Ahoj! Predstavte si takú situáciu, že ste v dobe ľadovej... Nechcel by som, však? Ale na Zemi sú miesta, ktoré ho trochu pripomínajú, o ktorých bude reč v tomto článku...

V týchto takzvaných periglaciálnych (paraglaciálnych) oblastiach dochádza k ešte úžasnejšiemu javu. Je to opakujúci sa vzor nánosov bahna a skál na rovných plochách povrchu.

Mnohouholníky (polygóny ohraničené trhlinami) sú najväčšie takéto útvary; sú tam aj kamenné prstene. Podobné vzory sa vytvárajú v dôsledku ťahania a zdvíhania, ktoré sú nahradené rozmrazovaním počas tisícok rokov.

Horské krajiny.

Krajiny permafrostu sa nachádzajú nielen vo vysokých zemepisných šírkach (v blízkosti pólov), ale aj vysoko v horách. Aj na vrcholkoch hôr nachádzajúcich sa na ľadových čiapkach ležia. Príkladom je východoafrické mesto Kilimandžáro, vysoké 5895 m.

Dôvodom pre vznik integuments z trvalky a ľad v horúcich zemepisných šírkach je taký, že teplota s rastúcou nadmorskou výškou každým ďalším kilometrom klesá o 5 - 10 °C.

Podobné horské vrcholy na južnej pologuli sa nachádzajú na Novom Zélande, v Austrálii, na Novej Guinei a v juhoamerických Andách.

Mnohé hory na severnej pologuli sú po celý rok pokryté ľadovými čiapkami, dokonca aj na vrcholoch niektorých nízkych hôr, ako sú škótske, značnú časť roka leží sneh a ľad.

V alpskej, čiže horskej, tundre nie je permafrost vôbec, alebo ho môže byť veľmi málo. Voda z taveniny má čas vsiaknuť do hĺbky, takže na povrchu nie je veľa nečistôt. Tu, rovnako ako v arktickej tundre, sú hlavnými rastlinami machy, lišajníky a kríky, ktoré tvoria potravu horských kôz a jeleňov.

Osobne nemám rada zimu, chlad a vždy sa teším na leto. Takže do tohto permafrostu by som sa ani nechcel dostať 🙂

Prvý písomný dôkaz o existencii nezvyčajného stavu pôdy, neskôr označenej ako „permafrost“, sa zachoval od ruských prieskumníkov zo 17. storočia, ktorí dobyli Sibír. Objaviteľom sa stal kozák Y. Svyatogorov a problematike sa už podrobnejšie venovali členovia expedícií I. Rebrova a S. Dežneva. Vo svojich depešiach na dvor opísali zvláštnosť jednotlivých zón v tajge, v ktorých sa aj v lete na zemi drží zimný mráz. V roku 1640 guvernéri M. Glebov a P. Golovin v posolstve ruskému cárovi neskrývali svoje úprimné zmätok:

Zem, môj pane, sa neroztopí ani uprostred leta.

V existencii oblastí „permafrostu“ sa napokon etablovali na začiatku priemyselného rozvoja Severu. V roku 1828 drifter F. Shergin prerezal prvý meter ľadovej pôdy v Jakutsku, pričom za 9 rokov dosiahol hranicu necelých 116 a pol metra a na ceste nestretol ani jednu vodonosnú vrstvu. A. Middendorf, ktorý zmeral teplotu v celej bani Sherigin, urobil za odpoveďou čiaru. Neuveriteľné sa tak stalo samozrejmým faktom geografie a geológie krajiny.

Permafrost polostrova Jamal na severe západnej Sibíri, na území autonómneho okruhu Yamalo-Nenets v Rusku.

Pojem „permafrost“ sa prvýkrát objavil vo vedeckej komunite v roku 1927. Autorom termínu bol sovietsky vedec M.I. Sumgin, jeden zo zakladateľov domácej vedy na štúdium tohto fenoménu.

vedecká definícia

Pod permafrostom je zvyčajné brať do úvahy kryolitozón s teplotným režimom 0 ° C a nižším, a teda aj prítomnosť podzemného ľadu v ňom. Podľa Sumgina ide o pôdny permafrost s vekom 2 roky alebo viac, maximálne hodnoty akumulácie sa merajú v tisícročiach.

Chvíľu bol v terminológii istý zmätok. Význam slova „permafrost“ nemal jasnú definíciu, čo viedlo k nezrovnalostiam. Táto pozícia bola oprávnene kritizovaná, a preto boli navrhnuté iné mená. Boli pokusy o rozsiahle šírenie názvov „permafrostové horniny“, „trvalý kryolitozón“. Ale v dôsledku toho sa Sumginov termín zasekol.

Obdobie, počas ktorého sa tvorí zamrznutý stav hornín, ich rozdeľuje do troch typov:

• Krátkodobo zamrznuté kamene (na hodiny a dni),
• Sezónne zamrznuté kamene (na mesiace),
• Permafrost (po celé roky)

Samostatnú kategóriu tvoria stredné alebo prechodné formy zamrznutých hornín. Nazývajú sa úlety. Príkladom je prípad, keď sezónne zamrznutá hornina nestihne v letnom období rozmraziť a pretrváva niekoľko rokov.

Veľká časť dnešného permafrostu bola výsledkom vplyvov poslednej doby ľadovej. Objem ľadu v zamrznutých skalách môže byť až 90 percent. V súčasnosti sa pozoruje proces ich pomalého topenia.

