Многолетнемерзлые грунты это уникальный эндемик нашей планеты. Действительно, помимо ледников на горных вершинах и полярных шапках (которые на самом деле так же можно назвать многолетнемерзлыми грунтами) многолетнего состояния воды в твердой фазе в природе мы пока не встречали (истории про марсианскую и мерзлоту на спутниках Юпитера вызывают много вопросов и уточнений). Действительно вода на нашей планете является жизнеобразующим веществом и ее наличие в трех фазах в обычных условиях скорее всего является причиной существования жизни на нашей планете. Воду используют как репер для единиц измерения:

  • Человечество придумало делить меру кинетической энергии молекул (температуру) на единиц (градусы), где ноль соответствует температуре фазового перехода твердый-жидкий для воды (при наличии ядра кристаллизации), а за 100 единиц принято
    значение соответствующее фазовому переходу жидкий-газообразный для той же воды.
  • Для измерения объема и веса человечество активно использует систему основанную на свойствах воды: 1 кг воды соответствует весу одного литра той же воды и т.д.
  • Даже для единицы измерения сложных и мелких материй – Ангстрем, учитывают, что оно практически равно диаметр орбиты электрона водорода в невозбужденном состоянии, но здесь скорее уже это связано с порядковым номером водорода.
  • В качестве единицы количества тепла ранее активно использовалась калории, которая численно была связана с теплоемкостью воды. Для изменения одного грамма воды на один градус нужна одна калория.
  • При доказательстве существования изменения климаты ученые придерживающиеся катаклизмовых прогнозов в качестве примеров обращают внимание на отступания ледников- идентификатора потепления (хотя если честно, то там далеко не все так
    четко).

Важность воды для человечества ясна всем, кроме того мы все ее ежедневно принимаем перорально для того, чтобы не умереть.

Что же касается мерзлых пород на нашей планете. Существует множество карт распространения многолетнемерзлых пород на нашей планете. Все они в основном имеют расчетный характер (то есть наличие или отсутствие на той или иной территории
многолетнемерзлых пород оценивается по косвенным факторам). Но так или иначе надо понимать, что в Северном полушарии площадь занимаемая мерзлыми породами без ледников (речь идет о границе мерзлоты по прерывистому типу распространения)
составляет около 17 млн км2, что составляет около 1/6 от территории суши Северного полушария. С учетом средней мощности многолетнемерзлых пород 50 м получаем, что в Северном полушарии присутствует 1 млн км3 грунта. Даже если принять  за  значение объемной влажности 0,1 д.е., то  общий объем воды в мерзлых породах составляет 100 тыс. км3 , то есть в 4 раза больше объема воды в озере Байкал, что достаточно много. Кроме воды в данном массиве также содержится множество природных газов, которых принято называть парниковыми газами, за их способность нагреваться отражающимися от планеты солнечными лучами. В связи с возможным дополнительной эмиссией (дополнительным внесением) в атмосферу данного газа ученые серьезно занимаются изучением этого вопроса. Немаловажным (здесь я абсолютно серьезен) является и некая магическо-религиозная составляющая многолетнемерзлых пород касающаяся больше не научных, а околонаучных знаний такие как неизвестные микроорганизмы (действительно, в мерзлоте найдены бактерии, которые достаточно долго живут – несколько тысячелений) и религиозных отношений- мерзлота как щит защищает нас от потусторонних сил (такие мысли и разговоры действительно существуют).

Наиболее популярные заблуждения по тематике мерзлых пород

Заблуждение № 1 “Мерзлых пород не существует там, где летом тепло”. России есть населенные пункты где летом достаточно тепло на протяжении пару месяцев, например Якутск. При этом за счет малого количества осадков и очень низких значений температуры
в холодный период года, мерзлые породы там не только присутствуют, но и имеют достаточно низкотемпературные показатели (около минус 4 градусов Цельсия). Значения среднегодовой температуры воздух в районе минус 8 градусов Цельсия.
Таким образом надо понимать, возвращаясь к первому абзацу статьи, что мерзлые породы-это природный компромисс (равновесие) в котором среднегодовые параметры как правило берут вверх.

