Одна из достопримечательностей канадского города Доусон – «целующиеся здания», два стоящих рядом старых деревянных дома, которые наклонились друг к другу и соприкоснулись. Объекты возвели в самом начале XX века, когда далеко не везде еще задумывались о научном подходе к строительству. Друг к другу их потянуло как раз из-за этого. Здания стоят прямо на почве, которая оттаяла из-за исходящего от них тепла, что и привело к перекосу.
Более надежное основание для сооружений на скованной морозом земле – свайное поле. Сваи уходят глубже под поверхность, где мерзлота стабильна круглый год, и оставляют участок под домом «вентилироваться», препятствуя его оттаиванию в глубину. Но, как дают предположить последние наблюдения экологов, метеорологов и мерзлотоведов, и этого может оказаться недостаточно.
Территория вечной мерзлоты – места, где слой почвы под поверхностью круглый год хранит температуру ниже нуля. В России они занимают, по разным оценкам, до 65% всей площади страны. Таяние мерзлоты может нанести существенный ущерб инфраструктуре, и речь не только об экономических рисках, но и о жизнях людей. К тому же даже там, где она не тает полностью, а просто чуть отогревается или отступает вглубь земли, несущая способность грунтов все равно ухудшается.
Сваи оттаяли, топливо разлилось
На северных территориях страны с пугающей периодичностью случаются аварии, причины которых в той или иной степени связывают именно с таянием вечной мерзлоты. В результате ущерб несут не только предприятия, связанные с такими происшествиями, но и окружающая среда. Именно поэтому ученые так обеспокоены решением данной проблемы.
Чтобы не быть голословными, разберем конкретные примеры. В числе крупнейших экологических бедствий в Русской Арктике – разлив топлива вблизи Норильска. Эксперты прогнозировали такие риски давно и говорили о потерях для инфраструктуры в баснословную сумму. Причем одной из причин разлива топлива называлось именно таяние вечной мерзлоты.
Авария случилась весной на ТЭЦ-3, принадлежавшей дочерней компании «Норникеля». В СМИ повсеместно стали появляться сообщения, что разрушился резервуар с дизельным топливом. В первую очередь удар был нанесен именно окружающей среде: в реках Далдыкан и Амбарная оказались тысячи тонн углеводородов. Еще несколько тысяч тонн попало в грунт. Только спустя месяц в компании сообщили, что на месте инцидента устранен практически весь объем разлившегося топлива и загрязненного грунта. Эксперты убеждены, что восстанавливать биоразнообразие водной системы в Норильске придется на протяжении десятка лет.
Как отмечали в «Норникеле», авария могла случиться из-за таяния вечной мерзлоты. Представителя предприятия не исключали, что аномально высокие температуры привели к растеплению замерзшего грунта. В результате просели опоры, на которых была установлена цистерна.
В Арктике теплеет быстрее всего
Уместно будет вспомнить еще одну аварию, случившуюся на Севере по тем же причинам. Одиннадцать лет назад на здании НИИ сельского хозяйства Крайнего Севера в Норильске возникла трещина. Она появилась между вторым и третьим этажами и начала стремительно расти. В результате людей пришлось эвакуировать. А все из-за трещины, ширина которой изначально составляла 30 сантиметров.
Эксперты говорят: здания, построенные в середине или конце прошлого века, закладывались с учетом характеристик, известных на то время. Но климат меняется, что особенно заметно в последнее время: в Арктике потепление ускорилось в 2,5 раза. Это оказывает влияние на сооружения. Чаще всего в отчетах о происшествии упоминается именно о таянии вечной мерзлоты или просадке свай.
В копилку примеров можно включить и инцидент, случившийся в начале 2000-х годов в Якутии: там обрушилось целое крыло пятиэтажного дома. Специалисты пришли к выводу, что это произошло из-за нарушения технологии строительства и просадки свай. Но тогда здание рушилось относительно медленно, благодаря чему обошлось без жертв: за 1,5 часа люди покинули жилье.
