RF taper årlig ca 11 kvm. km land på grunn av smeltende permafrost

Innholdsfortegnelse:

RF taper årlig ca 11 kvm. km land på grunn av smeltende permafrost
RF taper årlig ca 11 kvm. km land på grunn av smeltende permafrost
Anonim

Permafrost dekker 65% av Russlands territorium, all konstruksjon i Arktis, Sibir og Fjernøsten var bokstavelig talt basert på det. Imidlertid har påliteligheten de siste årene kommet i tvil på grunn av klimaendringer. Den nylig lanserte Big Norilsk Expedition of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) setter en av sine oppgaver for å teste styrken til strukturer og landet under dem. Direktøren for P. I. Melnikov SB RAS Mikhail Zheleznyak.

Image
Image

Hvilke oppgaver setter instituttet seg for i ekspedisjonen som har begynt?

- I ekspedisjonen er Permafrost -instituttets oppgave å karakterisere og vurdere tilstanden til sesong- og permafrostbergarter på ingeniørfasiliteter, i oljesølssonen og i området som ikke er utsatt for forurensning. Basert på materialene vi mottar under feltundersøkelsen, la oss se hvordan permafrostforholdene har endret seg. I nærvær av materialer fra tekniske og geologiske undersøkelser og studier som er utført, vil vi prøve å gi vårt syn på årsakene til ulykken.

Hvordan vil feltarbeidet se ut? Hvor skal du ta prøver?

- To forskere fra instituttet vårt deltar i ekspedisjonen. Vi vil gjennomføre boreoperasjoner, temperaturobservasjoner i brønner, utføre ruteobservasjoner, ta prøver under boring, karakterisere kryogene prosesser. Det er nødvendig å estimere dybden av sesongopptining og temperaturen på bergarter i bakgrunnsområdene og på stedet for nødstrukturen.

Hvilken informasjon har instituttet om permafrost i Norilsk i dag? Når var siste gang slik forskning ble utført der?

- Instituttet vårt har en permafroststasjon i Igarka, det er ikke så langt unna. Den siste gangen våre kolleger jobbet i Norilsk var for tre år siden. Jeg jobbet i regionen på 1980 -tallet og forsket på permafrost og geotermiske forhold. På 1990 -tallet var det et laboratorium ved Permafrost Institute i Norilsk, som omhandlet stabiliteten til ingeniørstrukturer. I 2007 og 2013 kom jeg til Norilsk, vi diskuterte problemene med bærekraften til boligbygg med bymyndighetene. Generelt er permafrostforholdene kjent for oss.

Umiddelbart etter ulykken kom det forslag om at smeltingen av permafrost var skyld i ulykken. Er du enig i denne foreløpige vurderingen?

- Jeg kan ikke si det før vi får materialene. Ulykker har tross alt skjedd før, da det ikke var slik oppvarming i Arktis. Årsakene kan variere. Det er nødvendig å se på forholdene i permafrost-bakken, tilstedeværelsen av underjordisk is i dem. For hvis jordsmonnet ikke er ismettet og ikke avtar, kan årsaken til ulykken være helt annerledes, for eksempel i tilstanden til materialene i strukturene. I dag sier de at årsaken kan være smelting av permafrosten, ødeleggelse av betongbunnen, sprekkekapasiteten fra seismiske vibrasjoner som pumpet væsken i lagringen, og så videre. Men dette er alle versjoner. Du må forstå årsakene, og dette kan virkelig gjøres.

Hvordan er situasjonen med permafrost i Russland? Hvor mye smelter og synker det de siste tiårene?

- Det skjer klimatiske endringer, som vi alle føler, og til og med endringer i gjennomsnittlige årlige lufttemperaturer er en av indikatorene, men ikke den eneste som sier at for Norilsk, Taimyr -regionen de siste 40 årene har temperaturen økt med halvannen grad. Generelt er det regioner i Russland der gjennomsnittlig årlig temperatur steg med tre grader i løpet av denne perioden. Selvfølgelig påvirker dette også jordforholdene. På den annen side er det Le Chatelier-Brown-prinsippet, og det naturlige miljøet reagerer på ytre påvirkninger. Det vil si at hvis temperaturen stiger, er det endringer i overflateforholdene for varmeoverføring. Denne reaksjonen er ikke den samme overalt; den avhenger av landskapsforholdene. For eksempel, i det sentrale Yakutia, var det intens nedsenking i åpne, uten skog, områder med utvikling av bergarter i iskomplekset, nær overflaten. I skogsområder er disse fenomenene ubetydelige eller ikke observert. Det vil si at responsen på klimaendringer er helt annerledes, selv om det utvilsomt er det. Et eller annet sted er det svakt, men et sted på 40 år er det ikke synlig i det hele tatt. Snødekke og regimet for opphopning har stor innflytelse på tilstanden til frossen jord.

Hvor mye har permafrostområdet redusert i Russland de siste tiårene?

- Jeg synes det er vanskelig å si et eksakt estimat, for i forskjellige regioner trekker permafrosten seg tilbake på forskjellige måter. Vi kjenner ikke våre sørlige permafrostgrenser tydelig. Generelt opptar permafrost 65% av Russlands territorium. Jeg tror at i de sørlige områdene i permafrostsonen har den forsvunnet med 2-3% av territoriet, ikke mer. I store områder har det øvre laget av sommeropptining økt, men under de frosne lagene har det ikke forsvunnet.

Er det noen områder i Russland der det ikke er tint permafrost og klimaendringer ikke merkes der?

- I sentrale Yakutia, i noen landskapssoner, i visse skogsamfunn, stiger lufttemperaturen, plantesamfunn endres, og reaksjonen av en økning i dybden på sesongopptining eller en økning i temperaturen på bergarter blir ikke observert.

Hvorfor?

- En gang hvert tredje til fjerde år er det vintre når snø, som er en god varmeisolator, faller mye senere. Lav lufttemperatur, fravær eller lav tykkelse på snødekket bidrar til avkjøling av jordsmonnet i denne perioden.

Det er spesielle områder i Verkhoyansk-regionen i Yakutia, hvor det i løpet av de siste åtte årene i det øvre fem meter lange laget av jorden til og med har vært en nedgang i temperaturen med to tideler av en grad. Videre ble dette fenomenet ikke notert på et tidspunkt, men på ti forskjellige deler av lettelsen. Dette registreres av våre automatiske stasjoner, som bestemmer temperaturen fire ganger om dagen og akkumulerer 1600 målinger per år. Dette lar deg vurdere temperaturforholdene i forskjellige sesonger av året.

Hvor mange slike observasjonsstasjoner har du?

- Det er rundt 60 slike observasjonsstasjoner eller steder i Øst -Sibir, hvor det hele tiden måles, men de har ikke en jevn arealfordeling og dekker ikke alle landskapsforhold. I dag utvikles et program for å lage et overvåkingssystem i Arktis, og jeg håper at departementet for utvikling i Fjernøsten vil støtte det. Hvis du plasserer 70 poeng jevnt i alle landskapssoner, får du et godt observasjonsnettverk.

Når regner du med å motta programmet?

- Programmet skal sendes til regjeringen i desember 2020. Videre vil spørsmålet avgjøres hvem som skal utføre det, bore, overvåke. Det er planlagt at dette skal være et statseid nettverk. Spørsmålet er, i hvem jurisdiksjon? Undergrunnsbrukere, økologer, geologer, meteorologer? Jeg tror at det vil ta ti år å lage et observasjonssystem i hele permafrostsonen.

Det vi har er vitenskapelige stasjoner som er satt opp for å løse et eller annet problem, ofte for lovende mineralforekomster. Imidlertid er ikke alle undergrunnsbrukere klare eller tillater opprettelse av slike observasjonsplattformer på deres territorier. Vi deltar i vitenskapelige tilskudd, og hvis vi vinner, bruker vi midler til å kjøpe utstyr og lage observasjonssteder. I budsjettet for vitenskap i dag er det ingen finansiering for opprettelse av normale stasjoner.

Er det steder hvor tykkelsen på permafrostlaget har redusert og ikke lenger tillater å holde byggestabler?

- Selvfølgelig er det slike eksempler, for eksempel i Transbaikalia, i Chita. Det var fundamenterte projisert på frossen grunn. For tiden, i noen områder, har denne permafrosten blitt degradert. Men for å være ærlig og ærlig, blir den større innvirkningen på stabiliteten til bygninger og strukturer ikke påvirket av permafrosten, men av driftsforholdene. Konstruksjonen av ingeniørstrukturer skaper et spesifikt naturlig og teknisk system. Hvis for eksempel i Jakutsk den gjennomsnittlige årlige jordtemperaturen nå er omtrent 2, 5–3 grader, så under godt fungerende ventilerte underjordiske hus på hauger, er jordtemperaturen minus 3, 5–4 grader. Det vil si at en velfungerende ventilert undergrunn i seg selv er et teknisk kjølesystem.

Når det gjelder Norilsk, er det forskjellige forhold. Ventilerte undergrunner fungerer ineffektivt på grunn av betydelig snøakkumulering, som ikke tillater kald luft å sirkulere under bygningen om vinteren.

Krever økningen i gjennomsnittlig årlig temperatur og tining av permafrost endringer i bygningsregler og forskrifter?

- Den nåværende endringen i klimatiske forhold for en rekke regioner, inkludert Jakutsk, har ikke katastrofale konsekvenser hvis disse ingeniørsystemene normalt drives og får kontroll over tilstanden til undergrunnen. Bygninger og konstruksjoner er designet for et visst levetid. For eksempel er et steinbolig i 50–70 år. Hvis det er et system for normal kontroll over en konstruksjonsstruktur, kan det i tilfelle endringer i kontrollparametrene iverksettes forebyggende beskyttelsestiltak som gjør det mulig å opprettholde driftsforholdene i en viss periode. Men dessverre er det ofte ingen slik kontroll. For eksempel rapporterer media at et hus i Jakutsk kollapset på grunn av tining av permafrost. Faktisk er årsaken til denne ødeleggelsen en annen - feilbehandling, som er forbundet med feil drift av den ventilerte undergrunnen (om sommeren er det en opphopning av vann, om vinteren - dannelse av is) og som et resultat ødeleggelse av støttestrukturer. Ofte er grunnlaget for noen hus i en fordypning mellom fundamentene til andre strukturer hevet rundt dem, det dannes en dreneringshule, som også er dårlig ventilert om sommeren, og under disse forholdene dannes en taliksone. Den økte luftfuktigheten under disse strukturene påvirker strukturene, hauger, bjelker, som kollapser, slutter å bære de planlagte belastningene - kollaps oppstår. Permafrost er et "konservativt miljø" og lar oss få tid til å tenke, hvis vi kontrollerer det som skjer, og ikke venter på at bygningen skal kollapse. Det er ikke nødvendig å lage tragedier fra smelting av permafrost, du må holde et øye med strukturene.

Hvordan vurderer du forringelsen av infrastrukturen i nordområdene?

- Sannsynligvis vil det bli bedre gjort av tjenester som overvåker slitasje. Jeg vet forskjellige numre som profesjonelle folk ringer. De tror at forverringen av bygninger og strukturer har nådd omtrent 60%. Noen tror at slitasjen er høyere. Det er bedre å evaluere en bestemt by eller landsby. Avskrivninger avhenger av driftsregler og bygninger som er foreldet. Tross alt er hver bygning designet for en viss periode. Noen bygninger kan eksistere i en og en halv tid tildelt for driften. Dette skyldes de riktige driftsforholdene.

Har nye materialer og teknologier dukket opp i konstruksjonen som ikke er redd for å tine permafrost?

- Det er nye materialer og utvikling av nye haugdesign. Begynte å bruke korrugerte hauger, som har et stort fryseområde med jorda på samme dybde som glatte hauger, forskjellige varmeisolerende materialer er mye brukt. Det er ganske åpenbart at en og samme struktur ikke kan brukes for hele det fjerne nord, fordi klima- og jordforhold er forskjellige. Dette tas i betraktning i designbeslutningene for hvert territorium. I dag bygges bygninger i flere etasjer. Hvis i Yakutsk for 40 år siden ble ti meters hauger ansett som dype, nå ligger haugene begravet 15-16 m, noe som avhenger av belastningen. Ved å skape en sikkerhetsmargin, ved å øke fryseområdet til de hengende haugene, unngår vi faren for at bygninger blir ødelagt. Et av de alvorlige problemene med konstruksjonen i nord er selvfølgelig betong, som begynner å smuldre av betydelige temperatursvingninger. I peler og andre armerte betongkonstruksjoner avsløres jernarmering, som begynner å ruste, noe som igjen fører til ødeleggelse. I dag dukker det opp og blir utviklet nye betongkarakterer. I veibygging begynner myknere og tilsetningsstoffer å bli brukt for å tåle tøffe forhold med høye temperaturområder.

Hvor permafrost er permafrost? Er det noen anslag på hennes alder?

- For en person er alderen hennes sammenlignbar med evigheten. Det er områder hvor permafrosten ikke har tint på nesten 2 millioner år. Dette er Kolyma -lavlandet nord i Yakutia. Tykkelsen er 500–600 m. I perioder med oppvarming tines den opp og ned, men i den midtre delen overlevde den i mer enn 1,9 millioner år.

Hvor farlig er smeltingen av permafrost for kysten av Polhavet, der kysten, som smuldrer, trekker seg tilbake? Hvor mye land taper landet vårt?

- Ansatte ved vårt institutt overvåker permafrost i hyllesonen i Polhavet og kystprosesser. Kystens tilbaketrekningshastigheter varierer fra en til to til 30 m per år og er avhengig av kyststrukturen. Gjennomsnittlig tilbaketrekningshastighet ved bredden av Laptev og Østsibiriske hav er 0,8 m per år, og arealet som går tapt i den moderne perioden er 10,7 kvadratmeter. km i året.

På de gamle kongekartene kan du se øyer som ikke lenger eksisterer …

- Ganske korrekt. Det er slike øyer. Selv i mitt liv har flere øyer forsvunnet - dette er øyene Semenovsky, Vasilievsky, Figurnin.

Anbefalt: