rudnicima.

Permafrost ima raznolik uticaj na prirodu provincija u kojima je široko rasprostranjen. Prije svega, to otežava kretanje podzemnih voda - subpermafrost, interpermafrost i, posebno, suprapermafrost, koji se nalazi najbliže dnevnoj površini. To uvelike ograničava podzemno napajanje rijeka Centralnog i Istočnog Sibira. Pod ovim uslovima, podzemne vode često formiraju zaleđine, nabrekline i druge oblike reljefa koji daju specifične karakteristike kopnenoj površini istočnih regiona Sibira. Na sjeveroistoku ZND-a ima oko 4.000 zaleđivanja (taryn na Jakutskom), koje sadrže oko 25 milijardi m3 leda. Odmrzavanje smrznutih tla i njihovo slijeganje doprinose širokoj rasprostranjenosti termokarsta i posebnom reljefu uzrokovanom njime u Sjevernom Sibiru, Indigirskaya, Kolyma, Central Yakutsk i drugim nizinama i visoravni u oblastima permafrosta.

Permafrost negativno utječe na razvoj vegetacije i zemljišnog pokrivača. U uslovima viška hladnoće, biljke ne dobijaju normalnu ishranu, daju neznatan porast organske materije i ne pokrivaju dovoljno površinu tla. Permafrost posebno štetno djeluje na drvenastu vegetaciju koja ima izrazito potisnut izgled, rijetku sastojinu i loš sastav vrsta. U srednjem i istočnom Sibiru, dahurski ariš najbolje podnosi vječni led među drvećem.

U provincijama distribucije permafrosta, pokrivač tla. U srednjem i istočnom Sibiru rašireno je grubo skeletno kamenito tlo zbog prevladavanja mraznog trošenja nad hemijskim i biološkim, a fenomeni močvare su posvuda u ravnicama. Tla su u ovim uvjetima primitivno razvijena, tanka, karakterizirana su oštro potisnutim biohemijskim procesima, nedostatkom hranjivih tvari.

U centralnom i istočnom Sibiru rasprostranjene su pojave soliflukcije koje, uz termokarst, imaju veliki reljefotvorni značaj.

Najčešći tip deformacije smrznutog tla je dizanje povezano s povećanjem zapremine vode tokom smrzavanja. Pozitivni oblici reljefa koji nastaju u ovom slučaju nazivaju se nasipi; njihova visina obično nije veća od 2 m. Ako su humci formirani unutar tresetne tundre, tada se obično nazivaju tresetnim humcima; treset je dobar toplotni izolator, permafrost ispod njega traje dugo i često na onim mjestima koja se smatraju slobodnima od permafrosta, na primjer, na poluotoku Kola. Visina tresetnih humaka može doseći 3-7 m, obično su okruglog oblika, ponekad se nalaze pojedinačno, ali češće u grupama.

Ljeto gornji sloj permafrost se otapa. Permafrost koji leži ispod sprečava prodiranje otopljene vode; voda, ako ne nađe oticaj u rijeku ili jezero, ostaje na svom mjestu do jeseni, kada ponovo zaledi. U proljeće se otapanje odvijalo odozgo prema dolje, kao rezultat izjednačavanja temperatura već zagrijanog zraka i još hladnog tla; u jesen, temperatura se takođe brže dešava u vazduhu, a smrzavanje se takođe dešava od vrha do dna. Kao rezultat, otopljena voda se nalazi između vodootpornog sloja permafrosta odozdo i sloja novog sezonskog permafrosta koji postepeno raste od vrha do dna. Led zauzima veću zapreminu od vode. Voda, koja se nalazi između dva sloja leda pod ogromnim pritiskom, nalazi najviše slabost u sezonski smrznutom sloju i probija se kroz njega. Ako se izlije na površinu, formira se ledeno polje - mraz; Geomorfološki značaj zaleđivanja leži u činjenici da se na njegovim rubovima odvija intenzivno mrazno trošenje. Ako na površini postoji gusta mahovina-trava ili sloj treseta, voda se možda neće probiti kroz njega, već ga samo podići, šireći se ispod njega. Smrznuvši se tada, formira ledeno jezgro brežuljka; postepeno rastući, takav brežuljak može doseći visinu od 70 m s promjerom do 200 m.

Zagrijavanje klime, narušavanje temperaturnog režima tla uslijed krčenja šuma, izgradnje i sl., može dovesti do odmrzavanja pojedinih područja permafrosta, što će uzrokovati slijeganje tla, stvaranje lijevka, podzemnih šupljina i drugih negativnih reljefnih oblika koji izgledaju poput kraških.

Procesi formiranja reljefa uzrokovani lokalnim otapanjem permafrosta, i svih oblika nastalih njima, nazivaju se termalnim karstom, ili (češće) termokarstom (grč. therme - toplina). U područjima rasprostranjenosti termokarsta ima mnogo udubljenja, zaobljenog oblika, obično sadrže jezera, jer je vlaga prekomjerna, a permafrost je vodootporan. Termokraška jezera razlikuju se od kraških jezera po pravilnijem obliku i manjoj dubini. U ravničarskim dijelovima središnje Jakutije često se nalaze alasi - termokraški bazeni ravnog dna od desetina metara do nekoliko kilometara u prečniku i dubine do 15-30 m. Alase često zauzimaju jezera, močvare, livade; ponekad su to baseni isušenih ili obraslih termokraških jezera.

U uslovima permafrosta, posebno ako je sadržaj leda u zamrznutoj stijeni visok, voda proizvodi ne samo mehanički, već i termički učinak na stijenu, jer otapanje leda doprinosi razaranju stijene. Stoga su uvedeni posebni pojmovi - termička erozija i termička abrazija. Termička erozija se očituje u činjenici da rijeke lako ispiru obale, a mreža jaruga dostiže nevjerovatnu gustoću čak iu uvjetima vrlo ravnog reljefa (na primjer, na Yamalu); termička abrazija ponekad uzrokuje brzo povlačenje obale pod djelovanjem morskih valova.

Reljefni oblici povezani sa permafrostom mogu se locirati i tamo gdje sada permafrosta nema, odnosno mogu imati reliktni karakter. Dakle, u srednjim i južnim dijelovima Republike Komi sada nema permafrosta, ali se često nalaze plitka zaobljena jezera, a zračne fotografije jasno čitaju mrežu poligonalnih tla, koje su posebno jasno vidljive na visokim riječnim terasama.

Razlozi za širenje permafrosta u istočnom Sibiru

Zdorik Ekaterina

1. Reljef

Permafrost utječe na reljef, jer voda i led imaju različite gustoće, zbog čega se stijene smrzavanja i odmrzavanja deformiraju. Takođe je važno da smrznuto tlo ne propušta vodu.

Najčešći tip deformacije smrznutog tla je dizanje povezano s povećanjem zapremine vode tokom smrzavanja. Pozitivni oblici reljefa koji nastaju u ovom slučaju nazivaju se nasipi; njihova visina obično nije veća od 2 m. Ako su humci formirani unutar tresetne tundre, tada se obično nazivaju tresetnim humcima.

Za područja permafrosta, kao i za, karakteristična su takozvana strukturna tla - oblici reljefa koji nastaju kao rezultat složenog procesa sortiranja heterogene zemljišne mase zasićene vodom tokom njenog ponovnog smrzavanja i odmrzavanja.

2. Rijeke

Rijeke se uglavnom napajaju otapanjem snježnog pokrivača početkom ljeta i ljetne kiše. Određenu ulogu u ishrani rijeka igraju podzemne vode i otapanje "vječnog" snijega i glečera u visoke planine, kao i led. Zimi se na mnogim rijekama stvara led, a male rijeke se smrzavaju do dna.

Ledenje počinje u posljednjoj dekadi maja - početkom juna.

Razlozi za stvaranje permafrosta.

U to vrijeme većina rijeka ima najviši vodostaj. Na nekim mjestima (na primjer, u donjem toku Jane), kao rezultat zastoja leda, voda se ponekad podigne 15-16 m iznad zimskog nivoa. Tokom poplavnog perioda, rijeke intenzivno erodiraju svoje obale i zatrpaju kanale stablima drveća, stvarajući brojne nabore.

3. Tla

Permafrost je dobar vodonosnik, pa često uzrokuje zalijevanje tla koje se ljeti otapa.

