Поделиться
- На данный момент мониторинг вечной мерзлоты находится главным образом на уровне планов и теоретических разработок, - отмечает специалист по экологии "Проектного офиса развития Арктики", менеджер проекта "Невечная мерзлота" Полина Чепляева. - Есть несколько разных подходов. Одним из них сейчас занимается Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ). Специалисты института поставили 42 пункта мониторинга и занимаются рекогносцировочными работами. Еще один подход разрабатывали ученые геологического факультета МГУ, которые продвигали идею полигона для мониторинга мерзлоты.
Глобальное потепление, которое происходит в высоких широтах в три-четыре раза быстрее, чем в целом на планете, быстро разрушает автомобильные дороги в Арктике. Для экономики арктических регионов это критичный вопрос: доля региональных перевозок автотранспортом в них составляет около 69 процентов. Как правило, железнодорожного сообщения там нет, авиаперевозки стоят очень дорого, а внутренние водные маршруты либо отсутствуют, либо действуют только коротким северным летом. Все жизненно необходимые грузы - продукты питания, медикаменты, стройматериалы, горючее - развозятся по территории регионов почти исключительно автотранспортом. Кстати, всего в России каждый год прокладывают более 28 тысяч километров зимников. Например, в сезон 2019/20 годов были официально открыты 174 такие дороги. Для сравнения: федеральная сеть асфальтовых дорог общего пользования в стране составляет более 50 тысяч километров.
Что делает тающая мерзлота с северными дорогами, увидел своими глазами известный путешественник Алексей Жирухин, который объехал почти всю Россию и более полусотни других стран. Минувшей зимой он проехал по единственной дороге, соединяющей Республику Коми и Ненецкий автономный округ. Обычно дорога в условиях вечной мерзлоты представляет собой насыпь, на которую укладывают бетонные плиты. Прокладывать дорогу приходится практически на ледяном панцире. Земляное полотно устраивают так, чтобы не допускать оттаивания грунта в основании, но это не всегда получается. Тепло, которое создается при движении транспорта, нагревает почву. В итоге полотно теряет монолитность и проседает. Получаются "волны", разглядеть которые не так просто.
- Если не заметить их вовремя, получится то, что случилось со мной, - рассказывает путешественник. - На одной из "кочек" машина сильно подпрыгнула, при жестком приземлении не выдержал и оборвался один из болтов крепления бака. Сразу после границы дорога становится в два раза уже, а качество еще хуже. Скорость резко падает с 60-70 до 30-40 километров в час. В некоторых местах продавленные плиты создают такой перепад, что есть риск покалечить диск или порвать покрышку.
Насколько быстро деградирует дорожное покрытие при потеплении климата, наглядно показывают дороги в северо-восточных регионах Арктической зоны РФ (АЗРФ). В 2012 году на Р-297 "Амур" было зарегистрировано 313 дефектов покрытия. На следующий год дорожники устранили более 100 из них и продолжали эту работу ежегодно. Но количество деформаций росло с угрожающей скоростью: к 2015 году их стало уже 504, отмечает аналитик "Невечной мерзлоты" Елена Дернова. Просадки земляного полотна появлялись ежегодно десятками. Чаще всего они возникали возле водопропускных труб, на подходах к мостам, на высоких насыпях, в нулевых точках, в местах устройства кюветов, на болотистой местности и там, где в подошве дорожного полотна находились каменные россыпи - курумники. То есть там, где поверхностные и грунтовые воды фильтруются через насыпь и нижележащий грунт.
Сейчас ученые занимаются разработкой методики мониторинга арктических дорог. Как ни странно, до сих пор в России почти никто не занимался нормативной базой по эксплуатации автодорог на территориях, где распространены многолетнемерзлые грунты. В результате не очень понятно, как обрабатывать данные изысканий и мониторинга. Все существующие документы нацелены на изыскания, что непригодно для целей мониторинга. Зарубежный опыт, существующий в данной сфере, невозможно применять в России без существенной переработки.
Научно-исследовательскую работу по созданию методических рекомендаций предполагается завершить в четвертом квартале 2022 года. В полученном документе будут содержаться ответы на вопросы, как должны быть организованы наблюдения за состоянием грунтов при мониторинге, каковы набор и формат контролируемых параметров, как их анализировать и использовать в инженерных расчетах и прогнозе эксплуатационного состояния дорог. Все это позволит эффективнее проектировать, строить, эксплуатировать и ремонтировать арктические автотрассы.
По предварительным оценкам, на развертывание системы мониторинга вечной мерзлоты в АЗРФ требуется около 10-12 миллиардов рублей. Эта сумма в масштабах Арктики выглядит очень скромно, однако эти расходы способны окупить себя тысячекратно. Ученые разработали 24 сценария ущерба при оттаивании вечной мерзлоты. Эти расчеты показали, что прямой ущерб для зданий, инженерных сооружений и дорог в Арктической зоне РФ к середине столетия может составить около пяти-семи триллионов рублей. Контроль состояния замерзшей почвы, конечно, не сведет этот ущерб к нулю, но позволит значительно уменьшить эти астрономические суммы.
Как ранее сообщал директор ААНИИ Александр Макаров, базой для системы мониторинга многолетней мерзлоты станут 140 пунктов наблюдения на базе действующих обсерваторий и гидрометеостанций Росгидромета. Там предполагается пробурить скважины глубиной до 30 метров, на разных горизонтах которых будет автоматически фиксироваться температура мерзлоты.