Mer än 25 % av världens landyta är permafrost eller permafrost. Det är frusen mark som aldrig tinar helt. Permafrost bildades under planetens istid, i områden med torrt och frostigt klimat.
Permafrostens geografi
Permafrost är ett typiskt fenomen i de subpolära och polära områdena nära nord- och sydpolen. Permafrost finns också i andra delar av jorden, inklusive på ekvatoriska breddgrader, men bara högt uppe i bergen, vars toppar är täckta med is och snökåpor.
Ris. 1. Snöiga toppar av höga berg.
Den enda kontinenten på planeten som inte har permafrost är Australien. Saken är den att den ligger så långt bort från Sydpolen som möjligt och kan inte skryta med höga berg.
Enorma områden med permafrost finns i följande regioner:
- norra delen av den eurasiska kontinenten;
- Kanadas norra territorier;
- Alaska;
- Grönland;
- Antarktis.
Tjockleken på det frusna jordlagret sträcker sig från flera tiotals centimeter till en kilometer eller mer. Permafrost i Ryssland upptar 2/3 av hela territoriet. Det största registrerade djupet är 1370 m, och det ligger i Yakutia, i de övre delarna av floden Vilyui.
Ris. 2. Permafrostområde nära floden Vilyui.
Permafrost finns i två former:
- Kontinuerlig permafrost ligger på territoriet Sibirien, Novaja Zemlja och de arktiska öarna. Under många år tinade det aldrig och bildade imponerande områden med frusen mark.
- Partiell permafrost ligger något söderut. Det kännetecknas av ett litet fruset lager och förekomst i separata områden.
Förutsättningar för permafrostbildning
I de norra regionerna förblir marken frusen även på sommaren. Endast ett litet lager, högst 10 cm, tinar.Vattnet som bildas efter att vintersnön smälter kan inte helt absorberas i den fasta frusna jorden, så på sommaren är det översta lagret en halvflytande smutsig röra.
Om snö smälter på en sluttning, glider ler-"vågen" sedan ner under påverkan av gravitationen. Sådana lerskred är mest typiska för tundratopografin.
Med höstens ankomst kan det naturliga landskapet förändras dramatiskt. Smältvatten som samlats i bergsprickor fryser. Samtidigt ökar dess volym och berget förstörs. Detta leder till jordskiftning eller svullnad. Det är så pingo bildas.
Utåt liknar en sådan plats en kupolformad kulle upp till 50 m hög, med en delad eller smulad topp. Pingos finns i Sibirien, Grönland och Kanada. Små sänkor bildas ofta på deras toppar, i vilka små sjöar bildas på sommaren.
Ris. 3. Pingo.
Permafrost och mänsklig aktivitet
För en framgångsrik utveckling av de norra regionerna är det mycket viktigt att ha fullständig information om permafrost. Sådan kunskap är nödvändig att genomföra nästa uppgifter :
- konstruktion av byggnader och olika strukturer;
- utföra geologisk utforskning;
- brytning.
Okontrollerad avsmältning av permafrost kan orsaka många problem förknippade med arten av mänsklig aktivitet i de norra regionerna. Vid utförande av arbeten i norr bör detta till varje pris undvikas.
Djupt frusen jord, utan den minsta rörligheten i dess lager, är mycket bekväm för utveckling av mineralavlagringar genom dagbrottsbrytning. Eftersom stenbrottsväggar, bundna av permafrost, inte smulas sönder, gör de att arbetet kan utföras mer effektivt.
De senaste åren har området som ockuperats av permafrost börjat krympa. Områden med frusen mark började sakta dra sig tillbaka mot norr. Detta är direkt relaterat till den globala uppvärmningen på planeten och den konstanta temperaturhöjningen. Om situationen inte förändras, kommer inom några decennier de områden som befriades från permafrost att bli lämpliga för jordbruksarbete.
Rysslands inre vatten representeras inte bara av ansamlingar av flytande vatten, utan också av fast vatten, som bildar modern täckning, berg och underjordisk glaciation. Området med underjordisk glaciation kallas kryolitozon (termen introducerades 1955 av den sovjetiska permafrostspecialisten P.F. Shvetsov; tidigare användes termen "permafrost" för att beteckna den).
Kryolitozon är det övre lagret av jordskorpan, kännetecknat av negativa temperaturer på stenar och närvaron (eller möjligheten att existera) av underjordisk is. Den består av permafroststenar, underjordisk is och icke-frysande horisonter av mycket mineraliserat grundvatten.
Under förhållanden med en lång kall vinter med ett relativt litet snötäcke tappar stenar mycket värme och fryser till ett avsevärt djup och förvandlas till en fast frusen massa. På sommaren hinner de inte tina helt, och negativa marktemperaturer kvarstår även på grunt djup i hundratals och tusentals år. Detta underlättas av de enorma reserverna av kyla som ackumuleras under vintern i områden med negativa årsmedeltemperaturer. Sålunda, i centrala och nordöstra Sibirien är summan av negativa temperaturer under snötäckesperioden -3000...-6000°C, och på sommaren är summan av aktiva temperaturer endast 300-2000°C.
Bergarter som ligger kvar vid temperaturer under 0°C under lång tid (från flera år till många årtusenden) och cementeras av fukt som fryses i dem kallas perenn eller permafrost. Ansamlingar av vatten i permafrost bildar linser, kilar, lager och isstrimmor, d.v.s. Permafrost inkluderar även underjordisk is. Isinnehåll, d.v.s. Ishalten i permafrost kan variera mycket. Den sträcker sig från några procent till 90 % av bergets totala volym. I bergsområden finns det vanligtvis lite is, men på slätterna är underjordisk is ofta den huvudsakliga klippan. Det finns särskilt många isinneslutningar i leriga och leriga sediment i de extrema nordliga regionerna i centrala och nordöstra Sibirien (i genomsnitt från 40-50% till 60-70%), kännetecknad av den lägsta konstanta marktemperaturen.