Na permafrostu se formiraju specifična blejska-permafrost-tajga i permafrost-tajga tla.

4. Biljni svijet

klimatski geografski reljef permafrosta

Plitka pojava smrznutog sloja uzrokuje formiranje potlačenih zasada u biljkama, smanjuje otpornost drveća na vjetar. Permafrost inhibira razvoj biljaka.

5. Ljudska ekonomska aktivnost

U poljoprivredi, permafrost u nekim slučajevima ograničava razvoj određenih kultura, u drugim pogoduje uzgoju biljaka zbog dodatne vlage u tlu koja se stvara tokom sezonskog odmrzavanja aktivnog sloja.

Poljoprivreda je također napravila određeni napredak. Državne farme postavljene u gornjim tokovima Indigirke i Kolima zadovoljavaju dio potreba stanovništva za svježim povrćem, mlijekom i mesom. U jakutskim kolektivnim farmama sjevernih i planinskih regija razvijaju se uzgoj irvasa, trgovina krznom i ribolov, dajući značajne tržišne proizvode. U nekim planinskim područjima razvijeno je i uzgoj konja. Značajne površine ravne i planinske tundre su dobri pašnjaci za irvase i livade riječne doline služe kao stočna baza za stoku i konje.

Oštra klima ograničava i mogućnosti za razvoj poljoprivrede. U zoni tundre, gdje je zbroj prosječne dnevne temperature iznad 10° čak i na jugu jedva dostiže 600°, mogu se uzgajati samo rotkvice, zelena salata, spanać i luk. Na jugu se uzgajaju i repa, repa, kupus i krompir. U posebno povoljnim uslovima, uglavnom na blagim padinama južne ekspozicije, moguća je setva ranih sorti zobi. Povoljniji uslovi za stočarstvo.

Rudarska industrija je sada postala osnova ekonomije i snabdijeva zemlju mnogim vrijednim metalima.

6. Razlozi širenja permafrosta u istočnom Sibiru

- oštre zime sa malo snega

— kratko ljeto

– prosječna godišnja temperatura je ispod 0 stepeni

7. Zašto u uslovima permafrosta kuće i industrijske zgrade treba graditi na šipovima

U inženjerskim objektima, izgradnji željezničkih i autoputeva i sl. potrebno je voditi računa o mogućnosti uzdizanja i slijeganja tla, klizanja otopljenog tla po kosinama (soliflukcija), stvaranja leda na putevima, u blizini mostova i sl. .

Tako se velike kuće u regijama sjevera grade posebnim tehnologijama, posebno, izgrađena kutija panelne kuće ostavlja se nekoliko godina kako bi se kuća smirila. Ako tlo ispod njega počne plutati, onda se rastavlja i sakuplja na novom mjestu. Kuće se grade na duboko zabijenim šipovima kako se ne bi narušio temperaturni režim tla. Nosivost šipova zamrznutih u prethodno izbušenim bunarima osigurava stabilnost konstrukcija, a ventilirano podzemlje štiti tlo od toplinskog djelovanja radionice ili stambene zgrade.

Uticaj permafrosta na prirodu

Odgovori lijevo Gost

Glavni razlog za stvaranje permafrosta je izuzetno hladna klima, u kojoj stijene imaju temperature ispod tačke smrzavanja. Permafrost je rezultat teških klimatskih uslova, uglavnom jakih zima sa malo snijega.
Sljedeći faktori doprinose stvaranju i očuvanju permafrosta:
negativne srednje godišnje temperature, oštre i duge zime, dubina smrzavanja premašuje dubinu ljetnog odmrzavanja.

Permafrost ima veliki uticaj na ljudske ekonomske aktivnosti. Stvara značajne prepreke zemljanim radovima, izgradnji i eksploataciji raznih objekata itd. Zagrijane zgrade podignute na permafrostu vremenom se talože zbog odmrzavanja tla ispod njih, u njima se pojavljuju pukotine, a ponekad se i uništavaju. Permafrost takođe otežava vodosnabdijevanje naselja i željeznice. To je zahtijevalo razvoj posebnih metoda gradnje u uvjetima vječnog leda.

Permafrost doprinosi zamočenju poljoprivrednih površina, zbog čega su potrebni dodatni radovi na rekultivaciji, odnosno uklanjanju viška vlage sa polja.
Od pozitivnih faktora mogu se izdvojiti dva: stvaranje prirodnih hladnjača za skladištenje kvarljivih proizvoda i ekonomičnost fiksiranja materijala u rudnicima i rudnicima.

Koje vrste jezerskih basena postoje u Rusiji?

U Rusiji postoje jezerski baseni sljedećih tipova - tektonski, vulkanski termokarst, glacijalni, estuari formirani u prirodnim branama, umjetni.

By fizička karta Rusija, navedite primjere područja sa velikim brojem jezera.

Sjever Ruske ravnice odlikuje se najvećim brojem jezera.

Prisjetimo se glavnih razloga za stvaranje močvara. Kako nastaju podzemne vode?

Glavni razlozi za formiranje močvara su preplavljivanje i zamočvarenost teritorije, zarastanje i zamočvaranje jezera. Podzemne vode nastaju na vodootpornim slojevima stijena uslijed infiltracije atmosferskih padavina.

Navedite vrste podzemnih voda. Po čemu se razlikuju?

Prema uslovima nastanka, podzemne vode se dijele na tri vrste: tlo, smješteno u najgornjem, sloju tla; tlo, leži na prvom trajnom vodootpornom sloju sa površine; interstratalni, smješten između dva vodootporna sloja. Hemijski sastav podzemne vode variraju i zavise od rastvorljivosti susjednih stijena. Prema hemijskom sastavu razlikuju se slatke (do 1 g soli na 1 litar vode) i mineralizovane (do 50 g soli na 1 litar vode) podzemne vode.

Navedite područja u kojima se javlja permafrost.

Pokriva sjeverne regije evropskog dijela Rusije i Zapadni Sibir, a iza Jeniseja nalazi se širom Sibira i Dalekog istoka - od sjevernih mora do južnih granica naše zemlje.

pitanja i zadaci

1. Postoji li obrazac u smještaju jezerskih slivova u našoj zemlji?

Rasprostranjenost jezera širom zemlje je neujednačena i zavisi od mnogih faktora: geološke strukture i terena, klimatskih uslova, pojave podzemne vode. Broj jezera se značajno smanjuje prema jugu zbog sve veće sušnosti klime.

2. Šta doprinosi nastanku močvara? Gdje ih ima najviše? Koja je uloga močvara u prirodi?

Glavni razlog za pojavu močvara je zalijevanje tla. Javlja se u ravnim područjima sa velikim količinama padavina i malim isparavanjem. Formiranje močvara također završava život mnogih malih rezervoara. Najmočvarnije regije u zemlji su središte zapadnosibirskih i sjeverozapadnih ruskih ravnica.

Močvare su važan izvor hrane za rijeke i jezera. Mnogi rastu u močvarama korisne bobice: brusnica, bobica. Oni su prirodno stanište mnogih životinja. Stoga je očuvanje močvara važno za zaštitu i racionalno korišćenje bogatstvo prirode.

3. Kakav je značaj podzemnih voda za život ljudi?

Podzemne vode su najvažniji izvor vodosnabdijevanja, kako za domaćinstvo tako i za industriju. Mineralna voda koriste se kao prevencija i liječenje mnogih bolesti.

4. U kojim dijelovima zemlje su koncentrisani glečeri? Zašto?

Glečeri se nalaze na Kavkazu, sjevernom Uralu, Altaju, planinama Sayan, Transbaikalia i Kamčatke. Na ostrvima ruskog sektora Arktika glečeri zauzimaju mnogo veću površinu. Glečer u svojoj distribuciji teži sjevernim arktičkim regijama ili visokim planinama.

5. Koji su razlozi za nastanak permafrosta. Kako to utiče na prirodu, život i ljudske aktivnosti?

Permafrost je sloj smrznute stijene koji se dugo ne otapa. Permafrost je nastao tokom perioda hlađenja prije mnogo hiljada godina. To potvrđuje i prisutnost u njegovim slojevima ostataka drevnih životinja i biljaka koje su umrle uslijed pada temperature.

