Более 60 % территории России располагается на мерзлоте. Толщина мёрзлого слоя может составлять от нескольких сотен сантиметров до 1 300 метров. Начиная с середины прошлого века Советский Союз активно осваивал северные территории и занимался строительством инфраструктуры на мёрзлых грунтах.

Однако с конца XX века началось глобальное потепление климата. Температура в Арктике растёт в 2–3 раза быстрее, чем в среднем по планете [1]. Вслед за повышением температуры воздуха началось повышение температуры мерзлоты. Средний темп роста температур 0.3–1 градус Цельсия за 10 лет [1]. При этом в последние годы рост температуры почвы и мерзлоты ускоряется (1). Локальные процесса таяния мерзлоты были замечены в Арктике в 2017–2018 годах, после серии тёплых и снежных зим [2]. Во многих регионах России мерзлота на 50 и более процентов состоит изо льда. При повышении температуры лёд тает и образуются просадки грунта. В этом случае таяние мерзлоты происходит катастрофическими темпами. Разрушаются экосистемы, формируются овраги, каньоны и термокарстовые озёра. Дома и дороги, построенные на мерзлоте, разрушаются. Этот процесс может стать саморазвивающимся и будет происходить даже в условиях неизменного климата. Наглядным примером таких разрушений может служить Батагайский кратер. Таким образом, даже в Арктической зоне сплошной мерзлоты, где в настоящий момент температура мерзлоты находятся в диапазоне —3...—7 градусов Цельсия, несколько аномально тёплых и снежных зимних сезонов могут спровоцировать активное таяние мер- злоты. Даже если опираться на консервативные климатические модели, получается, что как минимум 25 % инфраструктуры северных городов России будет разрушено к 2050 году [3]. Мерзлота — крупнейший резервуар органики: в ней законсервировано 1400–1800 млрд тонн углерода [4, 5]. При таянии мерзлоты микробы перерабатывают эту органику в углекислый газ и метан, которые являются парниковыми газами. Согласно экспертной оценке, если человечество пойдёт по сценарию роста выбросов парниковых газов (RCP8.5), то до конца XXI века мерзлота высвободит более 200 млрд тонн органического углерода в виде парниковых газов [6]. Что в пересчёте на годовую эмиссию составляет более 20 % от нынешней антропогенной эмиссии. Однако с момента формирования данной экспертной оценки появляется всё больше данных, свидетельствующих о том, что катастрофический характер таяния мерзлоты значительно увеличит поток парниковых газов [7]. Также недостаточно оценена доля метана в суммарной эмиссии парниковых газов из мерзлоты [8]. При рассмотрении парникового эффекта во временном масштабе XXI века, метан в 33 раза более сильный парниковый газ, чем СО2, и если 10–20 % мерзлотного резервуара углерода будет преобразовано в метан, это может значительно ускорить глобальное потепление. Глобальное потепление в свою очередь дополнительно ускорит таяние мерзлоты. Также следует учитывать, что при гниении органики вырабатывается тепло, и в случае микроб- ной активности в толще, богатой органикой, продуцированного тепла будет достаточно для оттаивания нижележащей мерзлоты даже при стабильном климате. Таким образом, вопреки консервативным прогнозам и моделям, ожидающим планомерное отступание мерзлоты начиная с её южной границы, можно уже в ближайшие три десятилетия ожидать таяния мерзлоты на больших территориях, которое будет сопровождаться разрушением инфраструктуры и значительным потоком парниковых газов в атмосферу. В этой связи необходимо разрабатывать и внедрять инженерные решения по стабилизации мерзлоты под существующими объектами инфраструктуры. При строительстве новых объектов необходимо учитывать понижение несущей способности грунтов в связи с таянием мерзлоты. Особое внимание стоит уделить геоинженерным подходам к решению проблемы глобального потепления. В качестве примера таких подходов можно привести ревайлдинговый проект «Плейстоценовый парк». Этот научный проект ставит целью восстановить высоко- продуктивные пастбищные экосистемы в Арктике и через это повлиять на климат и температуру мерзлоты [10]. Показано, что на северных пастбищах поверхность лучше отражает солнечное тепло. В почве лучше накапливается органический углерод, а животные через вытаптывание снега позволяют сильнее охлаждать мерзлоту [10]. Литература Richter-Menge, J. The Arctic [in «State of the Climate in 2019»] / J. Richter-Menge, Matthew L. Druckenmiller et al. // Bull. Amer. Meteor. Soc. — 2020. — 101 (8). — pp. 239–285. DOI: https://doi. org/10.1175/BAMS-D-20-0086.1. Anisimov O. A Methane Emission in the Russian Permafrost Zone and Evaluation of Its Impact on Global Climate / O. A. Anisimov, S. A. Zimov, E. M. Volodin, S. A. Lavrov // Russian Meteorology and Hydrology. — 2020. — Vol. 45, No. 5. — pp. 377–385. DOI: 10.3103/S106837392005009X. Shiklomanov N. I. Climate Change and Stability of Urban Infrastructure in the Russian Permafrost Regions: Prognostic Assessment Based on GCM Climate Projections / N. I. Shiklomanov, D. A. Streletskiy, T. B. Swales, V. A. Kokorev // Geographical Review. — 2017. — Vol. 107:1. — pp. 125–142. DOI: https://doi. org/10.1111/gere.12214. Tarnocai C. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region / C. Tarnocai, J. G. Canadell, E. A. G. Schuur, P. Kuhry, G. Mazhitova, S. Zimov. // Global Biogeochemical Cycles. — Vol. 23, GB2023. — 11 p. DOI, doi:10.1029/2008GB003327. Hugelius G. Estimated stocks of circumpolar permafrost carbon with quantified uncertainty ranges and identified data gaps / G. Hugelius, J. Strauss, S. Zubrzycki, J. W. Harden // Biogeosciences. — 2014. — 11(23). — pp. 6573–6593. 10.5194/bg-11-6573-2014. DOI: 10.5194/bg-11-6573-2014. Shuur E. A. G. Expert assessment of vulnerability of permafrost carbon to climate change / E. A. G. Schuur, B. W. Abbott et al. // Climatic Change. — 2013. — 119. — pp. 359–374. DOI: https:// doi. org/10.1007/s10584-013-0730-7. Turetsky M. R. Permafrost collapse is accelerating carbon release / M. R. Turetsky et al. // Nature. — 2019. — Vol. 569. — pp. 32-—34. DOI: https://doi. org/10.1038/d41586-019-01313-4. Anthony K. W. 21st-century modeled permafrost carbon emissions accelerated by abrupt thaw beneath lakes / Katey Walter Anthony et al. // Nature Communications. — 2018. — 9. — 11 p. DOI: 10.1038/ s41467-018-05738-9. Khvorostyanov D. V. Vulnerability of permafrost carbon to global warming. Part I: model description and role of heat generated by organic matter decomposition / D. V. Khvorostyanov, G. Krinner, P. Ciais, M. Heimann, S. A. Zimov // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. — 2008. — Vol. 60:2. — pp. 250–264. DOI: 10.1111/j.1600-0889.2007.00333.x. Zimov S. A. (2005). Pleistocene Park: Return of the Mammoth’s Ecosystem / S. A. Zimov // Science. — Vol. 308 Iss. 5723. — pp. 796–798. DOI: 10.1126/science.1113442.

Аналог Ноткоин - TapSwap Получай Бесплатные Монеты

Подробнее читайте на chaskor.ru