Что таит в себе вечная мерзлота

Описание

Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П.Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин «вечная мерзлота»).

Распространение многолетней мерзлоты по территории России

Криолитозона — верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.

В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет -3000…-6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300-2000°С.

Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Скопления воды в многолетнемерзлых породах образуют линзы, клинья, прослои и прожилки льда, т.е. в состав вечной мерзлоты входят и подземные льды. Содержание льда, т.е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от 40-50% до 60-70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта.

Многолетняя мерзлота — необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В.Н

Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендорфом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М.И. Сумгиным, П.Ф. Швецовым, А.И. Поповым, И.Я.

Другие вопросы

Международная ассоциация мерзлотоведения (IPA) является интегратором вопросов , касающихся вечной мерзлоты. Он созывает международные конференции по вечной мерзлоте, выполняет специальные проекты, такие как подготовка баз данных, карт, библиографий и глоссариев, а также координирует международные полевые программы и сети. Среди других вопросов, рассматриваемых IPA: Проблемы строительства на вечной мерзлоте из-за изменения свойств почвы, на которой размещаются конструкции, и биологических процессов в вечной мерзлоте, например, сохранение организмов, замороженных на месте .

Строительство на вечной мерзлоте

Строительство на вечной мерзлоте затруднено, потому что тепло здания (или трубопровода ) может нагреть вечную мерзлоту и дестабилизировать конструкцию. Потепление может привести к оттаиванию почвы и, как следствие, к ослаблению опоры конструкции, поскольку ледяной состав превращается в воду; в качестве альтернативы, если конструкции построены на сваях, нагревание может вызвать движение за счет ползучести из-за изменения трения на сваях, даже если почва остается мерзлой.

Три распространенных решения включают: использование фундамента на деревянных сваях ; строительство на толстой гравийной подушке (обычно толщиной 1-2 метра / 3,3-6,6 футов); или с использованием безводных аммиачных тепловых трубок . В системе Трансаляскинского трубопровода используются чтобы предотвратить проседание трубопровода, а на железной дороге Цинцзан в Тибете используются различные методы для поддержания температуры земли в холодном состоянии, как в районах с . Вечная мерзлота может потребовать специальных ограждений для коммуникаций, называемых «

Институт мерзлотоведения Мельникова в Якутске , обнаружил , что тонет большие зданий в землю можно предотвратить с помощью свайных фундаментов , простирающихся до 15 метров (49 футов) или более. На этой глубине температура не меняется в зависимости от сезона, оставаясь на уровне около -5 ° C (23 ° F).

Таяние вечной мерзлоты представляет угрозу для промышленной инфраструктуры. В мае 2020 года таяние вечной мерзлоты на ТЭЦ-3 Norilsk-Taimyr Energy привело к обрушению резервуара для хранения нефти, в результате чего местные реки затопили 21 000 кубических метров (17 500 тонн) дизельного топлива. 2020 Норильский разлив нефти был описан как второй по величине разлива нефти в современной российской истории.

История изучения

Особенностями необычного природного явления заинтересовались землепроходцы в XVII веке. Именно они ввели в оборот определение «вечная мерзлота», когда старатели и охотники за пушниной столкнулись с прочными, как камень, почвами.

Первые упоминания о промерзшем грунте встречаются в рефератах ученого В. Н. Татищева, а в XIX столетии стартовали научные исследования в ходе экспедиции А. Миддендорфа в северные и восточные регионы Сибири. Были произведены замеры температуры, установлена мощность ледяного слоя в нескольких пунктах, а также сделаны предположения относительно того, почему распространилась мерзлота в этих районах.

Суровые условия полностью лишили поселенцев возможности заниматься выращиванием любых полезных культур. Однако они прибегали к некоторым ухищрениям: ледяной грунт покрывали речным илом. Процесс этот довольно трудоемкий, а наградой за него становятся невкусные и мелкие морковь и картофель.

На сегодняшний день незанятые хозяйственной деятельностью регионы включены в программу развития Арктики, составленную Минстроем России. При этом введены новые регламенты и стандарты строительства, которые учитывают постоянно меняющееся состояние почв. Новейшие технологии предложены российскими специалистами, и ни одна из приполярных стран не имеет подобного опыта работы с вечной мерзлотой.

При изучении процессов оттаивания подземного льда удалось выяснить, что этот процесс способствует свободному выходу на поверхность природного газа из подземных залежей. Это важнейшая тема, рассматриваемая на заседаниях по освоению северных регионов. На территории тайги удалось насчитать свыше 7 тысяч метановых пузырей, разрыв которых приведет к появлению больших кратеров.

Не менее опасными последствиями глобального потепления можно назвать:

• ухудшение экологической обстановки: высвобождающийся из-под земли углерод попадает в атмосферу, что ускорит рост температурных показателей на планете;
• возвращение опасных возбудителей, которые уже давно забыты человечеством, но могут стать причиной смертельно опасных заболеваний.

Изменение климата и его влияние

Ввиду явления, называемого глобальным потеплением, границы зон вечной мерзлоты смещаются в сторону севера. Это означает расширение пригодных для комфортной жизни и ведения сельского хозяйства территорий.

С другой стороны, это может повлечь за собой ряд проблем:

• Ледники и постоянно промёрзшие земли оказывают огромное влияние на климат, и их оттаивание приведёт к его изменению.
• В регионах вечной мерзлоты здания строятся с её учётом: твёрдый ледяной грунт играет роль фундамента, также есть иные строительные нюансы. Изменение твёрдости и прочности земли вследствие её оттаивания приведёт к разрушению таких строений, а предотвращение этого за счёт дополнительных укреплений может оказаться экономически невыгодным.
• Большинство карьеров для добычи полезных ископаемых окажутся небезопасными и оттого непригодными к работам.

Задания на школьный урок географии

Вечная мерзлота изучается в школах на уроках географии. Это входит в рамки курса 8 класса о климатических особенностях России.

После изучения учебника и дополнительных материалов можно предложить ученикам ответить на следующие вопросы и выполнить задания:

1. В каких частях России находится вечная мерзлота?
2. Объясните происхождение явления и причины его распространения в определённых районах.
3. Сделайте сообщение о жизни в населенных регионах в зоне вечной мерзлоты.
4. Напишите реферат на тему «Многолетняя мерзлота и ее влияние на экономику страны».
5. Назовите и укажите на карте регионы, занятые многолетними мёрзлыми породами.
6. Подготовьте доклад о том, как может уменьшиться или распространиться вечномёрзлая территория в зависимости от экологической обстановки.

Так, многолетняя мерзлота занимает значительную часть территорию России, что оказывает значительное влияние на экономику страны. Также описываемое явление играет важную роль в формировании климата всей планеты в целом и близлежащих стран в частности.

https://youtube.com/watch?v=OccnOJO69lY

Замерзшие моря и мерзлое дно

Морская вечная мерзлота встречается под морским дном и существует на континентальных шельфах полярных регионов. Эти области образовались в течение последнего ледникового периода, когда большая часть воды Земли была связана в ледяных щитах на суше и уровень моря был низким. Когда ледяные щиты растаяли и снова стали морской водой, вечная мерзлота превратилась в затопленные полки при относительно теплых и соленых граничных условиях по сравнению с вечной мерзлотой на поверхности. Поэтому подводная вечная мерзлота существует в условиях, которые приводят к ее уменьшению. По словам Остеркампа, подводная вечная мерзлота является фактором «проектирования, строительства и эксплуатации прибрежных объектов, сооружений, основанных на морском дне, искусственных островов, подводных трубопроводов и скважин, пробуренных для разведки и добычи.

Вечная мерзлота простирается до глубины основания, где геотермальное тепло от Земли и среднегодовая температура на поверхности достигают равновесной температуры 0 °C. Глубина основания вечной мерзлоты достигает 1493 метров (4898 футов) в северных бассейнах рек Лена и Яна в Сибири. Геотермальный градиент — это скорость увеличения температуры по отношению к увеличению глубины в недрах Земли. Вдали от границ тектонической плиты она составляет около 25-30 °C/км вблизи поверхности в большинстве стран мира. Он изменяется в зависимости от теплопроводности геологического материала и меньше для вечной мерзлоты в почве, чем в коренной породе.

Изучение

Одно из первых описаний многолетней мерзлоты было сделано русскими землепроходцами XVII века, покорявшими просторы Сибири

Впервые на необычное состояние почвы обратил внимание казак Я. Святогоров, а более подробно изучили первопроходцы из экспедиций, организованных Семёном Дежнёвым и Иваном Ребровым

В специальных посланиях русскому царю они засвидетельствовали наличие особых таёжных зон, где даже в самый разгар лета почва оттаивает максимум на два аршина. Ленские воеводы П. Головин и М. Глебов в 1640 г. сообщали: «Земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает». В 1828 г. Федор Шергин начал проходку шахты в Якутске. За 9 лет была достигнута глубина 116,4 м. Шахта Шергина шла все время в мёрзлых грунтах, не вскрыла ни одного водоносного горизонта. В 1840-х годах Александр Миддендорф измерил температуру до глубины 116 м. С этого времени вопрос о существовании «вечной мерзлоты» уже всерьез не поднимался.

Термин «вечная мерзлота» как специфическое геологическое явление был введён в научное употребление в 1927 году основателем школы советских мерзлотоведов М. И. Сумгиным (впервые сформулирован Петром Кропоткиным в 1874 году[источник не указан 584 дня]). Он определял его как мерзлоту почвы, непрерывно существующую от 2 лет до нескольких тысячелетий. Слово «мерзлота» при этом чёткого определения не имело, что и привело к использованию понятия в различных значениях. Впоследствии термин неоднократно подвергался критике и были предложены альтернативные термины: многолетнемёрзлые горные породы и многолетняя криолитозона, однако они не получили широкого распространения.

По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия:

• кратковременномёрзлые породы (часы, сутки),
• сезонномёрзлые породы (месяцы),
• многолетнемёрзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками».

Методы исследования

Для изучения мерзлотно-геологического строения районов многолетней мерзлоты обычно применяется комплекс исследований, включающий в себя:

• геокриологическое бурение;
• отбор и изучение свойств монолитов талых и мерзлых грунтов;
• лабораторные испытания грунтов;
• изучение газового состава;
• электромагнитные зондирования;
• математическое моделирование динамики мощности мерзлоты.

Проявления

Время, необходимое для того, чтобы вечная мерзлота достигла глубины в заливе Прудо, Аляска

Время (год)	Глубина вечной мерзлоты
1	4,44 м (14,6 футов)
350	79,9 м (262 футов)
3500	219,3 м (719 футов)
35 000	461,4 м (1514 футов)
100 000	567,8 м (1863 футов)
225 000	626,5 м (2055 футов)
775 000	687,7 м (2256 футов)

Базовая глубина

Вечная мерзлота простирается до базовой глубины, где геотермальное тепло от Земли и средняя годовая температура на поверхности достигают равновесной температуры 0 ° C. Глубина основания вечной мерзлоты достигает 1493 м (4898 футов) в северных бассейнах рек Лена и Яна в Сибири . Геотермальный градиент является скоростью повышения температуры относительно увеличения глубины в земном интерьере «ы. Вдали от границ тектонических плит она составляет около 25–30 ° C / км (124–139 ​​° F / миль) у поверхности в большей части мира. Он варьируется в зависимости от теплопроводности геологического материала и меньше для вечной мерзлоты в почве, чем для коренных пород.

Расчеты показывают, что время, необходимое для образования глубокой вечной мерзлоты под заливом Прудо-Бей, Аляска, составило более полумиллиона лет. Это растянулось на несколько ледниковых и межледниковых циклов плейстоцена и предполагает, что нынешний климат Прудо-Бей, вероятно, значительно теплее, чем в среднем за тот период. Такое потепление за последние 15 000 лет является общепринятым. Таблица справа показывает, что первые сто метров вечной мерзлоты формируются относительно быстро, но более глубокие уровни занимают все больше времени.

Массивный грунтовый лед

Обширная поверхность голубого грунтового льда на северном берегу острова Гершель, Юкон, Канада.

Когда содержание льда в вечной мерзлоте превышает 250 процентов (от льда до сухой почвы по массе), она классифицируется как массивный лед. Массивные ледяные тела могут различаться по составу во всех мыслимых градациях от ледяной грязи до чистого льда. Массивные ледяные пласты имеют минимальную толщину не менее 2 м и короткий диаметр не менее 10 м. Первые зарегистрированные североамериканские наблюдения были сделаны европейскими учеными в Каннинг Ривер, Аляска, в 1919 году. В русской литературе упоминаются более ранние даты 1735 и 1739 годов во время Великой Северной экспедиции П. Лассиниуса и Х. П. Лаптев соответственно. Две категории массивных грунтовых льдов — это погребенный поверхностный лед и внутриосадочный лед (также называемый конституционным льдом ).

Погребенный поверхностный лед может образовываться из снега, замерзшего озера или морского льда, наледи (выброшенного на берег речного льда) и — вероятно, наиболее распространенного — погребенного ледникового льда.

Внутриседиментный лед образуется в результате замерзания грунтовых вод на месте, и в нем преобладает сегрегационный лед, который является результатом кристаллизационной дифференциации, происходящей во время замерзания влажных отложений, сопровождаемой миграцией воды к фронту замерзания.

Внутриседиментарный или конституционный лед широко наблюдался и изучался по всей Канаде, а также включает интрузивный и нагнетательный лед.

Кроме того, клинья льда — отдельный тип грунтового льда — образуют узнаваемые узорчатые полигоны земли или тундры. Ледяные клинья образуются в ранее существовавшем геологическом субстрате и впервые были описаны в 1919 году.

Несколько типов массивного грунтового льда, в том числе ледяные клинья и внутриосадочный лед в стене утеса в результате регрессивного оттаивания, расположенного на южном побережье острова Гершель в пределах приблизительно 22 метра (72 фута) на 1300 метров (4300 футов) передней стенки.

Формы рельефа

Мерзлота процессы проявляется в крупномасштабных наземных формах, такие как Palsas и pingos и мелких явления, такие как узорная земля найдена в арктических, перигляциальных и высокогорных районах.

Углеродный цикл в вечной мерзлоте

Мерзлота углеродный цикл (цикл углерода в Арктике) имеет дело с передачей углерода из многолетнемерзлых грунтов в наземной растительности и микроорганизмов, в атмосферу, обратно к растительности, и , наконец , обратно в вечномерзлых грунтах путем захоронения и осаждения из — за криогенных процессов. Часть этого углерода переносится в океан и другие части земного шара через глобальный углеродный цикл. Цикл включает обмен диоксида углерода и метана между компонентами Земли и атмосферой, а также перенос углерода между землей и водой в виде метана, растворенного органического углерода , растворенного неорганического углерода , неорганического углерода в виде частиц и органического углерода в виде частиц.

Ледники России

Процесс образования ледников:

Ледники образуются в местах, где процессы накапливания снега превышают его таяние. Новый снег выпадает на многолетний. Во время таяния появляются кристаллы льда. Они постепенно скапливаются в большие массы льда, которые со временем могут прийти в движение.

География распространения ледников

Северно — Ледовитый океан

Самые крупные ледники в России находятся на островах Северного Ледовитого океана. Здесь располагаются покровные ледники. Их размеры уменьшаются к востоку из-за сокращения количества осадков.

Ледниковый покров Новой Земли – один из наиболее крупных в Арктике. Его площадь составляет более 23 тыс. кв. км. Он занимает большую часть Северного острова. Свободными ото льда остаются лишь узкие прибрежные полосы. Языки ледников, достигая моря, образуют айсберги.

Кавказ

Среди российских горных систем для формирования ледников наиболее благоприятны климат и рельеф Кавказа.

Горные склоны сильно расчленены, и здесь встречаются как долинные, так и склоновые (висячие) ледники. Общее количество ледников – более 2000

Алтай

Алтай по количеству ледников уступает Кавказу. Это обусловлено меньшим количеством осадков

Наибольшее число ледников расположены на западных склонах горной системы (она больше увлажнена)

Урал

На Полярном Урале все ледники расположены на западном склоне, где выпадает большее количество осадков. Здесь одно из наиболее низких среди горных систем России положение снеговой линии – менее 1000 метров. Это объясняется положением территории в высоких широтах.

Полуостров Камчатка

Особенности камчатского оледенения связаны с активным влиянием вулканизма и с тем, что оно может развиваться не на очень больших высотах. Некоторые из них образуются в кальдерах действующих вулканов и существуют до очередного извержения.

Стихийные бедствия, связанные с ледниками

1. Движение горных ледников может вызвать сели (грязекаменные потоки в горах)

2. От полярных ледников могут откалываться айсберги, опасные для мореплавания

Исследование природных льдов необходимо для решения проблем, связанных с изменением климата и стока рек, с гидроэнергетикой, изучением колебаний уровня Мирового океана, орошением засушливых земель, борьбой со стихийными бедствиями в горах.

Вечная мерзлота

Вечная мерзлота нигде так широко не распространена, как в пределах России. Больше половины территории страны сковано вечной мерзлотой.

Особо выделяется территория сплошной многолетней мерзлоты с мощностью слоя до 600—800 м. На этой территории самые низкие зимние температуры (например, устье Вилюя).

Условия возникновения многолетней мерзлоты:

1. Холодная и длинная зима

2. Маломощный снежный покров

Именно в этих условиях глубоко промерзают грунты.

Вечная мерзлота — реликт прошлого, она образовалась многие тысячелетия назад. Об этом свидетельствуют находки в мерзлом грунте остатков древних растений, туш животных, которые погибли в периоды похолоданий. Однако современные климатические условия поддерживают ее существование.