Permafrost se prostire na skoro 2/3 teritorije naše zemlje. Nalazi se u područjima s prilično oštrom klimom koja podržava njegovo postojanje (zbog slabog snježnog pokrivača i vrlo niskih temperatura, tlo se smrzava toliko duboko da nema vremena da se odmrzne tokom ljetnog perioda).

Permafrost ima značajan uticaj kako na prirodu, tako i na život i aktivnosti ljudi. Permafrost utiče na vegetaciju, jer neprestano hladi tlo i površinski sloj vazduha. Permafrost je nepropustan, pa doprinosi zalivanju teritorija.

Tokom izgradnje puteva, cjevovoda, zgrada, permafrost se može odlediti. To prijeti slijeganjem i propadanjem tla i uništavanjem izgrađenih objekata. Zbog toga se permafrost mora sačuvati tokom izgradnje. Da bi se to postiglo, kuće i cjevovodi se podižu iznad tla na posebnim šipovima, a ceste se stvaraju na visokim zaštitnim jastucima tla.

Iako se permafrost naziva permafrost, zapravo nije tako. Ovaj permafrost je nastao tokom kvartarnog ili ledenog doba razvoja naše Zemlje. U onim područjima gdje je klima bila suha i mrazna, a debljina prizemnog ledenog pokrivača neznatna, ili se uopće nije formirala, dolazilo je do smrzavanja tla i formiranja permafrost područja. Smrznute stijene imaju temperature ispod 0°C; dio ili sva voda u njima je u kristalnom stanju. U srednjim geografskim širinama zimi se zamrzava samo mali površinski sloj, pa ovdje prevladava sezonski permafrost. U sjevernim geografskim širinama, tokom duge, mrazne zime, zemlja se veoma duboko smrzava, a u kratkom ljetu se odmrzava samo sa površine do dubine od samo 0,5-2 m. Sloj za odmrzavanje naziva se aktivni sloj. Ispod njega se negativne temperature zadržavaju tokom cijele godine u stijenama. Ova mjesta se nazivaju oblastima permafrosta. Zamrznuta tla su na Zemlji uglavnom raspoređena u polarnim područjima. Najveća područja permafrosta su Sibir i sjeverni dio Sjeverne Amerike. Teritorije na kojima je permafrost raširen nazivaju se i područjem podzemne glacijacije. Ali treba napomenuti da smrznute stijene ovdje nisu rasprostranjene. U dolinama velikih rijeka, ispod velikih jezera, u područjima cirkulacije podzemnih voda, slojevi permafrosta su prekinuti. Na rubovima područja podzemne glacijacije nalazi se ostrvski permafrost u obliku pojedinačnih mrlja. U smrznutim stijenama, led postaje vrsta minerala koji stvara stijene. Razne ledene inkluzije u stenama zemljine kore nazivaju se fosilnim ledom. Razlozi za njihovu pojavu su različiti: smrzavanje vode u debljini permafrost tla; zaspati planinske glečere sa talusom. Fosilni led postoji u obliku vena, klinova, tankih stabljika, a takođe i u obliku sočiva. Ponekad nastala ledena leća i voda koja dolazi odozdo podižu tlo ispod i pojavljuje se brežuljak zvan hidrolakolit. U Jakutiji dostižu 25-40 metara u visinu i 200-300 metara u širinu. Pod utjecajem poprečnog smrzavanja i odmrzavanja tla i stijena na padinama, kao i zbog gravitacije, aktivni sloj počinje polako kliziti čak i sa blagih padina brzinom od centimetra godišnje do nekoliko metara na sat. Ovaj proces se naziva soliflukcija (od latinskog solum - tlo i fluctio - istjecanje). Široko je rasprostranjen u centralnom i istočnom Sibiru, u Kanadi, u visoravnima, u tundri. Istovremeno, na padinama se nalaze utoci, niski grebeni. Ako na padini ima drvenaste vegetacije, šumske padine. Ovaj fenomen se naziva "pijana šuma". Permafrost procesi uvelike otežavaju izgradnju i rad zgrada, puteva, mostova, tunela. Neophodno je očuvati smrznuta tla u njihovom prirodnom stanju. U tu svrhu konstrukcije se postavljaju na nosače, postavljaju se cijevi za hlađenje, šipovi su uronjeni u izbušene bunare. Ali permafrost postaje i pomoćnik čovjeka kada se u njemu urede skladišta i ogromni prirodni hladnjaci.

Uvod

Poglavlje 1. Permafrost. Istorija studija

1.1. Istorija pojma "permafrost"

1.2 Kratka istorija proučavanja smrznutih stijena

2.1. Morfologija smrznutih stijena

2.2. Južna granica permafrosta

Poglavlje 3

3.1. reljef permafrosta

3.2. Podzemne vode u zoni permafrosta

3.3. Osobitosti formiranja tla u uslovima permafrosta.

3.4. Utjecaj permafrosta na razvoj vegetacije

Zaključak.

UVOD

Intenzivan razvoj sjeveroistočnog dijela Rusije, gdje je bilo potrebno graditi u uvjetima sezonskog smrzavanja stijena, čini neophodnim proučavanje permafrosta. U sovjetsko doba uloženi su kolosalni napori u proučavanju permafrosta, a hitnost problema se sastojala u opremanju novih ležišta i izgradnji naselja pored njih.

Ovaj problem je aktuelan do danas. Na teritoriji permafrosta ili permafrosta nije potrebno samo graditi naselja, već postoji i zadatak izgradnje i rada cjevovoda i bunara. Glavni način gradnje na istraživanom području su temelji od šipova, pri čijoj izgradnji je moguće odmrzavanje smrznutog tla i naknadna deformacija šipova.

Tokom dugotrajnog ili nepravilnog rada gradilišta, stijene permafrosta mogu promijeniti svojstva čvrstoće kao rezultat prijelaza iz zamrznutog stanja u stanje odmrzavanja, tj. otapanje tla permafrosta. Takođe, u uslovima permafrosta, neophodna je izgradnja pruga, a danas je ukupna dužina deonica sa permafrostom na železničkoj mreži u našoj zemlji oko 5.000 km.

Danas postoji trend globalnog zagrijavanja širom svijeta; U Rusiji naučnici navode smanjenje površine permafrosta. Permafrost regioni su gornji dio zemljine kore, čija temperatura ne raste iznad 0 ° C dugo vremena (od 2-3 godine do milenijuma). U zoni permafrosta podzemna voda je u obliku leda, njena dubina ponekad prelazi 1000 metara.

Permafrost, ukupne površine od 35 miliona km², rasprostranjen je u severnoj Evropi, Zapadnom Sibiru, Kanadi, Aljasci i ostrvima Arktičkog okeana. Na teritoriji naše zemlje 60 posto svjetske teritorije prekriveno je permafrostom. Najviše je rasprostranjen u istočnom Sibiru i Transbaikaliji.

Tema „Uticaj permafrosta na prirodu i život ljudi“ me ​​je zainteresovala da je permafrost jedan od fenomena koji su nam ostali nakon kvartarne glacijacije, a ovo doba je imalo ogroman uticaj na formiranje reljefa Rusije. Zanima me fizika egzogenih procesa povezanih sa permafrostom.

U svom radu koristio sam sljedeće metode: literarnu, kartografsku i statičku. Dobio sam sljedeće zadatke:

1. Upoznajte se sa naučnom literaturom o istoriji razvoja, dinamici i evoluciji permafrosta.

2. Istražite pozitivne i negativne strane uticaj permafrosta na prirodne komponente.

Poglavlje 1.

Koncept permafrosta. Istorija studija

1.1.Istorija pojma "permafrost".

Glavni zadatak opće nauke o permafrostu je proučavanje stijena permafrosta i rasvjetljavanje obrazaca njihove distribucije i razvoja. Stoga je opća nauka o permafrostu, koja ima predmet proučavanja stijena vječnog leda, uglavnom geološka nauka, koja proučava porijeklo, sastav, svojstva, strukturu, sastav i distribuciju smrznutih stijena u vezi sa geološkim, geofizičkim i biološkim procesima. javlja u njima.

Osnivač proučavanja permafrosta kao samostalne nauke, M. I. Sumgin (1873–1942), ukratko ju je definisao kao doktrinu o permafrostu i smrznutim tlima, ali je reč „večni“ shvatio kao „vekovima koji traju“, a „permafrost“ u prošireno čulo.. Ovo proizilazi iz sadržaja kursa „Opšta nauka o permafrostu“ koji je objavio 1940. godine u saradnji sa drugim naučnicima o permafrostu (Sumgin i dr., 1940.).

