RF สูญเสียพื้นที่ประมาณ 11 ตร.ม. ต่อปี กม. ของที่ดินเนื่องจากการละลายของน้ำแข็งแห้ง

สารบัญ:

RF สูญเสียพื้นที่ประมาณ 11 ตร.ม. ต่อปี กม. ของที่ดินเนื่องจากการละลายของน้ำแข็งแห้ง
RF สูญเสียพื้นที่ประมาณ 11 ตร.ม. ต่อปี กม. ของที่ดินเนื่องจากการละลายของน้ำแข็งแห้ง
Anonim

Permafrost ครอบคลุม 65% ของอาณาเขตของรัสเซีย การก่อสร้างทั้งหมดในแถบอาร์กติก ไซบีเรีย และตะวันออกไกลมีพื้นฐานมาจากสิ่งนี้อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความน่าเชื่อถือได้เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การสำรวจ Big Norilsk Expedition of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS) ที่เพิ่งเปิดตัวไปเมื่อเร็วๆ นี้ ได้กำหนดภารกิจหนึ่งในการทดสอบความแข็งแกร่งของโครงสร้างและพื้นดินด้านล่าง ผู้อำนวยการ ป.ป.ช. เมลนิคอฟ SB RAS มิคาอิล เซเลซเนียค

Image
Image

สถาบันมีภารกิจอะไรบ้างในการสำรวจที่เริ่มขึ้นแล้ว?

- ในการเดินทาง ภารกิจของสถาบัน Permafrost คือการจำแนกลักษณะและประเมินสถานะของหินที่แห้งแล้งตามฤดูกาลและ permafrost ในอาณาเขตของสิ่งอำนวยความสะดวกทางวิศวกรรมในเขตการรั่วไหลของน้ำมันและในดินแดนที่ไม่เสี่ยงต่อมลภาวะ จากวัสดุที่เราได้รับระหว่างการวิจัยภาคสนาม มาดูกันว่าสภาพดินเยือกแข็งเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร ในการปรากฏตัวของวัสดุวิศวกรรมและการสำรวจทางธรณีวิทยาและการศึกษาดำเนินการเราจะพยายามให้วิสัยทัศน์ของเราเกี่ยวกับสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุ

งานภาคสนามจะเป็นอย่างไร? คุณจะไปเอาตัวอย่างที่ไหน

- นักวิจัยสองคนจากสถาบันของเราเข้าร่วมการสำรวจ เราจะดำเนินการเจาะ สังเกตอุณหภูมิในบ่อน้ำ ดำเนินการสังเกตเส้นทาง เก็บตัวอย่างขณะเจาะ แสดงลักษณะเฉพาะของกระบวนการแช่แข็ง จำเป็นต้องประเมินความลึกของการละลายตามฤดูกาลและอุณหภูมิของหินในพื้นที่พื้นหลังและที่ตำแหน่งของโครงสร้างฉุกเฉิน

สถาบันมีข้อมูลอะไรบ้างเกี่ยวกับดินแห้งแล้งในโนริลสค์ในปัจจุบัน ครั้งสุดท้ายที่ทำการวิจัยที่นั่นเมื่อไหร่?

- สถาบันของเรามีสถานีดินเยือกแข็งที่เมือง Igarka ซึ่งอยู่ไม่ไกลนัก ครั้งสุดท้ายที่เพื่อนร่วมงานของเราทำงานใน Norilsk คือเมื่อสามปีที่แล้ว ฉันทำงานในภูมิภาคนี้ในช่วงทศวรรษ 1980 ค้นคว้าเกี่ยวกับสภาพดินเยือกแข็งและความร้อนใต้พิภพ ในปี 1990 มีห้องปฏิบัติการของ Permafrost Institute ในเมือง Norilsk ซึ่งดูแลความเสถียรของโครงสร้างทางวิศวกรรม ในปี 2550 และ 2556 ฉันมาที่ Norilsk เราพูดคุยถึงปัญหาความยั่งยืนของอาคารที่อยู่อาศัยกับเจ้าหน้าที่ของเมือง โดยทั่วไปเราคุ้นเคยกับสภาพดินเยือกแข็ง

ทันทีหลังจากเกิดอุบัติเหตุ มีข้อเสนอแนะว่าการละลายของดินเยือกแข็งเป็นสาเหตุของอุบัติเหตุ คุณเห็นด้วยกับการประเมินเบื้องต้นนี้หรือไม่?

