Многолетняя мерзлота

Одни ученые считают, что многолетняя мерзлота и содержащиеся в ней подземные льды образовались много десятков тысяч лет назад в условиях постепенного промерзания грунтов. Другие полагают, что льдистые многолетнемерзлые толщи сформировались очень быстро, чуть ли не мгновенно, в результате какого-то катастрофического похолодания. Об этом свидетельствуют многочисленные останки теплолюбивых растений и животных, найденные в мерзлых толщах.
В континентальных районах на западе Чукотки, на границе с Якутией, многолетняя мерзлота самая мощная. Она охватывает толщи горных пород до глубины 300—500 м. Наиболее мощные толщи обнаруживаются под вершинами гор. Температура мерзлоты изменяется от —8 °С до —12 °С. Но на Анадырской низменности, благодаря смягчающему влиянию Тихого океана, многолетняя мерзлота менее мощная — от 150 до 200 м. Температура мерзлоты на Анадырской низменности —2…—6 °С. Наконец, вдоль побережья Берингова моря находится узкая полоса со среднегодовыми температурами почвы около 0 °С. Здесь многолетняя мерзлота распространена в виде островов, приуроченных к торфяным болотам, северным склонам и местам, где снежный покров сдувается и сильно уплотняется ветрами.
Многолетнемерзлые породы встречаются на Чукотке почти повсеместно, а талые породы, где мерзлота отсутствует, — очень редко. Мерзлоты, например, нет в районах термальных источников, под руслами многих рек, большинством постоянных озер, на некоторых морских побережьях, под глубокими скоплениями снега. Места, где мерзлота отсутствует, называются таликами.

Особенно препятствуют образованию мерзлоты текучие воды крупных рек. Под их руслами и затопляемыми поймами существуют не промерзающие зимой талые грунты. Это подрусловые и пойменные талики. Благодаря им по поймам и русловым отмелям чукотских рек нередко растут рощи из ив-чозений и крупных тополей.
За короткое лето на Чукотке успевает оттаять только самый верхний слой грунта. В южной части Анадырской низменности песок к концу лета может оттаивать на глубину до 2—3 м, глина — до 1,5—2 м, а торф — всего до глубины 30—50 см. В районе Певека среднее оттаивание грунтов ограничено 30—40 см. Ниже залегают никогда не протаивающие грунты. Многолетнемерзлые грунты всегда содержат в своей толще подземный лед. В скальных горных породах этого льда мало, зато в рыхлых породах равнин подземный лед — главная горная порода. Эти равнины иногда на 70—80% сложены ископаемым льдом.
Взаимодействие между многолетней мерзлотой и растительным покровом. Многолетняя мерзлота в тундре имеет огромное биологическое значение. Она охлаждает почву, не позволяет воде проникать вглубь, содействуя тем самым застаиванию влаги и заболачиванию. Мерзлота уменьшает объем почвы, в которой могут развиваться корни растений. Из-за нее корни растений не достигают большой длины.
Но и растительный покров влияет на глубину оттаивания грунтов. Чем мощнее наземный растительный слой, особенно моховой покров, тем лучше сохраняется под ним мерзлота. Сухая торфяная поверхность летом может сильно нагреваться, однако с глубиной температура быстро падает. Мох и торф не пропускают тепло, хорошо предохраняют содержащиеся в мерзлых грунтах ледяные частицы и прослои льдов от протаивания. Но если растительный покров нарушить, то летом мерзлый грунт начинает интенсивно оттаивать, а содержащиеся в нем льды вытаивать*.
Строительство на многолетнемерзлых породах. Протаивание льдистых грунтов летом и их пучение зимой ведут к перекашиванию и деформации сооружений, даже к их разрушению.
При периодическом промерзании грунтов столбы и фундаменты, как и крупные камни, выталкиваются из грунта на поверхность.
Вот почему при сооружении фундаментов многоэтажных зданий на Чукотке используют забитые глубоко в многолетнемерзлый грунт железобетонные сваи. Их углубляют в многолетнюю мерзлоту до 10 м ниже слоя сезонного протаивания.
Наилучший эффект при строительстве на Чукотке дает сохранение грунтов в мерзлом состоянии. Дорожные насыпи строят такой высоты, чтобы естественный грунт под ними никогда не оттаивал. Для сохранения мерзлоты между полом и земной поверхностью оставляют проветриваемое пространство высотой 1—2 м. Летом затененная зданием поверхность вечной мерзлоты под такими сооружениями сильно не нарушается.
Водопроводные трубы подбирают с увеличенным диаметром и прокладывают наземным способом с надежной теплоизоляцией. Любой прорыв теплых вод из инженepных коммyникаций приводит к интенсивной протайке и даже к формированию таликов. Это вызывает катастрофические просадки фундаментов и разрушение зданий.