Но бывает и иначе. Несколько лет назад все в том же Норильске обрушилось крыльцо станции переливания крови. Женщина, которая находилась на нем, упала в провал и получила серьезные травмы.
Мировая экономика и вечная мерзлота
Почти 70% объектов на Севере, включая поселения, построены на вечной мерзлоте. По подсчетам специалистов, она уже через 30 лет может растаять. В итоге до трети Арктики начнут относить к высокорискованной окружающей среде. Около половины месторождений нефти и природного газа расположены именно в таких зонах.
Аналогичную статистику приводят обозреватели одного из американских журналов: там сообщалось, что до 90% современной «панарктической» инфраструктуры возведено на территориях, где вечная мерзлота постепенно тает. Ученые также обеспокоены тем, что под угрозой находится состояние железной дороги Обская – Бованенково. Пострадать могут ни много ни мало 470 километров.
Таяние вечной мерзлоты в Арктике непременно отразится на мировой экономике, общие потери которой оцениваются в триллионы долларов – и речь идет не о двух-трех, а о десятках триллионов. Причем процесс едва ли можно назвать обратимым: ученые предупреждают, что из-за климатических изменений температура вечной мерзлоты повышается, а толщина активного слоя – уменьшается. Это несомненно скажется на постройках, возведенных в районах вечной мерзлоты. Это пока прогнозы, но о них уже говорят специалисты. И если ничего не предпринимать, то, вероятно, именно так все и произойдет.
Научные решения
Сразу оговоримся: не все ученые считают, что уже случающиеся ЧП и возникающие проблемы с сооружениями – исключительно следствие изменений климата. Речь может идти о ряде факторов, а по мнению ряда экологов, коммерческие предприятия могут просто использовать таяние мерзлоты в качестве удобного оправдания для инцидентов, вызванных недосмотром или осознанной погоней за оптимизацией затрат – если объекты подолгу эксплуатируют без ремонта и мер поддержки, несмотря на истекающий или давно выработанный ресурс. К примеру, в Норильске разрушившийся резервуар был построен еще в советские времена.
Но тревожные перспективы построек на мерзлоте мало у кого вызывают сомнения. Что же делают для того, чтобы решить проблему? Ученые уже на протяжении нескольких лет разрабатывают программу мониторинга, которая позволила бы прогнозировать процессы деградации мерзлоты. Аналогичная система, существовавшая в прошлом веке, была разрушена. Теперь специалисты озабочены тем, чтобы восстановить ее, применяя уже современные технологии. Только в этом году о необходимости ее скорейшего создания регулярно напоминал президент.
Систему мониторинга внедряют и в ЯНАО. В земле под социальными объектами (за ближайшие 10 лет планируется охватить абсолютно все) устанавливают датчики, которые позволяют отслеживать малейшие изменения температуры. Но отслеживание – лишь полдела, ведь необходимы решения, которые позволили объектам прожить дольше даже в условиях потепления. При закладке новых зданий как правило применяют термостабилизацию грунта. Этот метод можно сочетать с другими. К примеру, в Салехарде новое здание четырехэтажной школы возводят на фундаменте из более чем 500 свай, забитых в грунт на 22 метра и дополнительно стабилизированных с помощью емкостей с хладагентом.
Некоторые эксперты предлагают обратное решение: в Арктике, считают они, целесообразно строить не «на века», а используя демонтируемые элементы. Это позволит в случае чего просто перенести объект на новое место.
В заключение
Ученые продолжают выяснять, что же подтолкнуло климат к глобальным изменениям, почему меняется температура и что будет дальше. А тем временем все чаще появляются прогнозы, согласно которым Арктика и Антарктида могут лишиться ледяных шапок. Это скажется не только на животных, которые обитают на территории, но и на строениях и жизни людей. И о том, насколько сильным будет такой «шлейф», можно будет говорить через некоторое время. Или уже сейчас принимать меры, чтобы избежать таких разговоров.