- ฉันไม่สามารถพูดได้จนกว่าเราจะได้วัสดุ อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้ เกิดอุบัติเหตุขึ้นเมื่อไม่มีภาวะโลกร้อนในแถบอาร์กติก เหตุผลอาจแตกต่างกันไป จำเป็นต้องดูสภาพพื้นดินที่เย็นยะเยือกซึ่งมีน้ำแข็งใต้ดินอยู่ในนั้น เพราะหากดินไม่อิ่มตัวด้วยน้ำแข็งและไม่ทรุดตัว สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุอาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เช่น ในสถานะของวัสดุของโครงสร้าง วันนี้พวกเขาบอกว่าสาเหตุอาจเป็นการละลายของชั้นดินเยือกแข็ง การทำลายฐานคอนกรีต ความสามารถในการระเบิดจากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวที่สูบของเหลวในการจัดเก็บ และอื่นๆ แต่นี่คือทุกรุ่น คุณต้องเข้าใจเหตุผลและสามารถทำได้จริงๆ

สถานการณ์ของดินเยือกแข็งในรัสเซียเป็นอย่างไร? มันละลายและลดลงมากแค่ไหนในทศวรรษที่ผ่านมา?

- การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศกำลังเกิดขึ้น ซึ่งเราทุกคนรู้สึก และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยต่อปีก็เป็นหนึ่งในตัวชี้วัด แต่ไม่ใช่ตัวบ่งชี้เดียวที่ระบุว่าสำหรับภูมิภาคโนริลสค์ เขตไทมีร์ ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา อุณหภูมิได้เพิ่มขึ้น โดยหนึ่งองศาครึ่ง โดยทั่วไป มีบางภูมิภาคในรัสเซียที่มีอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีเพิ่มขึ้นสามองศาในช่วงเวลานี้ แน่นอนว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อสภาพดินด้วย ในทางกลับกัน มีหลักการ Le Chatelier-Brown และสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอก นั่นคือถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นจะมีการเปลี่ยนแปลงในสภาพพื้นผิวของการถ่ายเทความร้อน ปฏิกิริยานี้ไม่เหมือนกันทุกที่ ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศ ตัวอย่างเช่นในภาคกลางของ Yakutia มีการทรุดตัวอย่างรุนแรงในที่โล่งโดยไม่มีป่าซึ่งเป็นพื้นที่ของการพัฒนาของหินที่ซับซ้อนของน้ำแข็งใกล้กับพื้นผิว ในพื้นที่ป่าปรากฏการณ์เหล่านี้ไม่มีนัยสำคัญหรือไม่ปรากฏให้เห็น นั่นคือการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงแม้ว่าจะไม่มีข้อกังขาก็ตาม ที่ไหนสักแห่งที่อ่อนแอ แต่บางแห่งใน 40 ปีมองไม่เห็นเลย หิมะปกคลุมและระบอบการสะสมมีอิทธิพลอย่างมากต่อสถานะของดินที่แช่แข็ง

พื้นที่ของ permafrost ลดลงเท่าใดในรัสเซียในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา?

- ฉันพบว่าเป็นการยากที่จะบอกค่าประมาณที่แน่นอน เนื่องจากในพื้นที่ต่างๆ เราไม่รู้ขอบเขตของดินเยือกแข็งตอนใต้อย่างชัดเจน โดยทั่วไป permafrost ครอบครอง 65% ของอาณาเขตของรัสเซีย ฉันเชื่อว่าในพื้นที่ภาคใต้ของเขตดินแห้งแล้งได้หายไป 2-3% ของอาณาเขตไม่มาก ในพื้นที่ขนาดใหญ่ชั้นบนของการละลายในฤดูร้อนเพิ่มขึ้น แต่ใต้ชั้นน้ำแข็งนั้นไม่ได้หายไป

มีพื้นที่ใดบ้างในรัสเซียที่ไม่มีการละลายของดินเยือกแข็งและไม่รู้สึกเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่นั่น?

- ในภาคกลางของยากูเตีย ในเขตภูมิทัศน์บางแห่ง ในชุมชนป่าบางแห่ง อุณหภูมิอากาศสูงขึ้น ชุมชนพืชเปลี่ยนไป และไม่พบปฏิกิริยาของความลึกของการละลายตามฤดูกาลหรือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของหิน

ทำไม?

