0
0
На карте видно все: какие данные ямальских ученых о мерзлоте доступны в Сети?
На Ямале специалистам и всем интересующимся доступна интерактивная карта вечной мерзлоты. Как создавали ресурс, какие данные послужили основой, в каком состоянии находится мерзлота в регионе, какие есть прогнозы и что показывают исследования ледников на Полярном Урале? Подробности рассказали в пресс-центре «Север-Пресса» ученые Научного центра изучения Арктики — ведущий научный сотрудник сектора криосферы Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Антон Синицкий и старший научный сотрудник сектора геотехники Александр Лебедев.
Содержание
- 01:14 С детализацией по Салехарду
- 04:25 Про участки, обозначенные на карте
- 08:22 Какие данные попали и как обновляются?
- 13:41 Что происходит с мерзлотой и какие прогнозы?
- 21:25 Про геотехнический и фоновый мониторинги
- 24:24 Про обслуживание и расширение сети
- 29:46 Про геотехнический мониторинг в дорожной сфере
- 33:55 Может, мерзлоту совсем убрать?
- 38:13 Как чувствуют себя ледники
С детализацией по Салехарду
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
01:14 В работе по созданию карты участвовали не только сотрудники Научного центра изучения Арктики, но и наши партнеры: МГУ, Институт криосферы Земли, компания «Северные изыскания» и другие организации. Но самое главное, ни одна из этих работ не была бы сделана без поддержки правительства Ямала. Запущенная в этом году карта — плод совместных усилий. В 2024-м представители ООО «Северные изыскания» ее разработали, а в 2025-м мы совместно со специалистами департамента информационных технологий и связи ЯНАО разместили на портале ЕКС ЯНАО: она стала общедоступна. Прежде всего карта предназначена для строителей, проектировщиков, инженеров и геокриологов. На ней отображаются геокриологические процессы, степень строительного освоения. Для Салехарда, где прошли полевые работы, она сделана более детально, а для Лабытнанги и Нового Уренгоя — основана на космоснимках, то есть заложен фундамент для детального исследования.
Основой карты стали точки сети мониторинга, которые действует у нас в регионе. Конечно, мечтаем, чтобы все города вошли в мониторинг и карту, но, как говорится, Салехард — это пилотный проект. Следующий этап — сделать более детальную карту для окружного центра: сеть будет расширяться именно вокруг Салехарда и Лабытнанги. Если все получится, будем распространять эту практику дальше.
Про участки, обозначенные на карте
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
04:25 Если вы посмотрели на карту, там есть территория, которая сегодня уже застроена, — она закрашена серым цветом. Соответственно, это антропогенный ландшафт, а прилегающая территория к городу как раз отображает, как сейчас это выглядит в природе.
Почему это важно? И для чего эта карта? Как изначально осваивался и застраивался город нашими предками, как выбиралось место для жительства? Выбирался сухой берег, откуда все хорошо видно, где безопасно. Это, к примеру, Обдорский острог, улица Республики в Салехарде. По мере развития города, роста инфраструктуры мы вынуждены уходить в прилегающую территории: овраги, поймы рек, небольших ручейков. И что мы сегодня с вами наблюдаем? Микрорайоны Радужный, Брусничный — это не самые, на самом деле, подходящие места для строительства. Чтобы проектировщики правильно выбирали способ строительства, нужно понимать и знать, что там происходит. И здесь, конечно, в помощь данные наших фоновых термометрических скважин, которые сосредоточены вокруг городов. Выбраны эти города тоже не случайно. Если вы вспомните наши мастер-планы, которые сегодня у всех на слуху, это те же самые территории — Новый Уренгой, Салехард, Лабытнанги. И именно там есть новые микрорайоны, которые мы сегодня начинаем обустраивать вокруг уже традиционной территории застройки.
Мы, как практико-ориентированные ученые, призываем проектировщиков, чтобы они обращали внимание на карту и представленные в ней результаты. Почему выбрана ЕКС? Потому что она доступна всем, не нужно получать доступ, пароль, чтобы увидеть данные. Мы специально попросили, чтобы она была открытой. Во всех соцсетях, с которыми мы и наши партнеры работаем, можно увидеть пост, что вышла такая карта. Надеемся, что специалисты возьмут ее на вооружение.
Какие данные попали и как обновляются?
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
08:22 На самом деле, это наша головная боль. Мы буквально недавно разговаривали с одним из главных исполнителей, говорили, что, конечно, карта требует обновления. Какие-то территории нужно быстрее и оперативнее вводить. Появляются новые скважины, новые данные по температурам, и карта, как любая модель, — чем больше фактических данных положим, тем точнее она будет отражать действительность. Сейчас она достаточно свежая, туда заложены результаты полевых сезонов 2024 и 2025 годов.
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
В 2025 году у нас завершился еще один проект. Тоже, можно сказать, пилотный. Вместе с сотрудником МГУ Алексеем Гунаром и его командой, опираясь на наш фоновый мониторинг, провели моделирование для территорий, которые отражены на нашей карте. Есть исторические данные 70-х годов, свежие показатели, и этот длинный ряд позволяет сделать тепловое моделирование. Алексей Гунар, используя все современные климатические сценарии, сделал карты для территорий, в частности, для Салехарда, посчитал, когда и где будет кровля мерзлоты, какой будет температура на разных глубинах. Все тренды по климату переносятся и на мерзлоту. Если он теплеет, соответственно, температура мерзлоты повышается, кровля понижается. В районе Салехарда этот тренд будет сохраняться, поэтому наши совместные с коллегой из МГУ рекомендации — рассматривать в Салехарде переход все-таки ко второму принципу строительства.