U isto vrijeme, ovako prošireno razumijevanje riječi "permafrost" dovelo je do upotrebe ovog pojma u nekoliko značenja, i to:

1. Smrznuto stanje stijena,

2. Samo smrznuto kamenje,

3. Područje ili zona rasprostranjenja smrznutih stijena,

4. Razvojni procesi smrznutih stijena.

Permafrost (permafrost)- 1) pojava produženog hlađenja stena u gornjem delu zemljine kore do nulte temperature; 2) sloj ili područje odmrzavanja stena; 3) stijene cementirane vlagom smrznutom u njima. (Geografski enciklopedijski rječnik, 1988.)

Iako je pri korištenju riječi „permafrost“ uvijek bilo jasno o čemu se govori, potreba da se u svakom slučaju precizira i pojasni pojam izazvala je prijedlog da se u nauku o permafrostu uvedu novi pojmovi koji nedvosmisleno definiraju postojeće koncepte. Tako je P. F. Shvetsov (sovjetski naučnik, specijalista za formiranje podzemnih voda u dugoročnim uslovima, 1955.) ukazao na nepoželjnost upotrebe termina „permafrost“ i „nauka o permafrostu“ i umesto njih predložio, respektivno, „kriolitozonu“. ” i “geokriologija”. Izraz "zona permafrosta" označava područje ili zonu razvoja permafrosta i odgovara uobičajenom terminu "permafrost".

"Geokriologija", prema Shvetsovu, je proučavanje obrazaca razvoja i distribucije zona permafrost tla i stijena, pratećih procesa i karakteristika sastava, strukture, sastava i svojstava vječnih leda. Ova definicija se suštinski ne razlikuje od gornje definicije teme permafrosta prema Sumginu.

1.2 Kratak pregled istorije proučavanja permafrosta.

U literaturi se prvi spomen permafrosta uočenog ljeti počeo pojavljivati ​​od 16. stoljeća. U to vrijeme intenzivirala se potraga za sjevernom morskom rutom od Evrope do Indije i Kine, a putovanja u sjeverne zemlje postala su popularnija.

U drevnom ruskom eseju „Opis onoga zbog čega je nemoguće proći iz grada Arkhangelsk morem u kinesku državu, a odatle u Istočnu Indiju“, sastavljenom 1598. godine, jasno je da je bilo jasnih, pa čak i naučnih. ideje o razlozima postojanja višegodišnji led Arctic. U 17. veku, u vezi sa napredovanjem ruskog naroda na istok i severoistok Sibira, u Moskvu su počeli da stižu izveštaji o postojanju permafrosta. Krajem 17. i početkom 18. vijeka u vezi sa razvojem trgovačkog kapitala i opštim usponom nauke u doba Petra I, i pojedinačni putnici i čitave ekspedicije posećivali su sever i istok Sibira. To je dovelo do postepenog povećanja informacija o postojanju i distribuciji permafrosta. Dakle, istoričar i geograf prvog polovina XVIII in. V. N. Tatishchev u svojim radovima (1725, 1736) izvještava o prisutnosti permafrosta i da oni sadrže kljove i očuvane bitke mamuta.

Sredinom XVIII vijeka. M. V. Lomonosov je u svojoj „Propovijedi o rađanju metala od potresa Zemlje, objavljenoj 6. septembra 1757. godine, prvi put iznio teorijski stav da je postojanje vječnog leda rezultat dva međusobno suprotna procesa – ljetnog zagrijavanja. i zimsko hlađenje - i time se postavlja početak doktrine razmene toplote između stena i okolnog prostora kao glavnog faktora koji određuje toplotno stanje gornjeg sloja atmosfere. Ove teorijske pozicije Lomonosov je dobio dalji razvoj samo u kasno XIX veka, u drugoj polovini XVIII veka. i prve polovine 19. veka. nastavilo se sakupljanje činjeničnog materijala o permafrostu.

Godine 1820-1824 F. P. Wrangel (ruski vojni i državnik, navigator i polarni istraživač) i F. F. Matyushkin (navigator, kasnije admiral, na početku svoje karijere - nakon diplomiranja na Liceju Carskoye Selo - učestvovali u dvije polarne ekspedicije zajedno sa Wrangelom) istraživali su sjeveroistočne regionima Sibira, takođe obraćajući veliku pažnju na zamrznute stene.

Godine 1828. F. E. Shergin (trgovac 3. ceha, pomoćnik komesara Rusko-američke kompanije u Jakutsku) počeo je potapati „bunar“ u Jakutsku i dostigao dubinu od 116,4 m. Tako je nastao poznati rudnik Sherginskaya. Stalno je išao u smrznute stijene, nije otvarao vodonosnike i s vremenom je igrao značajnu istraživačku ulogu u proučavanju smrznutih stijena. Početkom 40-ih godina XIX vijeka. Akademik A.F. Middendorf izmjerio je temperaturu smrznutih stijena u rudniku Sherginskaya do dubine od 116 m, što je omogućilo po prvi put određivanje temperaturnog gradijenta u smrznutim stijenama i procjenu debljine smrznutih slojeva.

U 1850-70-im godinama. intenzivirao se industrijski razvoj Sibira. Graditelji su se direktno susreli sa smrznutim kamenjem, morali su ih proučavati i pronaći nove metode gradnje. Agronomi su počeli da postavljaju pitanja o rekultivaciji tla u području smrznutih stijena.

Godine 1866. rudarski inženjer I. A. Lopatin istražio je kvartarne naslage permafrosta u donjem toku Jeniseja i na ostrvima Brehov (70⁰15' -71⁰00' N) i ustanovio široku rasprostranjenost podzemnog klinastog leda u ovoj oblasti (uključivanje leda u obliku klinastih tijela u stijenu) i fenomena izbijanja i termokarsta. On je prvi skrenuo pažnju na značaj ovih pojava za gradnju na sjeveru, čime je postavio temelje za inženjerstvo vječnog leda.

Veliki doprinos razvoju permafrosta dao je L. A. Yachevsky (ruski geolog, rudarski inženjer). Ukazao je na značaj za razvoj permafrosta negativnih temperatura zraka, debljine snježnog pokrivača, geološke strukture terena, sastava i toplotnog kapaciteta stijena, njihovog sadržaja vode, geohemijskih procesa koji se u njima odvijaju i izloženost padina. Yachevsky je objavio kartu distribucije permafrosta i također dao južnu granicu.

V. A. Obruchev (ruski i sovjetski geolog, geograf, pisac i popularizator nauke), obavljajući geološka istraživanja u planinskoj zemlji Olekminsky-Vitim, ustanovio je fluktuacije u debljini i odsustvo smrznutih stijena unutar iste. klimatski region(1891).

1890-ih godina na zahtjev Građevinskog odjela Sibirske željeznica Pri Ruskom geografskom društvu u Sankt Peterburgu osnovana je komisija za proučavanje smrznutog tla, kojom je predsjedavao geolog i geograf, poznati putnik I. V. Mušketov. Članovi komisije bili su poznati klimatolog A. V. Voeikov, V. A. Obručev, geofizičar M. A. Rykachev i geolog K. I. Bogdanovič. Komisija je 1895. objavila prvo "Uputstvo za proučavanje permafrost tla u Sibiru".

Proučavanje smrznutih stijena i srodna praktična pitanja intenzivirana su u vezi s izgradnjom i radom zapadnog dijela Amurske željeznice (1909–1914). Istovremeno, radnici Uprave za preseljenje i Zavoda za meteorologiju počeli su proučavati tlo vegetacionog pokrivača, poljoprivredu i vodosnabdijevanje u uslovima rasprostranjenosti višegodišnjih stijena (radovi naučnika N.I. Prokhorov, P.I. Koloskov, M.I. Sumgin , L. I. Prasolov, B. B. Polynova, B. N. Sukacheva, R. I. Abolina).

Zbog potrebe razvoja industrije i transporta tokom perioda oporavka Nacionalna ekonomija nakon građanskog rata u Lenjingradu i u Moskvi 1923-1928. počele su se pojavljivati ​​organizacije koje su se u svom glavnom radu suočavale s pitanjima permafrosta i bile prisiljene da ih proučavaju kako bi razvile racionalne metode izgradnje. Među njima su bili Gipromez, TSUMT u Lenjingradu i Institut železničkih inženjera, kao i Poljoprivredna akademija. K.A. Timiryazev u Moskvi.

