В России завершено создание первой очереди системы фонового мониторинга вечной мерзлоты
На этом этапе, начавшемся весной 2023‑го, запущено в работу 20 пунктов наблюдения. Включая самый северный, на острове Хейса (архипелаг Земля Франца-Иосифа), где с середины XX века действует гидрометеорологическая обсерватория, носящая имя легендарного полярника-радиста Эрнста Кренкеля. Операторами работ по выполнению этого крупного федерального проекта выступают петербуржцы — Арктический и Антарктический институт (ААНИИ).
ФОТО Lara Far on Unsplash
Ни одна из северных стран, кроме России, такой системы мониторинга не имеет. Хотя состояние многолетних мерзлых пород ученые изучают во многих студеных районах Земли. И ни для кого не секрет, что эти породы, пребывавшие в замерзшем состоянии тысячи лет, начали деградировать. Под влиянием климатических изменений их температура в последние годы стала повышаться.
Чем это грозит? Вечная мерзлота оказалась не такой уж и вечной, как принято было думать. Проблема усугубилась, полагают ученые. И если процесс потепления грунтов на Крайнем Севере усилится, их деформация может привести к печальным последствиям. «Поплывут» фундаменты построек, могут разрушаться жилые дома, инженерные коммуникации и дороги.
В отдельных местах Заполярья такие явления, впрочем, уже проявляются. Хозяйственный ущерб от подвижек мерзлых грунтов, по некоторым оценкам, на текущий момент составил в России около 3 трлн рублей. И в ближайшие два-три десятилетия эта сумма, возможно, вырастет до 5 – 7 трлн рублей, считают сотрудники ААНИИ.
По их словам, подобные процессы опасны и тем, что при растеплении пород на поверхность могут поступать биологически активные вещества, воздействие которых на окружающую среду еще малоизучено. К тому же сильнее, чем из‑за других факторов, при этом высвобождаются парниковые газы, влияющие на ухудшение климатических условий.
Невозможно пока точно оценить и масштабы разрушения вечной мерзлоты, добавляют ученые. Представители разных научных центров оперируют данными, которые разнятся между собой. Реальную картину происходящего поможет получить создаваемая по инициативе Минприроды России и методикам ААНИИ государственная система мониторинга.
«Имеется в виду не вся мерзлота, которая может залегать на сотни метров в глубину, оставаясь в неизменном состоянии еще сотни лет, — говорится в этом отзыве. — Важно состояние верхнего, так называемого деятельного, слоя, который служит основанием для большинства построек. Именно он разрушается быстрее всего, и за его изменениями нужно постоянно следить».
За последние 20 – 30 лет, по данным ААНИИ, многолетнемерзлые грунты потеплели в среднем на полградуса. В большинстве наблюдаемых районов глубина их протаивания выросла, а площадь распространения мерзлоты на севере России сократилась. Но наибольшее потепление (на 1 – 2 градуса по Цельсию) фиксируется в Арктике. К концу XXI века площадь мерзлоты на глубине до 3,5 метра может сократиться там более чем наполовину, полагают некоторые ученые.
Да, потепление в Арктике идет быстрее, чем где‑либо на планете, а криолитозона (мерзлота) деградирует заметнее. Но происходит это неравномерно. На архипелаге Северная Земля и в районе Тикси, например, наблюдения показывают более-менее стабильное положение деятельного слоя грунта.
Выявляя с помощью мониторинга участки наибольшего протаивания и зоны риска, можно будет принимать стратегически важные решения, связанные с оценкой состояния построенных объектов. И корректировать планы развития арктической зоны. Для России, где мерзлые грунты простираются на площади около 6 млн кв. км, охватывая две трети территории страны, это крайне важно.
Показания мониторинга будут востребованы в разных отраслях, включая строительство и добычу сырья. Некоторые крупные компании, работающие в Арктике, пытались наладить свою систему наблюдений. Но и они нуждаются в более полных и точных оценках. Получаемые ими сведения вольются в общую базу данных, накапливаемую благодаря государственной сети «зорких» объектов, которая станет частью единой системы мониторинга окружающей среды.
Эти показатели будут передаваться из разных мест автоматически по каналам связи в Центр мониторинга мерзлоты, созданный при ААНИИ. Они пополнят Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды. Но это нужно не только для того, чтобы минимизировать экономические риски. Оценка таких параметров позволит отслеживать изменения климата, строить прогнозы и обновлять карты, отражающие динамику изменений мерзлоты.
Подводя итоги этой работы в 2023‑м, директор института Александр Макаров отметил два значимых фактора. Во-первых, система мониторинга формируется на базе наблюдательной сети Росгидромета. А это быстрее и дешевле, чем разворачивать ее с нуля, — не приходится тратить средства на строительство зданий, дорог и т. д. Во-вторых, там используется отечественное оборудование (термокосы и датчики), которое дешевле зарубежного, но не менее надежно.
Первый такой наблюдательный пункт был открыт 19 мая прошлого года в Салехарде недалеко от расположенной там метеостанции. Это скважина глубиной около 25 метров, куда помещен блок с 32 датчиками, установленными на разном расстоянии друг от друга, и электронной начинкой.
На данный момент скважины для наблюдений за мерзлотой (20 пунктов) обустроены в пяти регионах страны. После обследований потенциальных точек мониторинга и изысканий они появились в Ямало-Ненецком округе, на Алтае, в Архангельской области. А также на севере Красноярского края и в Саха-Якутии.
Оттуда показания несколько раз в день поступают по спутниковому каналу в петербургский Центр мониторинга (в режиме онлайн), где они накапливаются и обрабатываются. Его специалисты оценивают «самочувствие» мерзлоты по многим параметрам (температура, влажность и др.) на основе единой методики, что снижает погрешность в анализе, считают ученые.
Эти сведения открыты, равно как и обзоры, справки и прогнозы, которые регулярно готовят сотрудники центра. Доступ к таким материалам имеют не только специалисты Росгидромета, но и представители научных кругов, органов власти и хозяйственных служб…
Между тем система фонового (базового) мониторинга вырастет в нынешнем году на 58 объектов, рассказал Александр Макаров. А годом позже предстоит открыть оставшиеся пункты. Согласно федеральной программе по созданию такой системы, до конца 2025 года в России будет развернута сеть из 140 пунктов наблюдений, которая охватит всю криолитозону страны.
Плотность распределения пунктов наблюдений соответствует рекомендациям Всемирной метеорологической организации по учету мерзлых пород. А на реализацию данного трехлетнего проекта из федеральной казны намечается выделить за этот период около 1,8 млрд рублей.
Оборудование работает в штатном режиме, но делать выводы на основе поступающих данных еще рано, добавил директор ААНИИ. При бурении температура грунтов повышается, и нужно время, чтобы окружающая среда вернулась к исходному состоянию. Но начало положено.
В перспективе нужные данные пойдут нарастающим потоком из разных частей страны. И эта государственная сеть, став основой для более глубокого изучения и формирования системы геотехнического мониторинга (оценки мерзлоты под конкретными объектами), конечно же, будет последовательно развиваться.
Хотя и 140 пунктов наблюдений будет достаточно, чтобы судить о процессах, происходящих в многолетнемерзлых породах. И понимать, как меняется мерзлота в связи с глобальными изменениями климата, какими могут быть выбросы в атмосферу парниковых газов при ее постепенном таянии. Это уже значительный шаг вперед на пути к построению оптимальных климатических моделей и повышению безопасности арктических инфраструктурных объектов.
Образцы пород, получаемые при построении системы мониторинга, доставляют в Петербург, где в нынешнем году планируется открыть кернохранилище мерзлых грунтов, едва ли не первое в России.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 8 (7584) от 18.01.2024 под заголовком «Когда уходит почва из‑под ног».
Комментарии