Sakkakuoren alue (Yakutia)

Bibliografinen kuvaus: Kuzmin P.P., Kopylova S.G., Kuzmina I.V. Permafrost Sakan tasavallassa (Yakutia) // Nuori tutkija. ?? 2017.? № 3.2. ?? S. 26-28. URL: http://yun.moluch.ru/archive/12/935/ (valituksen päivämäärä: 09/05/2018).

Permafrost on globaali ilmiö, joka kattaa vähintään 25% maapallon kokonaispinta-alasta. Ainoa maanosa, jossa permafrost on poissa, on Australia. Suurin osa permafrostista on peritty viimeisestä jääkaudesta, ja nyt se sulaa hitaasti. Kuusikymmentäviisi prosenttia Venäjän alueesta on permafrostia. Se on laajin levinnyt Itä-Siperiassa ja Transbaikalian alueella.

Aihe: "Permakrost Sakan tasavallassa (Yakutia)" minua kiinnostaa, koska permafrost on yksi Pohjois-maiden luonteen erityispiirteistä. Maanalainen juna on erittäin tärkeä maan pinnan muodostamisessa. Permafrost on hyvin salaa. Vain hiukan lämmön tilan muuttaminen on välttämätöntä, jotta poistetaan ainakin ohut kerros turpeesta, sillä ravut näkyvät välittömästi. Tämä prosessi on valitettavasti peruuttamaton.

Suurin rakennusmenetelmä koko permafrostin alueella on paaluperusta. Jäätyneiden maaperän rakenteiden rakentamisen kannalta vaarallisin rakenteiden prosessi on permafrost-maaperän sulaminen pohjasta, mikä johtaa niiden muodonmuutokseen.

Työn tarkoituksena on tutkia permafrostia Sahaan tasavallan alueella (Yakutia).

Minulla on seuraavat tehtävät: tutkia permafrostin ydinvoimaa koskevaa tieteellistä kirjallisuutta; perehtyä Permafrost-instituutin maanalaisen laboratorion työhön; tutkia permafrost-ominaisuuksien positiivisia ja negatiivisia näkökohtia; tunnistaa permafrostin sulatuksen syyt ja mahdolliset seuraukset.

Tutkimuksen kohde on Sakman tasavallan alue (Yakutia), joka sijaitsee permafrost -vyöhykkeellä.

Tutkimuksen aiheena on permafrost.

Käytännöllinen merkitys on permafrostin tiedon keräämisestä, tutkimuksesta, joka koskee sulan sulamisen sulkemista Yunkurin kylässä Olekminskin alueella.

Työn uutuus on seuraavien suositusten kehittämisessä: permafrostin ja rakennusten ja rakenteiden rakentamisen rahoituksen lisääminen, ottaen huomioon kausiluonteisesti sulatettu kerros, sulatus ja nurjahdus permafrost-olosuhteissa.

Yakutian ilmasto. Yakutian alue sijaitsee kolmella ilmastovyöhykkeellä. Talvi on pitkä (6 kk), pieni lumi ja kylmä. Alin lämpötila kirjattiin Oymyakonin kylässä lähellä Verkhoyanskin kaupunkia (Yakutia). Lämpötilan ennätys oli -71 ° C. Kesä on suhteellisen kuuma ja kuiva. Korkein lämpötila rekisteröitiin 15. heinäkuuta 1942 - plus 38,3 astetta.

Yakutian mahalaukun helpotusmuodot. Yakutian alue sijaitsee Euraasian mantereen suurimmassa osassa. Alueella on yhteinen kaltevuus etelästä pohjoiseen ja kaikki harjut ulottuvat samaan suuntaan. Maapallon muodostamisprosessissa maanalainen jää on erittäin tärkeä. Maanpinnan lämpötilan muutoksen takia lämpenemisen suuntaan tapahtuu maajäätä. Maapallon jäätymisen jälkeen, koska pinnan tasoittaminen vedellä on muodostunut suuria, tasalaatuisia onttoja, joita kutsutaan mahdottomaksi.

Jäätelöjä ja Yakutian jäätä. On olemassa kahta tyyppiä glaciation - vuori ja integumentary. Vuoristotyypin jäätiköt sijaitsevat Chersky- ja Verkhoyansk-alueiden korkeimmilla paikoilla. Yakutian suurin jäätikkö on Tsaregradskyn ainoa dendriittinen jäätikkö, jonka pituus on 8,9 km ja pinta-ala 12 km 2. Havainnot osoittavat, että nykyään Yakutian nykyisten jäätiköiden koko on vähentynyt ilmaston lämpenemisen vuoksi.

Permafrostin ominaisuudet. Vertikaalinen permafrost (MMP) on jaettu kolmeen kerrokseen:

  1. Kausiluonteisen sulatuksen ja jäätymisen taso, jonka kapasiteetti on enintään 5 metriä.
  2. Kerros vuotuisia lämpötilavaihteluita, joiden kapasiteetti on enintään 30 metriä.
  3. Permafrost (permafrost).

Jäässä on kaksi lajia. Ensimmäinen tyyppi esiintyy maassa puhtaan jään muodossa. Laskimotilavuus muodostuu ensin kallion halkeaman tunkeutuvan veden jäätymisestä. Joka vuosi uusia osia vettä läpäisee saman halkeaman, laajentavat halkeamia ja lisäävät ydinpaksuutta. Toinen tyyppinen maanalainen jää löytyy kallionreikiin. Se muodostuu jäädyttämällä kosteutta liotettu kivi. Tämäntyyppinen jää, sementoimalla hiekkakiviä, päinvastoin tekee niistä kestäviä. Yliannostuksen ikä Yakutian alueella on yli 2 000 000 vuotta.

Permafrost-tutkimukset. Sherginin kaivos sijaitsee Yakutskin keskustassa Yaroslavskin kadulla. Kaikki alkoi hyvin. Ennen Yakutskiin saapumista Shergin asui useita vuosia Kachugin kylässä, joka sijaitsee Lenan yläjuoksulla. Kachuga-steppeilla reiän läpi he saivat vettä permafrost-sekvenssin alla 60 metrin syvyydestä. Kachugin kokemus Shergin päätti panna täytäntöön talonsa pihalla, jo Jakutskissa. Mutta kun hän oli saavuttanut 15 metrin syvyyden, hänen oli luovuttava ajatuksestaan. Koko syy oli jäädytetty maa. Shergin myönsi, ettei hän saa vettä. Teokset pysäytettiin kokonaan. Tutkijat vakuuttivat F. Sherginin jatkavan kaivamista tieteellisiin tarkoituksiin. Kymmenen vuoden kovaa työtä varten kaivos on saavuttanut nykyisen syvyytensä 116,5 metriä. Seuraavana vuonna Fedor Shergin julkaisi tutkimuksensa "Kansantalousministeriön lehdessä". Heidän tuloksensa löysivät tutkijoita ympäri maailmaa.

Maanalainen laboratorio. Vuonna 1941 perustettiin tutkimuslaitos, joka perustettiin Permafrost-instituutin retkikuntaan Yakutskissa. Yakutsk ja sen ympäristöt sijaitsevat monivuotisten jäädytettyjen maavyöhykkeiden alueella. Sementtipaksuus on 200-250 metriä. Nykyään permafrost-instituutin asiantuntijat osoittavat permafrostin tilan erityisellä tunnelilla. Nyt permafrostitunnelin seinät ja katot ovat nopeasti romahtaneet. Jos 40 vuotta sitten laboratorio näytti olevan kapea reikä, joka on alle kolme metriä leveä, tänään se on jo melko tilava galleria.

Kaksi vuotta sitten tiedemiehet joutuivat kaataamaan kaikki tutkimukset vankilaan, jään sulamisen takia, tunnelin seinät olivat romahtamassa. Laboratoriota oli kiireesti vahvistettava. Lävistyksen tutkijat uskovat, että lämpötilan muutosten seurauksena permafrost-kerros alkoi sula intensiivisesti, mutta ei ylhäältä, mutta alhaalta.

Rakentaminen permafrost esimerkkinä kaupungin Yakutsk.

