7.11. Багаторічна мерзлота

Багаторічна мерзлота поширена в районах, де середні річні тем­ператури від'ємні, а атмосферних опадів дуже мало. У таких умовах ґрунти і гірські породи верхніх шарів земної кори практично по­стійно знаходяться в мерзлому стані. Мерзлотою на суші зайнято більш 21 млн км², або 14 % площі. Найбільші масиви багаторічної мерзлоти знаходяться на території Росії (де вони займають близько 11 млн км² — більше половини території країни), на Алясці і в Ка­наді. У Південній півкулі мерзлота займає лише 1 млн км². Є підста­ви вважати, що під льодовиковим куполом Антарктиди, як і Грен­ландії, суцільного мерзлотного шару немає.

За походженням багаторічна мерзлота є реліктом минулих льо­довикових епох четвертинного часу. Потепління клімату в після­льодовиковий час зумовило відтаювання мерзлих порід і поступове скорочення ареалів їх поширення. Доказами цього процесу є острів­ний характер поширення багаторічної мерзлоти, інтенсивний процес відтаювання, знахідки в товщі мерзлих порід вимерлих видів флори і фауни (наприклад, мамонтів).

Проте не всі вчені погоджуються з цією точкою зору. Деякі до­слідники вважають, що багаторічна мерзлота є сучасним явищем. На підтвердження вони наводять численні спостереження за виник­ненням мерзлоти на островах, які недавно утворилися в дельтах великих сибірських рік. Основною причиною формування мерзлоти є низькі температури під час тривалої малосніжної зими та коротко­часного літа, коли лід не встигає розтанути і накопичується в ґрунті.

Лід не тільки цементує частинки породи, а й, заповнюючи в них пори, розширює їх розміри внаслідок збільшення об'єму води при її замерзанні. Поступово в мерзлому ґрунті утворюються жили, клини, маси льоду неправильної форми і продовгуваті лінзоподібні прошарки, які можуть досягати великих розмірів. Особливо сприятливі умови для формування великих лінз виникають на слабо дренованих зем­лях, які виповнені торфом або підстилаються глинами.

В районах розвитку багаторічної мерзлоти утворюються спе­цифічні структури ґрунту, в складі яких наявні торф'яні і кам'яні круги, полігональні тріщини, кам'яні гірлянди і смуги. Подібні струк­тури, які утворилися під впливом кріогенних процесів, можна спо­стерігати на багатьох вершинах гір, хоча нині мерзлоти там немає.

Кільцеві структури можуть утворюватися внаслідок як замер­зання води, так і промерзання ґрунту. В першому випадку форму­ються переважно торф'яні круги, пов'язані з перемінним замерзан­ням і відтаюванням води, розривом ґрунтового шару і розсуванням його, а там, де відбулося відокремлення, виникають морозобоїні трі­щини. Другий характерний випадок — утворення кам'яних кілець, пов'язане з промерзанням землі і виникненням тріщин просадки. Весняні талі води стікають у ці тріщини і виносять тонкозернистий матеріал, залишаючи на поверхні грубий уламковий матеріал. Так виникає полігональна система тріщин.

На схилах, де є подрібнені маси порід, внаслідок поступового руху порушених ґрунтів ізометричні кам'яні круги витягуються в еліпси або вузли, їх називають гірляндами. Коли такі гірлянди потрапля­ють на більш стрімкі схили, вони продовжують видовжуватися і та­ким чином набувають вигляду кам'яних смуг, паралельних кам'я­них гребенів, витягнутих на сотні метрів.

До особливостей рельєфу областей багаторічної мерзлоти нале­жить поширення термокарстових заглиблень, які утворюються вна­слідок розтавання прошарків льоду в ґрунті. На територіях з мерзли­ми ґрунтами іноді зустрічаються гідролаколіти — горби з ядрами льоду всередині. На горбистій земній поверхні досить поширеним е процес соліфлюкції — сповзання мерзлих мас ґрунту по схилах.

Товщина багаторічної мерзлоти в областях з дуже холодним кліматом коливається від нуля поблизу озер і гарячих джерел до 300 м і більше. Максимальна глибина постійного промерзання порід перевищує 600 м.

Багаторічна мерзлота створює особливі умови для розвитку рос­линності, що позначається на її стані. Рослини тривалий час перебу­вають в умовах фізіологічного спокою. Коріння рослин не може за­глибитись в ґрунт через шар мерзлоти. Дерева з поверхневою коре­невою системою погано тримаються в землі, внаслідок чого в тайзі часто зустрічаються ділянки вітровалів.

Вивчення особливостей різних компонентів природи в областях поширення багаторічної мерзлоти має велике значення не тільки для освоєння величезних природних ресурсів відповідних регіонів (лісів, гідроресурсів, різних видів корисних копалин тощо), а й для попередження шкідливих наслідків господарської діяльності людини. Природно-територіальні комплекси в умовах тривалого панування холоду відзначаються великою вразливістю. Порушені ландшафти відновлюються дуже повільно. Тому особливої гостроти набувають питання, пов'язані з охороною природи в областях поширення багаторічної мерзлоти.