- ทุกๆ สามถึงสี่ปี จะมีฤดูหนาวที่หิมะซึ่งเป็นตัวกันความร้อนที่ดี จะตกลงมาในเวลาต่อมา อุณหภูมิอากาศต่ำ การไม่มีหิมะปกคลุมหรือความหนาต่ำทำให้ดินเย็นลงในช่วงเวลานี้

มีพื้นที่พิเศษในพื้นที่ Verkhoyansk ของ Yakutia ซึ่งในช่วงแปดปีที่ผ่านมาในชั้นห้าเมตรบนของโลกอุณหภูมิลดลงถึงสองในสิบขององศา ยิ่งกว่านั้นปรากฏการณ์นี้ไม่ได้ถูกบันทึกไว้ ณ จุดหนึ่ง แต่อยู่ที่สิบส่วนของการบรรเทาทุกข์ สิ่งนี้ถูกบันทึกโดยสถานีอัตโนมัติของเรา ซึ่งกำหนดอุณหภูมิสี่ครั้งต่อวันและสะสมการวัด 1600 ครั้งต่อปี ช่วยให้คุณประเมินสภาพอุณหภูมิในฤดูกาลต่างๆ ของปีได้

คุณมีสถานีสังเกตการณ์ดังกล่าวกี่แห่ง?

- มีสถานีสังเกตการณ์หรือสถานที่ดังกล่าวประมาณ 60 แห่งในไซบีเรียตะวันออกซึ่งมีการวัดอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ไม่มีการกระจายพื้นที่สม่ำเสมอและไม่ครอบคลุมทุกสภาพภูมิประเทศ วันนี้มีการพัฒนาโปรแกรมเพื่อสร้างระบบเฝ้าติดตามในแถบอาร์กติก และฉันหวังว่ากระทรวงการพัฒนาแห่งตะวันออกไกลจะสนับสนุน หากคุณวาง 70 คะแนนเท่าๆ กันในโซนแนวนอนทั้งหมด คุณจะได้เครือข่ายการสังเกตการณ์ที่ดี

คุณคาดว่าจะได้รับโปรแกรมเมื่อใด

- ควรยื่นโครงการต่อรัฐบาลในเดือนธันวาคม 2563 นอกจากนี้ คำถามจะถูกตัดสินว่าใครจะดำเนินการ เจาะ ตรวจสอบ มีการวางแผนว่าจะเป็นเครือข่ายของรัฐ คำถามคือ ในเขตอำนาจศาลของใคร? ผู้ใช้ดินผิวดิน นักนิเวศวิทยา นักธรณีวิทยา นักอุตุนิยมวิทยา? ฉันคิดว่าจะใช้เวลาสิบปีในการสร้างระบบสังเกตการณ์ในเขตดินเยือกแข็งทั้งหมด

สิ่งที่เรามีคือสถานีวิทยาศาสตร์ที่ตั้งขึ้นเพื่อแก้ปัญหาบางอย่าง ซึ่งมักจะมีไว้สำหรับแหล่งแร่ที่มีแนวโน้มว่าจะตกตะกอนอย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ผู้ใช้ดินชั้นล่างทุกคนที่พร้อมหรืออนุญาตให้สร้างแท่นสังเกตการณ์ดังกล่าวในอาณาเขตของตน เราเข้าร่วมในทุนสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์ และหากเราชนะ เราจะใช้เงินทุนเพื่อซื้ออุปกรณ์และสร้างสถานที่สังเกตการณ์ ในงบประมาณสำหรับวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันไม่มีเงินทุนสำหรับการสร้างสถานีปกติ

มีสถานที่ที่ความหนาของชั้นดินเยือกแข็งลดลงและไม่อนุญาตให้เก็บเสาเข็มก่อสร้างอีกต่อไปหรือไม่?

