65% территории России — 11 млн км² — находится в зоне вечной мерзлоты. Из них более трети — в зоне с промерзанием до 1,5 км в глубину. На таких землях стоят сотни населенных пунктов, включая крупные — Норильск, Салехард, Якутск, Воркута.
В 2020 году Министерство по развитию Дальнего Востока и Арктики провело исследование состояния вечной мерзлоты в России. Его результаты оказались неутешительны: было зафиксировано протаивание вплоть до 400 метров.
Это — реальная угроза инфраструктуре: дорожной, промышленной, жилой. Более 40% оснований зданий и сооружений в криолитозоне уже имеет деформации.
Деградация мерзлоты оказывается причиной 23% отказов технических систем, поскольку возраст многих инфраструктурных объектов составляет 40–50 лет (при их строительстве риски, связанные с изменением климата, не учитывались), а также приводит к потере добычи 29% нефти и газа.
По данным министерства, 70% инфраструктуры арктической зоны РФ — в опасности из-за таяния льдов. А ведь именно российская часть Арктики — наиболее населенная северная территория в мире: здесь проживает 2,5 млн человек. Треть арктической инфраструктуры расположена в зонах, где много грунтового льда и риск таяния мерзлоты особенно высок. Из-за протаивания активного слоя может пострадать фундаментальная инфраструктура: в зоне риска находятся 45% нефтегазовых проектов, 36 000 домов, десятки аэропортов, в том числе и военных.
Согласно подсчетам российских ученых, урон от деградации вечной мерзлоты к 2050 году составит не менее 5 триллионов рублей. При этом исследований ее состояния не хватает.
Отчет Росгидромета за 2021 год свидетельствует, что с 1990 года на территории России существовало 75 площадок, на которых когда-либо производились измерения мощности сезонно-талого слоя (или слоя протаивания вечной мерзлоты). В настоящее время доступны данные о мощности протаивания на 46 площадках. По словам климатолога Алексея Кокорина, этого количества площадок не хватает.
— Почвы неравномерные, климатические условия, изменение температуры — разные. Протаивание происходит очень неравномерно: от 3 до 15 сантиметров за десятилетие. Мерзлотой занята гигантская территория, а измерений очень-очень мало, — говорит он. — Сегодня Росгидромет пытается увеличить число площадок раз в двадцать. Может, в двадцать и не получится, но проси больше — получишь хоть что-то. Увеличить количество площадок хотя бы в 3–5 раз можно и нужно.
Увеличение числа площадок поможет точнее определить, какой поток СО2 и метана поступает из тающей вечной мерзлоты. По словам Кокорина, сейчас этот поток невелик: может быть, 1–2 миллиарда тонн в год. В случае повышения глобальной температуры к концу века до 4–5 градусов, этот поток увеличится приблизительно в 10 раз.
— Если мы допустим глобальное потепление в 4–5 градусов, у нас появится страшная вещь — поток парниковых газов из мерзлоты, с которым мы ничего сделать не сможем, тем более на таких гигантских территориях, — говорит Кокорин.
Серьезной проблемой является и таяние линз льда под землей, которое уже приводит к разрушениям. Обрушение домов в Якутске (по данным городской инспекции мерзлотного надзора, в 2000 году были признаны аварийными 311 каменных многоквартирных домов Якутска; в их число вошли здания, построенные в 70–80-х годах и ранее, а также более «свежие»), в Черском (город на северо-востоке Якутии), в Андерме, Надыме (ЯНАО) случилось именно потому, что под ними оказались те самые ледяные линзы.
— Это происходит достаточно быстро, чтобы деревянный дом перекосился, металлическое сооружение перекосилось или разрушилось, а каменный дом — разрушился однозначно, — отмечает Кокорин.
Он рассказывает про опыт Надыма: вокруг современного 4-этажного дома, построенного в начале 2000-х из бетонных плит, сейчас все утыкано трубами — термосифонами для замораживания грунта. Обнаружилось, что дом стоит на очень слабом грунте с содержанием льда.
Без этого замораживания дом не устоит, разрушится.
Узнать, есть ли ледяные линзы в грунте, можно с помощью буровой машины, но бурить надо достаточно часто, около каждой опоры, через каждые полтора метра. Этот вопрос не для Росгидромета или науки, а для тех, кто эксплуатирует дома. Им необходимо знать, что находится под домом на глубине 2–3 метров. Нужно обязать убирать снег, нужно, чтобы вода с крыши не текла по стене.
