Размораживание вечной мерзлоты

Когда солнце освещает снег или лед, оно отражает 80 — 90% падающего света, и только 10 — 20% энергии поглощается и светится землёй в инфракрасном свете. Если температура увеличивается, вода не покрывается льдом, все наоборот — вода поглощает 90% падающей энергии, нагреваясь и отдавая энергию через инфракрасный свет.

Эта энергия, со своей стороны, улавливается парниковыми газами. Благодаря этому нагрева температура увеличивается, что приводит к последующему исчезновению ледяного покрова и еще большему нагреву. Собственно эта положительная обратная связь ответственна за то, что крайний север — это место, где температура увеличивается скорее всего в результате исчезновения световозвращающего ледяного покрова..

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Рис. Сравнение интенсивного поглощения энергии солнца открытой водой и почвой с отражением энергии льдом и снегом..

Размораживание вечной мерзлоты

Когда солнце освещает снег или лед, оно отражает 80 — 90% падающего света, и только 10 — 20% энергии поглощается и светится землёй в инфракрасном свете. Если температура увеличивается, вода не покрывается льдом, все наоборот — вода поглощает 90% падающей энергии, нагреваясь и отдавая энергию через инфракрасный свет.

Эта энергия, со своей стороны, улавливается парниковыми газами. Благодаря этому нагрева температура увеличивается, что приводит к последующему исчезновению ледяного покрова и еще большему нагреву. Собственно эта положительная обратная связь ответственна за то, что крайний север — это место, где температура увеличивается скорее всего в результате исчезновения световозвращающего ледяного покрова..

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Рис. Сравнение интенсивного поглощения энергии солнца открытой водой и почвой с отражением энергии льдом и снегом..

Вечная мерзлота — это область, в которой температура лицевого слоя земли регулярно (по определению не менее 2 лет) меньше нуля. Мерзлый слой вечной мерзлоты собой представляет твёрдый, схожий на бетон слой, который дает возможность даже строить на нем дороги, магистрали из труб и здания без какой-нибудь подготовки, как на фундаменте..

Вечная мерзлота покроет 10 миллионов км 2 — 20% площади суши, по большей части там, где среднегодовая температура меньше нуля. Основная часть вечной мерзлоты оставалась в подобном состоянии десятки тысяч, даже миллионы лет..

Дисциплина: Основания и фундаменты в сложных природно-климатических условиях.

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Домострой о том, какой фундамент выбрать при стрительстве частного дома

Не так давно мы стали свидетелями постепенного таяния вечной мерзлоты. Замерзшие участки оттаивают с давних времен. Жесткая, как бетон, почва превращается в степи или болота, а на поверхности мерзлой вечной мерзлоты появляются целые поля озер. В Якутии их площадь в 2007 г. увеличилась в 3,5 раза если сравнивать с 2000 г..

В большой мере этому помогают потепление Арктики и пропадание полярных льдов. Точно также хорошие отзывы относились к сокращению площади снега в Канаде, Сибири, Аляске и Скандинавии. На графиках показаны изменения снега относительно среднего.

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Его площадь понемногу уменьшается. Если вы посмотрите на размер снега в зимний период и в летнюю пору, то заметите, что в зимний период его размер не особенно меняется, а в летний период он достаточно стремительно уменьшается..

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Откуда подобное поведение? Летом более большие температуры и положительная обратная связь между увеличением температуры и таянием снега и поглощением энергии солнца существенно делают меньше снежный покров.

Но в зимний период, в полярных широтах, солнце либо находится за горизонтом, либо настолько низко, что немного энергии не имеет практического значения — эффект парника не работает. Очень высокие зимние температуры означают очень высокое парообразование, больше пара перегретого в атмосфере и больше снегопадов, что дает возможность снежному покрову восстанавливаться. С другой стороны, когда летом температура становится положительной, больше осадков ускоряет оттепель..

Наиболее быстрые изменения происходят в поверхностном слое. На прилагаемом графике показано изменение среднегодовой температуры слоев земли на различных глубинах: 8, 30, 50 и 100 см в Фэрбенксе, Аляска..

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Видно, что до 1970-х годов температура вечной мерзлоты оставалась постоянной. Потом с увеличением температуры мы смотрим таяние вечной мерзлоты.

Сначала позитивные температуры превышали лишь поверхностные слои, потом понемногу углублялись. Размораживание вечной мерзлоты имеет ряд последствий: от воздействия на транспорт и сферу услуг до долговременных климатических последствий..

Размораживание вечной мерзлоты значит, что почва меняет консистенцию с твердости и прочности бетона на болотную. Под угрозой находится вся сфера услуг местной сферы услуг. Здания, построенные без фундамента, прямо на вечной мерзлоте, на данный момент стоят на территории, превращающейся в болота, благодаря чему они рушатся, наклоняются и разваливаются..

КАК Я СТРОИЛ ФУНДАМЕНТ НА СЛАБЫХ ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ НА СВАЯХ С УШИРЕНИЕМ ТИСЭ

Это также относится к автодорогам, трубопроводам и ж.д. путям. Так дело обстоит в Сибири, Канаде и Аляске. А еще в Тибете. Китайцы опасаются, что железно дорожная дорога, связывающая КНР с Тибетом, выстроенная с очень большими ресурсами на вечной мерзлоте Тибетского плато, может быть под угрозой собственно из-за ее размораживания..

Изменения также воздействуют на экосистемы — от деревьев, падающих в болотистую почву (говоря иначе «пьяные деревья»), до животных, которые встречаются с резким изменением внешней среды, которое быстро превращается из тундры в болота или степи..

Рекомендуем вам прочесть статью Le Figaro о потеплении в Якутии..

В арктических регионах автотранспорт выполняется либо по замерзшим рекам, либо по дорогам с твёрдой вечной мерзлотой..

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

Лед на реках становится все слабее, а таяние вечной мерзлоты превращает дороги в болота. Машины не могут по ним перемещаться.

На прилагаемой диаграмме показана проходимость дороги на Аляске. Изменения шокируют. Если в 1970-х годах по тундре можно было кататься 7 месяцев — с ноября по май, то сегодня данный период уменьшился до 3 месяцев — с февраля по апрель..

Фундамент | Чем плохи винтовые сваи? | Бетонные столбы и их плюсы

Рис. Данные Департамента ресурсов природы Аляски.

Потому как это единственный доступный способ связаться со многими местными сообществами, проблема становится все намного серьезной. Также экономически страдают нефтесервис и лесная промышленность. Даже IKEA сообщила, что из-за бездорожья у нее проблемы с получением древесины для мебели..

Многие районы вечной мерзлоты оставались в подобном состоянии как минимум сотни тысяч лет. Про это говорят, к примеру, обнаруженные в Канаде части вечной мерзлоты, которые оставались замерзшими 700 тысяч лет. Тот момент, что вечная мерзлота выжила 120000 и 400000 лет тому назад, когда температура на планете была на 2-3 ° C больше, чем сегодня, утверждает, что ее стойкость к таянию очень большая, что можно считать обнадеживающим фактом, однако не долго.

Так как тот момент, что вечная мерзлота существовала даже при подобных больших температурах, значит, что парниковые газы скапливались в вечной мерзлоте в течение 3 миллионов лет или более (только в далеком минувшем температура была больше, чем 120000 лет тому назад).

Рис. Измерения температуры за границами периода ледяного керна: данные из 57 скважин глубоководных отложений океана, для которых было вымерено изотопное соотношение 18O / 16O в глубоководных отложениях (живущих при постоянной температуре 4 ° C) Foraminifera (измерение размера полярных шапок) ).

В это время разложившиеся в торфе органические материалы оставались застрявшими в вечной мерзлоте. Все это время бактерии, «спящие» в торфе, делали метан и углекислый газ, что приводило к накоплению большого количества данных газов в мерзлой вечной мерзлоте. По оценкам, только верхний слой вечной мерзлоты глубиной до 3 метров содержит более 1600 миллиардов тонн углерода, что вдвое больше, чем в атмосфере..

Во время температурного повышения активность бактерий возрастает, а процесс высвобождения энергии — как и в случае большой массы компоста — вызывает дополнительный внутренний нагрев и ускоряет размораживание..

В сценарии с большим уровнем выбросов мы поднимем среднюю температуру Земли на 5-7 ° C, а в Арктике на пару градусов, так что в конечном счете захваченные парниковые газы будут выбрасываться даже из мест, которые были стабильными в течение миллионов лет..

Уже на данный момент во многих местах метан массово выбрасывается в атмосферу — достаточно прикоснуться светящейся палкой к проруби на озере, и метан загорится (рис.).

Пока что температуры остаются ниже пиков межледниковых периодов, включая последний 125000 лет тому назад, когда было приблизительно на 2 ° C теплее, чем сегодня. начнет таять. Сотни миллиардов тонн захваченного в нем метана и углекислого газа начнут выбрасываться в атмосферу. По оценкам, только в Канаде к концу века будет выделено 48 миллиардов тонн углерода во время температурного повышения на 4 ° C..

При продолжении нынешних выбросов тепличных газов в атмосферу и связанном с этим цвеличении температуры площадь вечной мерзлоты (для слоя на глубине 3 м) может уменьшиться до 2,5 миллионов км 2 к 2050 году и до 1 миллиона км 2 к 2100 году. .

<

Устройство фундаментов на вечномерзлых грунтах

По оценкам ученых, если вечная мерзлота растает в атмосфере, парниковые газы, подходящие 10–100% выбросов от ископаемого топлива, будут выброшены в атмосферу, делая больше спираль парникового эффекта..