Изменение климата — непрерывный процесс на планете. Вопрос в том, как человек должен это учитывать, развивая активную деятельность в том или ином регионе мира. В частности, в Арктике криолитозона — это обширная территория, имеющая огромное значение для экологии планеты. Из-за глобального потепления происходит таяние верхних слоёв вечной мерзлоты. Как следствие, появляются новые экологические и социально-экономические риски. Подробнее о том, как обеспечить мониторинг состояния вечной мерзлоты и адаптироваться к растеплению криолитозоны, рассказывает директор Восточного центра государственного планирования (ФАНУ «Востокгосплан») Михаил Кузнецов на страницах доклада «Устойчивое развитие и социально-экологические приоритеты в управлении 2024».
Хозяйственная деятельность в зоне вечной мерзлоты имеет большое стратегическое значение для экономики России. В криолитозоне находится значительная часть минерально-сырьевых ресурсов страны. Здесь добываются золото, олово, ртуть, алмазы, нефть, газ и другие полезные ископаемые.
Регионы РФ, наиболее уязвимые к таянию вечной мерзлоты: Республика Саха (Якутия), Ямало-Ненецкий автономный округ (ЯНАО), Чукотский автономный округ, Красноярский край, Ненецкий автономный округ, Магаданская область.
Уязвимость этих регионов связана не только с географическим расположением в зоне вечной мерзлоты, но и с интенсивностью хозяйственной деятельности, наличием важных объектов инфраструктуры и населённых пунктов.
Экономические риски
Процессы, вызванные таянием вечной мерзлоты, увеличивают затраты на ведение хозяйственной деятельности, а также на ремонт и обслуживание дорог, железнодорожных путей, трубопроводов и других объектов инфраструктуры.
Здания и сооружения. Более 40% зданий и инженерных сооружений в криолитозоне уже имеют существенные конструктивные нарушения. Многие здания, изначально рассчитанные на стабильное состояние вечной мерзлоты, подвержены риску разрушения из-за просадок оттаявших грунтов.
Железные дороги. Наблюдаются систематические деформации земляного полотна и рельсошпальной решётки. На некоторых участках (например, на Забайкальской железной дороге) введены ограничения скорости движения поездов. Требуются частые ремонтные работы, включая выправку и подъём пути на балласт.
Автомобильные дороги. Образуются провалы земляного полотна, особенно на участках с недостаточной высотой насыпи. В некоторых случаях целые участки дорог после 2-3 лет эксплуатации почти полностью погружаются в грунты основания.
Мосты. Наблюдается как морозное пучение свай, так и их просадка, что влияет на устойчивость опорных конструкций мостов. В некоторых случаях эти негативные деформации проявляются через 25-30 лет после начала эксплуатации.
Трубопроводы. Происходит заболачивание и подтопление систем вдоль магистральных газопроводов. Наблюдаются случаи «всплывания» трубопроводов.
Электроснабжение и связь. Часто выходят из строя опоры внешних сетей электроснабжения и линий связи.
Промышленные объекты. Особую опасность таяние мерзлоты представляет для добывающих предприятий и их инфраструктуры. Существует риск повреждения хранилищ промышленных отходов, что может привести к серьёзным экологическим последствиям.
Береговая инфраструктура. Наблюдается разрушение береговых линий со скоростью до 15 метров в год, что угрожает прибрежным сооружениям.
Экологические риски
Оценить потенциальные экологические риски, связанные с таянием вечной мерзлоты, сложно, поскольку они взаимосвязаны и могут усиливать друг друга, создавая комплексную угрозу для экосистем Арктики и прилегающих регионов.
Выброс парниковых газов в атмосферу. Почти половина всего органического углерода, содержащегося в почве планеты, законсервирована в вечной мерзлоте. Это примерно 1700 миллиардов тонн, что в четыре раза больше, чем уже было выброшено людьми с начала промышленной революции. При таянии мерзлоты этот углерод попадёт в атмосферу в виде парниковых газов (углекислого газа и метана), что значительно ускорит процесс глобального потепления.
Утечка промышленных отходов. При таянии вечной мерзлоты повышается риск деформации хранилищ промышленных отходов и утечка токсичных и загрязняющих веществ в реки и моря Арктического и Тихоокеанского бассейнов. Это может нанести серьёзный ущерб не только локальным экосистемам, но и экосистемам Мирового океана.
Продолжить чтение статьи Михаила Кузнецова
Изменение ландшафтов. Таяние мерзлоты приводит к изменению уровня грунтовых вод, заболачиванию одних территорий и иссушению других, образованию термокарстовых озёр, просадкам грунта. Эти изменения могут нарушить сложившиеся экосистемы, привести к потере биоразнообразия, негативно повлиять на доступность пресной воды и состояние водных экосистем.
Необходимость разработки мер по снижению этих рисков повышает важность создания комплексной системы мониторинга состояния вечной мерзлоты.
Социальные риски
Таяние вечной мерзлоты усиливает и социальные риски. Ключевые из них — вероятность потери жилья и угрозы здоровью людей.
Деформация и разрушение домов может привести к необходимости переселения людей. Например, в Амдерме (посёлок в Заполярном районе Ненецкого автономного округа) деформировано 59% зданий, в Певеке (город в Чукотском автономном округе) — 50%, в Якутске — 27%. Продолжение процессов деформации жилья потребует значительных ресурсов для решения жилищных проблем.
В некоторых населённых пунктах изменения в гидрологическом режиме могут привести к проблемам с доступом к чистой питьевой воде. А увеличение расходов на ремонт и обслуживание инфраструктуры — спровоцировать рост тарифов ЖКХ для населения.
