Черных Алексей Александрович, обучающийся 10В класса
Государственного автономного образовательного учреждения
Чукотского автономного округа «Чукотский окружной профильный лицей».
Научные руководители: Толокнова Елена Петровна, учитель географии Чукотского окружного профильного лицея; Уяганский Константин Константинович, ведущий инженер Северо-Восточного комплексного НИИ имени Н. А. Шило Дальневосточного отделения РАН.
«Геокриологический мониторинг тундровых ландшафтов Нижнеанадырской низменности.»
(научно-исследовательский проект по географии)
Актуальность и практическая значимость проекта: В условиях глобального потепления происходит коренная перестройка природных экосистем, что в свою очередь оказывает влияние на жизнь людей и экономику государства. Нашу планету в последние десятилетия сотрясают природные катаклизмы: наводнения, пожары, землетрясения и т.д. Поэтому необходимы научные исследования законов природы, которые помогут избежать или снизить эффект ущерба, особенно это касается арктической и тундровой зоны России, где производится масштабная добыча полезных ископаемых, строится инфраструктура посёлков и городов.
На примере Нижнеанадырской низменности я хочу показать, как изучение тундровых ландшафтов помогает учёным-мерзлотоведам понять криогенные процессы, которые играют решающую роль в создании рельефа арктической и тундровой экосистем.
Идея моего индивидуального проекта состоит в том, что результаты исследования могут быть использованы в целях улучшения городской инфраструктуры для обеспечения безопасной и комфортной жизнедеятельности горожан.
Цель проекта: анализ исследования мерзлотных процессов и созданных ими тундровых ландшафтов, как самого перспективного способа предотвращения техногенных аварий, ошибок при строительстве объектов инфраструктуры, ухудшения жизни людей.
Задачи:
-показать какие процессы в зоне мерзлоты несут основную роль в образовании уникальных форм рельефа тундровых ландшафтов;
-привести примеры влияния деятельности человека на изменение ландшафтов Нижнеанадырской низменности.
Этап 1. Теоретический
География Нижнеанадырской низменности.
Нижнеанадырская низменность с трех сторон окружена горными хребтами и открыта к морю. Рельеф тундровых ландшафтов холмисто-увалистый с отдельными горными кряжами и останцами, большие площади покрывают кочкарно-пушицевые тундры, низины заняты сырыми мохово-осоковыми болотами. Выделяются равнинные участки ледникового, озерно-аллювиального и морского происхождения. За свою геологическую историю низменность неоднократно испытывала на себе наступление моря в ходе трансгрессий. Мощность мерзлоты достигает 100-150 метров, уменьшаясь по мере продвижения к Камчатке, переходя постепенно в «островную форму». Тундровые ландшафты сложены многолетнемерзлыми породами. Повсеместно распространены подземные льды: повторно-жильные, пластовые, гольцовый лед, наледи. Низменность изобилует огромным количеством озер термокарстового происхождения, есть озера, созданные ледниками. Под крупными озерами и реками отсутствует мерзлота, то есть так называемые таликовые зоны. Они бывают сквозными и несквозными, как правило под небольшими озерами и ручьями.
Климат низменности умеренно-морской. Зима продолжительная, суровая, с сильными ветрами и пургами, часты оттепели. Среднегодовая температура воздуха составляет -7,7˚C, среднемесячный максимум +10,5˚C, минимум -22,7˚C. В особо морозные дни температура опускается до -35˚C и ниже, жёсткость погоды усиливают ветра. Лето прохладное, короткое с частыми дождями, туманами, большим количеством пасмурных дней. Среднегодовое количество осадков -312 мм, из них 60% приходится на тёплый период года. Такой тип климата влияет на формирование особенных тундровых ландшафтов, которые достаточно разнообразны.
