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.
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.
- 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).