Вечная мерзлота и ее структура - Вечная мерзлота
На континентах вечная мерзлота охватывает самые разнообразные типы рельефа -- от низменностей и равнин до высокогорий. Она распространена в различных климатических поясах и ландшафтных зонах -- от арктических пустынь и тундр до степей и полупустынь.
Общий контур вечной мерзлоты разделяется на три зоны: сплошного, прерывистого и островного распространения вечной мерзлоты.
Температура вечной мерзлоты. Температура мерзлых толщ непостоянна, она меняется с глубиной. Обычно минимальные температуры наблюдаются в приповерхностном слое вечномерзлой толщи и по мере углубления температура повышается до 0 °С на подошве Кроме того, в верхнем горизонте мерзлой толщи температура не остается стабильной во времени; она меняется в течение года, следуя за сезонами. Колебания температуры, происходящие в верхнем слое в течение года, называются сезонными колебаниями и они постепенно затухают на некоторой глубине (обычно на глубине 10-15 м от поверхности). Ниже глубины сезонных изменений температура вечномерзлой толщи остается постоянной в течение года. Среднегодовые температуры вечной мерзлоты изменяются в широких пределах, от 0 °С до ?15 °С. Широтная температурная зональность мерзлоты сочетается с вертикальной поясностью в горах, где с ростом абсолютной высоты температура вечной мерзлоты понижается.
Температуры вечной мерзлоты могут различаться на несколько градусов в зависимости от конкретных ландшафтно-географических условий. Это связано с тем, что температурный режим мерзлых толщ зависит от многих факторов природной среды -- типа растительного покрова, толщины снежного покрова и его плотности, среднегодовой температуры воздуха и континентальности климата, состава и влажности почв и т. д.
Растительность на вечной мерзлоте. Вечная мерзлота начинается не от поверхности Земли, а с некоторой глубины, изменяющейся в зависимости от географической широты, абсолютной высоты и их местных условий -- типа грунта, растительности, увлажнения и др. Толщина слоя сезонного оттаивания или как его иногда называют "деятельного слоя" меняется от 0,2-0,3 м на севере до 4-5 м на юге области вечной мерзлоты. Деятельный слой ежегодно, в теплый сезон года, оттаивает и затем осенью и зимой вновь замерзает, сливаясь с массивом вечной мерзлоты. В летние месяцы температура оттаявшего слоя, его верхних почвенных горизонтов достигает 10-15 °С. Именно благодаря слою сезонного оттаивания в зоне вечной мерзлоты возможно произрастание высших растений -- разнообразных трав, злаков, кустарничков и даже деревьев. Экологическая роль слоя сезонного оттаивания исключительно велика, в нем располагается корневая система растений, которая развивается преимущественно в горизонтальном направлении.
В северных наиболее суровых районах вечной мерзлоты распространены безлесья -- тундровый тип растительности. Однако большая часть территории с вечной мерзлотой покрыта тайгой. В Азиатском ареале вечной мерзлоты в тайге господствует особая сибирская разновидность лиственницы. На юге зоны вечной мерзлоты встречаются даже степи, которые широко развиты в Монголии.
Условия произрастания растений в области вечной мерзлоты весьма суровы -- низкие температуры, пониженная скорость почвообразования, небольшая (15-25 см) мощность плодородного горизонта, бедность почвы питательными веществами. Видовой состав растений, приспособленных к жизни на вечной мерзлоте, ограничен. У них ослаблена корневая система, наземные органы деревьев часто имеют угнетенный вид, малые размеры, чахлую крону.
Ледяная начинка вечной мерзлоты. Специфические признаки вечной мерзлоты -- это отрицательная температура и наличие льда, свойственные мерзлым толщам в течение длительного времени.
Температура создает как бы общий фон, условия для возникновения льда в грунтах. И именно присутствие льда в мерзлой толще кардинально меняет ее свойства по сравнению с исходным, немерзлым грунтом. Но с другой стороны большие массивы скальных грунтов или грунтов, насыщенных достаточно концентрированными растворами, могут иметь отрицательную температуру и при этом совсем не содержать льда. Подобные толщи получили название морозных в отличие от мерзлых, т. е. содержащих лед. Количество льда в вечномерзлых толщах разного типа неодинаково. Его содержание изменяется от долей процента, а в некоторых горизонтах и до 100%.
Наиболее разнообразные включения льда, как говорят мерзлотоведы, криогенное строение, имеют мерзлые толщи, которые до промерзания представляли собой рыхлые, несцементированные, увлажненные грунты-глины, суглинки, супеси, алевриты, в меньшей степени пески и грубообломочные грунты. Поэтому, вечная мерзлота равнин и горных впадин, сложенных молодыми толщами рыхлых грунтов, отличается более сложным криогенным строением, распределением льда, значительным содержанием разных типов подземного льда, чем горные массивы и хребты.
Подземные льды очень разнообразны. Самое большое распространение имеют лед-цемент и сегрегационный лед, представляющие основные категории так называемых породообразующих льдов.
Лед-цемент -- это мелкие, чаще всего невидимые глазом кристаллы льда, заполняющие поры и небольшие трещинки в грунте Лед-цемент образуется в результате замерзания воды и сублимации водяного пара в порах и капиллярах, которые существуют в грунте до его промерзания. Этот вид льда потому и называется цементом, что он крепко цементирует отдельные минеральные частицы, непрочно связанные между собой до промерзания, в единую монолитную массу мерзлой толщи. Лед-цемент -- непременный компонент всех типов мерзлых рыхлых грунтов, он как бы создает их общий ледяной микрокаркас, на фоне которого развиваются другие, более крупные включения льда.
Сегрегационные льды образуются при промерзании влажных глинистых грунтов, когда происходит дифференциация однообразной влажной грунтовой массы на ледяные линзочки, прослои, прожилки (ледяные шлиры) и прослои глинистого грунта, сцементированного льдом-цементом. При формировании сегрегационных льдов происходит миграция воды из более глубоких слоев грунта к фронту промерзания. Таким образом, мерзлый грунт как бы обогащается льдом сверх того количества воды, которое было в нем до промерзания. При промерзании массивов твердых коренных пород лед образуется за счет воды, циркулирующей по тектоническим и иным трещинам, а также водяного пара, который, сублимируясь на холодных стенках трещин, образует ледяные щеточки и другие формы.
И все же наибольший интерес вызывают крупные включения подземного льда. Особое внимание исследователей привлекают повторно-жильные льды. Этот вид льда залегает в мерзлой толще в виде вертикальных жил или клиньев шириной до 7-8 м (рис. 44). Ледяные жилы образуют решетчатый каркас в результате пересечения двух взаимоперпендикулярных систем жил. Вертикальная протяженность ледяных жил в определенных местах достигает 10-20 м и даже более.
Самые крупные включения льда в толще вечной мерзлоты представлены не повторно-жильными льдами, а так называемыми пластовыми льдами. Они представляют собой преимущественно горизонтально или субгоризонтально ориентированные пласты льда, простирающиеся на многие сотни метров. Их вертикальная мощность колеблется от первых метров до десятков метров. Пластовый лед встречается преимущественно в верхних горизонтах мерзлых толщ (до 40-50 м), но известны пластовые льды и на больших глубинах до 100-150 м. В некоторых случаях они имеют горизонтальную слоистость, согласную с их общим простиранием, иногда пластовые льды сильно деформированы, смяты в складки так же, как и вмещающие их мерзлые грунты.
В ряде случаев пластовые льды залегают в виде крупных наклонных тел -- штоков с наклонно ориентированной слоистостью. Лед пластовых льдов либо чистый, без включений, либо содержит прослои мерзлых суглинков, песка, валунов. Среди мерзлотоведов нет единства в понимании происхождения крупных пластов льда. Есть концепция, что пластовые льды -- это погребенные ледяные образования, первоначально возникшие на поверхности Земли.
Вечная мерзлота и включенные в нее подземные льды -- результат длительного развития природы. Биография современной вечной мерзлоты начала складываться 1-2 млн лет назад. Важнейшие параметры мерзлых толщ, такие как мощность, льдосодержание, во многих районах являются реликтовыми.
Например, расчеты показали, что наблюдаемые мощности вечной мерзлоты в современных климатических условиях не могут сформироваться, они возникли при более низких отрицательных температурах. Об этом же свидетельствуют и реликтовые, не развивающиеся сейчас, гигантские повторно-жильные льды, включенные в сильнольдистые алевритовые сингенетические мерзлые толщи, широко развитые в центральной и северной Якутии. вечный мерзлота температура грунт
Контуры вечной мерзлоты за плиоцен-четвертичное время не оставались стабильными. Ареал ее неоднократно сужался и расширялся. Однако ясно одно. Несмотря на колебания, она оставалась постоянным компонентом природы Сибири и северо-востока России. Наиболее древние мерзлые толщи найдены в Колымской низменности на севере Якутии, поэтому Якутию нередко называют колыбелью вечной мерзлоты, которая и в современном ее состоянии представлена здесь наиболее полно. Следовательно, в вечной мерзлоте Якутии, существующей непрерывно по меньшей мере 600 тысяч лет, содержатся наиболее древние из обнаруженных на нашей планете льды.
Подземные льды вечномерзлых толщ оказываются, таким образом, значительно древнее льдов современных покровных ледников, даже Антарктического ледникового покрова, ледовая масса которых из-за постоянного движения полностью обновляется за десяток тысяч лет.
Похожие статьи
-
Мерзлые грунты и их классификация - Вечная мерзлота
Мерзлыми называются грунты с отрицательной температурой, в которых часть поровой воды находится в замерзшем состоянии (в виде кристаллов льда). Мерзлые...
-
Вечная мерзлота как глобальное явление - Вечная мерзлота
Вечная мерзлота -- явление глобального масштаба, она занимает не менее 25% площади всей суши земного шара. Только в России площадь вечной мерзлоты...
-
Пространства, занятые вечной мерзлотой -- это богатейшая кладовая разнообразных природных ресурсов. Здесь сосредоточены многие богатейшие месторождения...
-
Структура и динамика ВВП основных отраслей - Экономика Бразилии
Мощный и разнообразный природно-ресурсный потенциал, обилие сельскохозяйственных и пригодных для сельского хозяйства земель, обширный и динамичный рынок...
-
На распределение водных масс влияют морские течения, нарушающие широтную зональность Мирового океана и создающие в нем азональные образования. Так...
-
ГАЗОВЫЕ ГИДРАТЫ, Состав и структура - Предупреждение образования гидратов природных газов
Состав и структура Гидраты природных газов представляют собой физико-химическое соединение воды с углеводородами. По внешнему виду это белая...
-
СОСТАВ И СТРУКТУРА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ - Основы географии
1 . Литосфера - внешняя оболочка твердой части Земли, мощностью от нескольких до 200 км, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. К собственно ГО...
-
Складки поперечного изгиба - Складчатые структуры месторождений
Эти структуры характеризуются сундучной, коробчатой или ящикообразной формой с пологими сводами (или днищами) и крутопадающими крыльями, которые часто...
-
Рудные тела в полостях отслаивания в шарнирах складок - Складчатые структуры месторождений
Такие полости отслаивания обычно возникают в шарнирах антиклинальных складок, но могут образовываться в периклинальных замыканиях брахиантиклиналей или...
-
Охрана недр и окружающей среды - это комплекс требований и научно - технических мероприятий в процессе геологического изучения недр и добычи полезных...
-
5. Структура фитоцентозов - Характеристика растительного и животного мира Австралии
Неблагоприятны в пустынях также эдафические условия: почвы обеднены гумусом и засолены, грунтовые воды располагаются на большой глубине. Для пустынной...
-
Структура отраслей пищевой промышленности в России - География пищевой промышленности России
Пищевая промышленность - одно из важнейших производств агропромышленного комплекса страны, в том числе продовольственного. На ее долю (вместе с первичной...
-
Вертикальная и горизонтальная структура биома - Влажный тропический лес сельва
Климатические условия сельвы способствуют развитию пышной вечнозеленой растительности со слабовыраженным ярусным строением. Травяной ярус влажного...
-
Выбор системы размещения скважин осуществляется на основе типа ловушки, ее размеров, сложности ее геологического строения и предполагаемых типов залежей....
-
Малые размеры и население малых стран Западной Европы обусловливают особую структуру экономики малых высокоразвитых стран. Одна из особенностей их...
-
Природные компоненты - это основные составные части природного территориального комплекса (природной геосистемы), взаимосвязанные процессами обмена...
-
Характерной чертой хозяйства Великобритании является его высокаястепень интернационализации. Свыше 18% ее ВВП реализуется за границей, аимпортная квота...
-
Динамика численности населения сельских муниципальных образований Алтайского края В соответствии со статьей 2 Федерального закона от 6 октября 2003 года...
-
Изучение остракод невозможно без правильной идентификации переднего и заднего концов раковины. Эта процедура вызывает особые затруднения при исследовании...
-
Характеристика отраслевой хозяйственной структуры - Общая характеристика Краснодарского края
Ведущие отрасли промышленности - пищевая, электроэнергетика, топливная промышленность, машиностроение и металлообработка, промышленность строительных...
-
Структуры экранирования - Складчатые структуры месторождений
Структуры экранирования широко распространены на месторождениях цветных и редких металлов гидротермального генезиса. Однако в тех случаях, когда они...
-
1) общий сундучный, или ящичный облик главных складок; 2)сложное двух - или даже трехгорбое строение сводов; 3) наличие расслаивающихся синклинальных...
-
Для осуществления полномасштабного анализа внешней торговли Португалии необходимо также рассмотреть географическую ориентацию внешнеэкономических связей...
-
Сочетание компетентного и пластичного слоев - Складчатые структуры месторождений
В системе, где участвуют компетентный и пластичный пласты, особенно благоприятен случай, когда последний располагается ниже по разрезу. При этом под...
-
Одной из второстепенных, но достаточно любопытной является структура населения по национальному признаку. Фактически ее анализ мало чем необходимым...
-
Понятия и основные показатели состава и структуры населения Статистика состава человеческого общества является важнейшим разделом статистики населения,...
-
Рыболовство - один из древнейших промыслов человечества. Во времена древнего Рима им занимались народы Атлантического побережья Европы, Средиземноморья,...
-
Буровой раствор необходим для: 1) очистки скважины от обломков выбуренной породы (шлама) и выноса их на поверхность; 2) охлаждения долота и облегчения...
-
Под испытанием пласта понимается комплекс работ, обеспечивающий вызов притока, отбор проб в пластовой жидкости и газа, выявление газонефтесодержания...
-
Вскрытие и опробование перспективных горизонтов в процессе бурения скважины Геофизические исследования в скважинах служат для получения геологической...
-
В связи с небольшим процентом отбора керна в процессе бурения и его неполным выносом, очень важно значение в изучении разреза скважины ГМИС (каротаж)...
-
Отбор керна и шлама Для получения прямой геологической информации о литологическом составе, фильтрационно-емкостных свойствах и характере насыщения...
-
Конструкция скважины - это расположение обсадной колонны с указанием ее диаметра, глубины спуска, высоты подъема цемента за колонной, диаметром долот,...
-
Океаны и суша по земной поверхности распределены неравномерно. Суша сосредоточена в северном полушарии (39 % всей поверхности, т. к. в южном полушарии...
-
Иерархическая структура - Иерархия природных геосистем
Природные геосистемы имеют иерархическую структуру. Это означает, что все геосистемы состоят из нескольких элементов, и каждая геосистема входит в...
-
Отраслевая структура химической промышленности - Мировая химическая промышленность
Химическая промышленность - это одна из самых сложных по своей структуре отраслей промышленности. В ней четко выделяются полупродуктовые отрасли...
-
В соответствии с Федеральным законом от 24 октября 1997 года № 134-ФЗ "О прожиточном минимуме в Российской Федерации" и Законом Краснодарского края от 9...
-
Среди сферы услуг стоит выделить туризм и финансы. Важнейшей сферой экономики являются финансы, которые создают 25% ВВП Великобритании. Здесь занято...
-
Структура экономики Великобритании - Великобритания
Сегментирование территории Великобритании на экономические районы осуществлено следующим образом: I. Юго-Восток: Конурбация Большого Лондона, Собственно...
-
Постановка проблеми. На сьогоднішній день існуючі системи розселення мають безліч недоліків, серед яких незбалансований соціальний, економічний,...
Вечная мерзлота и ее структура - Вечная мерзлота