- แน่นอนว่ามีตัวอย่างเช่นใน Transbaikalia ใน Chita มีการวางรากฐานบนพื้นน้ำแข็ง ปัจจุบัน ในบางพื้นที่ ดินเยือกแข็งนี้ได้เสื่อมโทรมลงแล้ว แต่ด้วยความสัตย์จริงและตรงไปตรงมา ผลกระทบที่มากขึ้นต่อความมั่นคงของอาคารและโครงสร้างไม่ได้เกิดขึ้นจากชั้นดินเยือกแข็ง แต่เกิดจากสภาพการทำงาน การสร้างโครงสร้างทางวิศวกรรมทำให้เกิดระบบทางธรรมชาติและทางเทคนิคที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่นหากในยาคุตสค์อุณหภูมิดินประจำปีเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 2, 5–3 องศาจากนั้นภายใต้บ้านใต้ดินที่มีการระบายอากาศอย่างถูกต้องบนเสาเข็มอุณหภูมิของดินจะอยู่ที่ลบ 3, 5–4 องศา นั่นคือระบบระบายอากาศใต้ดินที่ทำงานอย่างถูกต้องเป็นระบบระบายความร้อนทางวิศวกรรม

สำหรับ Norilsk มีเงื่อนไขที่แตกต่างกัน ระบบระบายอากาศใต้ดินทำงานไม่ได้ผลเนื่องจากมีหิมะสะสมเป็นจำนวนมาก ซึ่งไม่อนุญาตให้อากาศเย็นไหลเวียนใต้อาคารในฤดูหนาว

การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีและการละลายของดินที่เย็นจัดต้องมีการเปลี่ยนแปลงกฎเกณฑ์และข้อบังคับของอาคารหรือไม่?

- การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันในหลายภูมิภาครวมถึงยาคุตสค์ไม่มีผลร้ายแรงหากระบบวิศวกรรมเหล่านี้ใช้งานได้ตามปกติและให้การควบคุมสถานะของระดับย่อย อาคารและโครงสร้างได้รับการออกแบบสำหรับอายุการใช้งานที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น บ้านหินมีอายุ 50–70 ปี หากมีระบบควบคุมโครงสร้างทางวิศวกรรมตามปกติ ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ควบคุม สามารถใช้มาตรการป้องกันเชิงป้องกันได้ ซึ่งจะช่วยให้สามารถรักษาสภาพการทำงานได้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แต่น่าเสียดายที่มักไม่มีการควบคุมดังกล่าว ตัวอย่างเช่น สื่อรายงานว่าบ้านในยาคุตสค์พังทลายเนื่องจากการละลายของดินเยือกแข็ง อันที่จริงสาเหตุของการทำลายล้างนี้แตกต่างกัน - การจัดการที่ผิดพลาดซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานที่ไม่เหมาะสมของการระบายอากาศใต้ดิน (ในฤดูร้อนมีน้ำสะสมในฤดูหนาว - การก่อตัวของน้ำแข็ง) และเป็นผลให้ การทำลายโครงสร้างรองรับ บ่อยครั้งที่ฐานรากของบ้านบางหลังอยู่ในภาวะซึมเศร้าระหว่างฐานรากของโครงสร้างอื่น ๆ ที่ล้อมรอบพวกเขาทำให้เกิดโพรงระบายน้ำซึ่งระบายอากาศได้ไม่ดีในฤดูร้อนและในสภาวะเหล่านี้จะมีการสร้างเขตตาลิก ความชื้นที่เพิ่มขึ้นภายใต้โครงสร้างเหล่านี้ส่งผลต่อโครงสร้าง, เสาเข็ม, คานที่ยุบ, หยุดรับน้ำหนักตามแผน - เกิดการยุบ Permafrost เป็น "สภาพแวดล้อมที่อนุรักษ์นิยม" และทำให้เรามีเวลาคิด ถ้าเราควบคุมสิ่งที่เกิดขึ้น และไม่รอให้อาคารถล่ม ไม่จำเป็นต้องสร้างโศกนาฏกรรมจากการละลายของดินเยือกแข็ง คุณต้องจับตาดูโครงสร้าง

คุณประเมินการเสื่อมสภาพของโครงสร้างพื้นฐานใน Far North อย่างไร?

- อาจทำได้ดีกว่าโดยบริการที่ตรวจสอบการสึกหรอ ฉันรู้หมายเลขต่าง ๆ ที่มืออาชีพโทรมา พวกเขาเชื่อว่าการเสื่อมสภาพของอาคารและโครงสร้างมีถึงประมาณ 60% มีคนคิดว่าการสวมใส่นั้นสูงขึ้น เป็นการดีกว่าที่จะประเมินเมืองหรือหมู่บ้านที่เฉพาะเจาะจง ค่าเสื่อมราคาขึ้นอยู่กับกฎการดำเนินงานและความล้าสมัยของอาคาร ท้ายที่สุดแล้ว แต่ละอาคารได้รับการออกแบบมาเป็นระยะเวลาหนึ่ง อาคารบางหลังอาจมีอยู่เป็นเวลาครึ่งเวลาที่กำหนดสำหรับการดำเนินงาน เนื่องจากสภาพการทำงานที่ถูกต้อง

มีวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ปรากฏขึ้นในการก่อสร้างที่ไม่กลัวการละลายของน้ำแข็งถาวรหรือไม่?