В вечной мерзлоте могут сохраняться споры опасных болезнетворных микроорганизмов. В 2016 году на Ямале произошла вспышка сибирской язвы из-за оттаивания старого скотомогильника. В результате погибло свыше 2,6 тыс. оленей, заболели 24 человека, один из которых, к сожалению, скончался.
Высвобождение древних патогенов несёт риск новых эпидемий.
Деформация железнодорожных путей и мостов могут привести к изоляции населённых пунктов, затруднению доставки продовольствия и медикаментов.
Мониторинг таяния вечной мерзлоты
Проблемой таяния вечной мерзлоты занимаются различные министерства, ведомства, региональные власти, научные институты и крупные корпорации.
Исследования проводятся как на государствен-ном уровне, так и отдельными компаниями для своих нужд. Ключевыми научными учреждениями в этой сфере являются Институт мерзлотоведе-ния им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук, Центр государствен-ного мониторинга состояния недр, кафедра гео-криологии Геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова,а также наша организация — Восточный центр государственного планирования.
Научные организации уже не первый год ведут дол-госрочные наблюдения за температурой грунтов и глубиной оттаивания, проводят геологические и геокриологические исследования, осуществляют анализ спутниковых снимков и математическое моделирование процессов в мерзлоте.
Активно развиваются корпоративные системы мониторинга.
ПАО «Газпром» в ЯНАО осуществляет дистанционный мониторинг температуры грунтов, термометрию грунтов проблемных зданий, мониторинг автодорог, трубопроводов и линий электропередачи.
Программа мониторинга ПАО «ГК «Норильский никель» предусматривает оборудование 1500 объ-ектов датчиками для передачи сигнала тревоги в реальном времени, использование спутниковых снимков, бурение скважин и геодезическую съёмку.
Проводимые исследования охватывают не только геологические аспекты, но и влияние на экологию, экономику, социальную сферу.
Однако сегодня уже очевидно, что существующая система мониторинга недостаточна для своевременного обнаружения и реагирования на изменения, а также для разработки и реализации мер по адаптации экономики и людей.
Что делать
10 предложений по мониторингу и адаптации к изменениям
Исследования проблемы таяния вечной мерзлоты и адаптация к последствиям изменений носят комплексный характер и требуют координации усилий различных ведомств, научных учреждений и коммерческих организаций.
- Представляется целесообразным разработать и принять федеральный закон о регулировании хозяйственной и иной деятельности в области вечной мерзлоты с определением полномочий федеральных и региональных властей в области мониторинга криолитозоны и её охраны.
- Необходимо создавать единую государственную систему фонового и геотехнического мониторинга состояния вечной мерзлоты с интеграцией опыта локальных корпоративных систем мониторинга в общую государственную систему.
- Рекомендуется реализовать пилотные региональные проекты по синергии фонового и геотехнического мониторинга, например, в Республике Саха (Якутия), Ямало-Ненецком автономном округе, Ненецком автономном округе, Красноярском крае.
- Для соответствующих территорий требуются разработка специфических стратегий, учитывающих местные особенности, а также корректировка региональных планов адаптации к изменениям климата с учётом проблем таяния мерзлоты.
- Для сохранения существующей инфраструктуры необходимы разработка и внедрение методов укрепления фундаментов существующих зданий и модернизация систем охлаждения грунтов под существующими сооружениями.
- Необходимы усиление мер по предотвращению утечек из хранилищ промышленных отходов в зоне мерзлоты, а также разработка планов рекультивации территорий, подверженных деградации из-за таяния мерзлоты.
- В сфере стандартизации и нормирования требуется корректировка строительных норм и правил с учётом изменяющихся условий вечной мерзлоты, а также разработка единых стандартов проектирования и строительства в криолитозоне.
- 8. Для продолжения хозяйственной деятельности в зоне вечной мерзлоты нужны новые технологические решения, учитывающие долгосрочный характер происходящих изменений.
- Важно развивать международное сотрудничество с дружественными странами, которые имеют опыт ведения хозяйственной деятельности в условиях таяния вечной мерзлоты.
- Необходимо увеличение финансирования научных исследований в области мерзлотоведения, включая разработку более точных математических моделей для прогнозирования изменений в состоянии мерзлоты, а также усиление подготовки специалистов в области мерзлотоведения и строительства в условиях Крайнего Севера.
Что такое криолитозона, или вечная мерзлота
Криолитозона — это область распространения многолетнемёрзлых пород, или вечной мерзлоты.
Масштаб
- Криолитозона занимает 65% площади России.
- Это составляет около 11 из 17 млн кв. км территории страны.
- Треть территории мировой криолитозоны расположена в России.
Глобальное значение
- Вечная мерзлота покрывает около 24% суши в Северном полушарии Земли.
- Она содержит почти половину всего органического углерода в почве планеты (около 1700 миллиардов тонн).
Экономическое значение
- В криолитозоне находится значительная часть минерально-сырьевых ресурсов России, включая золото, олово, ртуть, алмазы, нефть, газ и другие полезные ископаемые.
Изменения
- За последние 30 лет температура верхних слоёв вечной мерзлоты повысилась примерно на 1,5...2,5 °С.
- К концу века может произойти растепление от 30 до 85% верхних горизонтов вечной мерзлоты.
- Растепление криолитозоны влияет на устойчивость зданий, дорог, трубопроводов и других инженерных сооружений.
Мониторинг
- Существует необходимость в создании комплексной системы мониторинга состояния криолитозоны для предотвращения и минимизации негативных последствий её растепления.