Vuodesta 1935 Yakutskissa rakennettiin ensimmäistä kertaa rakennuksia, jotka perustuivat yksittäisiin teräsbetonipilareihin maahan sijoitettuna 4-5 metrin syvyyteen. Maaperän ominaisuuksia koskevien tietojen epätäydellisyys johti luotettavuusongelmiin. Tämä johti rakennusten muodonmuutokseen. Yli 500 rakennusta ja rakenteesta on vääntynyt.

Permafrostin vaikutus ihmisen elämään ja sen ympäristöön. Jatkuvan lämpenemisen ansiosta "maan eteneminen jalkojen alta" voi tulla todellisuudeksi monilla permafrostin alueilla. Tämä vahvistetaan useissa 2000-luvulla tapahtuneissa tosiasioissa. Niistä on epätavallisia tulvia, minkä seurauksena toukokuussa 2001 Lenskin kaupunki oli lähes kokonaan tuhottu; useiden suurten eurooppalaisten kaupunkien tulvat; Euroopassa aiemmin epäonnistuneita lämpötilan poikkeavuuksia. Ilmastonmuutos on lisännyt sulamislämpötiloihin liittyviä luonnollisia vaaroja.

Venäjän federaation alueella permafrostin alueilla on yli 80% öljyvaroista, noin 70% maakaasusta, valtavia hiilen ja turpeen talteenottoja. Näillä alueilla (teillä, öljy- ja kaasuputkilla, öljy- ja kaasukentillä, rakennuksilla) sijaitseviin rakenteisiin permafrostin sulaminen on vaarallisinta. Jäätymän maaperän sulatuksessa niiden fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet (paino, kosteus, lämpötila) muuttuvat, mikä johtaa rakenteilla olevien rakenteiden vaurioitumiseen, putkien heikentymiseen jne.

Permafrostin vaikutus ihmisen elämään ja sen ympäristöön.

Teiden ja rakennusten rakentamiseksi vaara on sekä maan sulaminen että turvotus. Yksi permafrostin hämmästyttävistä ominaisuuksista on pullistumassa maanpinnasta suurien esineiden pinnalla (kerran leikatut pylväät, kivet). Tällaiset esineet jopa kulkevat asfaltin ja betonin läpi. Tämä prosessi haittaa teitä ja rakennuksia.

Permafrost estää kasvien juurten syvän tunkeutumisen. Jopa suurten lehtorien juuret tunkeutuvat vain 60 - 70 cm: n syvyyteen, joten kesällä, vaikka tuulet ovat merkityksettömän voimakkaita, puut putoavat. Permafrost vaikuttaa myös jokien ja järvien vesipitoisuuteen, eläinten ja lintujen elämään, esimerkiksi reikien laitteisiin.

Permafrost luo monia ongelmia, mutta siitä on hyötyä. Kiertämisen kallion vahvistamisen ansiosta oli mahdollista rakentaa ainutlaatuisia louhoksia Yakutiaan. Näiden louhosten sivut pitävät jäätä ja lämpimässä ilmastossa ne purjehtivat. Perämuodosta johtuen pohjoisilla ihmisillä muinaisista ajoista ei ollut ongelmia liha-, kala- ja öljyvarastoinnin kanssa. Kesällä kyläläiset pitävät jäätä juomavedessä kellarissa, ja jäävesi on tunnetusti puhdas. Näin ollen permafrostilla on moninaiset - ja hyödylliset ja haitalliset vaikutukset työelämään ja ihmiselämään.

Näin ollen on aina tarpeen ottaa huomioon monivuotinen permafrost ja tehdä kaikkensa ympäristönsuojelijoiden pelastamiseksi.

  1. Nekrasov, I.A. Permafrost Yakutia. Yakutsk: Kirjakauppa, 1984. s. 120.
  2. Pesterev V.I. Yakutian historia kasvoissa. Yakutsk: Bichik. 2001, s. 464.
  3. Murzin Y.A. Yakutian jäätiköt // Tiede ja teknologia. 2003 - 2 (5). S.102-107.

Maaperän jäädytys syvyyteen

Pohjoisen rakentamisen ilmastovyöhykkeen alueille on tunnusomaista maaperän syvä kausiluonteinen jäädytys (yli 2 m) sekä sulamisvyöhykkeen yläpuolella (enintään 2-2,5 m) ylijäämän syvyys (enintään 3-4 m).

Sillan ja putkien suunnittelussa otetaan huomioon säätiön maaperän kausittaisen jäädytyksen syvyys. Tämä tekijä määrittää keinotekoisten rakenteiden tukien ja perustusten tyypin ja muodon sekä niiden perustan syvyyden.

1.6. Pysyvät maaperät

Venäjällä 47 prosentista 50 prosenttiin kokonaispinta-alasta on alueita, joille on ominaista permafrostin leviäminen [7.9] (kuvio 1.4).

Riippuen niiden olemassaolosta, jäädytetyt maaperät jakautuvat permafrostiksi, joiden elinaika on vuosisatojen ja vuosituhannen mittaisia, permafrostia useista vuosista useisiin vuosikymmeniksi kausiluonteisesti jäädytettynä yhdestä kahteen vuodeksi [10].

Kuva 1.4. Kaavamainen kartta permafrost-maaperän jakautumisesta: 1 - harvinainen saarialue, saari ja massiivinen saarijakauma, keskimääräiset vuotuiset lämpötilat välillä +3 - -1 o C ja teho 0-100 metriä; 2-5 - jatkuvan jakelun alueet lämpötiloissa: 2 - -1 - -3 o С ja kapasiteetti 50 - 300 m; 3 - välillä -3 -5 ° С ja kapasiteetti 100-400 m; 4 - 5 - - 9 o C ja teho 200 - 600 m; 5 - alle - 9 o C ja teholla 400 - 900 m ja enemmän

Sementtiä sisältävät maaperän koostumus sisältää monimutkaisia ​​komponentteja. Jäädytetyn maamekaniikan teorian [10] mukaan maaperä ja muu kallio, maaperä ja dispergointimateriaali, joilla on negatiivinen tai nolla lämpötila, kutsutaan pakastetuksi, jossa ainakin osa vedestä on jäätynyt ja muuttunut jääksi, sementoimalla mineraalipartikkeleita.

Pysyvien hiukkasten maaperää pidetään geologisena ilmiönä. Esimerkiksi Koillis-Siperian pohjaveden maaperän kerrostumat ovat 10-12 tuhatta ja 280 tuhatta vuotta vanha [10].

Jäykkymaat ovat ominaisia ​​niiden eri muodoissa. Sijaintialueilla, joilla permafrost-maaperä on jaettu, on jatkuva permafrost, jonka sisällä permafrost havaitaan kaikkialla; saarilla permafrost, joka sisältää eristetyt alueet permafrost; permafrost-tilaa, joka on läpäissyt huomattavan kohtuulliset talikset; permafrost-alueet turvesuomissa [7]. Permafrost-maaperässä on sulatettuja taloja - taliksia. Useimmiten ne sijaitsevat permafrost-maaperän jakautumisen etelärajan vyöhykkeellä, jonka lämpötila on lähellä 0 ° C sekä vesistöjen (järvien ja jokien), pohjavesien ja meren rannoilla, joissa maaperä ja pohjavesi ovat suolaliuosta, niiden jäätymislämpötila laskee. Talikkien muodostuminen liittyy joskus ihmisen toimintaan.

Peräfrostin maaperän paksuus on erilainen ja riippuu leveys- ja korkeusvyöhykkeestä.

Yksi permafrost-maaperän pääominaisuuksista on syvyyslämpötila, joka vastaa likimäärin nollan lämpötila-amplitudeja (0,1 0 S tarkkuudella) (Kuva 1.5) [7,9].

