Удивительная география

Такое промерзание почвы хорошо известно не только жителям северных районов. К сожалению, бесснежные, но морозные зимы могут нанести существенный вред — без снежного покрова почва промерзает на довольно большую глубину, и зимующие в ней клубни, корни и семена растений погибают. Однако в средних широтах почва редко промерзает на большую глубину — самое большее на несколько десятков сантиметров. Такая мерзлота является сезонной — ведь весной она быстро растает.

А замерзает в почве, конечно же, вода, которая присутствует в природе практически повсюду. Причем это не только та влага, которая впитывается после дождя или в результате таяния льда и снега, но и грунтовые воды.

При низкой температуре вода замерзает и накрепко соединяет частицы земли и породы. Но если сезонная мерзлота существует всего несколько зимних месяцев, то вечная мерзлота существует гораздо дольше. Ученые установили, что самой старой мерзлоте — 1–1,5 миллиона лет. На некоторых территориях мерзлота существует лишь несколько лет, поэтому ее и называют иногда не вечной, а многолетней.

Лед в вечной мерзлоте распределен неравномерно. Это зависит от разновидности пород и количества присутствующей в них воды. Понятно, что рыхлая почва легче промерзает на большую глубину, чем твердые скалы.

Исследователи выделили несколько разновидностей подземного льда. Самыми распространенными являются лед-цемент и сегрегационные льды. Цемент во влажном виде легко проникает в мелкие трещины, а когда застывает, становится твердым и прочным. Похожие свойства и у льда-цемента.

Сегрегационные (от лат. segregatio — «разделение») льды образуются на глинистых почвах, насыщенных влагой. Вода поступает с большой глубины из подземных источников. При промерзании грунт как бы расслаивается, разделяется: слои льда чередуются со слоями промерзшего грунта. Толщина ледяных слоев бывает разной — и меньше миллиметра, и до нескольких сантиметров.

В некоторых районах в промерзших почвах попадаются довольно крупные массивы льда: иногда вертикальные жилы, иногда горизонтально расположенные толстые слои. Крупные ледяные жилы есть в Якутии и на Колыме.

Ширина ледяных жил может достигать 7—20 метров. Нередко ледяные жилы пересекаются с горизонтальными слоями льда, образуя в почве своего рода ледяной каркас.

Возникают ледяные жилы так: зимой при сильном понижении температуры в промерзшем грунте нередко образуются глубокие трещины. Их называют морозобойными — ведь именно мороз «пробивает» их в толще вечной мерзлоты. Появление этих трещин сопровождается сильным шумом, как будто работает отбойный молоток. Весной в эти трещины проникает вода, а зимой она замерзает. Сначала ширина трещины может составлять несколько сантиметров. Что же касается глубины, то известно, что обычно глубина морозобойных трещин составляет 5–6 метров, в редких случаях возникают трещины глубиной 10–12 метров. Однако ледяные жилы проникают в грунт намного глубже! И дело вот в чем. Во-первых, ледяные клинья растут вширь. Это происходит потому, что на месте однажды появившейся трещины вновь и вновь случаются разрывы, тем более что лед растрескивается легче, чем мерзлый грунт. Весной в образовавшуюся трещину снова проникает вода, которая зимой вновь замерзает, и т. д. Ученые установили, что за 100 лет ширина ледяной жилы может вырасти до 2–3 метров! Но ледяные жилы растут и в глубину. Это довольно сложный процесс. Известный мерзлотовед А. Попов предложил гипотезу, согласно которой рост ледяных жил в глубину сопутствует постепенному повышению поверхности земли. Особенно наглядно это можно продемонстрировать на примере пойм (часть дна речной долины, которая затопляется в половодье, во время паводков) сибирских рек или склонов возвышенностей, где постоянно накапливаются речные и склоновые отложения.