Razvoj privredne djelatnosti u oblasti distribucije smrznutih stijena zahtijevao je generalizaciju dobijenih podataka. Ovaj zadatak je izvršio M. I. Sumgin u svom temeljnom djelu „Permafrost tla unutar SSSR-a“, objavljenom 1927. Krajem 1929. godine, na inicijativu Sumgina, uz podršku akademika V.I. za proučavanje permafrosta ( KIVM) pod predsjedavanjem V.A.Obrucheva. Pored direktnog proučavanja permafrosta, KIVM je postao centar koji organizuje sve radove u oblasti permafrosta. Godine 1939., na osnovu KIVM-a, Institut za nauku o permafrostu po imenu V.I. V.A.Obruchev Akademija nauka SSSR-a.

Godine 1953. na Geološkom fakultetu Moskovskog državnog univerziteta IM. M.V. Lomonosova, organizovano je prvo odeljenje za permafrost na svetu koje je započelo proizvodnju stručnjaka za permafrost.

Nakon kraja Velikog patriotski rat Uprkos poteškoćama u periodu oporavka, nauka o permafrostu nastavila je ubrzano da se razvija. Jasno se pojavilo nekoliko pravaca: 1) opšta, regionalna i istorijska proučavanja permafrosta, uključujući kriolitologiju; 2) fizika i mehanika smrznutih stena; 3) termodinamika i termofizika permafrosta; 4) inženjerski permafrost; 5) agrobiološki permafrost; 6) termička i vodno-termalna melioracija permafrost stena; 7) metodologija istraživanja permafrosta; 8) istraživanje podzemnih voda.

Nauka o permafrostu je sazrela kao nauka u poslijeratnom periodu, u njoj se formiraju veliki samostalni dijelovi znanja. Razvija se u geokriologiju.

Nakon ukidanja Instituta za nauku o permafrostu Akademije nauka SSSR-a. Obručev, organizacioni centar ove nauke preselio se u Sibir, gde je u Jakutsku, na bazi severoistočnog ogranka Instituta za nauku o permafrostu. Obručev 1961. godine, Institut za nauku o permafrostu Sibirskog ogranka po imenu V.I. Obručev pod vodstvom P. I. Melnikova.

Godine 1970. u Moskvi je osnovano Naučno vijeće za kriologiju Zemlje, koje je uključivalo istaknute naučnike. 90-ih godina. u vezi sa ekonomska kriza smanjen je broj zaposlenih u mnogim naučnim centrima, obustavljena su mnoga naučna istraživanja. Ipak, institut je vršio istraživanja regionalne, istorijske i inženjerske geokriologije, prenosa toplote i mase u smrznutim slojevima zemljine kore, proučavao prirodu čvrstoće i geoloških svojstava smrznutih stena, razvio različite geofizičke i geohemijske metode za proučavanje. smrznutih slojeva stijena. Ekspedicije Instituta nastavile su sa prikupljanjem podataka o smrznutim stijenama i srodnim pojavama na sjeveru Zapadnog Sibira, u regiji Baikal i Transbaikal, kao iu Mongoliji.

U Jakutsku je 2006. godine otvoren Muzej istorije proučavanja permafrosta, koji obavlja naučne, obrazovne i obrazovne funkcije, ima prirodne nauke, naučno-tehničke, istorijske i kulturne profile.

2012. godine održana je X međunarodna konferencija o permafrostu. Po prvi put u poluvekovnoj istoriji Udruženja za klimatske promene, ovakva konferencija održana je u Rusiji. Na skupu je učestvovalo više od 600 delegata iz 22 zemlje. Kao rezultat Konferencije, usvojene su dvije rezolucije. Prvi visoko cijeni ulogu Yamala u razvoju međunarodne saradnje u proučavanju permafrosta i izražava podršku guverneru YaNAO Dmitriju Kobilkinu u njegovoj inicijativi za stvaranje Međunarodnog naučnog centra za proučavanje Arktika u autonomnom okrugu i razmatranje teritoriju regiona kao međunarodnog poligona za istraživanje Arktika. Druga rezolucija govori o potrebi interdisciplinarnog pristupa u proučavanju permafrosta i uticaja inženjerstva na njega. Po potrebi se ističe izrada integrisanih karata koje će odražavati količinu permafrosta u različitim dijelovima svijeta, kao i uslove koji postoje na ovim mjestima.

Posljednja međunarodna konferencija o permafrostu (a održavaju se svake 4 godine) održana je krajem juna 2016. godine u Potsdamu (Njemačka). Sljedeća, XII međunarodna konferencija održat će se 2020. godine u Kini. Do tada će se istraživači permafrosta moći sastati na Azijskoj konferenciji permafrosta u Saporu, Japan (jun 2017.) i Evropskoj konferenciji o permafrostu u Mont Blancu, Francuska (ljeto 2018.).

Poglavlje 2. Rasprostranjenost i morfologija stijena permafrosta

Permafrost je relikt ledenog doba. Štaviše, u eri maksimalnog širenja kontinentalnog ledenog pokrivača u srednjem pleistocenu, područje permafrosta, iako se povećalo u odnosu na stanje tehnike, ali nije dostigao veličine karakteristične za posljednji pleistocenski termalni minimum.

Ovdje je očuvana zbog oštro kontinentalne klime sa veoma oštrom, dugom i malo snježnom zimom. Pouzdan dokaz reliktnog porijekla permafrosta je dobro očuvanje mamuta i vunastih nosoroga u nepropadljivom stanju koji su živjeli u periglacijalnoj zoni u pleistocenu. Ali u područjima sa izuzetno teškim zimama, permafrost se i dalje javlja: u poplavnim ravnicama i deltama rijeka Sjeveroistočni Sibir(Lena, Yana, Indigirka, Kolima, itd.).

2.1 Distribucija smrznutih stijena po području.

Po prirodi rasprostranjenja, permafrost se može podijeliti u 3 zone: 1) kontinuirani, 2) permafrost sa ostrvima odmrznutih tla, 3) otočna - permafrost ostrva među odmrznutim stijenama (Sumgin, 1937), što je prikazano na slici 1.

Rice. jedan.

Svaku od ovih zona karakteriziraju različite debljine i temperature smrznutih slojeva. Istovremeno, čak i unutar zona, snaga i temperature se mijenjaju u smjeru od sjevera prema jugu – snaga opada, temperature rastu.

Zonu kontinuiranog permafrosta karakteriše najveća debljina smrznutih slojeva - od 500 metara ili više do 300 metara i njihove najniže temperature - od -2 stepena do -10 stepeni i niže.

Kontinuirani permafrost u Rusiji razvijen je u sjevernom dijelu Bolshezemelske tundre, na Polarnom Uralu, u tundri Zapadnog Sibira, u sjevernom dijelu Srednje Sibirske visoravni (sjeverno od doline rijeke Donje Tunguske), na cijelo poluostrvo Taimyr, na otocima arhipelaga Severnaya Zemlya, na Novosibirskim ostrvima, na obalnim ravnicama Yano-Indigirskaya i Kolyma i delti rijeke Lene, na aluvijalnoj ravni Leno-Vilyui, na visoravni Lena-Aldan i na ogromnom području grebena Verkhoyansk, Chersky, Kolima, Anadyr, kao i visoravni Yukagir i drugih unutrašnjih međugrebenskih uzvišenja, na Anadirskoj ravnici.

U zoni gde se među permafrostom nalaze ostrva odmrznutih stena, debljina permafrosta ponekad dostiže 250-300 m, ali češće od 100-150 do 10-20 m, temperature - od -2 do 0 stepeni. Ova vrsta permafrosta nalazi se u tundri Bolshezemelskaya i Malozemelskaya, na srednjosibirskoj visoravni između rijeka Nizhnyaya i Podkamennaya Tunguska, u južnom dijelu Lena-Aldan visoravni, u Transbaikalia.

Ostrvski permafrost karakteriše niska debljina permafrosta - od nekoliko desetina metara do nekoliko metara - i temperatura blizu 0 stepeni.

