Экологические последствия освоения районов вечной мерзлоты

Экологические последствия освоения районов вечной мерзлоты

 

Сыздыков Абзал

1. Сущность понятия «вечной мерзлоты»

     1.1. Определение «вечная мерзлота».

     1.2. Хозяйственное значение районов вечной мерзлоты

     1.3. Географическое распространение районов вечной мерзлоты

2. Загрязнение районов вечной мерзлоты:

     2.1. Изменения вследствие повышения температуры почв в районе вечной мерзлоты;

     2.2. Загрязнение течениями;

     2.3. Влияние повышения температуры на озера районов вечной мерзлоты;

     2.4. Влияние на сооружения на территории районов вечной мерзлоты;

     2.5. Влияние на сооружения на территории районов вечной мерзлоты;

     2.6. Экологические последствия разрушений и деформация зданий и производственных сооружений;

     2.7. Влияние повышения температуры на криосферу;

     2.8. Влияние повышения температуры на биосферу.

     2.9. Усиление парникового эффекта

3. Действия правительств государств  на сохранения районов вечной  мерзлоты.

 

 

ПЛАН:

1. Сущность понятия «вечной мерзлоты» 
1.1. Определение «вечная мерзлота».

 

Термин «вечная мерзлота» как специфическое геологическое явление был введён в научное употребление в 1927 году основателем школы советских мерзлотоведов М. И. Сумгиным.

Районы многолетней мерзлоты (криолитозоны) - верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.

По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия:

• кратковременномёрзлые породы (часы, сутки),
• сезонномёрзлые породы (месяцы),
• многолетнемёрзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).

Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками».

 

1.2. Хозяйственное значение районов  вечной мерзлоты

 

Несмотря на неблагоприятные природно-климатические условия для проживания, районы вечной мерзлоты носят очень важный стратегический характер для многих стран. В районах вечной мерзлоты сосредоточены многие виды полезных ископаемых. К ним относятся цветные металлы, нефтяные, газовые и угольные месторождения, а также газоконденсаты (гидраты). В зоне вечной мерзлоты расположены громадные лесные массивы (особенно в России), запасы пресной воды. Площадь их измеряется многими миллионами гекта­ров. На этих же просторах находятся и кормовые угодья, обеспечивающие содержание многочисленных стад оле­ней, крупного рогатого скота и др.

Так, к  примеру, на территории России няих залегают более 30 % разведанных запасов нефти, примерно 60 % запасов природного газа, а также каменный уголь и торф, богатые месторождения цветных металлов, золота и алмазов. Для вовлечения природных богатств в хозяйственный оборот на вечномёрзлых грунтах возникают города и посёлки.

1.3. Географическое распространение  районов вечной мерзлоты 

 

Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана, высокогорные районы.

В Евразии вечная мерзлота занимает около 13 млн км² и простирается от приполярных широт до 44° с. ш., а в Тибетско-Гималайской высокогорной области вечная мерзлота проникает до 28° с. ш. В Северной Америке площадь вечной мерзлоты меньше — 7,2 млн км², ее южные пределы прослеживаются в диапазоне широт 52–56°, т. е. значительно севернее, чем в Азии. Причина этого различия заключается в том, что более возвышенный горный рельеф Азии и, следовательно холодный климат, определяют более южное положение границы вечной мерзлоты. Материк, где вечная мерзлота отсутствует полностью — это Австралия, в Африке возможно её наличие только в высокогорных районах. Интересно, что вечная мерзлота существует и под водой — в шельфе северных морей.

Россия является страной с самыми большими районами вечной мерзлоты. В основном к таким районам относятся части северной Сибири, Дальний Восток, а также некоторые районы европейской части России, так же относятся к районам вечной мерзлоты.

В Казахстане районы вечной мерзлоты встречаются в высоко-горных районах: Памиро-Алтай, Тянь-Шань, Джунгарский Алатау, Саур-Тарбагатай и Казахстанский Алтай.

 

фиолетовый - районы многолетней мерзлоты в северном полушарии, 

синий — районы промерзания почвы более чем на 15 суток в году, 

красный — районы промерзания почвы менее чем на 15 суток в году, 

сплошная линия — граница области сезонного снежного покрова

Интенсивность цвета залив ки Характеризует

льдистость, диапазон ее изменения 10-35%.

 

Сплошная (мерзлота) – коричневый;

Прерывистая – синий;

Островная – темно-зеленый;

Редкоостровная – светло-зеленый;

Горная – рыжий.

  
2.  Освоение природных богатств районов вечной мерзлоты.  
2.1. Последствия освоения природных богатств районов вечной мерзлоты. 

 

1) Для освоения ресурсов была  создана инфраструктура: нефтегазопромысловые объекты, магистральные нефте- и газопроводы протяженностью в тысячи километров, шахты и карьеры, гидроэлектростанции, возведены города и поселки, построены автомобильные и железные дороги, аэродромы и порты.  Что нарушило естественное экологическое пространство.

2) Длительное освоение природных ресурсов Севера с применением несовершенных технологий добычи и переработки различных видов сырья привели к накоплению многих сотен миллионов тонн токсичных, опасных (в том числе радиоактивных) загрязнителей.

3) В настоящее время загрязнители внутри накопителей находятся в законсервированном (мерзлом) состоянии, однако при деградации мерзлоты они вовлекаются в кругооборот живой природы, попадая в Арктический и Тихоокеанский бассейны, разрушая при этом не только биоценозы Севера, но и экосистемы Мирового океана.

4) Токсичные вещества через пищевую цепочку организмов существенно ухудшат качество морепродуктов, скажутся на здоровье человека и животных.

  

   

2.2. Изменения вследствие повышения  температуры почв.

 

• Деградация многолетне–мерзлых пород в Арктическом промышленном районе является результатом повышения температуры поверхности, которая зависит от температуры и площади контакта различных тепловых источников на поверхности, а также от длительности техногенных влияний на вечномерзлые основания.
• Это повышение вызвано комплексом факторов, основными из которых являются:  
  -изменения природных ландшафтов, подвергшихся еще до их освоения различным антропогенным нарушениям, ухудшение экологической обстановки;  
  -несовершенство существующих методов инженерной подготовки территорий, прежде всего устройство мощных плохо отсортированных и хорошо фильтрирующих техногенных подсыпок;  
  -привнос тепла в грунты в процессе устройства фундаментов, особенно;  
  -многочисленные нарушения в эксплуатации подполий и других охлаждающих геотехнических систем;  
  -механизированное перераспределение снежных отложений с ежегодным складированием мощных (до 5–8 м) отвалов снега во дворах;  
  -тепловое воздействие системы подземных коллекторов на вечномерзлые грунты;  
  -изменение теплопроводных свойств грунтов при их техногенном подтоплении и засолении;

        - Глобальное потепление - процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.

 

  
2.3. Загрязнение течениями

 

Природа Арктики (где располагается большая часть районов вечной мерзлоты) в высшей степени чувствительна к антропогенному воздействию и очень медленно восстанавливается после неразумного вмешательства. В Арктике сходятся основные атмосферные потоки, речные и морские течения, которые издалека приносят сюда загрязняющие вещества. При этом характер воздушных потоков сильно зависит от сезона.

Атмосферные массы и течение Гольфстрим приносят западную часть Арктики загрязняющие вещества из Западной Европы.

Особо сильное антропогенное воздействие испытывают экосистемы Белого, Баренцева и Карского морей.

2.4. Влияние повышения температуры на озера районов вечной мерзлоты

 

В земле больших количествах содержится подземный лед различных видов, а также пластовые льды. Когда температура грунта повышается, подземный лед начинает таять. Вследствие глобального потепления температура выше обычного, поэтому нижний уровень слоя грунта опускается ниже и ниже и даже может достичь этих крупных ледяных залежей. В результате таяния льда грунт проседает и образуется чаша, которая затем заполняется водой.

Большинство озер в тундре термокарстового происхождения.

 

Из-за повышения температуры периодически такие озера спускаются в результате эрозии или склоновых процессов, а потом, со временем, снова заполняются водой.

 

Жителям тундры исчезновение озер может доставить немало хлопот, ведь вместе с водой исчезает и рыба, один из главных продуктов питания кочевников.

2.5. Влияние на сооружения на территории районов вечной мерзлоты

 

• При строительстве зданий приходится считать­ся с угрозой вспучивания их фундаментов и с неравномерной их просадкой, так как во время эксплуатации зданий нарушает­ся температурный режим мерзлоты. По­этому фундаменты и опоры заглубляют в мерзлый грунт, а дома строят на сваях.
• При деградации мерзлоты, повышении температуры грунтов (зачастую и протаивание) наблюдается резкое уменьшение несущей способности вмороженных фундаментов, но так как нагрузки от сооружений остаются прежними, то объекты деформируются. Трещины в конструкциях, неравномерные осадки зданий, провалы блоков подземных коллекторов — эти и другие негативные результаты повышения температуры мерзлоты можно видеть практически повсеместно в городах районов вечной мерзлоты.
• При прокладке железных или шоссейных дорог строители вынуждены производить много дополнительных и дорогостоящих работ, чтобы избежать разрушения нале­дями дорожного полотна, и в особенности мостов.

 

Деформация дорог (железных, автомобильных, аэродромов) – 
влияние на транспортную систему стран, коммуникацию между населенными пунктами.

Разрушение могильников

• 1) Разрушение могильников, в которых законсервированы в мерзлом состоянии опасные вирусы и бактерии (сибирская язва, чума, оспа и др.), сохраняющие свои активные свойства в замороженном состоянии, способно вызвать эпидемии в северных регионах;
• 2) Разрушение могильников, несущих археологическую ценность, негативно сказывается на культурной состовляющей жизни страны и общества.

2.6. Экологические последствия разрушений  и деформация зданий и производственных  сооружений

 

• В отчете «Гринпис» говорится, что при увеличении температуры вечной мерзлоты учащаются неблагоприятные геокриологические процессы, которые влияют на устойчивость сооружений. В частности, в Западной Сибири каждый год происходит около 35 000 аварий на нефте- и газопроводах, примерно пятая часть из которых вызвана механическими воздействиями и деформациями.
• Деформации нефте–, газо– и продуктопроводов, а также различных производств (особенно химических и металлургических) приведут к колоссальным выбросам загрязнителей в окружающую среду.
• Массовые разрушения зданий и сооружений, необходимость в связи с этим эвакуации миллионов людей усиливают социально–экономическую напряженность в районе.
• Разрушается экологическая среда обитания коренных народов Севера.
• В одном лишь Ханты-Мансийском автономном округе на нефтяных месторождениях происходит в среднем 1900 аварий в год. Это случается из-за неравномерной осадки грунта при таянии вечной мерзлоты или же из-за выдавливания опор и фундаментов при промерзании.

2.7. Влияние повышения температуры  на криосферу.

 

• Криосфера – ледяная оболочка земли, простирается от верхних слоев земной коры до нижних слоёв ионосферы.
• Айсберг и подземные льды– источники пресной воды. При повышении температуры происходит таяние айсбергов.