Галина Малкова: Протаивание мерзлоты грозит изменением микрорельефа тундр

Уже более 10 лет научная группа Института криосферы Земли СО РАН изучает современное состояние верхних горизонтов многолетнемёрзлых пород в Ненецком автономном округе. Работы проводятся на четырёх стационарах: Болванский Нос, Шапкино и находящихся на территории заповедника «Ненецкий» – острове Кашин и Кумже.

По словам руководителя группы, ведущего научного сотрудника Института криосферы, кандидата геолого-минералогических наук Галины Малковой с конца 1990 года наблюдается опускание кровли мерзлоты (протаивание), связанное с планетарными изменениями – повышением среднегодовой температуры воздуха и увеличением мощности снежного покрова.

– Конечно, это её протаивание. Слой сезонного протаивания – слой мерзлоты, протаивающий в тёплое время года. В суровую зиму он промерзает. Если летом этот слой протает в большей степени, чем он промёрзнет зимой, тогда происходит опущение кровли мерзлоты (её верхней границы). Поэтому чем теплее летом и зимой, то тем глубже опускается кровля мерзлоты вплоть до отрыва от поверхности. (опущенная кровля мерзлоты). Наша исследовательская группа наблюдает за поведением поверхности мерзлоты – возвращается ли она зимой в исходное состояние или уходит летом вглубь. В рамках этих исследований проводится измерение температуры поверхностного горизонта многолетних мёрзлых пород, правда, глубина наших скважин всего 10 метров согласно нормативам инженерно-геологического изучения.

Наш институт занимается изучением в западном секторе российской Арктики, восточную часть криолитозоны страны исследует Якутский институт мерзлотоведения. На данный момент в исследованиях нашего института задействовано более 70 температурных действующих скважин и опорных площадок, на которых наблюдается глубина протаивания мерзлоты. Наша группа исследователей базируется в НАО и на полуостровах Ямал и Югорский.

– Кроме криогенных процессов вечной мерзлоты, мы также собираем данные по изменению климата в российской Арктике. Среднегодовая температура воздуха колеблется в широких пределах – от -2 до -12. До 1990 года не наблюдалось существенного повышения температуры, с конца 90-х картина изменилась в противоположную сторону. По всей криолитозоне России наблюдается схожая картина. За период с 60-го по 90-ый год незначительные температурные изменения – три градуса за 100 лет, начиная с XXI века, возможно, вследствие планетарных изменений Арктика стала испытывать колоссальные повышения температуры – до 0,5 градуса за 10 лет. Для сравнения - средняя полоса и юг России испытывают температурное повышение близкое к 0,3 градуса в 10 лет.

Мощность снега также влияет: чем больше его выпадает, тем большие теплоизоляционные функции он проявляет. А это ведёт к тому, что мерзлоте за зимний период не хватает холодного импульса для промерзания. И она не может восполнить свои объёмы по верхней границе залегания, которые потеряла летом. Этот показатель, как и предыдущий, за последние годы имеет тенденцию к повышению. Раньше средняя мощность снега была 40–50 сантиметров, а сейчас – 80 сантиметров. В этом году метеорологи отмечали аномальные значения показателя, в Ходоварихе выпала тройная норма снега.

Все эти показатели сезонного изменения климата влияют на глубину оттаивания вечной мерзлоты. Также влияют предзимняя влажность, биоразнообразие растительного сообщества и другие факторы. Основные характеристики климата, влияющие на мерзлоту, – длительность летнего периода, колебания температурного режима и мощность снежного покрова в зимний период.

Нужно не забывать, что антропогенное и техногенное влияние, а именно вездеходы и другой транспорт разрушают целостность покрова тундры и вместе с этим также увеличивают глубину залегания мёрзлых пород. Мерзлота довольно ранима, ей очень легко причинить вред, и она очень долго восстанавливается.

– В этом году мы приехали и померили протаивание на трёх наших площадках. На одной – небольшой прослой мерзлоты, который образовался за последние годы, а сама кровля уже ушла вглубь на 4 метра. По сути, на этой площадке начал образовываться перелеток, это «перелетовавшие» до следующей зимы слои мёрзлого грунта. Мы надеялись, что он сольётся с мерзлотой, и она вернётся в исходное состояние. В этом году мы уже его совместно с геофизиками не нашли.

На другой площадке на Болванском полуострове в области сплошного распространения мерзлоты глубина протаивания увеличилась на 30-40 сантиметров. В Коровинской губе на острове Кашин глубина протаивания увеличилась аж в два раза по сравнению только с прошлым годом – до 2 метров на участках лишайниковой тундры. Сфагнумные торфяные бугорки там ещё держатся, увеличение на 10-20 сантиметров. То есть в текущем году протаивание достигнуло поразительных значений.

Остров Кашин был целиком сложен мёрзлыми породами, именно там мы и обнаружили опущение мерзлоты на глубину 2 метра. В лучшем состоянии сейчас находятся торфяники, там мерзлота более устойчива, тундровые поверхности оттаивают быстрее и с большей глубиной протаивания. На острове Кашин глубина залегания на торфяниках в 2012 году составляла 50 сантиметров, в тундрах – 80-90 сантиметров. К 2018 году она изменилась уже на 20 сантиметров в среднем по площадке, а в этом году – в два раза увеличилась. Хотя прошедшей зимой и были морозы, но снега также было аномально много, и он выпал довольно рано – в начале октября.

– Кровля мерзлоты уйдёт вглубь летом, а зимой оттаявший слой попросту не успеет промёрзнуть. После зимы возможно останется перелеток, и, если следующая зима будет достаточно холодной, он сольётся с мерзлотой. В противном случае, при тёплой зиме, летом мерзлота просто опустится ещё ниже.