Ни одна из северных стран, кроме России, такой системы мониторинга не имеет. Хотя состояние многолетних мерзлых пород ученые изучают во многих студеных районах Земли. И ни для кого не секрет, что эти породы, пребывавшие в замерзшем состоянии тысячи лет, начали деградировать. Под влиянием климатических изменений их температура в последние годы стала повышаться.
Чем это грозит? Вечная мерзлота оказалась не такой уж и вечной, как принято было думать. Проблема усугубилась, полагают ученые. И если процесс потепления грунтов на Крайнем Севере усилится, их деформация может привести к печальным последствиям. «Поплывут» фундаменты построек, могут разрушаться жилые дома, инженерные коммуникации и дороги.
В отдельных местах Заполярья такие явления, впрочем, уже проявляются. Хозяйственный ущерб от подвижек мерзлых грунтов, по некоторым оценкам, на текущий момент составил в России около 3 трлн рублей. И в ближайшие два-три десятилетия эта сумма, возможно, вырастет до 5 – 7 трлн рублей, считают сотрудники ААНИИ.
По их словам, подобные процессы опасны и тем, что при растеплении пород на поверхность могут поступать биологически активные вещества, воздействие которых на окружающую среду еще малоизучено. К тому же сильнее, чем из‑за других факторов, при этом высвобождаются парниковые газы, влияющие на ухудшение климатических условий.
Невозможно пока точно оценить и масштабы разрушения вечной мерзлоты, добавляют ученые. Представители разных научных центров оперируют данными, которые разнятся между собой. Реальную картину происходящего поможет получить создаваемая по инициативе Минприроды России и методикам ААНИИ государственная система мониторинга.
«Имеется в виду не вся мерзлота, которая может залегать на сотни метров в глубину, оставаясь в неизменном состоянии еще сотни лет, — говорится в этом отзыве. — Важно состояние верхнего, так называемого деятельного, слоя, который служит основанием для большинства построек. Именно он разрушается быстрее всего, и за его изменениями нужно постоянно следить».
За последние 20 – 30 лет, по данным ААНИИ, многолетнемерзлые грунты потеплели в среднем на полградуса. В большинстве наблюдаемых районов глубина их протаивания выросла, а площадь распространения мерзлоты на севере России сократилась. Но наибольшее потепление (на 1 – 2 градуса по Цельсию) фиксируется в Арктике. К концу XXI века площадь мерзлоты на глубине до 3,5 метра может сократиться там более чем наполовину, полагают некоторые ученые.
Да, потепление в Арктике идет быстрее, чем где‑либо на планете, а криолитозона (мерзлота) деградирует заметнее. Но происходит это неравномерно. На архипелаге Северная Земля и в районе Тикси, например, наблюдения показывают более-менее стабильное положение деятельного слоя грунта.
Выявляя с помощью мониторинга участки наибольшего протаивания и зоны риска, можно будет принимать стратегически важные решения, связанные с оценкой состояния построенных объектов. И корректировать планы развития арктической зоны. Для России, где мерзлые грунты простираются на площади около 6 млн кв. км, охватывая две трети территории страны, это крайне важно.
Показания мониторинга будут востребованы в разных отраслях, включая строительство и добычу сырья. Некоторые крупные компании, работающие в Арктике, пытались наладить свою систему наблюдений. Но и они нуждаются в более полных и точных оценках. Получаемые ими сведения вольются в общую базу данных, накапливаемую благодаря государственной сети «зорких» объектов, которая станет частью единой системы мониторинга окружающей среды.
Эти показатели будут передаваться из разных мест автоматически по каналам связи в Центр мониторинга мерзлоты, созданный при ААНИИ. Они пополнят Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды. Но это нужно не только для того, чтобы минимизировать экономические риски. Оценка таких параметров позволит отслеживать изменения климата, строить прогнозы и обновлять карты, отражающие динамику изменений мерзлоты.
Подводя итоги этой работы в 2023‑м, директор института Александр Макаров отметил два значимых фактора. Во-первых, система мониторинга формируется на базе наблюдательной сети Росгидромета. А это быстрее и дешевле, чем разворачивать ее с нуля, — не приходится тратить средства на строительство зданий, дорог и т. д. Во-вторых, там используется отечественное оборудование (термокосы и датчики), которое дешевле зарубежного, но не менее надежно.
Первый такой наблюдательный пункт был открыт 19 мая прошлого года в Салехарде недалеко от расположенной там метеостанции. Это скважина глубиной около 25 метров, куда помещен блок с 32 датчиками, установленными на разном расстоянии друг от друга, и электронной начинкой.
На данный момент скважины для наблюдений за мерзлотой (20 пунктов) обустроены в пяти регионах страны. После обследований потенциальных точек мониторинга и изысканий они появились в Ямало-Ненецком округе, на Алтае, в Архангельской области. А также на севере Красноярского края и в Саха-Якутии.
Оттуда показания несколько раз в день поступают по спутниковому каналу в петербургский Центр мониторинга (в режиме онлайн), где они накапливаются и обрабатываются. Его специалисты оценивают «самочувствие» мерзлоты по многим параметрам (температура, влажность и др.) на основе единой методики, что снижает погрешность в анализе, считают ученые.
Эти сведения открыты, равно как и обзоры, справки и прогнозы, которые регулярно готовят сотрудники центра. Доступ к таким материалам имеют не только специалисты Росгидромета, но и представители научных кругов, органов власти и хозяйственных служб…
Между тем система фонового (базового) мониторинга вырастет в нынешнем году на 58 объектов, рассказал Александр Макаров. А годом позже предстоит открыть оставшиеся пункты. Согласно федеральной программе по созданию такой системы, до конца 2025 года в России будет развернута сеть из 140 пунктов наблюдений, которая охватит всю криолитозону страны.
Плотность распределения пунктов наблюдений соответствует рекомендациям Всемирной метеорологической организации по учету мерзлых пород. А на реализацию данного трехлетнего проекта из федеральной казны намечается выделить за этот период около 1,8 млрд рублей.
Оборудование работает в штатном режиме, но делать выводы на основе поступающих данных еще рано, добавил директор ААНИИ. При бурении температура грунтов повышается, и нужно время, чтобы окружающая среда вернулась к исходному состоянию. Но начало положено.
В перспективе нужные данные пойдут нарастающим потоком из разных частей страны. И эта государственная сеть, став основой для более глубокого изучения и формирования системы геотехнического мониторинга (оценки мерзлоты под конкретными объектами), конечно же, будет последовательно развиваться.
Хотя и 140 пунктов наблюдений будет достаточно, чтобы судить о процессах, происходящих в многолетнемерзлых породах. И понимать, как меняется мерзлота в связи с глобальными изменениями климата, какими могут быть выбросы в атмосферу парниковых газов при ее постепенном таянии. Это уже значительный шаг вперед на пути к построению оптимальных климатических моделей и повышению безопасности арктических инфраструктурных объектов.
Образцы пород, получаемые при построении системы мониторинга, доставляют в Петербург, где в нынешнем году планируется открыть кернохранилище мерзлых грунтов, едва ли не первое в России.