Дома на холодильниках: Как на Ямале учатся жить в условиях тающей вечной мерзлоты

Названы регионы, где уже в ближайший год велик риск техногенных аварий из-за таяния вечной мерзлоты. Данные приводят Минприроды и Роснедра. Потенциальная угроза деформаций, разрушения гражданских и промышленных зданий и сооружений существует на Ямале и в Коми. К категории риска отнесены также Воркута, инфраструктура месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции Печорского угольного бассейна, а также полотно северного перегона Северной железной дороги.

На днях на Ямале собрались ученые, инженеры, представители власти, чтобы устроить мозговой штурм и обсудить: как жить, строить дома, трубопроводы и дороги в условиях, когда земля в прямом смысле начинает уходить из-под ног.

Дома на холодильниках

Для жителей регионов из зоны риска новости в том, что тающая мерзлота угрожает зданиям и инфраструктуре, конечно, нет. Процессы оттаивания почвы начались здесь давно, а в последнее десятилетие протекают, можно сказать, рекордными темпами. Как признается губернатор Ямала Дмитрий Артюхов, ежегодно приходится тратить десятки миллионов рублей только на охлаждающие установки под зданиями, чтобы избежать их разрушения из-за растепления мерзлых пород. Проще говоря, под объектами в Арктике устанавливают холодильники, которые в прямом смысле морозят землю, чтобы дома не повело.

Ученые говорят, что оттаивание мерзлоты на Ямале происходит угрожающими темпами. Так, по большинству прогнозов, через 50 лет в Ноябрьске, Губкинском и Муравленко верхний край (или, как говорят специалисты, кровля мерзлоты) уйдет ниже среднего уровня заложения фундаментов - на глубину 10 метров. Это все равно, что под землю ушла бы почти средней высоты четырехэтажка. Для сравнения: в регионе за последние полвека глубина сезонного оттаивания мерзлоты увеличилась примерно на 20 сантиметров.

Как говорит и.о. заведующего кафедрой криолитологии и гляциологии географического факультета МГУ имени Ломоносова Ирина Стрелецкая, вечная мерзлота занимает 65 процентов площади России. Означает ли это что две трети территории вот-вот "поплывут"? Слава богу, нет.

Процессы растепления в разных регионах идут неравномерно. Это как стейк разной степени прожарки. Где-то многовековые породы, содержащие лед, пока непоколебимы и уходят на сотни метров вглубь. А где-то уже "припекло", как в Коми и на Ямале, температура пород поднимается выше нуля, ледяные включения тают, превращаются в воду и земля в прямом смысле начинает уходить из-под ног, угрожая находящимся на ней зданиям и объектам инфраструктуры. Многое зависит и от состава пород, где-то "начинка" изо льда скудная, а где-то есть огромные ледяные линзы, которые при таянии могут образовать целые озера.

Конечно, в городах процесс оттаивания протекает куда быстрее. В Салехарде, например, отопительный сезон длится 290 дней в году, разница температур дома и на улице в морозные дни составляет 70 градусов. Выходит, что здания, транспорт, объекты инфраструктуры служат дополнительной грелкой, которая только усиливает таяние вечной мерзлоты.

Пляшущие здания и дороги

То, что климат теплеет, видно все нагляднее. Самый большой ледник на Полярном Урале ИГАН всего за год уменьшился в объеме примерно на величину 270 средних пятиэтажных домов.

С проблемами тающей мерзлоты сталкиваются строители трассы Салехард - Надым. Дорогу начали строить больше десяти лет назад, но все никак не могут закончить: на покрытых асфальтом участках уже вовсю идут трещины. Строители вынуждены бесконечно укреплять дорожную подушку, чтобы хоть как-то сдержать деформации полотна. Все это приводит к удорожанию строительства чуть ли не вдвое.

Через 50 лет край мерзлоты на Ямале уйдет ниже уровня фундаментов на 10 метров. Это все равно что под землю ушла бы средней высоты четырехэтажка

В поселке Пангоды построенная всего пять лет назад многоэтажка едва не провалилась под землю: 47-квартирный дом пришлось признать аварийным, а жителей оперативно расселить.

Примеров техногенных разрушений из-за потепления климата и таяния мерзлоты по всей стране уже сотни. Но самая масштабная техногенная авария из-за растепления мерзлых пород произошла в Норильске два года назад, когда в результате разгерметизации бака с дизелем на ТЭЦ-3 разлилась 21 тысяча тонн топлива, возникла экологическая катастрофа, создавшая угрозу для экосистем Северного ледовитого океана.

Укрощение строптивой

Что делать с серьезными рисками, которые неизбежно несет с собой таяние вечной мерзлоты - сегодня это один из главных вопросов для властей арктических регионов, ученых и строителей.