- มีวัสดุใหม่และการพัฒนาแบบเสาเข็มใหม่ เริ่มใช้เสาเข็มลูกฟูกซึ่งมีพื้นที่เยือกแข็งขนาดใหญ่กับดินที่ความลึกเท่ากับเสาเข็มเรียบ วัสดุกันความร้อนต่างๆ นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เห็นได้ชัดว่าไม่สามารถใช้โครงสร้างเดียวและโครงสร้างเดียวกันสำหรับ Far North ทั้งหมดได้ เนื่องจากสภาพภูมิอากาศและสภาพดินต่างกัน สิ่งนี้ถูกนำมาพิจารณาในการตัดสินใจออกแบบสำหรับแต่ละอาณาเขต ปัจจุบันมีการสร้างอาคารหลายชั้น ถ้าในยาคุตสค์เมื่อ 40 ปีที่แล้ว เสาเข็มยาวสิบเมตรถือว่าลึก ตอนนี้เสาเข็มถูกฝังอยู่ลึก 15-16 เมตร ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักบรรทุก โดยการสร้างระยะขอบของความปลอดภัย โดยการเพิ่มพื้นที่เยือกแข็งของเสาเข็มแขวน เรากำลังหลีกเลี่ยงอันตรายจากการทำลายอาคาร ปัญหาร้ายแรงอย่างหนึ่งของการก่อสร้างในภาคเหนือคือ คอนกรีต ซึ่งเริ่มพังทลายจากความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมาก ในเสาเข็มและโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอื่น ๆ การเสริมเหล็กจะถูกเปิดเผยซึ่งเริ่มเกิดสนิมซึ่งจะนำไปสู่การทำลายล้าง ทุกวันนี้ คอนกรีตเกรดใหม่ปรากฏขึ้นและกำลังมีการพัฒนา ในการก่อสร้างถนน มีการใช้สารเติมแต่งพลาสติกและสารเติมแต่งเพื่อให้ทนต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยที่มีช่วงอุณหภูมิสูง

permafrost เป็นอย่างไร permafrost? มีการประมาณอายุของเธอหรือไม่?

- สำหรับบุคคล อายุของเธอเปรียบได้กับนิรันดร มีบางพื้นที่ที่ดินเยือกแข็งไม่ละลายเกือบ 2 ล้านปี นี่คือที่ราบลุ่ม Kolyma ทางตอนเหนือของ Yakutia ความหนาของมันคือ 500–600 ม. ในช่วงที่โลกร้อนมันละลายด้านบนและด้านล่าง แต่ในตอนกลางมันรอดมาได้กว่า 1.9 ล้านปี

การละลายของดินเยือกแข็งถาวรสำหรับชายฝั่งมหาสมุทรอาร์กติกซึ่งชายฝั่งที่พังทลายกำลังถอยกลับนั้นอันตรายเพียงใด? ประเทศเราเสียที่ดินไปเท่าไหร่?

- พนักงานของสถาบันของเรากำลังตรวจสอบดินเยือกแข็งในเขตหิ้งของมหาสมุทรอาร์กติกและกระบวนการชายฝั่ง อัตราการล่าถอยชายฝั่งมีตั้งแต่หนึ่งถึงสองถึง 30 เมตรต่อปี และขึ้นอยู่กับโครงสร้างชายฝั่ง อัตราการถอยเฉลี่ยของชายฝั่งของ Laptev และทะเลไซบีเรียตะวันออกคือ 0.8 ม. ต่อปีและพื้นที่ที่สูญเสียไปในยุคปัจจุบันคือ 10.7 ตารางเมตร ม. กม. ต่อปี

บนแผนที่ราชวงศ์เก่าคุณสามารถเห็นเกาะที่ไม่มีอยู่อีกต่อไป …

- ค่อนข้างถูกต้อง มีเกาะดังกล่าว แม้แต่ในชีวิตของฉัน เกาะหลายแห่งก็หายไป - เหล่านี้คือเกาะ Semenovsky, Vasilievsky, Figurnin

แนะนำ: