Многолетняя мерзлота (ее часто называют и как вечная мерзлота) — это толща горных пород и грунтов, температура которых в течение не менее двух лет остается ниже 0 °C. Это не просто «замерзшая земля»: в порах и трещинах таких пород скован льдом грунтовая вода, встречаются ледяные прослои, линзы, клинья, целые массивы ледяного льда. В географии используется термин криолитозона — область распространения мерзлых пород на планете. Для России понимание строения и распространения многолетней мерзлоты — ключ к объяснению особенностей природы Севера, хозяйства в Сибири и на Дальнем Востоке, а также к решению практических задач по карте. Ниже мы последовательно разберем, как мерзлота формируется, где она есть, какие типы распространения выделяют, как она влияет на ландшафты и деятельность человека, и как грамотно работать с картами и статистикой при изучении этой темы.

Начнем с базовой структуры. Верхняя часть мерзлых толщ — это активный слой, который летом успевает оттаивать, а зимой промерзает обратно. Его мощность обычно составляет от 0,3 до 2 м, но сильно зависит от состава грунтов, снежного покрова и растительности: пески в лесотундре могут оттаивать глубже, чем тяжелые илилы в тундре. Ниже лежит собственно многолетнемерзлая толща — слои, где температура круглый год остается отрицательной. Внутри нее часто встречаются ледяные линзы и ледяные клинья (полигональные сети), которые образуются при повторном промерзании и растрескивании грунта. В местах длительного отрицательного теплового баланса мощность мерзлоты может достигать сотен метров: местами в Восточной Сибири она измеряется сотнями и даже свыше 1000–1500 м, а температуры пород падают до −10…−15 °C и ниже.

Почему мерзлота существует и так широко распространена в России? Главные факторы — климат (низкие средние годовые температуры и маленькая сумма летнего тепла), континентальность, слабое солнечное прогревание при высоких широтах, а также снежный покров, который может как защищать грунт от сильного промерзания (толстый снег — как «одеяло»), так и способствовать охлаждению, если его мало и ветром он сдувается. Важны и рельеф с экспозицией склонов (северные склоны холоднее южных), растительность (мхи и лишайники в тундре создают теплоизолирующую «шубу»), грунтовые воды, близость водоемов. Выделяют также талики — незамерзающие прослои в толще мерзлых пород, которые формируются под руслами рек, озерами, морскими лагунами или в местах притока тепла из недр; по таликовым зонам в мерзлоте «работает» дренаж и перемещение тепла.

В России многолетняя мерзлота занимает примерно 60–65% территории. Ее «ядро» — Восточная Сибирь и Северо-Восток: это Якутия (Саха), север Красноярского края и Таймыр, плато Путорана, северо-восточная часть Енисейского кряжа, Чукотка, Колымское нагорье, верховья Индигирки и Колымы. Широко распространена мерзлота на полуостровах Ямал и Гыдан, в Ненецком и Ямало-Ненецком автономных округах, в Северном Приангарье, в Корякском нагорье и на Охотско-Колымском побережье. В Западной Сибири к югу она становится прерывистой, а еще южнее переходит в отдельные «острова» в пределах тайги и горных территорий. В европейской части России мерзлота встречается в основном на крайнем северо-востоке Европейского Севера и в горных районах; южная граница определена комплексом климатических и ландшафтных условий, а не строго широтой.

По характеру распространения выделяют несколько типов. Это важно и для теории, и для практики (например, при решении заданий по карте России).

• Зона сплошной мерзлоты — мерзлые породы занимают 90–100% площади. Здесь активный слой тонкий, а температура пород низкая; таликов немного и они приурочены к крупным рекам и озерам. Типичные регионы: центральная и северная Якутия, Чукотка, север Таймыра.
• Зона прерывистой (или прерывающейся) мерзлоты — мерзлые и немерзлые участки чередуются, доля мерзлоты 50–90%. Активный слой толще, снег глубже, чаще встречаются талики и заболоченные участки. Такая зона характерна для Западной Сибири к югу от Обской губы и части Восточной Сибири.
• Зона островной мерзлоты — отдельные массивы мерзлых пород занимают 10–50% территории. Встречается в южной тайге, лесостепных переходных областях и в межгорных котловинах с холодными зимами.
• Изолированные участки (спорадическая мерзлота) — менее 10% площади, как правило, в горах (например, в Алтае, Восточном Саяне, на плато Укок) и в местах, где микроклимат способствует сохранению холода: на северных теневых склонах, в каменных россыпях, под торфяниками и на вечнозатененных участках.

Легче понять «карту мерзлоты», когда увидите, как она «встроена» в ландшафты. В тундре и лесотундре холод и плохой дренаж приводят к развитию специфических криогенных процессов: пучение грунтов (вспучивание при промерзании), образование полигональных сетей, термокарст (просадка поверхности при таянии ледяных линз), наледи (зимние многослойные ледяные пласты, возникающие при выходе подмерзлых вод на поверхность), солифлюкция (медленное сползание увлажненного слоя по мерзлому основанию). Обилие термокарстовых озер и болот, особенно на Западно-Сибирской равнине, — прямое следствие наличия мерзлоты. На побережьях Северного Ледовитого океана активны криоабразия и разрушение берегов за счет оттаивания и осыпания мерзлых обрывов.

Знание о мерзлоте полезно и для объяснения природных зон. В зоне тундры и лесотундры низкие температуры и неглубокий активный слой ограничивают корнеобитаемый горизонт: деревья либо отсутствуют, либо карликовые. В таеге Восточной Сибири, особенно в Якутии, преобладает лиственница, чей биологический цикл хорошо адаптирован к мерзлотным условиям и пожарам. Почвы часто глеевые, торфяно-глеевые, с высокой влажностью; в верхнем горизонте накапливается органика, которая из-за холода медленно разлагается. Отсюда важная современная тема — углерод в мерзлоте: при ее деградации часть накопленного углерода может высвобождаться в виде CO₂ и метана, особенно из термокарстовых озер.

Для городов и инфраструктуры строительство на вечной мерзлоте — серьезная инженерная задача. Если тепло от здания или трубопровода растопит подстилающий лед, грунт просядет. Поэтому применяются специальные решения:

• Свайные фундаменты с воздушной прослойкой под домом, чтобы не нагревать грунт; сваи заглубляют в стабильную мерзлую толщу.
• Теплозащитные экраны и сезонно действующие термосифоны, которые отводят тепло из грунта зимой и минимизируют оттайку летом.
• Поднятие трубопроводов над землей на опорах, устройство подсыпок из щебня с высокой теплопроводностью, регулирование снежного покрова (снег — теплоизолятор).
• Мониторинг температур в скважинах, контроль деформаций (в том числе спутниковыми методами, например, InSAR), расчет допустимых нагрузок с учетом криогенных свойств грунтов.

Города Норильск, Якутск, поселки газодобывающих районов Ямала — наглядные примеры того, как инженерная геокриология становится частью градостроительных норм и повседневной жизни.

Климатические изменения последних десятилетий по-разному сказываются на мерзлоте. В целом отмечается увеличение мощности активного слоя (на 10–30 см и более в ряде обсерваторий), учащение процессов термокарста и просадок, усиление заболачивания на некоторых равнинных участках. Южная граница зон прерывистой и островной мерзлоты в отдельных районах отступает к северу и в горных системах поднимается вверх по склонам. При этом ядро сплошной мерзлоты Восточной Сибири в ближайшей перспективе остается, в основном, устойчивым из-за очень низких исходных температур, но локальные риски для инфраструктуры растут. Следствие — необходимость адаптации строительных норм, пересмотра схем транспортной сети (например, переход на всесезонные дороги вместо «зимников») и расширение мониторинга.

Чтобы уверенно ориентироваться на карте и правильно отвечать на задания, используйте последовательный алгоритм. Это особенно важно для типичных вопросов «Покажите зоны распространения многолетней мерзлоты» или «Объясните, почему в этом районе развиты термокарстовые формы».

1. Откройте физическую карту России с изотермами января и июля и картограммы среднегодовой температуры. Зоны, где среднегодовая температура ≤ 0 °C, потенциально соответствуют криолитозоне.
2. Сверьте с картой природных зон: тундра, лесотундра и северная тайга почти всегда находятся в пределах мерзлоты, но учтите горные районы, где действует высотная поясность.
3. Посмотрите на карту средней мощности снежного покрова: тонкий, сдуваемый снег в тундре способствует глубокому промерзанию; где снег глубокий, у южной границы мерзлота более прерывиста.
4. Отметьте крупные реки и озера: вдоль долин чаще встречаются талики, значит, даже в сплошной зоне есть «коридоры» тепла.
5. Для горных регионов найдите высотные отметки: ниже определенного изотермического уровня мерзлота может отсутствовать, а выше — появляться в виде «островов».
6. Сопоставьте ландшафтные формы: множественные озера-«чаши», булгунняхские холмы, полигональные сети — признаки термокарста и криогенной динамики.
7. Сделайте вывод о типе распространения: сплошная, прерывистая, островная. При необходимости подтвердите цифрами (доля площади) из атласа или учебника.

Частые ошибки учащихся связаны с упрощениями. Во-первых, мерзлота — это не только про широту: в горах юга Сибири она есть на больших высотах, тогда как на приморских участках с мягкой зимой — ее нет, несмотря на северные широты. Во-вторых, толстый снег не всегда «усиливает» мерзлоту — чаще он, наоборот, утепляет грунт и приводит к более прерывистому характеру. В-третьих, нельзя путать сезонное промерзание с многолетним: в средней полосе России грунт зимой промерзает, но летом полностью оттаивает — это не криолитозона. Наконец, «красивые» круглые озера на снимках Севера — чаще термокарстовые, а не следы метеоритов; их форма связана с таянием ледяных линз и оседанием.

Для лучшего понимания запомните «портреты» регионов. Якутия — самый яркий пример сплошной мерзлоты: мощность до сотен метров и более, развитый полигональный рельеф, города на сваях, традиционные «ледники» (подземные хранилища) и знаменитый Батагаинский термокарстовый провал как пример быстрого оттаивания льдистых пород. Западная Сибирь — прерывистая мерзлота с множеством болот и озер, особенно на севере Ханты-Мансийского округа и ЯНАО; здесь развито нефтегазодобывающее хозяйство и сеть зимников. Норильский промышленный район на севере Красноярского края — это сочетание сплошной мерзлоты, горного рельефа и сложных инженерных решений. Чукотка и северо-восток — зона сурового климата, морского влияния и обширных наледей в долинах.

Экономические и социальные аспекты тесно связаны с мерзлотой. Добыча нефти и газа, цветных и редких металлов, алмазов в Якутии, Норильске, на Ямале невозможна без учета криогенных грунтов. Логистика сильно сезонна: зимники позволяют добраться к удаленным месторождениям, но потепление сокращает период их работы. Для коренных народов Севера (ненцы, эвены, эвенки, чукчи) мерзлота — часть привычной среды: маршруты кочевий, места стоянок, традиционные способы хранения продуктов и обустройства жилищ учитывают промерзание, снежный режим и наледные зоны. С экологической точки зрения нарушение теплового баланса грунтов (например, из-за снятия мохового покрова при строительстве) может запустить деградацию мерзлоты, что вызывает просадки и изменяет гидрологический режим целых бассейнов.

Наконец, несколько терминов, которые стоит уверенно использовать в ответах. Многолетняя мерзлота — состояние грунтов с T ≤ 0 °C не менее двух лет подряд. Активный слой — сезонно оттаивающий верхний горизонт мерзлоты. Криолитозона — область распространения мерзлых пород на Земле. Талик — незамерзающий слой в толще мерзлоты. Термокарст — просадка и образование котловин при таянии подземного льда. Пучение — поднятие поверхности при замерзании воды в грунте. Наледь — наслоенный лед, формирующийся в холодный сезон при выходе подземных вод. Уместное и точное употребление этих понятий показывает, что вы не просто «знаете карту», но понимаете процессы, которые за ней стоят.

Подводя итог, запомните ключевую связку: распространение многолетней мерзлоты в России определяется климатом, рельефом и характером подстилающих пород; она охватывает большую часть Сибири и Северо-Востока, переходя от сплошной к прерывистой и островной к югу и вниз по высоте; ее присутствие формирует особые ландшафты, почвы, растительность и требует адаптированных технологий строительства и природопользования. Для уверенных ответов на уроке и экзамене используйте пошаговый разбор карты, связывайте факты с процессами и приводите региональные примеры — это самый надежный путь показать глубокое понимание темы «Многолетняя мерзлота и ее распространение в России».