Ostrvski permafrost se javlja na poluostrvu Kola, u regionu Kanin-Pechora, u zoni tajge Zapadnog Sibira, u južnom delu Srednje Sibirske visoravni, na Dalekom istoku, u severnom delu ostrva Sahalin, duž obale na Ohotskom moru i na Kamčatki.

U planinskom pojasu stijene permafrosta nalaze se uglavnom duž periferije glacijacijskih područja i najčešće imaju otočnu rasprostranjenost. Postoje dokazi o prisutnosti permafrosta u stijenama koje čine dno polarnog šelfa Laptevskog i istočnosibirskog mora.

Unutar geoperry zone, površinski aktivni sloj, koji se ljeti otapa, a zimi smrzava, povećava se od nekoliko desetina centimetara na sjeveru do 5-7 m na jugu, ali značajno varira zbog klime, sastava stijena, izloženosti padina. , itd. Granica geoperry zone kao cjeline i podzona podložnih fluktuacijama zbog globalnog zagrijavanja i hlađenja klime u postglacijalnom periodu. U planinskim područjima, kako se visina planina povećava, debljina permafrosta se povećava.

U smrznutim stenama primećuju se različiti oblici leda: svuda - kao cement u obliku smrznute vode u porama i kapilarama, prilično široko - u obliku klinova u pukotinama leda, ledenim žilama i slojevima, lokalno - u obliku sočiva i blokovi debljine do 20 - 30 m. Obično su to nekadašnji jezerski i riječni blokovi, rjeđe morski i glacijalni blokovi.

2.2.Južne i visinske granice rasprostranjenosti smrznutih slojeva.

Složena priroda pojave i distribucije smrznutih slojeva i njihov veliki dinamizam doveli su do razlika u definiciji njihove južne granice, ovisno o jednom ili drugom pristupu ovom pitanju.

U 80-90-im godinama. postojale su sljedeće djelomične definicije južne granice distribucije permafrosta.

1. Geografska južna granica rasprostranjenosti permafrosta je linija koja ocrtava područje rasprostranjenosti permafrosta sa juga, sa izuzetkom pojedinih visokoplaninskih područja permafrosta u suptropskim i tropskim zonama.

2. Geofizička južna granica distribucije smrznutih stijena je prosječna dugoročna pozicija nulte geoizoterme na dnu sloja sezonskih temperaturnih fluktuacija.

3. Fizička granica smrznutih i odmrznutih stijena je granica kontakta između zamrznute i odmrznute zone, bez obzira na geografsku lokaciju.

Danas se granice distribucije permafrosta u Rusiji odvijaju na sljedeći način: južna granica ide od sjeverozapada prema jugoistoku od poluotoka Kola do ušća rijeke. Mezen i dalje gotovo duž polarnog kruga do Urala. U Zapadnom Sibiru, granica ima sublotitudinalni potez: duž geografskog segmenta rijeke. Ob, do izvora rijeke. Taz i dalje do rijeke. Jenisej do ušća rijeke. Podkamennaya Tunguska, gdje naglo skreće na jug. Istočno od Jeniseja, permafrost je rasprostranjen gotovo svuda, isključujući jug poluostrva Kamčatka, oko. Sahalin i Primorje (slika 1).

Kada se razmatraju pojedinačne zone permafrosta u planinskim područjima, umjesto pojma „južna granica“ koristi se izraz „visinska granica permafrosta“.

Visinska granica se može odrediti kako ekstremnim položajem smrznutih slojeva tako i prosječnim položajem nulte geoizoterme.

Uticaj permafrosta na prirodu

3.1. Permafrost landforms

Procesi formiranja reljefa zone geopermafrosta su veoma raznoliki: pucanje mraza, nadimanje tla i stvaranje zaleđivanja, termokarst, kamenito-mrazno trošenje, mrazno sortiranje tla, soliflukcija, termalna erozija, termička abrazija itd. većina reljefnih oblika permafrosta je njihova složena geneza, budući da kriogeni procesi međusobno djeluju kao jedni s drugima i sa drugim egzogenim procesima. Na formiranje reljefa značajno utiče trend razvoja klime: tokom hlađenja - uzlazni razvoj permafrosta, pojava novih oblika koji se naslanjaju na reliktne, tokom zagrevanja - razvoj naniže, uništavanje prethodnih oblika. Važni su geološka struktura teritorije, materijalni sastav stijena, smjer egzogenog razvoja - odnos denudacijskih i akumulativnih procesa i drugi faktori. Među oblicima permafrosta preovlađuju mikroformi i mezoformi, kako na ravnicama tako i na planinama.

Pukotinsko-poligonalni reljefni oblici razvijeni su na ravnicama sastavljenim od homogenih sitnozemljanih stijena. Ovo je mreža poligona u obliku poligona, omeđenih pukotinama koje su rezultat pucanja mraza u tankom snijegu ili na izloženoj površini. Veličina blokova u promjeru može doseći od nekoliko desetina do stotina metara, njihova površina je u početku ravna. Početna širina pukotina je 3-5 cm, dubina je 0,5-0,7 m, odnosno unutar aktivnog sloja. Pukotine su ispunjene vodom, a kada se ona zamrzne, pojavljuju se vene u obliku ledenih klinova. Iz godine u godinu rastu u širinu i dubinu, seciraju aktivni sloj, prodiru u permafrost, izazivajući bubrenje i stiskanje tla, zbog čega se uz rubove poligona formiraju grebeni visine do 1 m, a površina tla postaje konkavna i močvarna. Takav poligonalno-blokovni reljef karakterističan je za tundru („poligonalna tundra“). Poligonalno-ćelijska struktura je naglašena vegetacijom: lišajevi rastu na brežuljcima, mahovine i pamučna trava rastu u središtu blokova i u međublokovima na mjestima pukotina, a akumulira se treset.

Na blokovima se razvijaju mikroformi - mrlje-medaljoni prečnika do 0,5 m. Nastaju u jesen, kada živi pesak, uklješten između aktivnog sloja smrzavanja i permafrosta, pod pritiskom probije površinsko tlo i izlije na površinu. u obliku “blatnog vulkana”. Takve tundre sa golim glinenim mrljama, u početku bez vegetacije, često se nazivaju "pjegave tundre".

"Strukturni mikroreljef" - kameni prstenovi i poligoni - reljefni mikrooblici na horizontalnim površinama sastavljenim od sitne zemlje sa uključivanjem grubog klastičnog materijala. To su mrlje ili poligoni prečnika 1-2 m od sitne zemlje sa okvirom od šuta. Nastaju kada je aktivni sloj koji leži na smrznutom tlu prekomjerno navlažen, kao rezultat procesa ćelijskog pucanja, bubrenja tla pri smrzavanju, smrzavanja lomljenog kamena na površinu i sortiranja po površini od uzdignutog centra. ćelije prema pukotinama. Na kosim ravnicama strmine od 5 - 6° kameni poligoni iz izometrije postaju duguljasti, protežu se duž linije pada, i postepeno prelaze u kamene trake, koje se izmjenjuju s trakama sitnozrnog tla, klizeći pod utjecajem soliflukcije.

Treba napomenuti da se smrzavanje kamenih fragmenata iz rastresitog tla događa ne samo u zoni permafrosta, već i na bilo kojem drugom mjestu tokom periodičnog smrzavanja i odmrzavanja tla. Posebno je tipično smrzavanje gromada sa morena moskovske, a posebno Valdajske glacijacije, koje se nastavlja do danas nesmanjenim intenzitetom.

Led se formira na dnu riječnih dolina (u kanalima i na poplavnim područjima, ponekad i na prvim poplavnim terasama) i na mjestima dotoka i izlaza nezamrznutih podzemnih voda u teškim zimama sa malo snijega. To su plano-konveksna ledena tijela nastala izlivanjem vode i njenim brzim smrzavanjem na površini pod uvjetima jaki mrazevi(-30... -50 °S). U zavisnosti od mjesta nastanka i prirode voda koje ih hrane, razlikuju se riječne, jezerske i ključne zaleđivanja. Prema trajanju postojanja, razlikuju se sezonske, leteće i višegodišnje ledenice (na Jakutu). Riječni led nastaje kada se živi dio rijeke smanji zbog njenog smrzavanja i smrzavanja; uz sve to nastaju polynyas, voda iz kojih se više puta izlijeva na površinu i smrzava sloj po sloj. Poledica služi kao ledena barijera izvorskim vodama i doprinosi promjeni položaja riječnog korita. Ima slučajeva da su ledene plohe uzimale "zarobljenike" sela. Riječni led može se protegnuti na desetine kilometara. Led na jezeru je takođe velik po površini.