Permafrost är ett ovanligt naturfenomen, som upptäcktes av upptäcktsresande på 1600-talet. V. N. Tatishchev nämnde det i sina verk (början av 1700-talet). De första vetenskapliga studierna av permafrost utfördes av A. Middendorf (mitten av 1800-talet) under hans expedition norr och öster om Sibirien. Middendorf var den första som mätte temperaturen på det frusna lagret på ett antal punkter, fastställde dess tjocklek i de norra regionerna och gjorde antaganden om permafrostens ursprung och orsakerna till dess breda utbredning i Sibirien. Under andra hälften av 1800-talet. och början av 1900-talet. Permafrosten studerades tillsammans med undersökningsarbete av geologer och gruvingenjörer. Under sovjetåren utfördes seriösa specialstudier av permafrost av M. I. Sumgin, P. F. Shvetsov, A. I. Popov, I. Ya. Baranov och många andra forskare.
Området med permafrost i Ryssland upptar cirka 11 miljoner km2, vilket är nästan 65% av landets territorium.
Dess södra gräns går längs den centrala delen av Kolahalvön, korsar den östeuropeiska slätten nära polcirkeln, längs Ural avviker den söderut till nästan 60° N, och längs Ob - norrut till norra Sosvas mynning, sedan passerar längs den sibiriska Uvalovs södra sluttning till Jenisej i Podkamennaya Tunguska-regionen. Här svänger gränsen skarpt åt söder, går längs Yenisei, går längs sluttningarna av västra Sayan, Tuva och Altai till gränsen till Kazakstan. I Fjärran Östern går permafrostgränsen från Amur till mynningen av Selemdzha (Zeyas vänstra biflod), sedan längs foten av bergen på Amurs vänstra strand till dess mynning. Det finns ingen permafrost på Sakhalin och i kustområdena i den södra halvan av Kamchatka. Fläckar av permafrost förekommer söder om gränsen för dess utbredning i Sikhote-Alin-bergen och i höglandet i Kaukasus.
Inom detta vidsträckta territorium är förutsättningarna för utveckling av permafrost inte desamma. De norra och nordöstra regionerna i Sibirien, öarna i den asiatiska sektorn i Arktis och den norra ön Novaya Zemlya är ockuperade av kontinuerlig lågtemperaturpermafrost. Dess södra gräns går genom den norra delen av Yamal, Gydan-halvön till Dudinka på Elisey, sedan till mynningen av Vilyui, korsar de övre delarna av Indigirka och Kolyma och når kusten av Berings hav söder om Anadyr. Norr om denna linje är temperaturen på permafrostskiktet -6...-12°C, och dess tjocklek når 300-600 m eller mer. I söder och väster finns permafrost med öar av taliks (tinad mark). Temperaturen på det frusna lagret här är högre (-2...-6°C), och tjockleken minskar till 50-300 m. Nära den sydvästra kanten av permafrostens utbredningsområde finns endast isolerade fläckar (öar) av permafrost. finns bland den tinade jorden. Temperaturen på den frusna jorden är nära 0°C, och tjockleken är mindre än 25-50 m. Detta är öns permafrost.
Stora reserver av vatten i form av underjordisk is koncentreras i den frusna massan. Några av dem bildades samtidigt med värdstenarna (syngenetisk is), den andra - under frysning av vatten i tidigare ackumulerade skikt (epigenetisk).
På kustlåglandet från Khatangas mynning till Kolyma, på Nya Sibiriska öarna och på Vilyuiskayas lågland är polygonal kilis vanlig i lösa sediment. Deras tjocklek når 40-50 m, och på Bolshoy Lyakhovsky Island till och med 70-80 m. Denna is kan betraktas som "fossil", eftersom dess bildning inträffade i Mellankvartären (under istiden). Kilis i sprickor av kristallina och metamorfa bergarter är allmänt representerad i bergssystemen i nordöstra delen och i den norra delen av centrala Sibirien. Iskärnor av häftiga torvhögar är typiska för västra Sibirien och Pechora låglandet. Isintrång - hydrolaccoliter (bulgunnyakhs i Yakutia) bildas i lakustrin-alluviala, deluviala och solifluctionavlagringar i bassängerna i Transbaikalia och nordöstra, i centrala Yakutia och de norra regionerna i västra Sibirien.
Migrationsis som fyller frostsprickor är vanlig i nästan alla områden där permafrost förekommer.
Permafrostens stora tjocklek och upptäckten av välbevarade mammutar i den tyder på att permafrosten är en produkt av en mycket långvarig ansamling av kyla i bergskikt. De allra flesta forskare anser att det är en kvarleva från istider. Det moderna klimatet i större delen av permafrostterritoriet bidrar bara till dess bevarande, därför leder den minsta störningen av den naturliga balansen till dess försämring. Detta måste beaktas när man ekonomiskt använder det territorium inom vilket permafrosten är utbredd.
Permafrost påverkar inte bara grundvattnet, regimen och näringen av floder, fördelningen av sjöar och träsk, utan också många andra komponenter i naturen (topografi, jordar, vegetation), såväl som mänsklig ekonomisk aktivitet. När man utvecklar mineraltillgångar, lägger vägar, bygger och utför jordbruksarbete är det nödvändigt att noggrant studera den frusna jorden och förhindra dess nedbrytning.
Modern glaciation
Moderna glaciärer upptar ett litet område i Ryssland, bara cirka 60 tusen km 2, men de innehåller stora reserver av färskvatten. De är en av källorna till flodnäring, vars betydelse är särskilt stor i det årliga flödet av floder i Kaukasus.
Huvudområdet för modern glaciation (mer än 56 tusen km 2) ligger på de arktiska öarna (se tabell 7), vilket förklaras av deras position på höga breddgrader, vilket bestämmer bildandet av ett kallt klimat.
Den nedre gränsen för nivalzonen sjunker här nästan till havsnivån. Nedisningen är främst koncentrerad till de västra och centrala regionerna, där mer nederbörd faller. Öarna kännetecknas av täck- och fjälltäckande (nätverks)glaciation, representerad av inlandsisar och kupoler med utloppsglaciärer. Den mest omfattande inlandsisen ligger på den norra ön Novaja Zemlja. Dess längd längs vattendelaren är 413 km, och dess största bredd når 95 km (Dolgushin L.D., Osipova G.B., 1989). Ushakov Island, som ligger mellan Franz Josef Land och Severnaya Zemlya, är en sammanhängande glaciärkupol, vars kanter bryter av mot havet med isväggar som varierar i höjd från flera meter till 20-30 m, och på Victoria Island, som ligger väster om Franz Josef Land, det är fritt från is. Det finns bara ett litet område med is på stranden med en yta på cirka 100 m2.
Tabell 6. Rysslands moderna glaciation (enligt L. D. Dolgushin, G. B. Osipova, 1989)
När du rör dig österut förblir fler och fler av öarna isfria. Således är öarna i Franz Josef Land-skärgården nästan helt täckta av glaciärer, på Nya Sibiriska öarna är istiden typisk endast för den nordligaste gruppen av De Long Islands, och på Wrangel Island finns ingen täckis - bara snöflingor och små glaciärer finns här. De flesta snö-isformationer är fleråriga snöfält med kärnor av infiltrationsis.
Tjockleken på isarna på de arktiska öarna når 100-300 m, och vattenreserven i dem närmar sig 15 tusen km 2, vilket är nästan fyra gånger det årliga flödet av alla ryska floder.
Istiden i de bergiga regionerna i Ryssland, både i area och volym av is, är betydligt sämre än täckisen på de arktiska öarna. Bergglaciation är typisk för de högsta bergen i landet - Kaukasus, Altai, Kamchatka, bergen i nordöstra delen, men förekommer också i de låga bergskedjorna i den norra delen av territoriet, där snögränsen ligger lågt ( Khibiny, norra delen av Ural, Byrranga, Putorana, Kharaulakh-bergen), liksom i området Matochkina Shar på de norra och södra öarna Novaya Zemlya.
Många bergsglaciärer ligger under den klimatmässiga snögränsen, eller "365-nivån", där snö ligger kvar på en horisontell underliggande yta under årets alla 365 dagar. Förekomsten av glaciärer under den klimatmässiga snögränsen blir möjlig på grund av koncentrationen av stora snömassor i negativa reliefformer (ofta i djupa gamla cirques) av läsluttningar som ett resultat av blåsande snötransporter och laviner. Skillnaden mellan den klimatiska och faktiska snögränsen mäts vanligtvis i hundratals meter, men i Kamchatka överstiger den 1500 m.
Området för bergsglaciation i Ryssland överstiger något 3,5 tusen km 2. De mest utbredda är cirque-, cirque-dal- och dalglaciärer. De flesta glaciärer och glaciationsområden är begränsade till sluttningarna av nordliga punkter, vilket inte så mycket beror på förhållandena för snöansamling, utan också på större skuggning från solens strålar (insolationsförhållanden). När det gäller området för glaciation bland bergen i Ryssland, rankas Kaukasus först (994 km 2). Den följs av Altai (910 km 2) och Kamchatka (874 km 2). Mindre signifikant glaciation är typisk för Koryak Highlands, Suntar-Khayata och Chersky åsar. Det är lite istid i andra bergsregioner. De största glaciärerna i Ryssland är Bogdanovich-glaciären (yta 37,8 km2, längd 17,1 km) i Klyuchevskaya-vulkangruppen i Kamchatka och Bezengi-glaciären (yta 36,2 km2, längd 17,6 km) i Terekbassängen i Kaukasus.
Glaciärer är känsliga för klimatfluktuationer. I XVIII - tidiga XIX århundraden. en period av allmän minskning av glaciärer började, som fortsätter till denna dag.
Det första skriftliga beviset på förekomsten av ett ovanligt marktillstånd, som senare betecknades som "permafrost", kommer från ryska upptäcktsresande från 1600-talet som erövrade Sibirien. Upptäckaren var kosacken Y. Svyatogorov, och medlemmar av expeditionerna av I. Rebrov och S. Dezhnev har redan studerat frågan mer i detalj. I sina utskick till domstolen beskrev de det speciella med vissa zoner i taigan, där marken även på sommaren behåller vinterfrost. År 1640 dolde guvernörerna M. Glebov och P. Golovin, i ett meddelande till den ryska tsaren, inte sin uppriktiga förvirring:
Jorden, sir, smälter inte allt mitt i sommaren.
Existensen av "permafrost"-områden bekräftades slutligen under början av den industriella utvecklingen i norr. År 1828 skar gruvarbetaren F. Shergin igenom den första metern isjord i Jakutsk, på 9 år nådde han ett märke på knappt 116 och en halv meter och stötte inte på en enda akvifer på vägen. A. Middendorf, efter att ha mätt temperaturen i hela Sherigin-gruvan, drog ett streck under svaret. Således blev det otroliga ett uppenbart faktum i landets geografi och geologi.
Permafrost på Yamal-halvön i norra västra Sibirien, på territoriet för Yamalo-Nenets autonoma okrug i Ryssland.
Begreppet "permafrost" dök upp först i det vetenskapliga samfundet 1927. Författaren till termen var den sovjetiske vetenskapsmannen M.I. Sumgin, en av grundarna av rysk vetenskap för studiet av detta fenomen.
Vetenskaplig definition
Permafrost anses vara en kryolitozon med ett temperaturområde på 0°C och lägre och följaktligen närvaron av underjordisk is i den. Enligt Sumgin är detta jordpermafrost med en ålder på 2 år och uppåt, de maximala ackumuleringsvärdena mäts i årtusenden.
Under en tid rådde en viss förvirring i terminologin. Betydelsen av ordet "permafrost" hade ingen tydlig definition, vilket ledde till avvikelser. Denna situation kritiserades med rätta och därför föreslogs andra namn. Det har gjorts försök att brett sprida namnen "permafroststenar" och "permanent kryolitozon." Men som ett resultat slog Sumgins term rot.
Den period under vilken det frusna tillståndet av stenar bildas delar upp dem i tre typer:
- Kortvariga frusna stenar (i timmar och dagar),
- Säsongens frysta stenar (över månader),
- Permafrost (genom åren)
En separat kategori inkluderar mellanliggande eller övergångsformer av frusna bergarter. De kallas flyg. Ett exempel är fallet då säsongsfrusen sten inte hinner tina under sommarperioden och ligger kvar i flera år.
Mycket av modern permafrost härrörde från effekterna av den senaste istiden. Volymen is i frusna stenar kan vara upp till 90 procent. Nuförtiden pågår en process av deras långsamma smältning.
Funktioner av frusna jordar
Låga temperaturer i permafrostförhållanden, som är långvariga säsongsbetonade eller permanenta, sätter naturligtvis sina spår på den lokala markens tillstånd. Speciella kemiska och biologiska processer äger rum i den. Ett exempel visas på bilden till vänster.
Humus ackumuleras ovanför det frusna vattentäta lagret under processen med koagulering (förtjockning) av organiska ämnen. Dessutom är dess supra-permafrost-regenerering eller den så kallade supra-permafrost-gleying inte särskilt beroende av naturens barmhärtighet. För att processen ska starta räcker det med en liten mängd årsnederbörd.
De schlierens (isskikten) som bildas i marken och bryter akvifärens kapillärer, blockerar åtkomsten av fukt från de övre permafrosthorisonterna till den nedre rotbefolkade miljön. Alla fenomen som förekommer i marken under permafrostförhållanden är särskilt karakteristiska för. Som ett resultat av mekaniska förändringar i jorden på grund av närvaron av ett fruset lager, fick tundran sitt eget speciella utseende. Kryogena deformationer i form av kryoturbation (blandning under inverkan av temperaturskillnader i jordmassan) och solfluktion (glidning av jordmassan mättad med vatten från sluttningarna längs det frusna lagret) gav tundrareliefen en vågliknande kontur, då svullna högar växlar med misslyckanden i termokarstdepressioner. Av samma anledning bildades fläckiga tundrar.
Minusgrader påverkar också strukturen av jorden, vilket gör att den blir kryogen. De tvingar produkterna från jordbildningen att omvandlas till mer kondenserade tillstånd, samtidigt som de kraftigt saktar ner deras rörlighet. Som ett resultat av permafrostkoagulering av kolloider sker ferruginisering av jordar. Enligt vissa forskare berikar kryogena fenomen också den mellersta delen av profilen av podzoljordar med kiselsyra. Dessa forskare anser att det vitaktiga pulvret är resultatet av permafrostdifferentiering av jordplasma.
Distributionsområden
Permafrost har en global spridning. Den har erövrat minst ¼ av jordens landyta, inklusive Afrikas högland. Australien är den enda kontinenten där detta fenomen inte existerar alls.
De stora vidderna av Ryssland är i fokus för permafrosten. Mer än hälften av det största landets territorium i världen ligger i kryozonen. Den är mest utbredd i Transbaikalia och östra Sibirien, där den lägsta punkten av permafrost ligger i den övre delen av floden Vilyui på ett djup av 1370 meter. Rekordet spelades in 1982.
Ekonomisk påverkan
Redovisning av permafrost är viktigt för byggande, geologisk utforskning och annat ekonomiskt arbete i de norra regionerna. Det kan både skapa problem och ge fördelar. Förmågan att fungera som ett naturligt kylskåp för förvaring av mat ligger på ytan. Dessutom, under permafrostförhållanden, är det troligt att det bildas avlagringar av hydrater av gaser som används av människor, särskilt metan.
Den höga hållfastheten hos frusna bergarter gör gruvdrift mycket svår. Men samtidigt finns det en annan, stark sida: permafrost cementerar stenar, vilket gjorde det möjligt att framgångsrikt utveckla kimberlitrör i stenbrotten i Yakutia, vilket förde skålarnas väggar till ett vertikalt tillstånd. Ett tydligt exempel på det senare är exemplet med Yakut-brottet Trubka Udachnaya.
Igara Permafrost Museum är ett unikt fenomen, och inte bara för att dess huvudsakliga utställningshallar ligger i tjockleken av permafrostjord, utan också för att museets huvudutställning är själva permafrosten.
Från de första åren av stadens byggande utförde forskare dess forskning; permafroststationen öppnades 1931. Längs vägen kläcktes idén att visa för befolkningen resultatet av att ta hand om naturen. Denna idé tillhörde permafrostforskaren Mikhail Ivanovich Sumgin, som besökte den vetenskapliga stationen 1938. Vid den tiden hade gruvbrunnar och motdrifter till dem grävts. Ett år före starten av det stora fosterländska kriget utrustades fem celler genom utgrävning, separerade från korridoren med skiljeväggar och dörrar. Deras väggar, liksom korridoren, var kantade med ett tunt lager is. Volymen utgrävd jord var 468 kubikmeter.
De uppförda lokalerna var av vetenskaplig och forskningsmässig betydelse, men likväl för de intresserade, i första hand skolbarn och gäster i staden, genomfördes redan då de första utflykterna av stationsanställda. Så en av kamrarna började i princip användas som biomuseum redan då. Dess utställningar inkluderade frusna ödlor, ruffar, en hökfjäril i svävande animation och insekter: humlor, en nyckelpiga och en fluga. Forskare fyllde på biomuseet efter bästa förmåga och tog emot besökare.
Som ett slags vetenskapligt experiment för att studera möjligheten att bevara papper och till minne av det stora fosterländska kriget lade stationsanställda den 6 april 1950 ned tidningar från krigstiden - Pravda, Izvestia, Trud och Krasnoyarsk Worker - med ett testamente. att öppna lådan med tidningar inmurade i den den 9 maj 2045.
Det officiella invigningsdatumet för permafrostmuseet i Igarka är den 19 mars 1965. De första utställningarna, förutom de som nämns ovan, var böcker om permafrostvetenskap och växter frusna i is. Naturen verkade möta entusiasterna halvvägs och avslöjade sina hundra år gamla hemligheter. I en av korridorens väggar, under passagen, exponerades trädstammar och deras sektioner, vilket gjorde att man kunde bedöma deras ålder - mer än 50 tusen år.
Och ändå var det fortfarande ett museum på frivillig basis, de återstående lokalerna användes som vetenskapliga laboratorier. Och forskare fortsatte att experimentera: så här föddes idén om att bygga en underjordisk skridskobana, med möjlighet till användning året runt av idrottare och amatörer.
Den 25 oktober 1996 övertogs de underjordiska laboratorierna vid forskningspermafroststationen i kommunal ägo. Stora arbeten genomfördes för att se över den underjordiska delen, bygga ut och skapa nya utställningshallar. Naturligtvis anses den underjordiska delen av museet vara huvuddelen av det lokalhistoriska komplexet "Museum of Permafrost". Men det finns också intressanta utställningar i avdelningarna natur, historia, 503:e byggarbetsplatsen och utställningshallen. I naturhallen, till exempel, som ligger framför ingången till fängelsehålan, finns ben av förhistoriska djur som hittats i närheten av Igarka, inklusive en mammuttand. Och guiderna, som talar om trädtillväxtens egenheter, visar stammen på ett tio år gammalt julgran med horisontellt löpande rötter - så här letar träd efter den fukt de behöver för tillväxt i det tinade jordlagret.
En stor roll i utvecklingen av museet och dess popularisering spelades av den första museiguiden Pavel Alekseevich Evdokimov, den tidigare chefen för museet Maria Vyacheslavovna Mishechkina och hennes nu avlidne make Alexander Igorevich Toshchev. Deras fördelar inkluderar inte bara bevarandet av jordar från vittring på grund av kontakt med människor (och detta är också en hel rad aktiviteter), utan också öppnande och modernisering av nya salar, införande av museitraditioner och omfattande publiceringsverksamhet.
Säsongsbetonad permafrost. Säsongsbunden frysning - upptining och deras orsaker. Jordaxelns lutning mot ekliptikplanet bestämmer årstidernas förändring på jorden. Resultatet av årstidernas växling är periodisk säsongsbunden frysning och upptining av någon horisont nära ytan av jordskorpan. Säsongsbetonad pulsering i tillförsel och förbrukning av värme, med ett konstant underskott i zoner som drar mot polerna, leder i slutändan till utvecklingen av permafrost. Säsongsväxlingen leder till bildandet av ett säsongsbetonat (sommar) upptinande lager ovanför permafrosten, som fryser på vintern, och utanför permafrostområdet - lager av säsongsbunden frysning, upptining på sommaren.
Den eviga permafrostens södra gräns
Ris. 1. Schema för förändringar i djupet av säsongsbunden frysning - upptining:
1 - zon för potentiell säsongsbetonad upptining, 2 - säsongsvis frysning och upptining av stenar, 3 - permafrost.
Förutom lagret av vinterfrysning och sommarupptining, som är karakteristiskt för medel- och höga breddgrader och på vissa platser på sydligare breddgrader, inträffar då och då ett kortvarigt fruset tillstånd av stenar, som varar flera timmar eller, mer sällan, flera dagar .
Mönstren för säsongsbetonade permafrostfenomen illustreras av grafen (fig. 1).
Från grafdata är det tydligt att det faktiska djupet av säsongsbunden frysning och upptining är störst vid permafrostens södra gräns. Norr om den beror det mindre på den faktiska minskningen av djupet av säsongsbetonad upptining (d.v.s. djupet för potentiell upptining), och söderut är det mindre på grund av det lägre djupet av faktisk frysning.
Aktivt lager. Lagret av säsongsbunden frysning och upptining kallas det aktiva lagret. Det finns ett lager av säsongsbetonad upptining ovanför permafrosten och ett lager av säsongsbunden frysning ovanför det tinade substratet. I detta fall utgår de från positionen att det finns ett permanent fruset lager av stenar (permafrost) och ett permanent upptinat lager (utanför permafrostområdet). Den första kännetecknas av säsongsbetonad upptining, d.v.s. potentiell säsongsbunden frysning döljs av närvaron av permafrost; den andra kännetecknas av säsongsbunden frysning, eftersom potentiell upptining inte visar sig här på grund av vinterfrysningens grunda djup. Det är därför namnen ges - säsongsbetonat upptiningslager för permafrostområdet och säsongsbetonat fryslager - för områden utanför permafrost. Idag används andra namn alltmer: aktivt skikt ovanför permafrostsubstratet, hänvisar till säsongsbunden frysning och upptining över permafrost och aktivt skikt ovanför det tinade substratet, syftar på säsongsbunden frysning över den tinade stenmassan.
De mest betydande årliga temperaturfluktuationerna sker i det aktiva skiktet, den största delen av den årliga värmeomsättningen sker och fysikaliska, fysikalisk-kemiska och geologiska processer utvecklas mest intensivt. Detta är det mellanliggande skiktet genom vilket värmeväxlar mellan jordens yta och permafrosten. Säsongsbunden frysning och upptining i det aktiva lagret bestämmer riktningen och naturen hos fysikaliska, fysikalisk-kemiska och geologiska processer, som i sin tur bestämmer egenskaperna hos den kryogena strukturen och egenskaperna hos frusna bergskikt.
Geografisk fördelning av säsongsbetonad frysning väldigt stor. I huvudsak observeras det överallt, med undantag för subtropikerna och tropikerna, där det bara är möjligt i höga berg. I permafrostområdet är det aktiva lagret allestädes närvarande. Den saknas bara när permafrosten ligger direkt under en glaciär, ett täcke eller ett berg. Sedan börjar det frusna tillståndet (glaciärisen) från dagytan. På Grönland hittades frusen jord under glaciäris, 2 till 5 m tjock. Enligt M. G. Grosswald påträffades isigt berg under glaciäris på Franz Josefs land.
Aktiv lagertjocklek beror på ett komplex av fysisk-geografiska och geologiska faktorer och varierar från några centimeter till 3-5 m, sällan förrän 8-10 m.
Tjockleken på det aktiva lagret varierar från plats till plats på grund av den vanliga mångfalden av naturliga förhållanden på ytan, såväl som litologisk heterogenitet och rumsliga förändringar i markfuktigheten.
Även inom samma terrängområde är djupet av säsongsbunden frysning och upptining inte detsamma från år till år. Men detta djup, med konstant klimat och andra fysiska och geografiska förhållanden, fluktuerar kring ett visst konstant medelvärde.
Förändringen i djupet av frysning och upptining från norr till söder beror på:
Om graden av kontinentalt klimat;
På vinterns kylningstid;
Från den genomsnittliga årliga lufttemperaturen;
Från medeltemperaturen för den kallaste månaden;
Från amplituden av temperaturer på ytan;
Från summan av negativa temperaturer;
Beroende på jordens beskaffenhet, d.v.s. om den representeras av stenblock och grus, eller sand och lera, eller torv, etc.
Processen med säsongsbunden frysning och upptining beror på graden av fukt i jordtypen, såväl som på snötäckets densitet och tjocklek, vegetationstäckets karaktär, ytfuktighet etc. En speciell roll vid säsongsbunden frysning spelas av mossa och torv. Mossa och torv fungerar som värmeisolatorer i torrt tillstånd, på grund av överflöd av luft i dem, och som kylare, på grund av deras höga hygroskopicitet. Mängden vatten gynnar avdunstning och därför kylning (det latenta förångningsvärmet för vatten är 7,25 gånger större än det latenta smältvärmet av is).
Jordfiltrering och upptiningsdjup är orsaksrelaterade: ju större filtrering desto större upptiningsdjup.
Djupet av säsongsbunden frysning och upptining, det vill säga tjockleken på det aktiva lagret och dess temperaturregim, bestäms av jordens värmeväxling med atmosfären. Tjockleken på det aktiva skiktet beror på värmecirkulationen och den termiska balansen hos stenar.
Om det under ett antal år sker en ökning av djupet av säsongsbunden frysning, vilket inte kompenseras av en motsvarande ökning av tinningsdjupet på sommaren, bildas vanligtvis tunna frusna horisonter i bergarter som
kan existera från ett år till flera år och representera en prototyp av permafrost. Sådana frusna horisonter kallas flyg.
I detta fall överstiger vintervärmeomsättningen i berg vid negativa temperaturer sommarvärmeomsättningen vid positiva temperaturer. I detta fall sjunker den genomsnittliga årstemperaturen på stenarna under 0°. Om värmeomsättningen vid positiva temperaturer återigen överstiger värmeomsättningen vid negativa temperaturer försvinner överföringarna.
Processer som sker i det aktiva lagret. Det aktiva lagret är en horisont av jordskorpan inom vilken de mest aktiva, mest dynamiska processerna för bergomvandling äger rum: deras sönderfall till stoftfraktionen, jordbildning, marklyftning, solfluction, alla processer som leder till bildandet av frusen mikrorelief, säsongsbetonade hydrolaccoliter etc. d.
Av särskild betydelse är fuktregimen för jordar i det aktiva lagret, särskilt om de representeras av finkorniga sorter - leror, lera etc. Densitet, sammansättningens karaktär, förekomstförhållanden och jordarter (litologiskt homogena eller heterogena) är också väsentliga.
Säsongsbetonade frysningspriserär olika. I norr är säsongens frysningsgrad 1-3-5 centimeter, per dag. Fullständig frysning uppnås redan i november - december. I söder, med en hög tjocklek av det aktiva lagret, förekommer säsongsbunden frysning under hela avkylningsperioden, d.v.s. under hela vintern.
Säsongsbetonade upptiningshastigheter vanligtvis långsammare.
Permafrost. Permafrost - dessa är frusna stenar, kännetecknade av en temperatur på 0° och lägre, som innehåller is och förblir i detta tillstånd under lång tid - från flera år till många årtusenden.
Permafrost på jordklotet distribueras huvudsakligen i de polära och subpolära områdena, såväl som i höga bergsregioner med tempererade och till och med tropiska breddgrader och upptar cirka 25% av jordens hela landområde. Dessa är stora territorier i norra och nordöstra Eurasien och Nordamerika, hela Grönland och hela Antarktis. I Ryssland upptar permafrost cirka 60 % av området.
I Västeuropa är permafrost endast möjlig i Alperna. I den europeiska delen av Ryssland är permafrost utbredd i Fjärran Nord - i tundran och skogstundran. Från Kolahalvön, där den endast finns i dess norra del, den södra
permafrostgränsen går till flodens mynning. Mezen och vidare nästan längs polcirkeln till Ural, förskjutande här ganska kraftigt söderut. Inom västra Sibirien intar gränsen ett nästan latitudinellt läge upp till floden. Yenisei nära flodens mynning. Podkamennaya Tunguska, där den svänger skarpt åt söder och följer längs flodens högra strand. Yenisei, går utanför Ryssland och avgränsar stora områden i Mongoliet. Återigen uppträder den södra gränsen för permafrost i Ryssland väster om Blagoveshchensk, efter nordost till ungefär 131° 30 "E, varifrån den svänger söderut igen, korsar Amurfloden nära Arkharaflodens mynning och lämnar landet igen. Sedan dyker upp igen i Ryssland öster om M. Khingan, går sedan nordost och slutar utanför Sakhalinbuktens kust. På Kamchatkahalvön går den södra gränsen från sydväst till nordost ungefär mitt på halvön
Beroende på arten av dess utbredning kan permafrost delas in i tre zoner: 1 - kontinuerlig, 2 - permafrost med öar av tinad jord och 3 - ö (permafrostöar bland tinade stenar).
Var och en av dessa zoner kännetecknas av olika tjocklekar och temperaturer hos frusna skikt. Samtidigt, inom zonerna, förändras kraften och temperaturen i riktning från norr, till söder - kraften minskar, temperaturen ökar.
Zonen med kontinuerlig permafrost kännetecknas av den största tjockleken av frusna skikt - från 500 eller mer meter till 300 m och deras lägsta temperaturer - från 2° C till 10° C och lägre.
Kontinuerlig permafrost i Ryssland utvecklas: i den norra delen av Bolsjezemelskaja-tundran, i Polar Ural, i tundran i västra Sibirien, i den norra delen av den centrala sibiriska platån (norr om dalen av Nedre Tunguska-floden), genomgående Taimyrhalvön, på öarna i Severnaya Zemlya-skärgården, på Nya Sibiriska öarna, på Yana-Indigirsk och Kolymas kustslätter och floddeltat. Lena, på Leno-Vilyui alluvial slätten, på Leno-Aldan platån och i den stora regionen Verkhoyansk, Chersky, Kolyma, Anadyr åsar, såväl som Yukagir platån och andra inre högland, på Anadyr slätten.
I den zon där öar av tinade stenar förekommer bland permafrost når tjockleken på frusna skikt ibland 250-300 m, men oftare från 100-150 till 10-20 m, temperaturer från 2 till 0°C. Denna typ av permafrost finns i Bolshezemelskaya- och Malozemelskaya-tundran, på den centrala sibiriska platån mellan floderna Nizhnyaya och Podkamennaya Tunguska, i den södra delen av Leno-Aldan-platån och i Transbaikalia.
Öpermafrost kännetecknas av små tjocklekar av frusna skikt - från flera tiotals meter till flera meter, och temperaturer - nära 0°C.
Öpermafrost finns på Kolahalvön, i Kanin-Pechora-regionen, i taigazonen i västra Sibirien, i södra delen av Central Sibirian Plateau, i Fjärran Östern, i den norra delen av Sakhalin Island, längs kusten av Okhotskhavet och i Kamchatka.
I bergszonen från Sayan till Kopet-Dag och i Kaukasus finns permafrostbergarter främst längs periferin av glacierade områden och har oftast en ö-utbredning. Permafrost finns i klipporna som utgör botten av polarhyllans hav i Laptev- och Östsibiriska havet, på hyllan norr om Alaska.
Det finns betydande områden med permafrost i Centralasien. Dessa är områdena Hindu Kush, östra Tien Shan, Nan Shan, Kun Lun, Himalaya och Tibets högplatå.
På den nordamerikanska kontinenten går permafrostgränsen längs Stillahavskusten, den når den inte lite och passerar sedan längs den nordamerikanska Cordilleras västra sluttning och korsar dem nära 53 0 n. sh., svänger skarpt norrut och följer i denna riktning till 57° N. w. Sedan går denna gräns åt sydost, når den södra stranden av Hudson Bay och, lämnar Labradorhalvön i norr, når den Atlantens stränder.
Permafrostregionen omfattar även öarna Grönland och Island.
På södra halvklotet täcker permafrost hela kontinenten Antarktis och finns i Andernas högland i Sydamerika. Afrika och Australien är helt utan permafrost.
De viktigaste klimategenskaperna som är karakteristiska för områden där den frusna zonen är utbredd är i allmänhet följande: negativ genomsnittlig årlig lufttemperatur, torra, kalla långa vintrar, korta somrar, låg nederbörd, särskilt på vintern. Därför är atmosfärens anticykloniska tillstånd på vintern karakteristiskt, vilket gynnar låg nederbörd, hög luftgenomskinlighet och stark värmeförlust från jordskorpan. Därför sammanfaller de största territorierna som ockuperas av permafrost i Eurasien och Nordamerika till viss del med de utrymmen som ockuperas av de asiatiska och nordamerikanska anticyklonerna.
Hydrogeologiska förhållanden i permafrostområdet. Grundvatten har en mycket betydande inverkan på bildandet av permafrost; permafrost i sin tur representerar en kraftfull faktor i skapandet av en specifik hydrogeologisk miljö.
Uppkomsten av ett lager av fruset sten kan bidra till att en eller annan enskild akvifer separeras i delar, skapa akvikluder som tidigare inte var märkbara, störa den ömsesidiga anslutningen av yt- och grundvatten, lokalisera platser för påfyllning och utsläpp, begränsa dem till områden av taliks, ändra riktning och hastighet för rörelse grundvatten etc. I den frusna zonen uppstår alltså helt speciella förutsättningar för placering, näring, rörelse och lossning av grundvatten.
Grundvatten påverkar bergarternas termiska regim. De ändrar sina termofysiska egenskaper. Grundvattnets rörelse orsakar konvektiva värmeflöden. På grund av interaktionen av konvektiv värmeöverföring med det ledande värmeflödet som kommer från jordens inre sker en omfördelning av termisk energi i bergarter, vilket gör att deras temperaturfält och själva förutsättningarna för permafrostutveckling förändras.
Frysning av akviferer leder till en säregen fördelning av is i bergarter, som främst beror på graden av vattenmättnad i horisonten, bergarternas sammansättning och även på deras vattengenomsläpplighet på grund av porositet, sprickbildning etc. Dessutom p.g.a. till ojämn frysning i akvifärer Betydande spänningar och in-situ tryck uppstår ofta, vilket gör att vatten under tryck kan röra sig mot områden med lägre in-situ tryck. I det här fallet kan taket spricka och vatten rinna ut på ytan och bilda isdammar. Om ett takgenombrott inte inträffar, bildas isansamlingar i form av ganska stora kroppar - arkliknande eller laccolitliknande. Hydrolaccoliter, som bildas nära jordens yta, uppträder i relief i form av konvexa hävande högar.
Grundvattenklassificering:
1. Supra-permafrost vatten, som finns i tinade stenar ovanför permafrostens tak, bland annat vattnet i: a) det aktiva skiktet och b) fleråriga icke-genomgående taliks (under-kanal, sub-sjö, så kallad icke-sammangående permafrost).
2. Vatten i talikzoner, belägen genom taliks, begränsad av frusna stenar på sidorna. Talik-zoner fungerar som huvudvägarna genom vilka kommunikation sker mellan ytvatten, subpermafrost och interpermafrostvatten. Genom dessa zoner sker på- och utsläpp av olika typer av grundvatten.
3. Subpermafrostvattenär vattnet i den första akvifären eller den akviferiga sprickbildningszonen från basen av permafrosten. Bland dessa vatten särskiljs kontaktande och icke-kontaktande vatten. De förra är i en eller annan direkt växelverkan med den frusna massan, medan de senare inte är direkt associerade med den, d.v.s. de ligger på ett avsevärt djup från den.
4. Interpermafrostvatten, som finns i tinade stenar inneslutna mellan frusna berghorisonter.
5. Intrapermafrostvatten, innesluten i lokaliserade områden av tinade stenar, avgränsade på alla sidor av frusna stenar. Dessa vatten är isolerade från all interaktion med andra typer av grundvatten.
Minst en fjärdedel av all mark på vår planet är upptagen av permafrost - ett jordlager som håller en negativ temperatur i många år utan att tina under den varma årstiden.
I det vetenskapliga samfundet är det för närvarande vanligt att kalla permafrost permafrost eller permafrost, eftersom det frusna lagret faktiskt inte existerar "för evigt", utan under en viss tid.
Var kan man hitta permafrost?
Permafrost är ett fenomen som är karakteristiskt för de polära och subpolära områdena, som observeras i territoriet som gränsar till båda polerna - norr och söder. Dessutom finns permafrost i andra regioner på planeten, inklusive i ekvatorialregionerna, men bara i höga bergsregioner, på toppar krönta med snökåpor.
Den enda kontinenten där det inte finns någon permafrost är kontinenten som ligger ganska långt från Sydpolen och inte har höga bergskedjor. Kontinuerliga massiv av permafrost finns i den norra delen av den eurasiska kontinenten, i norra Kanada, Alaska, minst halva området på Grönland, såväl som i hela Antarktis. 
Tjockleken på det frusna lagret sträcker sig från 30 centimeter till mer än en kilometer. Det största registrerade djupet av permafrost hittades i de övre delarna av den sibiriska Vilyuy-floden, som flyter på Yakutias territorium och är 1370 meter. I Ryssland upptar permafrosten nästan två tredjedelar av det totala territoriet (65%), eller 11 miljoner kvadratkilometer.
Många territorier är ockuperade av kontinuerlig permafrost, som är flerårig i naturen - det här är nordöstra Sibirien, de arktiska öarna, Novaya Zemlya, etc. Territorier som ligger något söderut kännetecknas av den så kallade ö-permafrosten, där det frusna lagret är litet och kanske inte ligger i ett sammanhängande lager, utan på separata ställen, och temperaturen på jordens tjocklek varierar från –6 grader till noll .
Hur visar sig permafrosten?
I de norra regionerna, där jorden är frusen av permafrost, tinar även på sommaren endast ett tunt lager, högst 5-10 centimeter. Vattnet som bildas efter vinterns snösmältning kan inte helt absorberas i jorden, så det översta lagret på sommaren är halvflytande lera. 
Om den tinade jorden ligger på en sluttning, glider lertungan under påverkan av gravitationen ofta ner i låglandet. Tundraterrängen är på många ställen full av sådana spår av lerskred.
Med slutet av sommaren kan landskapet förändras till oigenkännlighet. Smältvatten som fyllde sprickor i stenar fryser (samtidigt ökar dess volym med cirka 10%) och bryter stenen. Detta orsakar antingen hävning eller förskjutning av jorden. Externt ser en sådan plats ut som en kupolformad kulle ca 30-50 meter hög, vars topp är delad i flera delar eller smulad.
Lokalbefolkningen kallar dessa kullar "pingo". De finns inte bara i Sibirien, utan också i Kanada och Grönland. Små kratrar bildas ofta på pingos toppar, som förvandlas till grunda sjöar på sommaren.
Permafrost och mänsklig aktivitet
För utvecklingen av nordliga regioner är kunskap om permafrostens egenskaper av yttersta vikt. Det är nödvändigt att ta hänsyn till permafrostens egenskaper när man bygger byggnader och strukturer, utför geologisk utforskning, utvinner mineraler och transporterar dem till mer gynnsamma regioner i landet. Okontrollerad smältning av permafrost kan orsaka många problem, och när man utför arbete måste denna möjlighet undvikas på alla möjliga sätt. 
Samtidigt är frusen, orörlig jord mycket bekväm för dagbrottsbrytning. Eftersom stenbrottsväggarna är frusna och inte smulas sönder, utförs arbetet mycket mer effektivt än under normala förhållanden.
Under det senaste decenniet har området som ockuperats av permafrost börjat minska. De frusna lagren drar sig långsamt tillbaka mot norr när den totala temperaturen stiger under påverkan av globala uppvärmningsprocesser. Det är möjligt att områden befriade från permafrost om 50-100 år kommer att kunna bli Rysslands nya brödkorg.