Ко Дню науки. Якутский ученый предлагает решение проблемы деградации мерзлоты при изменениях климата

Молодой ученый Якутии, старший научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН Александр Жирков разработал метод восстановления разрушенных термокарстом территорий с подземными льдами путем воссоздания так называемого защитного слоя, сообщает ЯСИА.

«В настоящее время в холодных регионах под влиянием климатических изменений и роста техногенной нагрузки наблюдается интенсивная деградация многолетнемерзлых пород. Эта проблема крайне актуальна для территорий, где распространены сильнольдистые грунты, и, в особенности, где развит так называемый ледовый комплекс, который наиболее уязвим к процессам термопросадки и термокарста», — заявил кандидат технических наук.

Александр Жирков сообщил, что эти процессы очень сильно меняют естественные и искусственные ландшафты и затрудняют эффективное освоение холодных регионов человеком.

«Уже сегодня наблюдаются последствия деградации сильнольдистых грунтов: повреждения зданий, дорог, разрушение сельхозугодий и другие. Это приводит к огромным экологическим и социально-экономическим издержкам. Такое положение указывает на фундаментальный и прикладной интерес исследований», — отметил он.

Ученый отметил, что в фундаментальном плане метод связан с поиском возможностей воссоздания и защиты растаявшего (исчезнувшего) защитного (переходного) слоя в естественных ландшафтах и нарушенных территориях в короткие сроки. В прикладном плане – с непосредственным восстановлением и защитой нарушенных условий сельскохозяйственных полей, инженерных сооружений и так далее.

Целью исследований является оценка возможности восстановления и защиты разрушенных территорий с сильнольдистыми грунтами в Центральной Якутии путем воссоздания защитного (переходного) слоя.

Старший научный сотрудник предлагает комплекс мер для восстановления нарушенных термокарстовыми процессами территорий ледового комплекса путем воссоздания защитного слоя.

Суть эксперимента, который разбит на несколько этапов:

I этап. В конце летнего периода предлагается механически разровнять просевшую дневную поверхность (проведение планировки) бульдозером и спецтехникой.

II этап. Поздней осенью этого же года, перед началом заморозков, необходимо проведение оросительных работ для увлажнения ранее разровненной территории до оптимальных значений (в зависимости от количества летних осадков), при которых вся влага в деятельном слое промерзает. Данный этап очень серьезный и ответственный, так как переувлажнение в данном случае грозит усилением процесса термокарста и провалом эксперимента. А недостаточное орошение – получением некондиционных данных. Поэтому перед орошением необходимо рассчитать оптимальное количество орошаемой влаги, в зависимости от влажностного режима грунтов.

III этап. Зимой (декабрь, январь, февраль) предлагается проведение снегоочистительных или снегоуплотнительных работ для получения более глубокого промерзания увлажненных грунтов. Выбор того или иного мероприятия будет зависеть от количества снега в этот период. Выполнение всех необходимых мероприятий при оптимальных расчётных значениях увлажнения в следующем году должно привести к восстановлению защитного слоя и, как следствие, прекращению процесса термокарста.

IV этап. Весной следующего года для дальнейшего сохранения восстановленного защитного слоя требуются незамедлительные рекультивационные мероприятия, в случае сельскохозяйственных территорий возобновление посевных работ. В естественных ландшафтах — высадка деревьев для лесовосстановления.

«Достоверность методики теоретически уже оценена, в результате проведенного численного эксперимента установлены лучшие и оптимальные условия, при которых возможно воссоздание защитного слоя. Получено, что явное восстановление защитного слоя будет наблюдаться при максимальном влагонасыщении грунтов и при снегоочистке в зимний период, при котором возникает максимально льдонасыщенный мощный, до одного метра, защитный слой», — сообщил он.

По словам Александра Жиркова, в прошлом году были созданы экспериментальные площадки в Амгинском районе с целью оценки возможности восстановления разрушенных территорий ледового комплекса в Центральной Якутии. Так были созданы две площадки с разными условиями эксперимента. На первой площадке, эксплуатируемой пашне, в декабре расчищен снег без предварительного увлажнения. На второй площадке проведены планировка поверхности и мелиоративные работы по увлажнению подстилающих грунтов деятельного слоя.

Следующей осенью 2022 года будет проведен комплекс исследований с целью определения изменений геокриологических условий, который покажет вероятность восстановления нарушенных термокарстом территорий на практике.

В результате при применении предложенной методики по рекультивации разрушенных термокарстом территорий будут восстановлены утраченные естественные ландшафты (лесовосстановление) и урбанизированные территории для дальнейшей эксплуатации.

Фото предоставлено героем материала