Ključna zaleđivanja se javljaju na mjestima gdje izbijaju velike vode međupermafrosta ili subpermafrosta, posebno duž tektonskih rasjeda. Oni su svojstveni planinskim područjima sa raspucanim stijenama, češći su na padinama južne ekspozicije, gdje je manje vječnog leda i subpermafrost vode se bliže površini. Njihova lokacija je trajna. Najveći ključni zaleđivač Ulakhan-Tarin u dolini rijeke Moma, desne pritoke Indigirke, proteže se na 26 km sa širinom od 6-8 km i maksimalnom debljinom leda od 4 m. temperatura, vegetacija je potisnuta, potoci teče iz leda ljeti. Šteta od poledice je ogromna: uništava puteve, komunikacije, mostove i druge objekte.

Nasipi nastaju na vrlo vlažnim zemljištima, posebno kada podzemne vode teku sa strane, na mjestima podzemne zaleđivanja, kada je pritisak podzemne vode nedovoljan da probije površinski sloj tla. Voda se smrzava u obliku sočiva i bubri tlo (slika 2).

Prema tome, razlikuju se gomile minerala i treseta. Prema trajanju postojanja dijele se na višegodišnje i sezonske. Višegodišnje humke sa ledenim jezgrom su hidrolakoliti i nazivaju se bulgunnyakhs (na Jakutu) ili pingo (na Eskimu). To su brda do 30-40 m visine, 150-200 m u prečniku, sa nagibom od 20-40°. Za nastanak ovakvih mezoforma neophodan je stalan dotok podzemnih voda, pa se one nalaze iznad talika, često na dnu nekadašnjih jezerskih basena. Sa povećanjem podzemnog ledenog sočiva, površina humka na vrhu je često razbijena radijalno-koncentričnim pukotinama, led jezgre je izložen, topi se ljeti, a "vrh" humka se spušta, što rezultira formiranjem levka u obliku kratera, ponekad sa vodom.

Uz bulgunjake, postoje mineralni humci, koji se sastoje od tla sa slojevima leda. Nastaju pri sporoj migraciji vode odozdo, impregnirajući tlo, smrzavajući i povećavajući volumen stijene. Njihove veličine su manje, ali su rasprostranjenije od bulgunjaka.

Na močvarnim ravnicama formiraju se tresetni humci. Njihova jezgra je obično mineralna sa međuslojevima leda, a na vrhu se nalazi sloj treseta. Njihova visina dostiže 10 m, prečnik im je 20-40 m. Nasipi uništavaju puteve, gradilišta, aerodrome, jer se s njih uklanja snijeg, što znači da se dubina smrzavanja povećava i mrazno nadiranje stijena intenzivira.

Termokraški reljefni oblici - udubljenja, lijevci, kotline - nastaju kada se otapaju ledena sočiva i klinovi na mjestima gdje su rasprostranjene zaleđene rastresite stijene. Zbog neravnomjernog otapanja leda sadržanog u stijeni, na površini se pojavljuju slijeganja i padovi, koji izvana nalikuju kraškim oblicima. Među njima ima reliktnih i modernih oblika. Termokarstni procesi manifestiraju se u zoni degradacije permafrosta, a uzrokovani su i lokalnim uzrocima povezanim s ekonomska aktivnost ljudi: krčenje šuma, oranje zemlje. Veliki značaj imaju šumski požari, zbog kojih se tlo zagrijava, površina zemlje u požarima postaje crna, ljeti se više zagrijava, a tlo se dublje odmrzava. Isti efekat imaju i mala jezera, koja nastaju na mestu termokraških depresija. Ljeti se voda u njima dobro zagrijava, a to podstiče dublje progresivno odmrzavanje tla. Povećanje površine jezera povezano je sa termičkom abrazijom, tj. odmrzavanje i urušavanje ledenih stijena na obalama jezera zbog efekta zagrijavanja voda.

Presušivanjem jezera na njihovom mjestu nastaju alasi - termokraški bazeni sa strmim padinama i ravno dno. Područje alasa je od stotina kvadratnih metara do nekoliko kvadratnih kilometara, dubina je 15-30 m. Sadrže vrijedne livade koje lokalno stanovništvo dugo koristi za ispašu. Termokraška jezera se posebno dreniraju i stvaraju livadske oaze za dobijanje sočne stočne hrane i sijena. Posebno je mnogo termokarstnih basena sa jezerima na centralnoj Jakutskoj ravnici, na obalnoj niziji Jano-Indigirska i Kolima, na severu Zapadnog Sibira.

Na padinama riječnih dolina i alasa na mjestima privremenih potoka formiraju se reljefni oblici termalne erozije - udubljenja, jaruga, kolotečine, pa čak i jaruge. Voda na zaleđeno tlo djeluje prvenstveno termički, prilično se lako zabija u njega, a zatim i mehanički, odnoseći odmrznutu i plutajuću stijenu. Ako se na mjestu mraznih pukotina duž međublokova formiraju termokraški slijeganja i termoerozivne jaruge, tada se poligonski blokovi pretvaraju u humke u obliku cvjetnjaka promjera do 10 m i visine više od 2-3 m - baidzharakhi (na jakutskom). Često su raspoređeni u obliku šahovnice, formirajući čitave kolonije humki.

Kriogeno-denudacijski oblici razvijeni su u planinama, visoravni, visoravni i visoravni, sastavljeni od tvrdim stenama i područja razaranja i rušenja. Postoji intenzivno vremensko-mrazno vreme. Zbog toga se na zaravnjenim površinama formiraju plaštovito-šljunkovite nakupine - takozvana kamena mora. Služe kao izvor materijala za planarne i linearne kurume - kamene rijeke. Ostaci bizarnih obrisa koji se troše na mjestu stabilnih stijena nazivaju se kigil-lyakhs.

Na padinama planina u visinskoj ćelavoj zoni - iznad granice šuma i livada - rasprostranjene su denudacijske planinske terase - blago nagnute (3-5°) lokacije široke stotine metara, prekrivene s površine tankim pokrivačem od klastičnog materijala. Sa vanjske strane su ograničene izbočinama strmine 25-30°, sastavljene od tvrdih stijena. Njihov broj može biti različit. Nastaju kao rezultat intenzivnijeg mraznog trošenja u depresijama na padinama, gdje se zimi formira "snježno lice" zbog transporta mećave. U proljeće su tla ovdje jako navlažena i stoga su izloženija mrazu. Kao rezultat toga, depresije se šire i spajaju jedna s drugom, formirajući planinske terase. Solifluction je uključen u uklanjanje produkata vremenskih utjecaja sa lokacija.

Na padinama u zoni permafrosta veoma je rasprostranjen kriosoliflukcijski reljef u vidu sinter jezika. Uočava se određena zonalnost u distribuciji postojećeg permafrost reljefa na ravnicama. U sjevernoj permafrost-klimatskoj podzoni na primorskim nizinama preovlađuje poligonalni reljef, humke učenja, a ponegdje i termokarst. U srednjoj podzoni šire su razvijeni procesi soliflukcije i termokarsta. U južnoj podzoni kriogena morfoskulptura je ograničena i uglavnom je predstavljena raznim oblicima termokarsta i termoerozije, često reliktnih.

Uz zonalnost, postoje i pokrajinske razlike zbog stepena kontinentalnosti klime. Na primjer, u europskoj tundri tipičan je termokarst, ima nekoliko humki i pukotinsko-poligonalnih oblika, ledene plohe su male i rijetko se formiraju.

In oštro kontinentalna klima na sjeveroistoku Sibira, sa jakim dugim zimama, postoje brojna zaleđivanja, nasipi, blokovsko-poligonalni reljef. Zonsko-provincijske pravilnosti narušene su planinama, visoravni i visoravni, u kojima dominiraju kriogeno-denudacijski i soliflukcijski oblici.

3.2 Podzemne vode u zoni permafrosta

Podzemne, permafrost vode, prema N. I. Tolstikhinu (ruskom geologu i hidrogeologu), dijele se u tri kategorije: suprapermafrost, inter-permafrost i sub-permafrost.