Vlastnosti zamrznutých pôd

Nízke teploty v podmienkach permafrostu, ktoré majú dlhodobý sezónny alebo trvalý charakter, sa prirodzene podpísali na stave miestnej pôdy. V ňom prebiehajú zvláštne chemické a biologické procesy. Jeden príklad je zobrazený na fotografii vľavo.

Humus sa hromadí nad zamrznutou vodeodolnou vrstvou v procese koagulácie (zahusťovania) organických látok. Navyše jeho nadpermafrostová regenerácia alebo takzvané suprapermafrostové glejenie nie je silne závislé od milostí prírody. Na spustenie procesu stačí malé množstvo ročných zrážok.

V pôde vytvorené schliery (ľadové vrstvy), ktoré rozbíjajú kapiláry zvodnenej vrstvy, blokujú prístup vlhkosti z horných horizontov permafrostu do prostredia obývaného spodnými koreňmi. Všetky javy vyskytujúce sa v pôde v podmienkach permafrostu sú obzvlášť charakteristické. V dôsledku mechanických zmien v pôde v dôsledku prítomnosti zamrznutej vrstvy tundra získala svoj vlastný zvláštny vzhľad. Kryogénne deformácie v podobe kryoturbácie (premiešavanie vplyvom teplotného rozdielu pôdnej hmoty) a soliflukácie (zosúvanie pôdnej hmoty nasýtenej vodou zo svahov po zamrznutej vrstve) dodávali reliéfu tundry zvlnené obrysy, keď napuchnuté kopčeky. striedajú poklesy termokrasových depresií. Z rovnakého dôvodu sa vytvorili škvrnité tundry.

Mínusové teploty ovplyvňujú aj štruktúru pôdy a spôsobujú jej kryogénny charakter. Nútia produkty tvorby pôdy prejsť do kondenzovanejších stavov, pričom prudko spomaľujú ich pohyblivosť. Feruginácia pôdy nastáva v dôsledku koagulácie koloidov permafrostu. Kryogénne javy podľa niektorých výskumníkov obohacujú aj strednú časť podzolového pôdneho profilu o kyselinu kremičitú. Títo vedci považujú belavý prášok za výsledok permafrostovej diferenciácie pôdnej plazmy.

Distribučné oblasti

Permafrost má globálne rozšírenie. Zachytila ​​najmenej ¼ zeme na Zemi vrátane afrických vysočín. Austrália je jediným kontinentom, kde tento fenomén vôbec absentuje.

Obrovské rozlohy Ruska sú ohniskom permafrostu. Viac ako polovica územia najväčšej krajiny sveta pripadá na kryozónu. Najviac je rozšírený v Zabajkalsku a východnej Sibíri, kde najnižší bod permafrostu leží v hornej časti rieky Vilyui v hĺbke 1370 metrov. Rekord bol stanovený v roku 1982.

Ekonomický dopad

Účtovanie permafrostu je dôležité pre stavebné, prieskumné a iné ekonomické práce v regiónoch Severu. Môže to spôsobiť problémy a byť prospešné. Schopnosť slúžiť ako prirodzená chladnička na skladovanie potravín leží na povrchu. Okrem toho je v podmienkach permafrostu pravdepodobná tvorba hydrátových usadenín plynov používaných ľuďmi, najmä metánu.

Vysoká pevnosť zamrznutých hornín veľmi sťažuje ťažbu. Ale zároveň je tu aj iná, silná stránka: permafrost stmeľuje horniny, čo umožnilo úspešne vyvinúť kimberlitové rúry v lomoch v Jakutsku, čím sa steny misiek dostali do čistého stavu. Pozoruhodným príkladom toho druhého je príklad jakutského lomu Pipe Udachnaya.

Igarské múzeum permafrostu je unikátnym fenoménom nielen preto, že jeho hlavné výstavné siene sa nachádzajú v hrúbke permafrostu, ale aj tým, že hlavným exponátom múzea je samotný permafrost.

Od prvých rokov výstavby mesta vedci viedli jeho výskum, stanica permafrost bola otvorená v roku 1931. Popri tom sa zrodila myšlienka demonštrovať obyvateľom výsledky starostlivého prístupu k prírode. Táto myšlienka patrila vedcovi permafrostu Michailovi Ivanovičovi Sumginovi, ktorý navštívil výskumnú stanicu v roku 1938. Do tej doby boli vykopané šachtové studne a protiľahlé štôlne k nim. Rok pred začiatkom 2. svetovej vojny bolo vybavených výkopom päť komôr, oddelených od chodby priečkami a dverami. Ich steny, podobne ako chodba, lemovala tenká vrstva ľadu. Objem výkopovej zeminy bol 468 metrov kubických.

Vybudované priestory mali výskumnú hodnotu, no napriek tomu pre tých, ktorí si to priali, predovšetkým pre školákov a hostí mesta, už prvé exkurzie robili zamestnanci stanice. Jedna z komôr sa v skutočnosti už vtedy začala využívať ako biomúzeum. Jeho exponátmi boli zamrznuté jašterice, krovky, jastrab v pozastavenej animácii, hmyz: čmeliaky, lienka a mucha. Vedci doplnili biomúzeum najlepšie ako vedeli a prijali návštevníkov.

Ako druh vedeckého experimentu na štúdium možnosti uchovania papiera a na pamiatku Veľkej vlasteneckej vojny položili pracovníci stanice 6. apríla 1950 záložku novín vojnového obdobia - Pravda, Izvestija, Trud a Krasnojarsk Rabochy s závet o otvorení škatule so zamurovanými novinami 9. mája 2045.

19. marec 1965 sa považuje za oficiálny dátum otvorenia Múzea permafrostu v Igarke. Prvými exponátmi, okrem už spomínaných, boli knihy o permafroste a rastlinách zamrznutých v ľade. Zdalo sa, že príroda ide smerom k nadšencom a odhaľuje svoje stáročné tajomstvá. V jednej zo stien chodby boli počas prechodu odkryté kmene stromov, ich časti, ktoré umožňujú posúdiť vek - viac ako 50 tisíc rokov.

A predsa to bolo stále múzeum na báze dobrovoľnosti, zvyšok priestorov slúžil ako vedecké laboratóriá. A vedci pokračovali v experimentoch: takto sa zrodil nápad vybudovať podzemné klzisko s možnosťou jeho celoročného využitia športovcami i amatérmi.

25. októbra 1996 boli prevzaté podzemné laboratóriá Výskumnej stanice permafrostu do vlastníctva obce. Uskutočnili sa rozsiahle práce na generálnej oprave podzemnej časti, rozšírení a vytvorení nových výstavných siení. Podzemná časť múzea je nepochybne považovaná za hlavnú v miestnom historickom komplexe „Múzeum permafrostu“. Ale zaujímavé sú aj exponáty v oddelení príroda, história, stavenisko č. 503, výstavná a výstavná sieň. Napríklad v sieni prírody pred vchodom do žalára sa v okolí Igarky nachádzajú kosti pravekých zvierat, vrátane zubu mamuta. A sprievodcovia, ktorí hovoria o vlastnostiach rastu stromov, demonštrujú kmeň desaťročného vianočného stromčeka s horizontálne prebiehajúcimi koreňmi - takto stromy hľadajú vlhkosť, ktorú potrebujú na rast v rozmrazenej vrstve pôdy.

Obrovskú úlohu vo vývoji múzea, jeho popularizáciu zohral prvý sprievodca múzea Pavel Alekseevič Evdokimov, bývalá riaditeľka múzea Maria Vyacheslavovna Mishechkina a jej zosnulý manžel Alexander Igorevich Toshchev. K ich zásluhám patrí nielen ochrana pôd pred zvetrávaním z kontaktu s ľuďmi (a to je aj celý rad opatrení), ale aj otváranie a modernizácia nových sál, zavádzanie múzejných tradícií, rozsiahla publikačná činnosť.

Voda nachádzajúca sa v útrobách a na povrchu zamŕza do hĺbky 500 m a viac. Viac ako 25 % celého zemského povrchu zaberajú horniny permafrostu. V našej krajine je viac ako 60% takéhoto územia, pretože takmer celá Sibír leží v zóne jeho rozšírenia.

Tento jav sa nazýva permafrost alebo permafrost. Klíma sa však môže časom meniť v smere otepľovania, preto je pre tento jav vhodnejší výraz „trvalka“.
V letných obdobiach – a tie sú tu veľmi krátke a pominuteľné – sa môže vrchná vrstva povrchových pôd rozmraziť. Pod 4 m sa však nachádza vrstva, ktorá sa nikdy nerozmŕza. Podzemná voda môže byť buď pod touto zamrznutou vrstvou, alebo zostať v tekutom stave medzi permafrostom (tvorí vodné šošovky - taliky) alebo nad zamrznutou vrstvou. Vrchná vrstva, ktorá podlieha mrazu a rozmrazovaniu, sa nazýva aktívna vrstva.

POLYGONÁLNE PÔDY

Ľad v zemi môže vytvárať ľadové žily. Často sa vyskytujú na miestach mrazu (vzniknutých pri silných mrazoch) trhlinách naplnených vodou. Keď táto voda zamrzne, pôda medzi trhlinami sa začne stláčať, pretože ľad zaberá väčšiu plochu ako voda. Vzniká mierne vypuklý povrch orámovaný priehlbinami. Takéto polygonálne pôdy pokrývajú významnú časť povrchu tundry. Keď príde krátke leto a ľadové žily sa začnú topiť, vytvoria sa celé priestory, podobné mriežke kúskov zeme obklopenej vodnými „kanálmi“.

Medzi polygonálnymi útvarmi sú rozšírené kamenné mnohouholníky a kamenné prstence. Pri opakovanom zamŕzaní a rozmrazovaní zeme dochádza k zamŕzaniu, ľad vytláča na povrch väčšie úlomky obsiahnuté v pôde. Týmto spôsobom sa pôda triedi, pretože jej malé častice zostávajú v strede prstencov a mnohouholníkov a veľké úlomky sa posúvajú k ich okrajom. V dôsledku toho sa objavujú drieky kameňov, ktoré rámujú jemnejší materiál. Niekedy sa na ňom usadia machy a na jeseň prekvapia kamenné mnohouholníky nečakanou krásou: svetlé machy, niekedy s kríkmi morušky alebo brusnice, obklopené zo všetkých strán sivými kameňmi, vyzerajú ako špeciálne vyrobené záhradné záhony. V priemere môžu takéto polygóny dosiahnuť 1-2 m. Ak povrch nie je rovný, ale naklonený, potom sa polygóny zmenia na kamenné pásy.

Zmrazovanie úlomkov zo zeme vedie k tomu, že na vrcholových plochách a svahoch hôr a kopcov v zóne tundry sa objavuje chaotická hromada veľkých kameňov, ktoré sa spájajú do kamenných „morí“ a „rieky“. Pre nich existuje názov "kurums".

BULGUNNYAKHI

Toto jakutské slovo označuje úžasnú formu - kopec alebo pahorok s ľadovým jadrom vo vnútri. Vzniká zväčšovaním objemu vody pri zamŕzaní v suprapermafrostovej vrstve. V dôsledku toho ľad zdvihne povrchovú vrstvu tundry a objaví sa kopec. Veľké bulgunnyakhs (na Aljaške sa im hovorí eskimácke slovo "pingo") môžu dosiahnuť výšku až 30-50 m.

Na povrchu planéty vynikajú nielen pásy súvislého permafrostu v chladných prírodných zónach. Sú oblasti s ostrovom tzv. Vyskytuje sa spravidla vo vysočinách, na drsných miestach s nízkymi teplotami, napríklad v Jakutsku, a je to pozostatok – „ostrovy“ – bývalého rozsiahlejšieho pásu permafrostu, ktorý prežil od posledného.

Bol by som vďačný, keby ste tento článok zdieľali na sociálnych sieťach:

Vyhľadávanie na stránke.

Sezónne mrazy. Sezónne mrazenie - rozmrazovanie a ich príčiny. Sklon zemskej osi k rovine ekliptiky určuje striedanie ročných období na Zemi. Výsledkom striedania ročných období je periodické sezónne zmrazovanie a rozmrazovanie niektorého pripovrchového horizontu zemskej kôry. Sezónne výkyvy v dodávke a spotrebe tepla s jeho neustálym deficitom v zónach gravitujúcich smerom k pólom nakoniec vedú k rozvoju permafrostu. Sezónna zmena ročných období vedie k tomu, že nad permafrostom sa vytvára vrstva sezónneho (letného) rozmrazovania, v zime zamŕzajúceho a mimo oblasti permafrostu - vrstvy sezónneho mrazenia, rozmrazovania v lete.

Južná hranica Večného, ​​permafrostu

Ryža. 1. Schéma zmeny hĺbky sezónneho mrazenia - rozmrazovania:

1 - zóna potenciálneho sezónneho rozmrazovania, 2 - sezónne zmrazovanie a rozmrazovanie hornín, 3 - permafrost.

Okrem vrstvy zimného zamŕzania a letného rozmrazovania, ktorá je charakteristická pre stredné a vysoké zemepisné šírky a na niektorých miestach aj pre južné zemepisné šírky, dochádza občas ku krátkodobému zamrznutiu hornín, ktoré trvá niekoľko hodín alebo menej často niekoľko dní. .

Vzory sezónnych javov permafrostu ilustruje graf (obr. 1).

Z údajov z grafu je vidieť, že skutočná hĺbka sezónneho mrazenia a rozmrazovania je najväčšia na južnej hranici permafrostu. Na sever od neho je to menej kvôli skutočnému poklesu hĺbky sezónneho topenia (t. j. hĺbky potenciálneho topenia) a na juh je to menej kvôli nižšej hĺbke skutočného zamŕzania.

aktívna vrstva. Vrstva sezónneho zmrazovania a rozmrazovania sa nazýva aktívna vrstva. Nad permafrostom je vrstva sezónneho rozmrazovania a nad rozmrazeným substrátom vrstva sezónneho rozmrazovania. V tomto prípade vychádzajú z predpokladu, že existuje trvalo zamrznutá horninová vrstva (permafrost) a trvale rozmrznutá vrstva (mimo oblasti permafrostu). Prvý je charakterizovaný sezónnym rozmrazovaním, t. j. potenciálne sezónne mrazenie je zahalené prítomnosťou permafrostu; druhý je charakterizovaný sezónnym zamŕzaním, keďže potenciálne rozmrazovanie sa tu neprejavuje z dôvodu malej hĺbky zimného zamrznutia. Preto sú uvedené mená - vrstva sezónneho rozmrazovania pre oblasť permafrostu a vrstva sezónneho mrazenia - pre oblasť mimo permafrostu. Dnes sa čoraz častejšie používajú iné názvy: aktívna vrstva nad permafrostom, týkajúci sa sezónneho zmrazovania a rozmrazovania nad permafrostom a aktívna vrstva na rozmrazenom substráte, s odkazom na sezónne zamrznutie nad rozmrazeným skalným masívom.

V aktívnej vrstve dochádza k najvýraznejším ročným teplotným výkyvom, prebieha najväčšia časť ročného obratu tepla a najintenzívnejšie sa rozvíjajú fyzikálne, fyzikálno-chemické a geologické procesy. Ide o medzivrstvu, cez ktorú prebieha výmena tepla zemského povrchu s permafrostom. Sezónne zmrazovanie a rozmrazovanie v aktívnej vrstve predurčuje smer a povahu fyzikálnych, fyzikálno-chemických a geologických procesov, ktoré následne určujú vlastnosti kryogénnej štruktúry a vlastnosti zamrznutých vrstiev hornín.