Kuva 1.5. Perämafrostin kaavamainen lämpötila-alue: 1 - maaperän lämpötilan jakautuminen talvikaudella; 2 - sama kesällä; hd - aktiivisen kerroksen teho; hck - ilman lämpötilan kausivaihteluiden vaimennussyvyys; H - permafrost-maaperän paksuus

Syvällä, permafrost maaperillä on monipuolinen esiintyminen: jatkuva tai yhdistetty sulatettu lumi. Perämafrostin maaperän jakautumista esiintyy alueilla, joilla sen värähtelyn lämpötila nollan amplituditilanteessa on lähellä 0 ° C tai pohjavesi liittyy pintaveteen. Jäätymän maaperän yläraja määräytyy maaperän maksimaalisen kausiluonteisen sulamisen (jäädyttämisen) rajan mukaan.

Kylmäkauden aikana täydellä jäädytyksellä aktiivinen permafrost-kerros sulautuu. Jos kausittain jäädytetyn kerroksen ja permafrost-maaperän yläpinnan välillä jää sulamattomat välikerrokset, permafrost ei murskaa (kuva 1.6).

Kuva 1.6. Permafrostin lajit: a - sulautuminen; b - ei-juokseva; halkaen - kausittaisen maaperän sulatuksen syvyys; hjne. - kausittaisen maaperän jäädytyksen syvyys; hT - sulatetun maan paksuus; UVMG - permafrostin taso

Jään sisällöstä riippuen seuraavat permafrost ja jäädytetyt maaperät ovat eroja: vahva jää (jään määrä yli 50%); jäinen (sama 50 - 25%); hieman jäinen (sama alle 25%) [7,10].

Vahvasti savi, lieju ja hiekkasauma sulatuksen aikana muuttuvat nestemäisiin, muovisiin ja sitkeiksi tiloiksi ja niillä on pieni kantavuus.

Vähäiset sulatetut maaperät, joilla on sama koostumus sulatuksen aikana, tulenkestävän tai puolikiinteän sakeuden hankkiminen ovat hieman puristuvia ja niille on ominaista suurempi kantavuus.

Kiinteät maaperät niiden ominaisuuksissa ovat välivaiheessa.

Fysikaalisesti, permafrost ja jäädytetyt maaperä jakautuvat jäädytettyyn (matalalämpötilaan), juotettu tiiviisti jäähön, käytännöllisesti katsoen puristamatonta ja muovipakastettua (korkean lämpötilan), jolle on jäätynyt vettä, suhteellisen vähän pakattavissa pakatussa tilassa [10].

Kova- kiviolot ovat voimakkaasti sementoituneita jään, niille on ominaista suhteellisen hauras murtuma ja ne ovat käytännöllisesti katsoen pakkaamattomia kuormitettuna, niiden puristuvuuskerroin ei ylitä 0,05 cm 2 / kg [4]. Hiekka- ja savimaat luokitellaan kovan kiven lämpötilaksi, ° С, alle: 0 - karkeille jyvälle; 0,3 - suurille ja keskikokoisille hiekkarannoille; -0,3 - silkkihiekalle; -0,6 - hiekkasaumoille; -1,0 - tulivuorille; -1,5 - savesta.

Jäädytetyt muoviset jäädytysmaalit, mutta joilla on viskoosiset ominaisuudet (johtuen huomattavasta määrästä liukenematonta vettä niissä), on ominaista kyky pakata rakenteen kuormituksen alle, puristuvuuskerroin on yli 0,05 cm2 / kg. Hiekka- ja savi- maaperä, jossa huokosen täyttö jäällä ja jäätyneellä vedellä 0,8, luokitellaan muovipakattuina, jos niiden lämpötila vaihtelee 0 ° C: sta kovan jäädytetyn maaperän arvoihin.

Jäykkyydeltään jäänmurtoja (matalan kosteuden vuoksi), hiekka ja karkea (0,05) ovat samat kokoonpuristuvuusominaisuudet kuin samankaltaisten koostumusten jäädyttämättömät maaperät.

Peräfrost-pohjavesien pinta-alan syvyys on arvo, joka kuvaa maaperän lämpötilan kausittaisten muutosten vyöhykettä, toisin sanoen jaksollisen sulatuksen vyöhykettä. Suunnittelukäytännöissä vuotuisen talven jäätymisen ja kesän sulamisen kerros kutsutaan maakerrosten aktiiviseksi kerrokseksi (ks. Kuva 1.3).

Perämafrostin maaperän alempi asema määräytyy maaston leveysasteen mukaan: etelästä pohjoiseen suuntaan permafrostin raja vähenee vähitellen ja saavuttaa 500-600 metrin syvyyden maan pohjoisosassa. Paikallisten vaihteluiden paksuus riippuu suurista kohokuvioista.

Peräfrost-maaperän lämpötila on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka määräävät jäädytetyn maaperän soveltuvuuden keinotekoisten rakenteiden perustana. Maaperän permafrost-kerroksen syvyydestä riippuen lämpötilakertoimen mukaan kaksi vyöhykettä erotetaan: kerääntymisvyöhyke, jolle on tyypillistä kausiluonteisten lämpötilavaihteluiden tavallisesti 15-20 m paksuinen; vyöhykkeen nolla vuotuinen amplitudi jatkuvalla lämpötilalla ennallaan koko vuoden.

Esimerkiksi pohjoisen rakentamisen ilmastovyöhykkeen eteläisillä alueilla Urgalissa permafrost-maaperän paksuus on 30-70 m ja lämpötila 0 amplitudin tasolla = 0,5 ÷ 1,5 o C; Tynda-alueella - 100-150 m, a = 3 ÷ 5 o; Yakutskissa - 300-700 m, a = 7 ÷ 12 o C.

Trans-Baikal- ja Kauko-idän rautateiden permafrost-olosuhteet ovat seuraavat likimääräiset luokitukset [11] (taulukko 1.2).

Lämpötila maanpinnassa eroaa ulkolämpötilasta. kesällä auringon säteily nostaa pintalämpötilan ja talvella lumipeite suojaa sitä jäähtymiseltä. Lisäksi lämmön kustannuksella on vaikutusta haihtumiseen, pinnan varjostukseen ja muihin tekijöihin.

Permafrost-tutkimukset

Permafrost on globaali ilmiö, joka kattaa vähintään 25% maapallon kokonaispinta-alasta. Ainoa maanosa, jossa permafrost on poissa, on Australia. Suurin osa permafrostista on peritty viimeisestä jääkaudesta, ja nyt se sulaa hitaasti.

Permafrost-alueet - kuoren yläosa, jonka lämpötila ei nouse yli 0 ° C pitkään (2-3 vuotta vuosituhannelle). Pohjavesialueella pohjavesi on jäätä, sen syvyys on joskus yli 1000 metriä.

Kuusikymmentäviisi prosenttia Venäjän alueesta on permafrostia. Se on laajin levinnyt Itä-Siperiassa ja Transbaikalian alueella.

Aihe: "Permakrost Sakan tasavallassa (Yakutia)" minua kiinnostaa, koska permafrost on yksi Pohjois-maiden luonteen erityispiirteistä. Yakutian helpotuksen keskeinen piirre on permafrostin (kryogeenisten) maametallien klassinen jakautuminen. Maanalainen juna on erittäin tärkeä maan pinnan muodostamisessa. Permafrost on hyvin salaa. Siinä on erittäin laaja käyttäytymisen amplitudi - alkaen alueilta, joilla on vakaita matalalämpöisiä permafrostia kaikkein "hitaaseen", missä lämpötila on lähes nolla astetta. Lämpötilaa on muutettava vain vähän, jotta ainakin vähäinen turvekerros poistetaan, koska termokarstimuodostumat alkavat välittömästi. Tämä prosessi on valitettavasti peruuttamaton.

Suurin rakennusmenetelmä koko permafrostin alueella on paaluperusta. Jäätyneiden maaperän rakenteiden rakentamisen kannalta vaarallisin rakenteiden prosessi on permafrost-maaperän sulaminen pohjasta, mikä johtaa niiden muodonmuutokseen.

Työn tarkoituksena on tutkia permafrostia Sahaan tasavallan alueella (Yakutia).