География распространения вечной мерзлоты

Наиболее сильно распространена вечная мерзлота в восточной части страны, но также присутствует и на севере европейской части.

Зоны Распространения вечной мерзлоты

1. Север Европейской части России

2. Север Западной Сибири

3. Полностью Восточная Сибирь

На севере Восточной Сибири многолетняя мерзлота имеет сплошное распространение. К югу в ней встречаются безмерзлотные участки — зона прерывистого расположения многолетней мерзлоты, а затем следует зона островного распространения вечной мерзлоты

Структура вечной мерзлоты

• Толщина мерзлотных слоев колеблется от нескольких метров на юге до нескольких сотен метров на севере

• Летом верхний тонкий слой почвы и грунта в районах многолетней мерзлоты оттаивает. Образующаяся при этом влага используется растениями. Благодаря этому в континентальных районах Восточной Сибири, где выпадает очень мало осадков, существует тайга.

Вечная мерзлота образует водонепроницаемый слой (вода не может просочиться через многомерные грунты). Поэтому реки в этих районах часто выходят из берегов даже после небольших дождей.

Еще последствия наличия водонепроницаемого слоя:

• Через малые реки приходится строить большие мосты.

• Летом верхние талые слои грунта оказываются наполненными водой. Вследствие этого в зоне многолетней мерзлоты широко распространены процессы заболачивания.

К каким последствиям может привести таяние вечной мерзлоты:

Разберем каждый пункт подробней:

1) Провалы грунта

Таяние вечной мерзлоты вызывает провалы грунта, а это приводит к образованию кратеров.

2) Высвобождение парниковых газов

• При таяние вечной мерзлоты происходит эмиссия парниковых газов, в основном метана

• Метан образуется при разложении органического вещества (отмершей растительности). Он является почти в 30 раз более сильным парниковым газом, чем CO2.

3) Разрушение зданий, трубопроводов и дорог, построенных на вечной мерзлоте.

• При таяние, вечна мерзлота превращается в жидкую массу, которая может привести к потере устойчивости зданий.

• Дороги, построенные на вечной мерзлоте могут размываться

• Дома на территории вечной мерзлоты строят на сваях, для территорий вечной мерзлоты это эффективно. Однако, когда начинается таяние грунтов, эти здания и дороги быстро теряют равновесие.

Строительство в условиях многолетней мерзлоты

По мнению ведущих архитекторов, строительство возможно при любых климатических условиях, важно лишь учесть особенности грунта и погодных условий. При строительстве в условиях вечной мерзлоты важно соблюсти следующие принципы

При возведении любого сооружения важно сохранить мерзлое состояние грунта, как при строительстве, так при эксплуатации.
Начинать строительство в местах, где грунт оттаял.

Так как же сохранить целостность вечномерзлого грунта? Можно возводить постройку на подсыпках, используя теплоизоляцию поверхности и грунта. Эффективны также вентилируемые подполья и не отапливаемые первые этажи, сооружение установок для искусственного охлаждения грунтов, свайные фундаменты.

При возведении монолитных сооружений, и при укладке фундамента, используют особые способы работы с бетоном. Также разработали  состав бетонных смесей таким образом, что они эффективно застывают и сохраняют свою целостность долгое время в условиях вечной мерзлоты.

 Но даже при соблюдении всех технологий строительства зданий, трубопроводов, аэродромов, плотин, дорог, промышленных сооружений приводит к тому, что грунт все же начинает оттаивать. Земля в местах неравномерного оттаивания проседает, постройки рушатся, предотвратить это достаточно сложно. Тем не менее, начиная с тридцатых годов, были возведены такие города как Якутск, Норильск, Мирный. 

Замерзание подземных вод

Интрадиестимальный лед образуется в результате замерзания подземных вод. Здесь преобладает сегрегационный лед, который возникает в результате кристаллизационной дифференциации, происходящей во время замерзания влажных осадков. Процесс сопровождается миграцией воды на фронт замерзания.

Интрадиестимальный (конституционный) лед широко наблюдался и изучался по всей Канаде, а также включает интрузивный и инъекционный лед. Кроме того, ледяные клинья, отдельный тип грунтового льда, производят узнаваемые узорные полигоны или тундровые полигоны. Ледяные клинья образуются в ранее существовавшем геологическом субстрате. Они были впервые описаны в 1919 году.

Влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность человека

Освоение регионов с многолетней мерзлотой началось в тридцатых годах 20 столетия. Ряд трудностей, возникающий при работе в этих регионах, подтолкнул ученых к созданию особых способов ведения хозяйственной деятельности.

Например, строителям пришлось пересмотреть основные правила возведения сооружений, таких как жилые дома, мосты, теплотрассы, дороги. При постройке и эксплуатации жилых домов приходится учитывать тот факт, что при определенных условиях грунт начинает оттаивать, дома проседать и трескаться. Земляные работы очень трудоемки, требуют больших энергетических затрат, это тоже приходится учитывать.

Из-за многолетней мерзлоты очень остро стоит вопрос водоснабжения  и обеспечения теплом жилых домов.

Земледелие затруднено из-за заболоченности почвы. Прежде чем приступить к обработке земли и непосредственно к посевам, приходится проводить работы по удалению лишней влаги из грунта.

Мерзлотные процессы

В пределах криолитозоны можно выделить пять типов территорий, отличающихся своим набором преобладающих криогенных процессов. В пределах равнин Севера Европейской части России и Западной Сибири наблюдаются термокарст и пучение. Восточнее, в более суровых климатических условиях, на равнинах тундры и лесотундры дополнительно формируется морозобойное растрескивание. Для большей территории низко- и среднегорий Сибири характерны термокарст, пучение, наледи, солифлюкция, курумы. В высоких горах, впадинах, низких равнинах и речных долинах таежной зоны Средней и Восточной Сибири, Дальнего Востока преобладают наледи, солифлюкция, курумы. Для средних и низких гор на юге криолитозоны России, где распространена прерывистая и островная мерзлоты, типичны процессы термокарста, наледей и солифлюкции.

При сплошном распространении многолетнемерзлых пород в их верхней части летом формируется слой сезонного протаивания. Его глубина зависит от ландшафтно-климатических условий и состава пород. В рыхлых отложениях она минимальна (не более метра) на Крайнем Севере и повсеместно в торфе. В песках она составляет 2 м и более. В горах на коренных породах протаивание достигает 3 м и даже больше. В долинах рек глубина протаивания изменяется весьма значительно на коротких расстояниях. При прерывистом и островном распространении мерзлоты сосуществуют сезонное протаивание мерзлых пород летом и сезонное промерзание талых пород зимой. Как правило, влажные (льдистые) породы находятся в мерзлом состоянии и протаивают относительно неглубоко. Расположенные рядом талые породы чаще менее влажные, и слой сезонного промерзания на них имеет большую мощность.

При возведении инженерных сооружений, строительстве железных и шоссейных дорог, мостов, трубопроводов, гидротехнических объектов необходимо учитывать возможность пучения и просадок грунтов, сползания оттаивающих грунтов на склонах, образования наледей. В сельском хозяйстве многолетняя мерзлота в одних случаях ограничивает возможности развития тех или иных культур, в других — благоприятствует выращиванию растений в связи с дополнительным увлажением грунтов при сезонном оттаивании деятельного слоя. В многолетнемерзлых толщах обнаружены термодинамически неустойчивые и поэтому чрезвычайно чувствительные к изменениям условий равновесия газовые гидраты, изменения которых приводят к неконтролируемым выбросам газа в атмосферу, взрывам, пожарам, что усиливает парниковый эффект. В мерзлых породах, льдах и переохлажденных водах открыты жизнеспособные микроорганизмы, которые нередко вовлекаются в современные биогеохимические процессы при оттаивании пород.

Лед в почве

Когда содержание льда в вечной мерзлоте превышает 250 процентов (от массы льда до сухой почвы), она классифицируется как массивный лед. Массивные ледяные тела могут варьироваться по составу от ледяной грязи до чистого льда. Массивные ледяные пласты имеют минимальную толщину не менее 2 метров, короткий диаметр — не менее 10 метров. Впервые зарегистрированные в Северной Америке наблюдения были сделаны европейскими учеными на реке Каннинг на Аляске в 1919 году. Русская литература приводит более раннюю дату 1735 и 1739 годов во время Великой Северной экспедиции П. Лассиния и Х. П. Лаптева соответственно. Две категории массивного грунтового льда — это погребенный поверхностный лед и так называемый «внутриседный лед». Создание каких либо оснований на вечномерзлых грунтах требует, чтобы никаких крупных ледников поблизости не было.

Погребенный поверхностный лед может происходить из снега, замерзшего озера или морского льда, aufeis (скрученный речной лед) и, вероятно, наиболее распространенный вариант — погребенный ледниковый лед.