Заблуждение № 2 “Сейчас так тепло, что мерзлые породы скоро все растают”.

В основу этого высказывания берется факт того, что за сто лет температура воздуха на планете повысилась приблизительно на 1 градус Цельсия, что как считают некоторые люди существенно может изменить климатическое равновесие. С одной стороны в словах и мыслях этих людей есть правда (ныне всеми позабытый фильм “Послезавтра” действительно, (как мне говорили уважаемые метеорологи) основан на реальной климатической модели (вопрос реалистичности этой модели остается открытым). При этом палеоклиматические исследования показывают, что в основном климат планеты развивается равномерно и изменения в 1 градус за сто лет не считаются значительными. Но наиболее ярким примером является наличие реликтовой мерзлоты. Реликтовая мерзлота – это та мерзлота, которая существовала раньше (в том числе десять тысяч лет назад) с поверхности, а сейчас протаяла и осталась только на глубине сотни метров. Так вот за 10000 лет мерзлота оттаяла на 100 метров, причем в голоценовый оптимум температура была теплее, чем сейчас.

Заблуждение № 3 “Россия финансово выиграет, если мерзлота растает – где сейчас мерзлые породы можно будет выращивать яблоки и прочие фрукты”.

Россия в краткосрочной перспективе финансово понесет самые существенные убытки. В первую очередь – это происходит уже сейчас в городах, где с каждым годом удорожается стоимость строительства нулевого цикла (возможно там деградация и не связана с общемировыми трендами, но во многих населенных пунктах наблюдается серьезное повышение температуры грунтов). Чем выше значения температуры грунтов, чем ниже несущая способность у этого грунта и тем глубже нужно устанавливать те же типовые сваи (если не применять различные охлаждающие мероприятия). Кроме того в Тайге Якутии, где сейчас произрастают леса и нет проблем с водою при оттаивании мерзлоты наступит засуха, которая приведет к формированию в Якутии степной и полупустынных ландшафтов в соответствии с коэффициентом увлажнения.

Заблуждение № 4 “Ничего плохого не произойдет если мерзлые породы растают под зданием или сооружением равномерно”.

Действительно, существует II-принцип строительства на мерзлых грунтах. При этом реально мероприятия при оттаивании в процессе эксплуатации лучше проводить
на небольших каркасных зданиях с поверхностным фундаментом или под линейные объекты. В противном случае избежать кренов не удастся. что касается неравномерных осадок, то в основном они происходят за счет протаивания сильно льдистого грунта , который при оттаивании
не только обладает высоким коэффициентом оттаивания, но и часто превращается в текучее состояние. На представленном ниже видеоматериале керн мерзлого грунта (фрагмент грунта выбуренного колонковой трубой)  за 4,5 часа при комнатной температуре из твердомерзлого состояния превратился в текучее.

https://youtu.be/xEyCmCAWTOA

Заблуждение № 5 “Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ) – термостабилизаторы не работают и не способны выполнять свою функцию без дополнительного источника энергии” ..

На самом деле сезонно действующие охлаждающие устройства действительно работают о чем свидетельствуют многочисленные данные термометрических наблюдений за зданиями и сооружениями, а также за работой термостабилизаторов на экспериментальных площадках, например на этой. Кроме того для визуального восприятия процесса заморозки с помощью СОУ, можно провести эксперимент с заморозкой воды при помощи термостабилизатора. Пример данного эксперимента представлен на видео ниже.

Заблуждение № 6 “Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ) способны решить все геокриологические проблемы на любой территории”.

Не смотря на то, что термостабилизаторы действительно являются неплохим техническим решением, при этом в последние годы намечается чрезмерное использование данных устройств при строительстве и эксплуатации сооружений, построенных на многолетнемерзлых грунтах. Подробнее об этой проблеме написано на форуме Геоинфо.

https://youtu.be/e0q3COSw2d4