Minulla on seuraavat tehtävät:

1. Tutkimaan tieteellistä kirjallisuutta permafrostin olemuksesta.

2. Perehtyä Permafrost-instituutin maanalaisen laboratorion työhön

3. Tutki permafrost-ominaisuuksien positiivisia ja negatiivisia puolia.

4. Tunnista permafrostin sulatuksen syyt ja mahdolliset seuraukset.

Tutkimuksen kohde on Sakman tasavallan alue (Yakutia), joka sijaitsee permafrost -vyöhykkeellä.

Tutkimuksen aiheena on permafrost.

Käytännön merkitys on permafrostin tietojen keräämisessä.

Työn uutuus on seuraavien suositusten kehittämisessä: permafrostin tutkimuksen ja rakennusten ja rakenteiden rakentamisen rahoituksen lisääminen, ottaen huomioon kausiluonteisen kovan kerroksen, sulatuksen ja nurjahduksen permafrost-olosuhteissa.

1. Yakutian ilmasto

Yakutian alue sijaitsee kolmella ilmastovyöhykkeellä. Yakutian ilmasto on voimakkaasti mantereellinen, mikä näkyy suurissa vuosittaisissa lämpötilavaihteluissa ja pienen sademäärän saannissa. Merkittävä piirre on talvisin sääolosuhteiden hallitseva ominaisuus. Talvi on pitkä (6 kk), pieni lumi ja kylmä. Alin lämpötila kirjattiin Oymyakonin kylässä lähellä Verkhoyanskin kaupunkia (Yakutia). Lämpötilan ennätys oli -71 ° C.

Suuri määrä kosteutta, joka joutuu ilmakehään ihmisen toiminnan seurauksena, vaikuttaa sumujen muodostumiseen (60 vuoden sumu 54 vuodessa laskee marraskuusta maaliskuuhun).

Kesä on suhteellisen kuuma ja kuiva. Jäämeren rannalla on usein hyökkäyksiä kylmistä arktisista ilmamassoista, joissa pakkaset ovat mahdollisia. Kun pitkä päivä, matalat pilvet ja ilmakehän lisääntynyt läpinäkyvyys, kesän lämpö saapuu yhtä paljon kuin eteläisemmillä leveysasteilla, mikä johtaa maanpinnan ja ilman voimakkaaseen lämpenemiseen. Suurin lämpötila vaihtelee välillä 30-33 astetta; Korkein lämpötila rekisteröitiin 15. heinäkuuta 1942 - plus 38,3 astetta.

Taulukossa 1 esitetään biologinen merkittävä lämpötila Ugarovin asteikolla.

Taulukko 1 - Biologiset merkittävät lämpötilat Ugarovin asteikolla

Ugarov asteikko Celsius asteikko Lyhyt kuvaus

0 U (+4 С) raja lämmön ja kylmän välillä.

-4 U (0 С) raja kylmän ja pakkasen välillä.

-30 U (-26 C) pakkasta, on tarpeen pukeutua pohjoiseen.

- 45 U (-41 ° C) arktisen savun muodostumista. Haitalliset aineet jääkiteissä päästävät hengitysteihin.

Kouluikäisiä lapsia ei saa päästää kouluun.

-60 U (-56 C) hiilidioksidi on jäässä. Hengitys on vaarallista.

+12 U (+16 ° C) viileä, on aika käynnistää lämmitys.

+19 U (+ 23 ° C) optimaalinen huonelämpötila.

+25 U (+29) lämpö, ​​siitepölyn inaktivointi, kasvun inhibointi. On aika avata kasvihuoneita

+33 U (+37 С) raja ihmisen tuskallisen ja terveellisen ruumiin välillä.

+37 U (+41 º) hengenvaarallinen ihmisen kehon lämpötila.

Taulukossa 2 on esitetty Yakutian ilmastovyöhykkeet ja ilmasto-ominaisuudet.

Taulukko 2 - Yakutian ilmastovyöhykkeet ja ilmastoominaisuudet

Ilmastovyöhykkeet Ilmastovaikutus

Kosteustilan kesätalvi

Arktinen Liiallinen Hyvin kylmä Kohtalaisen vaikea lumi-free märkä

Liian hyvin kylmä kova lunta märkä

Subtrooppinen liiallinen kylmä Vaikea kevyt lumi märkä

Liiallinen kylmä Heikko lunta märkä

Liian kohtuullisen vaikea lievästi märkä lämmin lämmin

Märkä kylmä kuuma lumi

Kohtalainen Märkä Kohtalaisen lämmin Vaikea lumi

Märkä Melko lämmin Kohtalaisen vaikea lumi

Ei riitä Melko lämmin Harsh ja vähän lunta

2 Yakutian kryogeeniset (permafrost) maametallit

Yakutian alue sijaitsee Euraasian mantereen suurimmassa osassa. Alueella on yhteinen kaltevuus etelästä pohjoiseen ja kaikki harjut ulottuvat samaan suuntaan.

Vuoristamme todettiin toistuvasti tuhoavaan 8-pistemuutokseen liittyviä maanjäristyksiä. Onneksi maanjäristysten keskukset katoavat joka kerta asumattomille paikoille ja menestyivät ilman uhreja ja tuhoja.

Näitä vielä aktiivisia vuoria ovat Verkhoyanskin alue, Cherskyn vuoristoinen maa.

Kuvio 3 esittää helpotuksen muodostumista.

Yakutian helpotuksen keskeinen piirre on permafrostin (kryogeenisten) maametallien klassinen jakautuminen.

Maapallon muodostamisprosessissa maanalainen jää on erittäin tärkeä. Niinpä kauden alhaisen vesikerroksen tunkeutumisen jäädyttämisestä ylimpiä maaperäkerroksia nostetaan - pullistuu. Tällainen muodonmuutos muodostaa bulgunyahin. Maanpinnan lämpötilan muutoksen takia lämpenemisen suuntaan tapahtuu maajäätä.

Jos maassa on runsaasti laskimojäätä (jääkiilat, jotka muodostuvat veden tunkeutumisesta huurtumattomille halkeille), muodostaen yhden verkon, sulattamalla ne johtavat silmänmuotoisen helpotusmuodon ilmestymiseen.

Kun jää on sulatettu, suonien väliin jäävät sillat pysyvät pieninä mökeinä. Tällaisia ​​kumpuja kutsutaan bajorachiksi (tämä ilmiö on yleisempi pohjoisessa). Maapallon jäätymisen jälkeen, koska pinnan tasoittaminen vedellä on muodostunut suuria, tasalaatuisia onttoja, joita kutsutaan mahdottomaksi.

Jäätelön tutkijat Yakutiaan tunnistavat useita vaiheita, jotka muodostuvat valitettavasti: bylar, dued ja tympy. On olemassa sellaisia ​​muotoja kuin kaivoja, suppiloita, purskeita jne.

3 Jäätelöä ja Yakutian jäätä

Hämmästyttävä luonnonilmiö on lukuisat jäätiköt, jotka liikuttavat ilmakehään kuuluvaa jäätä. Ne sijaitsevat pääasiassa Yakutian korkeimmilla Koillis-alueilla. Yakutian alueella on yhteensä 677 jäätikköä, joiden kokonaispinta-ala on yli 450 km2.

On olemassa kahta tyyppiä glaciation - vuori ja integumentary. Vuoristotyypin jäätiköt sijaitsevat Chersky- ja Verkhoyansk-alueiden korkeimmilla paikoilla. Taulukossa 3 on esitetty Yakutian nykyaikaiset jäätiköt.

Taulukko 3 - Yakutian nykyaikaiset jäätiköt

Vuoristojärjestelmä Jäähdyttimet Alue, neliö

Chr. Orulgan 82 18.86

Chr. Suntar-Hayat 208 201,60

Chr. Chersky 276 118,70

Chr. Chibagalakhskiy 96 36,60

De Long Islands 15 74.27

Yhteensä 677 450.03

Yakutian suurin jäätikkö on Tsaregradskyn ainoa dendriittinen jäätikkö, jonka pituus on 8,9 km ja pinta-ala 12 km2.

Havainnot osoittavat, että nykyään Yakutian nykyisten jäätiköiden koko on vähentynyt ilmaston lämpenemisen vuoksi.

Yakutian vuoristomaisemien ominaispiirre on jää, joka on kerrostuneita jäämassoja maapallon, jäällä tai rakenteellisissa rakenteissa, jotka muodostuvat jäätymisen aikana ajoittain virtaavien luonnollisten tai keinotekoisten vesien aikana. Naledi laajalle levinnyt maapallolla.

Yakutian koillisosassa, joen laaksossa. Moma (Indigirka-joen kanava) on maailman suurin jääjää, Ulakhan - Taryn. Pituus 40 km, leveys jopa 3,5 km ja paksuus jäätä 3-8 metriä, sen pinta-ala on muutamassa vuodessa yli 100 km2.

Tällä hetkellä tasavallassamme tunnetaan yli 100 Tarynsia, joista suurin sijaitsee ahtaissa paikoissa joen laaksossa. Moma ja sen vasemmat sivujoet - Kira, Kebum ja Condor.

4 Permafrost-tutkimukset

4. 1 Pysyvän hajun ominaisuudet

MMP: n pääominaisuudet, joihin rakentamisen olosuhteiden komplikaatioaste riippuu, ovat jakautumisluokka (jatkuva, epäjatkuvuus, saaristo), kryogeenisen rakenteen tyyppi (massiivinen, kerrostettu, verkotettu) ja jääpitoisuuden aste.

Vertikaalinen permafrost (MMP) on jaettu kolmeen kerrokseen:

1. Kausiluonteisen sulatuksen ja jäätymisen kerros, jonka kapasiteetti on enintään 5 metriä. Kerroksen lämpötila vaihtelee positiivisesta (keskimääräisestä kesästä) alimpaan negatiiviseen (keskimäärin). Tämän kerroksen voimakkaiden muutosten (vaiheen tilan) seurauksena maaperän kausivaihtelut ja saostuminen havaitaan.

2. Lämpötilan vuotuinen vaihtelukerros enintään 30 metriä. Tälle kerrokselle on yleensä ominaista suurin jääpitoisuus, kerroksen alemmassa osassa olevien negatiivisten lämpötilojen pysyvyys (jopa miinus 4-5 ° C) ja negatiivisten lämpötilojen kausivaihtelut pääosan kerroksessa 0 ° C: sta nollapisteen lämpötilaan, jotka ovat keskimäärin alhaisia.

3. Permafrost (permafrost). Sillä on ominaista negatiivisten lämpötilojen pysyvyys, jotka eivät ole riippuvaisia ​​lämpötilan kausivaihteluista päivällä. Alin lämpötilat ovat yleensä ominaisia ​​sekvenssin yläosassa. Paksuus, tämä kerros muodostaa permafrost-osan tärkeimmän ja suurimman osan. Jäädytetyt savet voivat sisältää sulamatonta vettä jopa -50 ° C: n lämpötilassa.

Permafrost-ominaisuuksien tärkein ominaisuus on sen jääpitoisuus. Jäässä on kaksi lajia. Ensimmäinen tyyppi esiintyy maaperässä puhtaana jäässä muodossa kiilamaisen laskimoon, vuorovaikutteisesti tai linssiin ja kun se jäätyy kiviä sisälle, lisätään tilavuutta, se hajottaa ne. Laskimotilavuus muodostuu ensin kallion halkeaman tunkeutuvan veden jäätymisestä. Joka vuosi uusia osia vettä läpäisee saman halkeaman, laajentavat halkeamia ja lisäävät ydinpaksuutta. Toinen tyyppinen maanalainen jää löytyy kallionreikiin. Se muodostuu jäädyttämällä kosteutta liotettu kivi. Tämäntyyppinen jää, sementoimalla hiekkakiviä, päinvastoin tekee niistä kestäviä.

Kausittain ohut kerros (STS) on osa jäätynyttä kalliota, joka sulaa ylhäältä kesällä ja jäätyy talvella permafrostin alueella. STS, joka on pintakerros, altistuu eniten ulkoisille vaikutuksille, jotka ovat luonnollisia ja liittyvät ihmisen toimintaan. Hän on vaikuttanut mihinkään maanrakennukseen. JTS toimii kokonaan tai osittain sijoitusympäristönä tai pohjana monille rakennushankkeille.

JTS on yksi ensimmäisistä luonnonympäristön osista vastatakseen ilmastonmuutoksen ja paikallisten pintaolosuhteiden muutoksiin - tulvat ja kuivatus, tulipalot, metsien hävittäminen, maakerroksen häiriöt, joskus synnyttävät lepääviä, ei-toivottuja tai jopa tuhoisia prosesseja: maan jään sulaminen ja maanvyörymät. Ensinnäkin erilaiset epäpuhtaudet putoavat ilmakehästä.

Kuvio 9 esittää maaperän jäädytyksen syvyyttä.

Kuva 9 Maaperän jäädytyksen syvyys

Yksi JTS: n yleisistä ominaisuuksista on sen paksuus (paksuus) tai kausiluonteisen sulamisen syvyys. Kapasiteetti riippuu koostumuksesta ja rakenteesta, kosteudesta, suolapitoisuudesta, kasvillisuudesta ja maaperän kattavuudesta, paikan sijaintipaikasta, lumipeitteestä ja ilmastollisista ominaisuuksista. Yakutskissa ja sen ympäristössä suolaisilla mailla kausiluonteisen sulamisen syvyys on suurempi. Kuvio 10 esittää permafrostin arvon eri paikoissa.

4. 2 Sherginin kaivos

Shergin-kaivos, joka sijaitsee puukoulurakennuksen pihalla Yaroslavskin kadun ja Kulakovsky-kadun risteyksestä Yakutian pääkaupungin keskustassa. Tässä ensimmäistä kertaa maailmassa mitattiin kallioiden negatiivinen lämpötila yleismittarin syvyydessä. Ottaen huomioon tämän kaivoksen tutkimustulokset, brittiläiset ja amerikkalaiset tiedemiehet alkoivat mitata permafrostin lämpötilaa Kanadassa ja Alaskassa.

Kaikki alkoi hyvin. Tarkemmin sanottuna ajatus kaivamisesta, joka tuli mieleen Venäjän-amerikkalaisen yrityksen - Fedor Sherginin toimiston päällikölle. Tällainen yritys ei tietenkään ole onnettomuus.

Ennen Yakutskiin saapumista Shergin asui useita vuosia Kachugin kylässä, joka sijaitsee Lenan yläjuoksulla. Kachugan steppeilla reiän läpi saivat vettä permafrost-sekvenssin alapuolelta 60 syvyyden syvyydestä, joka on noin 128-129 metriä. Kachugin kokemus Shergin päätti panna täytäntöön talonsa pihalla, jo Jakutskissa. Mutta kun hän oli saavuttanut 15 metrin syvyyden, hänen oli luovuttava ajatuksestaan. Koko syy oli jäädytetty maa. Shergin myönsi, ettei hän saa vettä. Teokset pysäytettiin kokonaan. Mutta onnellinen sattuma, Yakutskissa saapui F. Wrangel, tunnettu itä-Yakutian ja Chukotkan pohjoisten marginaalien etsintä. Hän tarkasti kaivoksen ja tarjosi edelleen

Sherginin suhde Pietarin tiedeakatemiin ja hän alkoi vastata hänen kanssaan. Tutkijat vakuuttivat F. Sherginin jatkavan kaivamista tieteellisiin tarkoituksiin. Oli mielenkiintoista tietää, kuinka syvälle Yakutskin alapuolelle jääneet kivet olivat jäädytettynä. Myös tiedemiehet suosittelivat mittaamaan maan lämpötilaa kaivoksessa, kun se syvenee. Vuonna 1837 Shergin lopettaa työnsä. Kymmenen vuoden kovaa työtä varten kaivos on saavuttanut nykyisen syvyytensä 116,5 metriä.

Seuraavana vuonna Fedor Shergin julkaisi tutkimuksensa "Kansantalousministeriön lehdessä". Heidän tuloksensa löysivät tutkijoita ympäri maailmaa.

Tietenkin monet

Epäillyt Sherginin havaintojen luotettavuudesta, mutta kaikki heidät poistettiin lukuisten tarkastusten jälkeen seuraavina vuosina 1900- ja 1900-luvuilla.

Lämpömittarin tarkkuudella tehdyillä pienillä muutoksilla osoitettiin, että kaivoksen lämpötila vastaa pakastetun kerroksen lämpötilaa. F. Sherginin nimi oli kuolematon. Opetusministeriön esittelyssä Akatemian vuonna 1837 hänelle myönnettiin kultamitalia ja rengas, jolla oli timantti tiedepalveluihin.

Ensimmäistä kertaa maailmassa mitattiin permafrost-kivien lämpötila ja todettiin, että sen paksuus ylittää sata metriä. Kaivoksen lämpötilan mittaukset suoritettiin: 1829 g. A. Erman, 1831 M. Zlobin, 1832 g. N. Schukin, R. Kruse., 1830-1837. F. Shergin, 1844-1846. A. Middendorf, 1846-1849. T. Brand, G. Shergin ja D. Davydov. 1850. K. Baer

4. 3 Maanalainen laboratorio

Ensimmäisen kaivon poraamisen onnistuminen ja testaus avasi uuden aikakauden tasavallassa vallitsevien permafrost-hydrogeologisten olosuhteiden tutkimuksessa ja vedenalaisen veden käytön veden toimittamisen kannalta.

Vuonna 1941 perustettiin Institute of Permafrost. VS Obrucheva Neuvostoliiton kansankomissaarien neuvoston päätöslauselmalla Yakutskissa järjestettiin tutkimusjäähkäisyasema. Sen päällikkö nimitettiin P. I. Melnikoviksi. Energiansa, sitkeytensä ja innostuksensa ansiosta YANIMS on lyhyessä ajassa tullut Yakutskin ja tasavallan johtaviin tieteellisiin järjestöihin.

Vuonna 1942 ensimmäistä kertaa Yakutiaan rakennettiin maanalainen tieteellinen laboratorio, jolla tutkittiin ja testattiin jäädytettyjä maaperä. Sodan aikana aseman henkilökunta teki tutkimusta kaupungin ja tasavallan tärkeimmistä taloudellisista ongelmista: järkeviä ja taloudellisia menetelmiä rakennusten, linja- rakenteiden, vesijohtojen ja jään säilytystilojen pysyvään rakentamiseen pysyvillä olosuhteilla kehitettiin ja toteutettiin kansantaloudessa.

1943-1944. YaNIMS, yhteistyössä Yakutskin geologisen tutkimuskeskuksen kanssa, porasi ensimmäisen tuotantovälineen Yakutskin vesihuollon alle-permafrost -veteen. Vuonna 1948 vararahasto käsitteli Yakut artesian altaan löytäjiä P. I. Melnikov, A. I. Efimov, N. I. Todstikhin, V. M. Maximov. Yakutsk ja sen ympäristöt sijaitsevat monivuotisten jäädytettyjen maavyöhykkeiden alueella. Sementtipaksuus on 200-250 metriä. Peräfrost-kerrosten lämpötila vaihtelee välillä -10 ja -13 astetta. Kaikki jäädytetyt kalliot ovat hyvin tiheitä.

Nykyään permafrost-instituutin asiantuntijat osoittavat permafrostin tilan erityisellä tunnelilla. Tämä laboratorio rakennettiin vuosisadan puolivälissä 60-luvulla 12 metrin syvyydessä. Sitten tiedemiehet sanovat, että jäädytetty maa oli karsittu erikoislaitteilla. Nyt permafrostitunnelin seinät ja katot ovat nopeasti romahtaneet. Jos 40 vuotta sitten laboratorio näytti olevan kapea reikä, joka on alle kolme metriä leveä, tänään se on jo melko tilava galleria.

Kaksi vuotta sitten tiedemiehet joutuivat kaataamaan kaikki tutkimukset vankilaan, jään sulamisen takia, tunnelin seinät olivat romahtamassa. Laboratoriota oli kiireesti vahvistettava. Permscrost-instituutin johtava asiantuntija Mark Schatz selittää permafrost-kerrosten tuhoutumisen sillä, että permafrostin yläkerroksesta tuleva jää jäähtyy ja kerran kiinteä maa irtoaa hiekkaisena. Nykyään tällaista prosessia havaitaan kaikkialla tasavallan pohjoisosassa alkaen kolmen metrin syvyydestä.

Kaupungin ja sen ympäristön maaperät ovat erittäin suolaisia. Mutta maanalainen permafrost on hyvin salamainen. Siinä on erittäin laaja käyttäytymisen amplitudi - alkaen alueilta, joilla on vakaita matalalämpöisiä permafrostia kaikkein "hitaaseen", missä lämpötila on lähes nolla astetta. Toisin sanoen on tarpeen muuttaa hiukan hieman lämpösta, jotta poistettaisiin ainakin ohut kerros turpeesta, koska termokarstimuodostumat alkavat välittömästi. Tämä prosessi on valitettavasti peruuttamaton.

Lävistyksen tutkijat uskovat, että lämpötilan muutosten seurauksena permafrost-kerros alkoi sula intensiivisesti, mutta ei ylhäältä, mutta alhaalta. Asiantuntijoiden mukaan Yakutskin alueella jäätyneen maan syvyys on 300 metriä.

5. Rakentaminen permafrost esimerkkinä kaupungin Yakutsk.

Yakutskin kaupunki sijaitsee Lena-joen laaksossa, jonka sisällä on valuma-alue ja kaksi tulva-aluetta. Poymennayan terassille on ominaista tasainen maasto, joka on veistetty lukuisilla kanavilla ja oksilla. Rinteet eivät ylitä 0,5%.

Yakutskin hallinnollinen alue, jonka pinta-ala on 3,6 tuhatta km2, on erittäin tiheästi asuttu yhdellä neljänneksellä Sakakan tasavallan (Yakutia) väestöstä.

Yakutskin ongelmat syntyivät ja peittyivät 60-luvun lopulta lähtien asukkaidensa määrän voimakkaan kasvun ja laajan siirtymisen kivirakenteisten rakennusten rakentamiseen. Vuodesta 1935 Yakutskissa ensimmäistä kertaa he alkoivat rakentaa rakennuksia käyttämällä menetelmää jäädytettyjen maaperän säilyttämiseksi niiden pohjalla. Tätä varten ilmastoidut maanalaiset rakennettiin rakennusten alle. Perusta oli yksittäisiä teräsbetonipylväitä, joita tukivat litteät pylväät ja asetettiin permafrost-maaperään 4-5 metrin syvyydessä. Ensimmäinen tällainen rakenne oli Yakutskin keskusvoimalaitos.

Tutkimuksen aikana tutkittujen maaperäominaisuuksien puutteellisuus sekä pinnan ja permafrostin veden säätämiseen ja kääntämiseen tarkoitettujen todistettujen teknisten ratkaisujen puuttuminen ovat nyt johtaneet lukuisiin akuutteihin ongelmiin, joilla varmistetaan gradosfäärin yksittäisten elementtien luotettavuus. Näihin kuuluvat ensinnäkin maaperän perustaksi kantokyvyn muutos ja merkittävä osa rakennusten ja rakenteiden kehittymisestä.

Noin 500 rakennusta ja rakenteesta on muodonmuutos. Nämä ovat pääasiassa: jyrkän maaperän luonnollinen säätely kaupunkien alueella, raudoitetun betonijohdon ennenaikaiset häviöt ja kovia käyttöolosuhteita, suunnittelu- ja rakennusvirheitä, kaakotis-tiivistysrakennuksia Yakutskin alueella ja sen ympäristössä.

Tärkeimpänä syynä tilan epätyydyttävään tilaan ovat toiminnan sääntöjen rikkominen, rakennusten ja vierekkäisten alueiden maaperän pinnan epätasapaino, kehittymätön myrskysuodatusverkko. Kaupunkialueen pelastuksen tasosta johtuen myrskynpoisto suoritetaan vain keinotekoisten rakenteiden avulla, jotka ovat raudoitettujen betonilankaverkkojen muodossa. Kaupunkikanavan virtauksen rikkominen, joka estää luonnolliset kuivatusreitit, ovat yksi tärkeimmistä syistä kaupungin vesijohteluun ja kasteluun.

Rakentamisessa on tärkeää tuntea JTS: n parametrit paitsi sen alusta, myös rakennettavien esineiden suunnitteluaikana.

Asunto- ja kunnallistekniikan ongelmat liittyvät suurelta osin Yakutiaan äskettäin vaikuttaneisiin ilmastonmuutoksiin. Ensimmäinen lämpeneminen vaikutti Venäjän kylmimpään osaan. Yakutian ilmastotieteilijöiden mukaan keskimääräinen vuotuinen lämpötila on noussut kahdella asteella viimeisten viidentoista vuoden aikana. Vaikka keskimäärin planeetalla samana ajanjaksona, ilmasto lämpeni vain sadasosa tutkinnon.

Asiantuntijoiden mukaan Yakutskin alueella jäätyneen maan syvyys on 300 metriä. Mutta se vähenee nopeasti maapallon suolistosta tulevan syvän maallista lämpöä.

Taitettujen rakennusten perustukset ovat osoittautuneet varsin onnistuneiksi. Rakenteen stabiilisuus antaa liian laajan pohjan, joka sijaitsee pinnalla eikä ole riippuvainen pohjoisen maan paksuuden lämpötilan vaihteluista.

6 Jäätymisen vaikutus ihmisen elämään ja sen ympäristöön

6. 1 Sulamispiste

Jatkuvan lämpenemisen vuoksi "maapallon jättäminen jalkojemme alle" vaikutus voi tulla todellisuudeksi monilla permafrost-alueilla. Tämä vahvistetaan monista tosiasioista, jotka ilmenivät 21-luvun alussa. Niistä on epätavallisia tulvia, minkä seurauksena toukokuussa 2001 Lenskin kaupunki oli lähes kokonaan tuhottu; useiden suurten eurooppalaisten kaupunkien osittainen tulva kesällä 2002; ennestään ennennäkemättömiä sekä suuruudeltaan että kestolta, kesällä 2003 ennätykselliset nollavesiilman lämpötilan poikkeavuudet Länsi-Euroopassa. Nykyaikainen ilmastonmuutos on osaltaan lisännyt monia jäätä sulautumiseen liittyviä luonnollisia vaaroja.

Yli 80% todistetuista öljyvarannoista, noin 70% maakaasusta, valtavat hiilen ja turpeen talteenotot keskittyvät Venäjän federaation permafrost -alueisiin, on luotu laaja polttoaine- ja energiakompleksin (FEC) infrastruktuuri. Näille alueille (teiden, öljy- ja kaasuputkien, säiliöiden, öljykenttien, rakennusten jne.) Rakenteisiin suurin vaara on permafrostin sulaminen. Monet niistä on rakennettu paalun perustuksiin, käyttävät permafrost-maata pohjina ja suunniteltu toimimaan tietyissä lämpötilaolosuhteissa. Jäätymän maaperän sulatuksessa muutetaan niiden fysikaalis-mekaanisia ominaisuuksia (tilavuuspaino, kosteus, huokoisuus, paalujen adheesio), mikä vähentää lopulta säätöjen kantavuutta ja johtaa rakenteilla olevien rakenteiden vaurioitumiseen.

Vähintään yhtä vakava uhka on jäätyneen maaperän ja haudoitetun jääkerroksen sulaminen, jonka paksuus voi nousta useita metrejä. Maaperän sisältämän jäämäärän sulaminen seuraa maanpinnan liukumista ja vaarallisten pakkasprosessien kehittymistä: termokarstia, lämpöerosiota jne. putkistot ja muut tilat sijaitsevat alueella. Tämän seurauksena rakennusten ja raken- teiden massiiviset muodonmuutokset ovat mahdollisia ilman ilmaston lämpenemistä.

6. 2 Jäätymisen vaikutus ihmisen elämään ja sen ympäristöön

Teiden ja rakennusten rakentamiseksi vaara on sekä maan sulaminen että turvotus. Yksi maustekerroksen yllättävistä ominaisuuksista on pullistumassa maasta suurien esineiden pinnalle (kerran leikatut pylväät, kivet). Tällaiset esineet jopa kulkevat asfaltin ja betonin läpi. Tämä ilmiö liittyy maaperän tilavuuden lisääntymiseen jäädyttämisen aikana ja tilavuuden vähenemisen aikana sulatuksen aikana. Tämä prosessi haittaa teitä ja rakennuksia. Siksi talojen, siltojen ja aidojen paalut on ajettava kauemmin alhaisen kerroksen voiman syvemmälle.

Permafrost luo monia ongelmia, mutta siitä on hyötyä. Toisaalta pohjoisten kerrostumien kehityksessä permafrost häiritsee suuresti, sillä jäädytetyillä kivillä on erittäin korkea viskositeetti ja niitä on vaikea erottaa. Toisaalta sementtikiven karkeuden ansiosta oli mahdollista rakentaa ainutlaatuisia louhoksia, joilla oli melkein silmät seinät Yakutiaan. Näiden louhosten sivuilla on jäätä ja lämpimässä ilmastossa ne väistämättä kelluvat.

Perämunasta johtuen pohjoisilla ihmisillä muinaisina aikoina ei ollut ongelmia liha-, kala-, öljy- ja muiden tuotteiden säilyttämisessä, jotka eivät pelkää pakkaselta. Kesällä kyläläiset pitävät jäätä juomavedessä kellarissa, ja jäävesi on tunnetusti puhdas. Viime aikoina maatalous- ja kaupalliset yritykset alkoivat rakentaa maanalaisia ​​kylmävarastoja, joissa voit vapaasti ajaa autoissa. Tällaiset varastot ovat pitkiä tunneleita, kulkevat horisontaalisesti rinteisiin ja niillä on useita sivuhaaroja. Heillä on useita oviin, jotka avautuvat talvella ja kylmässä, pitävät lämpötilan hyvin.

Kaivoksia yleensä vahvistetaan lukuisilla tuilla. Peräfrost-olosuhteissa tukien määrä vähenee huomattavasti, mikä nopeuttaa kiinnitystyötä vähentää työvoimakustannuksia.

Näin ollen permafrostilla on monipuolinen - ja hyödyllinen ja haitallinen - vaikutus ihmisen elämään.

Kivien huokosissa jäillä jääneet maaperät eivät anna kausiluonteisesti sulatetun veden kerrosta alaspäin, joten veden on oltava sulatetun kerroksen sisällä. Permafrost muuttuu vedenpitäväksi kerrokseksi. Tällä on kaksinkertainen vaikutus luontoon. Ensinnäkin kevättalvella sulatusjätteet nopeasti tyhjenevät jäädytettyyn maahan ja tuhoavat pinnan.

Toiseksi, sulatetun kerroksen kosteus kasvaa kertyneestä jäästä maaperässä. Tämä on erittäin hyödyllistä kuivan alueen kasvillisuudelle.

Tämän lisäksi lähietäisyydentuote häiritsee kasvien juurien syvää tunkeutumista. Jopa suurten lehtorien juuret tunkeutuvat vain 60 - 70 cm: n syvyyteen, joten kesällä, vaikka tuulet ovat merkityksettömän voimakkaita, puut putoavat. Epäilemättä permafrostin vaikutus jokien ja järvien vesipitoisuuteen, eläinten ja lintujen elinolosuhteisiin, esimerkiksi pesimistä koskeviin olosuhteisiin, tölkkien muodostumiseen.

Näin ollen permafrost on monipuolinen vaikutus luontoon.

Permafrostin kehittyminen liittyy Yakutian kovaa ilmastoon. Sen voima koko Yakutian alueella mitataan laajalla alueella. Taivasalueilla sen kapasiteetti voi nousta 300-400 metriin. Permafrostin suurin paksuus (1500 m), merkitty Markha-joen yläjuoksulla (pohjoisen ympyrän eteläpuolella). Tämä on kallioiden suurin jäädytys maapallolla.

Permafrostin keskimääräinen vuotuinen lämpötila 15-20 m syvyydessä vaihtelee -10, -20 (maan lounaispuolella) -100, -120 (korkeilla vuoristoalueilla).

Kesällä muodostuu permafrost sulatuskerros ja kausiluonteisen sulatuksen kerros. Tämän kerroksen paksuus vaihtelee kymmeniä senttimetrejä tundrasta ja kosteikoista, 3-4 metriä hiekkapohjaisissa maissa Yakutian eteläosassa.

Permafrost-ominaisuuksien tärkein ominaisuus on sen jääpitoisuus. Jäädytetyillä kivillä on suuri määrä jäätä, jonka sisältö joissakin tapauksissa saavuttaa sadan prosentin. Maanalaiset jäänmurskaimet johtavat termokarstipopografian muodostumiseen.

Yakutia on johtava tutkimuskeskus maapallon jäännöksessä.

Permafrost-instituutin maanalaisessa laboratoriossa on geokemian laboratorio, jossa se suorittaa erilaisia ​​tieteellisiä kokeita, jotka liittyvät permafrostin lämpötilaan; jotka on varastoitu kasvien permafrost-siemeniin, jotka tarkistetaan kymmenen vuoden välein itävyydestä; Sementtiliuosta testataan myös kestävyyden ollessa -7-8 o C syvyyteen 12 m.

Aiheen tutkiminen "Permaakki Sakan tasavallan alueella (Yakutia)" Päätin seuraaviin johtopäätöksiin:

1. Sakaan tasavallan alue (Yakutia) sijaitsee permafrost -vyöhykkeellä. Lähes koko tasavallan alue sijaitsee permafrostin jatkuvan jakelun alueella. Ja vain Yakutian eteläosassa. Ylä-joen ikä Yakutian pohjoisilla alueilla on yli kaksi miljoonaa vuotta.

2. Permafrostille on ominaista jatkuvat negatiiviset lämpötilat. Alin lämpötilat ovat yleensä ominaisia ​​sekvenssin yläosassa. Paksuus, tämä kerros muodostaa permafrost-osan tärkeimmän ja suurimman osan. Kaikki jäädytetyt kalliot ovat hyvin tiheitä.

3. Permafrost luo monia ongelmia, mutta siitä on hyötyä. Toisaalta pohjoisten kerrostumien kehityksessä permafrost häiritsee suuresti, sillä jäädytetyillä kivillä on erittäin korkea viskositeetti ja niitä on vaikea erottaa. Toisaalta sementtikiven karkeuden ansiosta oli mahdollista rakentaa ainutlaatuisia louhoksia, joilla oli melkein silmät seinät Yakutiaan.

4. Permafrostin hajoaminen tapahtuu ilmaston lämpenemisen seurauksena, joka puolestaan ​​muodostui kasvihuoneilmiöstä johtuen hiilidioksidin vapautumisesta. Maaperän sisältämän jään sulaminen seuraa maanpinnan särkyä ja vaarallisten pakkasprosessien kehittymistä: termokarstia, lämpöerosiota jne. Tämän seurauksena rakennusten ja rakennelmien massiiviset muodonmuutokset, jotka on rakennettu ottamatta huomioon ilmastollista lämpenemistä, ovat mahdollisia.

ikirouta

Permafrost (permafrost cryolithozone, permafrost) on osa permafrost -vyöhykettä, jolle on tyypillistä se, että jaksollista sulatusta ei ole.

pitoisuus

Prevalenssi ja tutkimus

Permafrost (yleinen nimi on permafrost, Pietarin maantieteellinen tieteellinen koulu, jota kutsutaan ensin permafrost-permafrostiksi) on globaali ilmiö, joka kattaa vähintään 25 prosenttia maapallon kokonaispinta-alasta. Manner, jossa permafrost on kokonaan poissa - tämä on Australia, Afrikassa on mahdollista vain ylämailla. Suuri osa nykyisestä permafrostista on peritty viimeisestä jääkaudesta, ja nyt se sulaa hitaasti. Jäädytettyjen kivien jääpitoisuus vaihtelee muutamasta prosentista 90 prosenttiin. Permafrostissa saattaa muodostua kaasujäärejä, erityisesti metaanihydraattia.

Yksi permafrostin ensimmäisistä kuvauksista tekivät 1700-luvun venäläiset tutkimusmatkailijat, jotka valloitti Siperiaa. Ensimmäinen kerta, kaakao J. Svyatogorov kiinnitti huomion maaperän epätavalliseen kuntoon ja Semen Dezhnevin ja Ivan Rebrovin järjestämien retkikoiden edelläkävijöitä kiinnitettiin tarkemmin. Erityisviesteissä venäläiselle tsaarille he todistivat erityisten taiga-alueiden läsnäolon, jossa jopa kesän korkeudella maaperä sulaa korkeintaan kaksi arshinia. Lena voivods P. Golovin ja M. Glebov vuonna 1640 kertoivat: "Maa, herra, ja keskellä kesää kaikki ei sula." Vuonna 1828 Fyodor Shergin aloitti kaivoksen kaivoksen Yakutskissa. Yhdeksän vuoden ajan saavutettiin syvyys 116,4 m. Sherginan kaivos jatkui jäädytetyillä mailla, ei paljastanut yhtä vesipiirtä. 1800-luvun 40-luvuilla A. F. Middendorf mitattiin lämpötila syvyyteen 116 m. [1] Sittemmin kysymystä "permafrostin" olemassaolosta ei ole nostettu vakavasti.

Termi "permafrost" erityisenä geologisena ilmiönä otettiin tieteelliseen käyttöön vuonna 1927, jonka perustaja Neuvostoliiton permafrost tutkijat M. I Sumgin. Hän määritteli sen permafrostimaaksi, joka jatkuvasti kestää 2 vuotta vuosituhannelle [2]. Sana "permafrost" ei ollut selkeä määritelmä, joka johti käsitteen käyttämiseen eri merkityk- sissä. Tämän jälkeen termiä kritisoitiin toistuvasti ja ehdotettiin vaihtoehtoisia termejä: permafrost ja permafrost cryolithozone, mutta niitä ei käytetä laajalti. Kallioiden jäädytetyn keston mukaan on tavallista jakaa jakeiden "yleinen" käsite kolmeen erityiseen käsitteeseen:

  • lyhytaikaiset jäädytetyt rotu (tunti, päivä),
  • kausittaiset jäädytetyt kalliot (kuukaudet)
  • permafrost (vuosia, satoja ja tuhansia vuosia).

Näiden luokkien välillä voi olla välimuotoja ja keskinäisiä siirtymiä. Esimerkiksi kausiluonteisesti pakastettu rotu ei ehkä sula kesän aikana ja selviää useiden vuosien ajan. Tällaisia ​​jäädytetyn kiven muotoja kutsutaan "migraatioiksi" [3]

65 prosenttia Venäjän alueesta on permafrost-alueita [4]. Se on laajin levinnyt Itä-Siperiassa ja Transbaikalian alueella.

Syvimmän permafrostin raja-arvoa havaitaan Yakutian Vilyuin joen yläjuoksulla. Permafrostin ennätyksellinen syvyys - 1370 metriä - kirjattiin helmikuussa 1982.

Permafrostin laskenta on välttämätöntä rakentamisen, etsinnän ja muiden töiden suorittamisessa pohjoisessa.

Permafrost luo monia ongelmia, mutta siitä on hyötyä. On tiedossa, että ruokaa voidaan varastoida hyvin pitkään. Pohjoisten kerrostumien kehityksessä permafrost vaikeuttaa toisaalta suurta vahvuutta, koska jäädytetyillä kivillä on vaikea kaivostoiminta. Toisaalta se johtui permafrostista, sementtikivestä, että oli mahdollista kehittää Kimberlite-putkia Yakutiaan louhoksissa - esimerkiksi Udachny-avokaivos - lähes kauniilla seinillä.