Geografické rozloženie sezónneho zmrazenia veľmi veľký. V skutočnosti sa pozoruje všade, s výnimkou subtrópov a trópov, kde je to možné len vo vysokých horách. V oblasti permafrostu je aktívna vrstva všadeprítomná. Chýba iba v prípade, keď permafrost leží priamo pod ľadovcom, príkrovom alebo horou. Potom zamrznutý stav (ľadovec) začína od denného povrchu. V Grónsku sa pod ľadovcom nachádzala zamrznutá pôda s hrúbkou 2 až 5 m. Podľa M. G. Grosswalda sa pod ľadovcovým ľadom na Zemi Františka Jozefa našla ľadová skala.

Výkon aktívnej vrstvy závisí od komplexu fyzikálnych, geografických a geologických faktorov a pohybuje sa od niekoľkých centimetrov do 3-5 m, zriedka do 8-10 m.

Hrúbka aktívnej vrstvy je v závislosti od miesta premenlivá v dôsledku obvyklej rôznorodosti prírodných podmienok na povrchu, ako aj litologickej heterogenity a priestorových zmien pôdnej vlhkosti.

Dokonca aj v tej istej oblasti terénu nie je hĺbka sezónneho zmrazovania a rozmrazovania z roka na rok rovnaká. Ale táto hĺbka, s nemennosťou klimatických a iných fyzikálnych a geografických podmienok, kolíše okolo určitej konštantnej priemernej hodnoty.

Zmena hĺbky mrazenia a rozmrazovania zo severu na juh závisí od:

Od stupňa kontinentálnej klímy;

Od trvania zimného chladenia;

Z priemernej ročnej teploty vzduchu;

Z priemernej teploty najchladnejšieho mesiaca;

Z amplitúdy teplôt na povrchu;

Zo súčtu záporných teplôt;

Od charakteru pôdy, teda od toho, či sú zastúpené balvanmi a štrkom, alebo pieskom a hlinou, alebo rašelinou atď.

Proces sezónneho zmrazovania a rozmrazovania závisí od stupňa zvlhčenia typu pôdy, ako aj od hustoty a hrúbky snehovej pokrývky, charakteru vegetačného krytu, povrchového zvlhčovania atď. osobitnú úlohu pri sezónnom mrazení. Mach a rašelina pôsobia ako tepelné izolátory v suchom stave v dôsledku množstva vzduchu v nich a ako chladivá v dôsledku ich vysokej hygroskopickosti. Množstvo vody podporuje vyparovanie a následne ochladzovanie (latentné teplo vyparovania vody je 7,25-krát väčšie ako skupenské teplo topiaceho sa ľadu).

Filtrácia pôdy a hĺbka rozmrazovania sú v príčinnej súvislosti: čím väčšia filtrácia, tým väčšia hĺbka rozmrazovania.

Hĺbka sezónneho zmrazovania a rozmrazovania, t.j. hrúbka aktívnej vrstvy a jej teplotný režim, sú určené výmenou tepla medzi pôdou a atmosférou. Hrúbka aktívnej vrstvy závisí od výmeny tepla a tepelnej bilancie hornín.

Ak v priebehu niekoľkých rokov dôjde k zvýšeniu hĺbky sezónneho zamŕzania, ktoré nie je kompenzované zodpovedajúcim zvýšením hĺbky topenia v lete, zvyčajne sa v horninách vytvoria tenké zamrznuté horizonty, ktoré
môže existovať jeden až niekoľko rokov a predstavuje prototyp permafrostu. Takéto zamrznuté horizonty sa nazývajú lety.

V tomto prípade zimné tepelné cykly v horninách pri záporných teplotách prevyšujú letné tepelné cykly pri kladných teplotách. Priemerná ročná teplota hornín zároveň klesá pod 0°. Ak obrat tepla pri plusových teplotách opäť prekročí obrat pri mínusových teplotách, prekmity zmiznú.

Procesy prebiehajúce v aktívnej vrstve. Aktívna vrstva je taký horizont zemskej kôry, v rámci ktorého prebiehajú najaktívnejšie a najdynamickejšie procesy premeny hornín: ich rozpad na prachovú frakciu, tvorba pôdy, vzdutie pôdy, soliflukcia, všetky procesy vedúce k vzniku mikroreliéf permafrostu, sezónne hydrolakolity atď. d.

Mimoriadny význam má vlahový režim pôd aktívnej vrstvy a najmä ak sú zastúpené jemnozrnnými odrodami - íly, íly a pod. Hustota, zloženie, podmienky výskytu a charakter pôd (litologicky homogénne alebo heterogénne ) sú tiež nevyhnutné.

Sezónne mrazy rôzne. Na severe je miera sezónneho mrazenia 1-3-5 cm, za deň. Úplné mrazenie sa dosahuje už v novembri - decembri. Na juhu pri vysokej hrúbke aktívnej vrstvy dochádza k sezónnemu zamŕzaniu počas celého obdobia ochladzovania, t.j. počas celej zimy.

Sezónne miery rozmrazovania zvyčajne pomalšie.

Permafrost. permafrost - sú to zamrznuté horniny charakterizované teplotami od 0 °C a nižšími, ktoré obsahujú vo svojom zložení ľad a sú v tomto stave dlhú dobu - od niekoľkých rokov až po mnoho tisícročí.

Permafrost na zemeguli je distribuovaný hlavne v polárnych a cirkumpolárnych oblastiach, ako aj vo vysokohorských oblastiach miernych a dokonca tropických zemepisných šírok a zaberá asi 25% celej rozlohy Zeme. Sú to rozsiahle územia na severe a severovýchode Eurázie a Severnej Ameriky, to je celé Grónsko a celá Antarktída. V Rusku zaberá permafrost asi 60% územia.
V západnej Európe je permafrost možný len v Alpách. V európskej časti Ruska je permafrost bežný na Ďalekom severe - v tundre a lesnej tundre. Z polostrova Kola, kde je dostupný len v jeho severnej časti, južnej
hranica permafrostu ide k ústiu rieky. Mezen a ďalej takmer po polárny kruh až k Uralu, posúvajúc sa tu dosť silno na juh. V rámci západnej Sibíri zaberá hranica takmer zemepisnú šírku až po rieku. Yenisei blízko ústia rieky. Podkamennaja Tunguska, kde sa prudko stáča na juh a pozdĺž pravého brehu rieky. Yenisei, presahuje hranice Ruska a vymedzuje významné oblasti Mongolska. Južná hranica permafrostu sa opäť objavuje v Rusku západne od Blagoveščenska, pokračuje na severovýchod po asi 131° 30" východnej zemepisnej dĺžky, odkiaľ sa opäť stáča na juh, pretína rieku Amur pri ústí rieky Arkhara a opäť opúšťa krajinu. sa znovu objavuje v Rusku východne od M. Khinganu, potom ide na severovýchod a odlomí sa pri pobreží Sachalinského zálivu. Na polostrove Kamčatka prebieha južná hranica od juhozápadu na severovýchod približne stredom polostrova

Podľa charakteru rozšírenia možno permafrost rozdeliť do troch zón: 1 - súvislý, 2 - permafrost s ostrovmi rozmrznutých pôd a 3 - ostrovný (ostrovy permafrostu medzi rozmrazenými horninami).

Každá z týchto zón sa vyznačuje rôznymi hrúbkami a teplotami zamrznutých vrstiev. Zároveň sa aj vo vnútri zón mení výkon a teplota v smere zo severu na juh - výkon klesá, teploty stúpajú.

Zóna súvislého permafrostu sa vyznačuje najväčšou hrúbkou zamrznutých vrstiev - od 500 metrov alebo viac do 300 metrov m a ich najnižšie teploty - od 2 ° C do 10 ° C a nižšie.

V Rusku je vyvinutý nepretržitý permafrost: v severnej časti Bolshezemelskej tundry, na polárnom Urale, v tundre západnej Sibíri, v severnej časti centrálnej sibírskej plošiny (severne od údolia rieky Nizhnyaya Tunguska), na celom Polostrov Taimyr, na ostrovoch súostrovia Severnaya Zemlya, na Novosibírskych ostrovoch, na pobrežných rovinách Yano-Indigirskaya a Kolyma a delte rieky. Lena, na aluviálnej nížine Leno-Vilyui, na plošine Leno-Aldan a v rozľahlej oblasti hrebeňov Verkhoyansk, Chersky, Kolyma, Anadyr, ako aj na plošine Yukagir a ďalších vnútorných vysočinách na Anadyr prostý.

V zóne, kde sa medzi permafrostom nachádzajú ostrovčeky rozmrazených hornín, hrúbka zamrznutých vrstiev niekedy dosahuje 250-300 m, ale častejšie od 100-150 do 10-20 m, teploty od 2 do 0°C. Tento typ permafrostu sa vyskytuje v Bolshezemelskej a Malozemelskej tundre, na centrálnej sibírskej náhornej plošine medzi riekami Nižňaja a Podkamennaja Tunguska, v južnej časti náhornej plošiny Lena-Aldan v Transbaikalii.

Ostrovný permafrost sa vyznačuje nízkou hrúbkou permafrostu - od niekoľkých desiatok metrov až po niekoľko metrov, a teplotami blízkymi 0°C.

Ostrovný permafrost sa vyskytuje na polostrove Kola, v regióne Kanin-Pechora, v zóne tajgy západnej Sibíri, v južnej časti centrálnej sibírskej plošiny, na Ďalekom východe, v severnej časti ostrova Sachalin, pozdĺž pobrežia v Okhotskom mori a na Kamčatke.

V hornatej zóne od pohoria Sajany po Kopet-Dag a na Kaukaze sa permafrostové horniny nachádzajú hlavne na okraji zaľadnených oblastí a najčastejšie majú ostrovné rozšírenie. V horninách, ktoré tvoria dno polárneho šelfu Laptev a východosibírskeho mora, na šelfe severne od Aljašky, je permafrost.

V Strednej Ázii sú významné oblasti permafrostu. Sú to oblasti Hindúkuš, východný Tien Shan, Nan Shan, Kun Lun, Himaláje a náhorná plošina Tibetu.

Na severoamerickom kontinente vedie hranica permafrostu pozdĺž pobrežia Tichého oceánu, nedosahuje ho ani trochu, potom prechádza pozdĺž západného svahu severoamerických Kordiller a prekračuje ich asi pri 53 0 s. zemepisnej šírky sa ostro stáča na sever, pričom týmto smerom pokračuje na 57 ° s. sh. Potom táto hranica ide na juhovýchod, dosahuje južné pobrežie Hudsonovho zálivu a opúšťa Labradorský polostrov na sever a smeruje k pobrežiu Atlantického oceánu.

Permafrost zahŕňa aj ostrovy Grónsko a Island.

Na južnej pologuli pokrýva permafrost celý kontinent Antarktída a nachádza sa vo vysokohorských oblastiach Ánd v Južnej Amerike. Afrika a Austrália sú úplne bez permafrostu.

Hlavné znaky podnebia, ktoré sú charakteristické pre oblasti permafrostovej zóny, sú vo všeobecnosti tieto: záporná priemerná ročná teplota vzduchu, suchá, studená, dlhé zimy, krátke letá, nízke zrážky, najmä v zime. Charakteristický je preto anticyklonálny stav atmosféry v zime, ktorý uprednostňuje nízke zrážky, vysokú priehľadnosť vzduchu a silné tepelné straty zo zemskej kôry. Preto sa najväčšie územia, ktoré zaberá permafrost v Eurázii a Severnej Amerike, do určitej miery zhodujú s priestormi, ktoré zaberajú ázijské a severoamerické anticyklóny.

Hydrogeologické pomery oblasti permafrostu. Podzemná voda má veľmi významný vplyv na tvorbu permafrostu, permafrost je zasa silným faktorom pri vytváraní špecifického hydrogeologického prostredia.

Vznik vrstvy permafrostu môže prispieť k rozdeleniu jednej alebo druhej zvodnenej vrstvy na časti, vytvárať aquiklude, ktoré predtým neboli viditeľné, narúšať vzájomné prepojenie povrchových a podzemných vôd, lokalizovať miesta zásobovania a vypúšťania, obmedzovať ich na oblasti taliky, meniť smer a rýchlosť pohybu podzemných vôd a pod. V zamrznutej zóne teda vznikajú veľmi zvláštne podmienky pre umiestnenie, zásobovanie, pohyb a vypúšťanie podzemných vôd.

Podzemná voda ovplyvňuje tepelný režim hornín. Menia svoje termofyzikálne vlastnosti. Pohyb podzemnej vody spôsobuje konvekčné tepelné toky. Vplyvom interakcie prenosu tepla konvekciou s vodivým tepelným tokom prichádzajúcim z vnútra zeme dochádza v horninách k redistribúcii tepelnej energie, čím sa mení ich teplotné pole a samotné podmienky pre rozvoj permafrostu.

Zamŕzanie vodonosných vrstiev vedie k zvláštnemu rozloženiu ľadu v horninách, ktoré závisí najmä od stupňa nasýtenia horizontu vodou, zloženia hornín a tiež od ich priepustnosti pre vodu v dôsledku pórovitosti, lámavosti atď. v dôsledku nerovnomerného zamŕzania sa vo vodonosných vrstvách často vyskytujú značné napätia a tlak in-situ, v dôsledku čoho sa voda môže pohybovať pod tlakom smerom k oblastiam s nižší tlak in-situ. V tomto prípade môže dôjsť k pretrhnutiu strechy a vyliatiu vody na povrch s tvorbou ľadu. Ak nedôjde k prielomu strechy, tvoria sa nahromadenia ľadu vo forme pomerne veľkých telies - plechových alebo lakolitických. Hydrolakolity, ktoré sa tvoria v blízkosti zemského povrchu, sa v reliéfe objavujú vo forme konvexných zdvíhajúcich sa kôp.

Klasifikácia podzemných vôd:

1. permafrost vody, obsiahnuté v rozmrznutých horninách nad strechou večne zamrznutej pôdy, medzi nimi vynikajú vody: a) aktívna vrstva ab) viacročné nepriechodné taliky (podkanálové, podjazerné, tzv. nesplývajúce permafrost).

2. Vody talikových zón, nachádzajúce sa v talikoch, ohraničené zamrznutými skalami zo strán. Talikové zóny slúžia ako hlavné cesty pre komunikáciu medzi povrchovými, subpermafrostovými a interpermafrostovými vodami. Prostredníctvom týchto zón sa privádzajú a vypúšťajú rôzne druhy podzemných vôd.

3. Subpermafrostové vody sú vody prvej vodonosnej vrstvy alebo zlomovej zóny vodonosnej vrstvy zo základne permafrostu. Medzi týmito vodami sa rozlišujú kontaktné a nekontaktné vody. Prvé sú v jednej alebo druhej priamej interakcii so zamrznutými vrstvami, druhé s nimi nie sú spojené priamou interakciou, t. j. ležia v značnej hĺbke od nej.

4. medzipermafrostové vody, obsiahnuté v roztopených horninách uzavretých medzi horizontmi zamrznutých skál.

5. intrapermafrostové vody, obsiahnuté v lokalizovaných oblastiach rozmrznutých hornín, ohraničených zo všetkých strán zamrznutými skalami. Tieto vody sú izolované od akejkoľvek interakcie s inými typmi podzemných vôd.

Na významnej časti pevniny – na 25 % jej plochy, kde sú priemerné ročné teploty záporné, majú v určitej hĺbke od povrchu horniny zápornú teplotu dlhé roky. Vrstvy hornín so zápornou teplotou sa nazývajú vrstvy permafrostu - permafrost ("permafrost"). Permafrost môže byť suchý a bezvodý, ale oveľa častejšie obsahuje zmrznutú vodu a niekedy obsahuje aj vodu tekutú.
Hranica permafrostu na pevnine Eurázie rozdeľuje polostrov Kola na severnú (väčšiu) a južnú (menšiu) časť a od ústia Bieleho mora pozdĺž polárneho kruhu smeruje k Uralu. V pohorí Ural sa hranica prudko ohýba na juh a potom ide do Západosibírskej nížiny a prechádza ju od Ob (mesto Tobolsk) po Jenisej (ústie Podkamennaja Tunguska). Pozdĺž pravého brehu Jeniseja hranica klesá na juh, zachytáva časť územia Mongolskej ľudovej republiky, opäť vstupuje na územie Ruska pri meste Blagoveščensk a miernym ohybom na juh sa stáča na Tatárska úžina. Hranica permafrostu prebieha pozdĺž Kamčatky tak, že za jej hranicami zostáva len pás pozdĺž pobrežia južnej polovice polostrova. V Severnej Amerike permafrost zaberá Yukon, Mackenzie, Hudsonov záliv a severnú polovicu povodí Labradoru (obr. 86).
Permafrost bol zaznamenaný na arktických a antarktických ostrovoch. Otázku prítomnosti permafrostu na pôde pokrytej kontinentálnym ľadom (Grónsko, Antarktída) zatiaľ nemožno považovať za vyjasnenú.
Hranica permafrostu je pohyblivá. V súčasnosti je určitý ústup na sever.
Na území nachádzajúcom sa vo vnútri hranice distribúcie permafrostu sú plochy s súvislý permafrost, oblasti s talikami a ostrovný permafrost.

Teplota permafrostu v hĺbke 15-20 m sa pohybuje od -0,1 do -1,2 ° v závislosti od súboru podmienok (reliéf, vegetácia, snehová pokrývka atď.). Pod „odtokovými pásmi“ (rieky alebo podzemné vodné toky) stúpa teplota a často nie je permafrost vôbec alebo leží hlbšie ako v susedných oblastiach.
Hrúbka permafrostu je rôzna (od niekoľkých metrov po 600-800 m). Vo všeobecnosti sa výkon zvyšuje v smere od stredných po vysoké zemepisné šírky. Najväčšia hrúbka permafrostu - 800 m - bola zaznamenaná na pobreží zálivu Khatanga. Spodná hranica permafrostu závisí od príchodu tepla z hlbších vrstiev zeme.
Nad permafrostom sa na povrchu nachádza vrstva sezónneho permafrostu, ktorý sa v teplom období topí. Hrúbka tejto vrstvy je určená klimatickými podmienkami a dosahuje 5 m. Keď je permafrost hlboký, oddeľuje ho od sezónneho permafrostu vrstva, ktorá vôbec nezamŕza.
Podzemné vody v podmienkach permafrostu sa vyznačujú veľkou originalitou. Ľad, ktorý sa vytvoril, keď voda zamrzne v póroch horniny, stmelí horninu, vďaka čomu je vodotesná. Na niektorých miestach sa nachádzajú nahromadenia podzemného ľadu („skalný ľad“): šošovky, vrstvy, žily pochované pod vrstvou horniny alebo vklinené do skaly. V permafroste sa rozlišujú podzemné vody suprapermafrost, interpermafrost a subpermafrost.
superpermafrostové vody- voda sezónnej vrstvy permafrostu. Živia sa atmosférickými zrážkami, v lete sa topia vodou z prízemného ľadu a nie sú hojné. Obvykle sú tieto vody slabo mineralizované, s výnimkou vysoko mineralizovaných vôd, ktoré sa hromadia v bezodtokových nádržiach. Keď teplota klesne pod 0°, suprapermafrostové vody vyvíjajú tlak na vodu, ktorá ešte nezamrzla, tá sa hromadí na miestach s najnižším tlakom a zamrznutím dvíha už zamrznuté vrchné vrstvy, vytvárajúc hydrolakolity a kopčeky (bulgunnyakhs ). Voda, ktorá sa prediera na povrch, sa mení na ľadové kôpky – ľad. V teplom období sa suprapermafrostové vody vynárajú na povrch v mnohých zdrojoch.
Medzipermafrostové vody sa nachádzajú v samotnej hrúbke permafrostu a v nezamrznutom stave môžu byť len vtedy, ak sú v pohybe. Častejšie ich možno pozorovať v oblastiach talikov. Medzipermafrostové vody spájajú suprapermafrostové vody s podpermafrostovými; pričom ich pohyb môže byť nadol a nahor. V prvom prípade sa živia suprapermafrostovými vodami a ich kvality (teplota, slanosť) závisia od vonkajších podmienok; v druhom sa živia subpermafrostovými vodami a majú s nimi spoločné vlastnosti.
subpermafrostové vody nikdy nezamrznú a často majú tlak. Stupeň ich mineralizácie je rôzny, teplota stúpa s hĺbkou. Od podzemných vôd regiónov bez permafrostu sa subpermafrostové vody líšia z hľadiska výživy a vypúšťania. Tieto vody sú napájané talikami a keď vychádzajú na povrch, vytvárajú stúpajúce pramene. Všetky tri druhy vody interagujú pod údoliami veľkých riek a v povodiach jazier, teda tam, kde nie je permafrost.
Vznik permafrostu je možný pri nízkych teplotách s nízkou hrúbkou snehovej pokrývky, neschopnej ochrániť skaly pred premrznutím. Takéto podmienky existovali počas doby ľadovej v oblastiach, ktoré neboli pokryté ľadom, a teraz existujú tam, kde sú zimy tvrdé a s malým množstvom snehu a letá sú také krátke, že vrstva zamrznutá v zime nemá čas rozmraziť (napríklad v Jakutsku). . Permafrost sa mohol zachovať ako relikt poslednej epochy zaľadnenia, no môže sa vyskytovať aj v moderných podmienkach. Vznik permafrostu sa pozoruje na novovzniknutých ostrovoch v deltách riek ústiacich do Severného ľadového oceánu.