Из года в год в умеренных широтах наступает такой период в жизни природы, когда лужи по ночам стекленеют, покрываются гладкими зеркалами озёра, реки сковывает от берега до берега ледяной щит. И уже не вода нас окружает, а лёд в различных формах.
Причиной перехода воды из жидкого состояния в твёрдое является понижение температуры воздуха, а затем и воды до нуля градусов. Когда температура воды становится близкой к нулю, в ней образуются молекулы льда, отличающиеся от молекул воды тем, что атомы кислорода и водорода находятся по углам шестиугольной кристаллической решётки. В результате появляется огромное количество свободного пространства, и лёд становится легче воды, плавая в собственном расплаве. Подобное свойство очень важно. Образовываясь на поверхностях водоёмов, лёд защищает лежащие ниже слои воды от охлаждения.
Лёд является одним из самых распространённых кристаллических минералов. Основная масса заключена в ледниках, занимающих на Земле 16 млн. км2, и в морских льдах – 25 млн. км2. Ежегодно образуется снежный покров на площади до 125 млн. км2, а из атмосферы выпадают миллионы тонн снега. К концу зимы на Северном полушарии располагается 24 квадриллиона тонн льда. Только в полярных зонах масса постоянно существующих льдов превосходит вес всей атмосферы.
Когда же запасов снега недостаточно для образования ледников, а минусовая температура в избытке - появление льда неминуемо. Только при этом он уходит вглубь, скрываясь под почвами тайги и тундры или под кочками болот. Это – вечная мерзлота.
Если со снимков из космоса прекрасно видны белые пятна ледников, то гигантский массив вечной мерзлоты малозаметен, хоть и занимает площадь 20 млн. км2 – больше двух с половиной Антарктид. Здесь более 3500 тыс. км3. чистейшего льда.
Слои земли, не успевающие оттаять за лето, жёстко схвачены кристаллами льда. Встретить такие земли можно уже на севере европейской части России. В нашей стране мерзлота покрывает половину территории - 10 млн. км2. В северной части Восточной Сибири лёд простирается на глубину 1,5 км, и температура там опускается до –15°С.
Летом верхний слой мерзлоты оттаивает до глубины 2 см, а иногда на 25–50 см. Но с первым заморозком поверхность почвы сковывается холодом.
Евразийская вечная мерзлота очень древняя. На северо–востоке Сибири её возраст – не менее 500 тысяч лет, в Центральной Якутии – около 300 тысячелетий. Якутию можно назвать "страной вечной мерзлоты". На территории республики толщина достигает огромных размеров по вертикали – до 1,5 км в бассейне реки Вилюй. К южным границам толщина слоя уменьшается до 250 м.