Уровень вечной мерзлоты сильно зависит от температуры в течение года: здесь как раз важно, насколько слой протаивает летом и промерзает зимой. Именно поэтому важно зимой вокруг зданий убирать снег, чтобы грунт промерз глубже. Речь даже не о том, чтобы почистить двор, — чистить нужно весь периметр в полтора-два метра вокруг здания.
Если с крыши течет вода, то она не должна течь по стене дома или по свае, а должна — по специальному желобку. Нельзя допускать, чтобы она скапливалась в лужи около дома. Это простые вещи, хорошо известные, и их надо делать.
На вечной мерзлоте построены не только дома и дорожная инфраструктура, но и трубопроводы. Проседание может их покорежить, но это зависит от того, как сделаны опоры. Устройства трубопроводов делает их в какой-то степени приспособленными для перекоса. Это мягкие конструкции, они не сломаются, в отличие от железной дороги.
В России есть самый северный действующий участок железной дороги в мире — Обское-Бованенково — длиною более чем в 500 км. Дорога построена «Газпромом» на Ямале для доставки грузов для освоения Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения.
«Газпром» хотел достроить ее до Сабетты, но от этих планов отказались, поскольку дорогу все время «перекашивает». Дело в том, что мерзлота не тает ровным слоем: где-то больше, где-то меньше. «Газпром» тратит серьезные деньги на поддержание этой дороги. Все эти перекосы и размывы видны даже со спутника. Обслуживание в условиях протаивания мерзлоты очень дорогое.
Маргарета Йохансон (Margareta Johansson) — доцент университета Лулео, исследователь пермафроста в Абиско рассказала «Кедр.медиа», что за время исследований шведские ученые обнаружили, что слой протаивания увеличился с 60–70 см до 80–90 см, что связано с увеличением температур.
— Мы отмечаем, что существенно увеличилось количество снега, выпадающего зимой, и это делает зимы более мягкими. Мы его не чистим, но на территории исследований очень много перевалов, с которых снег сметает сильным ветром, — говорит она.
В Абиско слой мерзлоты очень тонкий, но даже здесь неравномерное протаивание иногда приводит к вздутию и повреждению дорожного покрытия.
Йохансон отмечает, что протаивание приводит к высвобождению не только метана и СО2, но и разных других веществ, которые могут быть вредны для животных. Например, ртути. Выбросы ртути в водоем могут сильно навредить оленям, пьющим там воду.
«Мы с таким еще не сталкивались, но это потенциальная угроза, поэтому мы тщательно мониторим уровень ртути».
Но большую угрозу для обитателей Арктики — моржей, белых медведей и северных оленей — представляют последствия глобального изменения климата. Могут поменяться пути миграции дикого оленя, если они проходят по болоту, которое не покрылось льдом зимой, или могут возникнуть проблемы с поиском еды, если снежный покров зимой подтаивает, а потом замерзает, и животные не могут достать пищу из-под льда.
Соблюдение правил и проблема термокарста — это локальные вопросы, а вот протаивание и поток СО2 — глобальная проблема. И таит в себе огромную угрозу. Сейчас доказано, что поток есть и он растет.
Российская и канадская вечная мерзлота может стать серьезным и глобальным препятствием для стабилизации глобального потепления на удовлетворительном уровне.
Если все страны предпринят невероятные усилия и остановят потепление на отметке в 2,5 градуса, но при этом мерзлота продолжит «газить», то потепление, хоть и медленно, но будет увеличиваться. Это, в свою очередь, приведет к подъему уровня мирового океана, увеличению числа опасных метеорологических явлений, нехватке продовольствия и пресной воды. Если глобальное потепление достигнет 4-х градусов, то 3 млрд человек вынуждены будут сменить место проживания, чтобы избежать стихийных бедствий, а также в поисках питьевой воды и продовольствия.
По словам Йохансон, человечество практически не может повлиять на скорость таяния вечной мерзлоты, кроме как пытаться тормозить процесс глобального потепления и стабилизировать его на приемлемом уровне.
— Теоретически можно собирать снег и свозить его в какое-то место, чтобы зимой почва сильнее промерзала, а летом не оттаивала. Но это физически невозможно из-за огромной и труднодоступной территории. Научных исследований в области измерения потока метана и СО2 очень мало из-за недостатка финансирования. Но знать, что у тебя происходит под домом или под объектами инфраструктуры, насколько изменяется протаивание, — очень важно, — заключает Кокорин.