При всех нешуточных угрозах невозможно (да и нет смысла) переселять северные города и регионы. А это значит, как говорит Ирина Стрелецкая, нет иного выхода, как научиться жить в условиях тающей на глазах вечной мерзлоты.

Для этого, во-первых, нужны эффективные и главное экономичные технологии сдерживания таяния под уже построенными объектами, при постоянном мониторинге температуры пород под ними. Во-вторых, необходимы исследования процессов, происходящих в толще мерзлотных пород с учетом повышающихся температур. И как следствие, крайне нужны новые технологии строительства в арктических регионах.

- Но проблема в том, что сегодня практически нет специалистов в сфере исследования и строительства в районах вечной мерзлоты. Мерзлотоведов обучают в университетах Москвы, Тюмени и Якутска. Но это не больше 20 специалистов в год. И это на всю огромную страну, большая часть которой занята вечной мерзлотой.

-За последние 30 лет в стране не было защищено ни одной докторской и кандидатской на эту тему, - говорит глава Ямала Дмитрий Артюхов.- Мы у себя в регионе учредили специальные выплаты ученым: за каждую кандидатскую регион заплатит 500 тысяч рублей, за докторскую - один миллион.

Губернатора арктического региона понять легко: технологии сдерживания холода под объектами, конечно, существуют, но обходятся очень дорого. Да, можно построить одно сверхустойчивое здание, которое, вероятно, простоит 100 лет, но какова будет его цена?

- Если ко мне придет кто-то, кто предложит способ дешевле действующих сегодня подземных "холодильников" хотя бы на 20 процентов, да я его просто расцелую, - эмоционально говорит глава Ямала.

Еще одна проблема, о которой в голос говорят власти и застройщики, - это крайне низкое качество проектных и изыскательских работ. Иногда компании, выигравшие тендер и получившие деньги, вместо того, чтобы пробурить 100 скважин по замерам температуры и исследования мерзлотного грунта, бурят всего две и по ним делают выводы.

Инфографика "РГ" / Антон Переплетчиков / Елена Мационг

- Прежде чем начать строить на каждом объекте мы вынуждены делать все замеры заново, - говорит генеральный директор компании, ведущей строительство в арктических регионах "Мостострой-11" Николай Руссу, - потому что исследования либо проведены некачественно, либо сделаны еще во времена СССР. А с тех пор изменилось практически все. Когда я начинал работать в 80-е годы прошлого века, морозы на Ямале зимой стояли и под минус 56 градусов, за последние десять лет я такой температуры не помню.

Чтобы не зависеть от качества работы проектировщиков, на Ямале создали свою собственную лабораторию. Теперь перед началом строительства объектов здесь проводят тщательные исследования состава, свойств и льдистости вечномерзлых пород. Это дает гарантию, что дома и дороги не пойдут "плясать" после постройки.

Эксперты научного центра изучения Арктики разработали систему, позволяющую контролировать состояние вечной мерзлоты под зданиями. В Салехарде создали сеть термометрических скважин для наблюдения за состоянием криолитозоны. Данные об измеряемой температуре собираются автоматически и передаются на сервер. Поступающая информация отражается на карте города в интернете в реальном времени. На ней видно, где процесс повышения температуры вечной мерзлоты еще только начинаются, а где протекают уже довольно интенсивно, и пора принимать срочные меры либо по укреплению зданий, либо по отселению людей. К слову, собрав данные об изменениях температуры, можно создать и математическую модель того, как будет происходить процесс деградации мерзлоты в перспективе. И уже исходя из этого, решать: с какими именно технологическими особенностями должны строиться объекты, транспортная инфраструктура, жилые дома.

Все специалисты как один говорят: стандарты дорожного и жилищного строительства в Арктике сегодня срочно нуждаются в переосмыслении на базе научных изысканий высокого качества.

А еще, как считает Ирина Стрелецкая, для жителей Арктических районов должна быть выработана целая культура сосуществования с мерзлотой, создана система образования и просвещения от школы до колледжей и институтов. Ведь даже от того, как убирают снег, зависит скорость оттаивания: сгреб и не вывез сугробы, значит, создал искусственное одеяло, которое только подогревает почву.

В Якутии уже принят региональный закон о вечной мерзлоте. Как отмечают эксперты, настало время принять такой закон и для всей арктической зоны России. Свод четких правил позволит избежать техногенных катастроф и снизить многомиллиардные расходы на борьбу с оттаиванием в Арктике (уже подсчитано, что если ничего не предпринимать, ущерб от таяния вечной мерзлоты к 2050-му году может составить пять триллионов рублей).