В горной местности и возвышенностях распространены каменисто-лишайниковые с зарослями кустарниковой ольхи, пятнисто-лишайниковые, по увалам – лишайниково-кочарные, кочарниково-кустарничковые, в низинах и равнинах – мохово-кустарничково-кочарные тундры, сфагновые болота, бугристо-западинные тундры. И рельеф этих тундровых ландшафтов создается криогенными процессами: термокарст, термоабразия и термоэрозия, солифлюкция, морозное пучение, выветривание, термосуффозия. Эти же процессы активны и на территории обитания человека, где они приобретают подчас разрушительный характер.
Основные криогенные рельефообразующие процессы, характерные для тундр Нижнеанадырской низменности.
| Криогенные процессы | В рельефе | Причины |
| Морозные пучения | Бугры пучения, вспучивание пород | Поднятие грунта в результате давления, оказываемого замерзающей водой |
| Термокарст | Просадки, провалы в грунтах | Протаивание в грунте подземных льдов, в том числе из-за утечек канализации и повреждений труб водоснабжений |
| Термоабразия | Овраги, термоцирки | Размывание берегов тепловым воздействием водой при волнениях |
| Солифлюкция | Покровы, уступы | Сползание грунта по оттаявшему льдистому основанию |
| Морозобойное растрескивание | Полигонально-трещинный рельеф, как результат формирования сети повторно-жильных льдов | Многократное повторение циклов промерзания и оттаивание пород |
- Термокарст. Это процесс протаивания многолетнемерзлых горных пород и грунтов, содержащих лед. В результате возникают провальные и просадочные формы рельефа. На равнинах такие формы рельефа заполняются водой и образуются термокарстовые озера, при осушении которых формируются осоко-болотистые или луговые котловины (в якутии – аласы). Тундры, в которых термокарстовый процесс играет важную роль в формировании рельефа называются бугристо-западинные.
2.Термоабразия. Это процесс разрушения берегов, сложенных многолетнемерзлыми льдистыми грунтами, происходящий при передаче тепла воды ко льду посредством волнений. В ходе этого процесса в рельефе тундровых ландшафтов, в основном по берегам рек, морей образуются овраги и так называемые термоцирки – амфитеатровидное углубление в склоне при таянии мерзлого грунта. На побережье Чукотки морская термоабразия несет серьезную угрозу населенным пунктам. Пример, село Лорино Чукотского района, где из-за разрушений берега возникла угроза зданиям и коммуникациям.
- Морозное пучение пород. Формы рельефа, создаваемые под воздействием этого мерзлотного процесса в числе распространенных в криолитозоне. Это бугры пучения, которые бывают, как многолетние, так и сезонные. В Якутии крупные бугры пучения называют булгуннях, а в Северной Америке – пинго. Распространены в долинах рек, ручьев и болотистых тундрах.
- Морозобойное растрескивание. Этот процесс связан с многократным повторением циклов промерзания и оттаивания пород, что приводит к образованию трещин в грунтах, что в свою очередь формирует сеть повторно-жильных льдов и созданию полигонально-трещиноватого микрорельефа. Подземные льды разного генезиса имеют большое распространение в зоне тундры. Для учёных-мерзлотоведов они представляют большую ценность, как важный источник информации о климатах прошлого.
Научные исследования в области криосферы
В Чукотском автономном округе и в г. Анадырь изучением мерзлоты занимаются специалисты-криологи Северо-Восточного комплексного НИИ имени Н. А. Шило Дальневосточного отделения РАН, а также ученые из МГУ кафедры мерзлотоведения. В своей работе ученые используют так называемую мерзлотную съемку. Это комплекс полевых, лабораторных работ, которые имеют целью изучение закономерностей формирования и развития основных типов мерзлых грунтов. На основе полученных данных составляют мерзлотные ландшафтные карты и разрабатывают мероприятия по управлению мерзлотными процессами. Используют геологические, геоморфологические, геоботанические и климатические методы изучения. Первичным и важным являются полевые работы, в ходе которых ученые собирают всю необходимую информацию.
Группа анадырских мерзлотоведов каждый год в конце августа выезжает в тундру на площадки ˗ участки размером 100 на 100 м, разбитые на определенных типах ландшафтов для измерения глубины оттайки сезонно-талого слоя (СТС) за летне-осенний период. Глубина оттаявшего за лето грунта определяется металлическим щупом. С помощью автоматизированных логгеров (регистраторов температуры и влажности) наблюдают за динамикой температурного режима почв круглый год.