Vode suprapermafrosta koje prekrivaju zonu permafrosta se, zauzvrat, dijele na vode aktivnog sloja i vode višegodišnjeg suprapermafrost talika. Suprapermafrost vode aktivnog sloja leže na debljini permafrosta, koji je za njih vodootporan sloj. Feature ovih voda je sezonska promjena tečne i čvrste faze. Na sjeveru je trajanje postojanja tečne faze određeno sa dva do tri mjeseca ljetno-jesenjeg perioda; prema jugu, postojanje tečne faze se povećava na šest mjeseci ili više. Vode aktivnog sloja napajaju se atmosferskim padavinama, a dijelom i putem površinske vode odlivi. U hemijskom smislu, suprapermafrost vode sezonskog sloja karakteriše niska mineralizacija, značajan sadržaj organske materije i prisustvo huminskih kiselina. Temperatura im je niska i rijetko prelazi 5°C.

Suprapermafrost vode višegodišnjih talika postoje zbog termičkog uticaja površinskih voda. Slični talici leže ispod jezera i riječnih korita. Duž dolina sibirskih rijeka, koje nose toplinu, prolaze talikovi, preko kojih se ostvaruje komunikacija, suprapermafrost, interpermafrost i subpermafrost voda. Ove vode se razlikuju po postojanosti kvaliteta i količine. Mineralizacija im je niska, tvrdoća je 0,8-1,2 mg.eq.; rasprostranjeni su u slivovima rijeka Lene i Kolima. Protok bunara i galerija često dostiže 47 l/sec. Podaci o vodi se koriste za opskrbu vodom za piće i domaćinstvo.

Prema N. I. Tolstikhinu, vode između permafrosta uključuju i tekuće vode koje kruže u nizu vječnih stijena, i čvrstu fazu - fosilni led i smrznute vodonosne slojeve koje je privremeno sačuvao permafrost koji je nekada funkcionirao. Glavni faktor koji štiti tekuće međupermafrost vode od smrzavanja je njihova dinamičnost, a ponekad i visok salinitet. Prema prirodi stijena koje okružuju, razlikuju se formacijske, kraške i međupermafrost vode s pukotinama.

Subpermafrost vode su sve podzemne vode koje leže ispod sloja permafrosta. Ove vode imaju pritisak, često nekoliko stotina metara. U pogledu prirode pojavljivanja i uslova cirkulacije, subpermafrost vode su slične podzemnim vodama u nepermafrost područjima. Uvjeti ishrane i oticanja subpermafrost voda su različiti. By hidrogeološki uslovi Među subpermafrost vodama, N. I. Tolstikhin razlikuje sljedeće tipove: aluvijalne, porozno-slojne, pukotinsko-slojne, pukotine ili žile i pukotinsko-kraške.

Aluvijalne subpermafrost vode se napajaju prodiranjem atmosferske vode kroz taliks u aluvijumu, dotokom podzemnih voda iz temeljnih stijena i kondenzacijom. Subpermafrost vode aluvijalnih naslaga imaju temperaturu blizu nule. Samo u onim slučajevima kada u ishrani aluvijalnih voda učestvuju vode matičnih stijena sa višom temperaturom, subpermafrost vode aluvijuma imaju anomalan visoke temperature. Hemijski sastav subpermafrost voda aluvijuma karakteriše niži sadržaj organske materije.

Pore-stratalne subpermafrost vode se javljaju u sedimentnim stijenama i imaju pritisak. Arteški baseni subpermafrost voda pronađeni su na mnogim mjestima. Pukotinske vode subpermafrosta su karakteristične za stijene antičkog doba (paleozoik - jura). Oni kruže duž pukotina u slojevima pješčenjaka, krečnjaka, konglomerata i drugih stijena prekrivenih vodonosnim slojem. Konkretno, u mnogim naslagama uglja raspoređenim u zoni permafrosta (Bukachachinsky, Bureya basen, itd.), Subpermafrost vode ovog tipa su povezane s napuklim pješčanicima, konglomeratima, a povremeno i alevtom i ugljenim slojevima. Stene glinenog sastava su nepropusne i dele podzemne vode na više vodonosnika. Vode imaju pritisak od desetina do stotina metara.

Pukotine i pukotinsko-kraške subpermafrost vode povezane su sa tektonskim poremećajima. Ove vode su zabilježene na mnogim mjestima u Transbaikaliji, u slivovima Aldana, na Leni i na drugim mjestima. Režim ovih voda je još nestabilniji. Krečnjaci u području permafrosta su stijene s najvećom količinom vode, povezuju se s izdanima velikih izvora, gdje se stvaraju moćne zaleđine.

Izvori u zoni permafrosta. Područja permafrosta karakterišu specifični uslovi za izlaz podzemnih voda na površinu. Izvori se dijele na silazne i uzlazne. Nizvodno izvore formiraju suprapermafrost vode koje se nalaze iznad lokalne erozione baze. Prema režimu, izvori suprapermafrost voda se dijele na sezonske i funkcionalne tokom cijele godine. Zaduživanje oba izvora nije konstantno.

Uzlazni izvori nastaju zbog izlivanja subpermafrost voda. Geološki uslovi izdanaka subpermafrost voda su veoma raznoliki. Način vrela otežan je faktorima permafrosta – otapanjem i smrzavanjem puteva kretanja vode, što dovodi do podjele uzlaznih izvora na sljedeće tipove: periodično nestajuće, migrirajuće, promjenjive sezonske, nestalne dugotrajne i trajne. Način uzlaznih izvora, koji zavisi od smrzavanja i odmrzavanja puteva kretanja vode, ne odražava pravo stanje vodonosnika koji hrani ove izvore. Na mjestima gdje pukotinsko-kraške subpermafrost vode izlaze na površinu formiraju se visokoproduktivni uzlazni izvori.

3.2.Osobenosti formiranja tla u uslovima razvoja permafrosta

Osobine formiranja tla u području permafrosta uglavnom su proučavali naučnici tla (Sumgin, 1931; Tsypletskii, 1944; Zolotnikov, 1954; Nadezhdin, 1961; Elovskaya et al., 1966).

Specifičan uslov procesa formiranja tla u području permafrosta je permafrost, koji je vodonik koji ograničava dubinu horizonta apsorpcije vlage. Stoga se proces formiranja tla događa samo u sloju ljetnog odmrzavanja.

Druga karakteristika je relativno niske temperature tla tokom vegetacije, ostavljajući otisak na procese formiranja tla i slabeći intenzitet biohemijskih reakcija i vitalnu aktivnost mikroorganizama.

Obično, u sloju ljetnog odmrzavanja, sloj natapanja završava (horizont B), a permafrost je horizont C - matična stijena od koje je nastalo tlo.

Stoga se zimi iz presjeka tla može odrediti sloj sezonskog smrzavanja. Horizont B obično ima veći sadržaj gvožđa, što mu daje žućkasto-smeđu ili smeđu boju.

To se uglavnom odnosi na podzolasta tla, koja su posebno rasprostranjena u južnim i srednjim dijelovima područja permafrosta.

Ova karakteristika se može koristiti za utvrđivanje maksimalne dugoročne debljine sloja letnjeg odmrzavanja ako se zapažanja vrše tokom nepotpunog odmrzavanja u hladnijim godinama. Dakle, presjek tla može dati ideju o dinamici ljetnog sloja odmrzavanja čak iu dalekoj prošlosti.

Podzolična tla se razvijaju uglavnom u nedostatku vodenog sloja. U prisustvu potonjeg u obliku slojeva permafrosta, često dolazi do zamočnjavanja teritorija i formiraju se močvarno-glejevi slojevi, što se može vidjeti na primjeru tla zapadnog Sibira.

U južnim predjelima područja permafrosta, podzolična tla se po sastavu ne razlikuju od tla izvan područja permafrosta zbog sličnosti temperaturnog režima u ovim zonama tokom vegetacijske sezone.

EI Tsyplenkin, proučavajući tla tundre, primjećuje relativno visok sadržaj ugljičnog dioksida i alkalnu reakciju tla sjevera. Stoga se uobičajene metode agromelioracije tla - unošenje vapna - ne preporučuju za sjeverne regije. Visok sadržaj CO₂ u tlima sjevera u odnosu na južna tla objašnjava se i njihovom niskom temperaturom zbog povećanja rastvorljivosti ugljičnog dioksida sa padom temperature.