Строить можно и на Луне
Вечная мерзлота занимает 65% территории Российской Федерации, и по этому показателю наша страна на первом месте в мире. Нигде нет столько мерзлоты. А Якутию, как самый крупный регион на планете, вполне можно считать самым крупным мерзлотным регионом в мире.
Но в последнее десятилетие в связи с потеплением климата многие ученые высказывают свои опасения о возможной частичной потере мерзлоты. Как это скажется на строительстве и на уже построенных объектах? Эти вопросы мы задали одному из ведущих специалистов по вечной мерзлоте, главному научному сотруднику Института мерзлотоведения СО РАН Виктору Шепелеву.
— Прошлый год был признан самым жарким на планете. Что в этой связи происходит с вечной мерзлотой?
— Для Якутии были еще более уникальные даты. Например, летом 2020 года в Верхоянске был установлен температурный рекорд в 38 градусов. Температура, да, продолжает расти. Но причины на это разные. Мы на этот счет разработали свою модель, в которой разделили эти факторы на три группы: геопланетарные, астропланетарные и космопланетарные. Первая группа — это всё то, что связано с Землей, вторая группа — всё, что связано с влиянием Солнца, и третья — это наша галактика и метагалактика. Так вот, когда мы начали рассматривать факторы в каждой группе, пришли к выводу о том, что все они периодические, воздействуют на климатическую систему своеобразно. И может, в частности, происходить совпадение фаз.
— А в Якутии какая сейчас ситуация с вечной мерзлотой?
— То потепление, которое сейчас происходит, не является уникальным. Так было и в прошлом. Были периоды как похолодания, так и потепления. Последнее сильное похолодание было 20 000 лет назад, а 5 000 лет назад было очень мощное потепление. Тогда вечная мерзлота оттаивала с поверхности на сто метров. Сейчас при нашем потеплении такого разрушения пока нет. Но в верхней части вечной мерзлоты, то есть в ее кровле, конечно, могут происходить негативные процессы. Кстати, на нее влияют не только температура воздуха, но и атмосферные осадки и их динамика. Ну и, конечно, кроме природных факторов на вечную мерзлоту влияет деятельность человека.
— Таким образом, пока вечной мерзлоте ничего серьезного не угрожает. И ее по-прежнему можно смело называть «вечной»? Но я читал статьи о том, что некоторые ученые бьют тревогу из-за возможного таяния.
— Изменения, конечно, происходят, и это касается кровли вечной мерзлоты. Есть прогнозы о том, что с ней будет к 2100 году, с ее верхней частью. По этому прогнозу вечная мерзлота освободит большие площади на Камчатке и в Хабаровском крае и Западной Сибири и других районах страны. Но это прогноз тех авторов, которые отрицают возможность похолодания климата. И касается это опять-таки верхней части вечной мерзлоты. Чтобы растаяла вся ее толща, которая, например, в Якутске составляет около 300 метров, нужны тысячелетия. А вот то, что происходит в Якутии с верхней частью вечной мерзлоты, то это действительно очень тревожно. Так, в Чурапчинском улусе, например, идут активные термокарстовые процессы и просадки. Или вот посмотрите на график, касающийся защитного слоя вечной мерзлоты. Там, где есть лес, который снижает влияние солнца, защитный слой сохраняется, а вот там, где леса нет, то и защитного слоя фактически уже не осталось. В таких местах формируются былары, а потом появляются термокарстовые озера. За 20 лет сухой алаас превратился в полноценное озеро.
— Таких зон в Якутии много?
— Да, достаточно много. Они характерны для низменных районов. Это Центральная Якутия, Приморская низменность, а также пойменные участки северных рек.
— Вот и Якутск в том числе. И в этой связи очень важный вопрос. Меняется ли подход к строительству на вечной мерзлоте? 203 микрорайон уже без свай стоит. До этого на песках 202-й появился.
— Наш институт предостерегал от такого строительства еще в восьмидесятых годах прошлого века. Не нужно было осваивать пойменные участки. Об этом говорил и наш директор академик Мельников, когда началась вся эта эпопея с намывом песка на Зеленый луг. Например, когда намывали грунт, он имел положительную температуру, поскольку намыв шел земснарядами. Там шла сильная протайка мерзлоты. В результате сформировались положительные температурные зоны в толще намытого песка и в подстилающих грунтах.
И как строить? На сваях, когда «плывут» грунты, этого не получится, так как может привести к печальным последствиям. И начали делать плитный фундамент. Достаточно надежно, но это дорогое удовольствие. Вообще, почему стали осваивать тогда пойму реки Лены. Хотели сэкономить, а получилось наоборот.
Но с плитным фундаментом есть еще другая проблема: как только начнутся утечки из коммуникаций, а они со временем начнутся, вода начнет вымывать песок, и будут образовываться пустоты. Подобный пример уже есть — корпус 19 в 202 микрорайоне.
— Да, и еще весь город покрылся песком.
— Да, мы обо всем этом предупреждали. Я даже выступал на Комсомольской площади в свое время. И не только я, а многие наши ученые были против.
— С тех пор прошло 30 лет, и появился 203 микрорайон. Уже без свай.
— И это называется строительство по второму принципу — без сохранения вечной мерзлоты.
— То есть под 203-м нет мерзлоты? Там даже подземные гаражи и другие подземные помещения есть. Это более надежно?
— До глубины порядка тридцати метров ее нет или она высокотемпературная, то есть очень уязвимая и ненадежная. Там тоже плитный фундамент. А вот что касается этих подземных помещений, то со временем они могут сыграть негативную роль. Это раз. А во-вторых, это протаивание за счет намывных грунтов когда-то остановится, и снова начнется промерзание. То есть верхняя граница мерзлоты начнет возвращаться к поверхности. И начнутся процессы пучения грунтов, что будет способствовать деформации зданий.
— Так, а к вам в институт не обращались за консультацией?
— Конечно, мы помогали. Да, мы были против, но раз стали строить, то что тут поделать. Ну и нам интересно, как ученым, наблюдать за тем, как все это будет. Да, тут еще отметить надо, что рано или поздно начнутся канализационные утечки в подстилающие пески. И все это в конечном итоге направится в Лену. И эти два микрорайона станут причиной площадного загрязнения реки.
— Кто-то из застройщиков советуется с учеными на проектной стадии?
— Когда происходит какая-то очень неприятная ситуация, обращаются. Есть способы устранения негативных моментов. Искусственное охлаждение грунтов, например. Это мы рекомендуем. А на проектной стадии к нам обращаются очень и очень редко. Это те мудрые люди, которые беспокоятся о будущем того объекта, который строится, и о будущем города. Мы пишем свое экспертное заключение.
— Много лет назад мы говорили с вами о Ленском мосте. Вы тогда сказали, что Табага — не самое лучшее место для подобного строительства.
— Да, это так. В принципе, строить на Табагинском мысе можно, но нужны серьезные вложения. Построить можно и на Луне.
— А что касается дорог на вечной мерзлоте, можно добиться как-то того, чтобы они подольше сохранялись?
— Деньги решают всё. Можно сделать так, что мерзлота не будет рвать дорожное полотно.
— Проспект Ленина приблизился, наверное, к этому?
— Да, можно так сказать. Но вот с эксплуатацией не очень. Построили, а потом коммунальщики начинают прокладывать через дорогу свои сети, в результате теряется монолитность дорожного покрытия, повышается его трещиноватость и микротрещиноватость. В них просачивается вода, которая в зимний период замерзает и способствует развитию трещиноватости. То есть вода — это главный враг дорог. Нужно обязательное грамотное дренирование территории.
— Такой вопрос. В республике какие-то шаги, может, предпринимаются на законодательном уровне относительно вечной мерзлоты?
— Проблема изменения климата и судьбы вечной мерзлоты — это серьезные вопросы. У нас в Якутии есть Высший совет старейшин. Мы обсуждаем различные актуальные вопросы. И потом высказываем свои мнения и предложения руководству республики, соответствующим министерствам, проектным и академическим организациям. Так, в 2018 году в нашей республике был принят Закон об охране вечной мерзлоты по инициативе нашего института и Госсобрания РС(Я).
Но закон есть, а его реализации пока не видно. А мы в 2019 году провели заседание по этому вопросу и по его результатам приняли соответствующее постановление. На имя главы, например, мы написали о том, что следует создать перечень населенных пунктов, которые входят в зону экологического риска из-за таяния вечной мерзлоты. Другое наше предложение — это организовать комплексный мониторинг состояния вечной мерзлоты. Ну и так далее.
— А этих населенных пунктов в зоне риска много?
— Прилично, особенно в Центральной Якутии. Упомянутая мной уже Чурапча, например. И Якутск тоже в зоне риска. В общем, мы пытаемся этими вопросами заниматься.
— Какая страна сейчас находится в лидерах по изучению вечной мерзлоты?
— Китай. Они, конечно, очень детально изучают нашу литературу. Но у них просто колоссальное превосходство в научной аппаратуре. Насколько оснащены их лаборатории! Этому просто завидуешь.
— А как у вашего института обстоят дела с международным сотрудничеством? Сейчас, полагаю, оно сократилось.
— Да, сотрудничество сейчас притупилось. Например, у нас был совместный проект с Германией — экспедиция «Лена» в районе Тикси.
— Но с Китаем связи, конечно, есть?
— Да. С Китаем хорошие отношения. Существуют совместные тематики и даже совместные научные лаборатории. Как наши специалисты туда ездят, так и китайские ученые приезжают к нам. Помимо этого мы с ними проводим совместные симпозиумы по инженерной геокриологии, разбираем проблемы, связанные со строительством зданий, трубопроводов и дорог. Этот проект начался еще в девяностые годы, и каждые два года мы их проводим. Эти совещания дают обеим сторонам очень многое.
— Не могу не задать вопрос об источнике и наледи Булуус. Повлияло ли потепление климата на этот знаменитый источник?
— Да, это уникальный природный объект. Дебет (расход) этого родника составляет 100 литров в секунду, то есть около 10 тысяч кубометров в сутки. В зимний период этот источник формирует наледь толщиной до четырех метров. Наш институт наблюдает за этим объектом уже в течение 60 лет. Дебет его и размеры наледи изменяются незначительно год от года. Но тренда на уменьшение нет. Он каждый год зимой формируется и летом растаивает.
— И последний вопрос. Когда в науке было последнее прорывное открытие в области изучения вечной мерзлоты?
— Крупные открытия были в прошлом, на заре становления нашей науки. Сейчас, скорее, идут уже уточнения, формирование новых научных направлений, в том числе на стыках с какими-то другими науками.
— Спасибо!
И. БАРКОВ