График летних температур в почвах тундр Анадырской низменности.
Отбираются пробы грунта на определение льдистости и влажности, для получения информации о климатических условиях прошлого, отбирается материал из подземных льдов (повторно-жильных, пластовых), ведь древний лед – хранилище времени. В ходе полевых маршрутов вдоль берегов залива Онемен и Анадырского лимана определяется степень активизации термоабразии, то есть насколько изменилась береговая линия из-за разрушений, оползней грунта, это заметно по появлению термоцирков. Мерзлотоведы также ведут наблюдения за температурой грунтов в городе по термоскважинам (глубина скважин от 8 до 30 м) под или по периметру зданий. Ведут мониторинг криогенных процессов в городской среде, проводят инженерные изыскания участков, оказавшихся в зоне опасных техногенных нарушениях, вызванных мерзлотными процессами.
Влияние человека на ландшафты Нижнеанадырьской низменности
Хозяйственная деятельность людей оказывает огромное влияние на местные ландшафты. Изучив сведения о последствиях пребывания человека в тундре и о провидении ремонтных работ на опасных участках дороги, можно сделать вывод о том, что хозяйственная деятельность человека наносит непоправимый вред, как естественным ландшафтам в тундре, так и городской инфраструктуре. Примером является охота. Охотники проезжают сотни километров по тундре на тяжёлой гусеничной технике в поисках добычи. Такая техника буквально спрессовывает и сдирает верхний слой почвы, что приводит к исчезновению пропитания для многих животных тундры, а именно: мха, ягеля, лишайников, клюквы, морошки, голубики, а также редких краснокнижных видов растений. В дальнейшем приводит к последующему провалу грунта и образованию системы воронок, которые впоследствии естественным путём заполняются водой и образуют новую заболоченную местность.
Еще одним примером изменения естественной природы, является строительство и ремонт дорог, например, в г. Анадырь. Во время провидения ремонтных работ на аварийных участках дороги строительные бригады зачастую не учитывают советы специалистов-мерзлотоведов. Образование термокарста под дорогами влияет на просадку и разрушение дорожного полотна. Это приводит к образованию аварийной ситуации на одних и тех же участках дороги. Страдают от таких работ, в первую очередь, жители города, так как плохое состояние дорог является большой проблемой и мешает комфортному и безопасному движению. Страдает часть городского бюджета, из которого постоянно выделяются средства на ремонтные работы, хотя, их можно было потратить на другие цели.
Заключение
Наука о мерзлоте сегодня востребована и актуальна. Изучение криогенных процессов, являющихся движущейся силой в формировании рельефа тундровых ландшафтов позволяют больше узнать о мерзлоте, которая занимает важное место в арктических и тундровых экосистемах. Знания помогают людям избежать большого ущерба от воздействий мерзлотных процессов. Игнорирование природных законов оборачивается огромными материальными и финансовыми потерями. Природа Крайнего Севера сурова и уникальна, ее экосистемы хрупки, поэтому изучение мерзлоты помогает лучше ее узнать и сохранить.
Использованные литературные источники.
- Методика мерзлотной съёмки. – М., Изд-во МГУ, 1979 г. – 358 с ил.
- Ершов Э. Д. Общая геокриология: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1990. – 559 с.: ил.
- Комплексные геокриологические исследования Чукотки. Магадан: СЕКНИИ ДВО АН СССР, 1991. 148 с.
- Общее мерзлотоведение (геокриология), изд. 2, переработанное и дополненное. Учебник. Под ред. В. А. Кудрявцева. М., Изд-во МГУ, 1997 г., 464 с., 33 табл., библиогр., с илл.
- Природа и ресурсы Чукотки. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 2006. 323 с. Ил 229. Табл. 14 (Труды Чукотского филиала СВКНИИ ДВО РАН; Вып. 11)