Для понимания: есть два принципа строительства на мерзлоте. Первый, если просто говорить, это у нас дома на «ножках», на сваях. Это значит, под ними гуляет ветер и не дает оттаивать грунту, то есть дом не воздействует на мерзлоту, она не меняется во время эксплуатации.
Второй принцип — мерзлота есть, но проектировщик исследует грунты и на весь период эксплуатации рассчитывает проект так, чтобы дом никак не повлиял на мерзлоту и чтобы оттаивание мерзлоты под ним никак не повлияло на конструкции. Новый Уренгой, Надым и более южные города построены именно по этому принципу. То есть там происходит рытье котлована либо оттаивание, отсыпка. Строят, может быть, на сваях, может быть, на другом фундаменте, но уже без проветривания подполья. В Салехарде, к сожалению, строители зажаты в некоторые законы, правила, нормы. Если большинство домов построено по первому принципу, дальнейшие, скорее всего, построят по этому принципу.
Что происходит с мерзлотой и какие прогнозы?
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
13:41 Я уже упомянул: если сохранится тренд на потепление, по расчетам будет динамика. То есть когда температура повышается, глубина кровли понижается. Это естественный процесс, и никакой сенсации тут нет.
Но состояние мерзлоты сильно привязано к ландшафтам. Если это песочек, он прогревается сильнее, мерзлота глубже залегает и, соответственно, быстрее уходит. Если это торфяники, они служат как теплоизолятор, который зимой не дает холоду пройти, а летом, наоборот, тепло не пропускает, благодаря чему мерзлота лучше сохраняется, она теплеет, но уходит гораздо медленнее. В Салехарде, к примеру, где торфяники, мерзлота ушла на полметра. Если это песок и подальше от берега, опустилась значительнее. Вообще, средняя скорость опускания, по нашим данным, это 10 сантиметров в год. Это данные по южным скважинам мониторинга — до Нового Уренгоя и до Салехарда. Если говорить о северных скважинах — Новый Порт, Ныда, Тазовский — там мерзлота в принципе не уходит, процессы отрыва кровли от сезонного талого слоя не начались.
Александр Лебедев, старший научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
В городах большое значение еще имеет антропогенный фактор. Допустим, будет прорыв водопроводной системы, и, соответственно, условия эксплуатации существенно нарушатся, поэтому города — это особенная зона.
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
Считается, что эта зона теплее. Но на некоторых научных конференциях звучало мнение, что идет обратный процесс. Потому что в городах есть проветривание подполья, есть сезонные охлаждающие устройства, которые позволяют сохранять мерзлоту. То есть города — это, наоборот, острова мерзлоты.
Но если будет коммунальная авария, естественно, она повлияет негативно. При этом ее быстрое устранение по нашему опыту позволяет сделать так, что процесс проветривания, термостабилизации грунтов не нарушается, но при условии, что сами технологии соблюдены. К примеру, в прошлом году под одним из социальных объектов прорвало трубы с горячей водой. Температура поднялась, мы сообщили эксплуатанту. Специалисты оперативно устранили порыв, и мерзлота там уже поднялась. Мы надеемся, что в этом году она придет в норму.
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
Для простого обывателя не стоит акцентировать внимание на том, что мерзлота отступает. Есть участки, где мы начинали строить уже без мерзлоты. Есть понятие сезонного талого слоя, он промерзает за зиму. Инженерное строительство обычно ведется на глубине 15–20 метров. Не так важно, что кровля отступила с 20 на 30 метров или с 15 на 20. Здесь важно учитывать литологию. Возьмем самое первое каменное здание в Салехарде — храм Петра и Павла, ему больше 130 лет. Он стоит на ленточном фундаменте. По такой же технологии строили храмы по всей Сибири, и они стоят хорошо. Почему храм стоит прочно? Потому что он расположен на песчаном основании с хорошо дренированным грунтом. Возможно, раньше здесь была мерзлота: песок был мерзлым, но при оттаивании его объем не меняется. Место выбрано удачно, можно строить на ленточном фундаменте по второму принципу. Теперь о новых территориях: здесь мы сталкиваемся с глинистыми породами и высокольдистыми грунтами. Например, суглинки могут быть околонулевой температуры, но из-за прослоя льда при оттаивании объем будет теряться. Эти нюансы нужно учитывать. То есть температура важный, но не единственный показатель: нужно учитывать и литологию, и другие факторы.
Про геотехнический и фоновый мониторинги
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
21:25 Система автоматизированного геотехнического мониторинга активно развивается с 2020 года. Сейчас в ней более 50 зданий и свыше 400 скважин. В основном это Салехард, где стартовал пилотный проект. В прошлом году начали оборудовать здания в Лабытнанги, администрация города передала нам два объекта. Есть по одному социальному объекту в Салемале и Панаевске.
Что такое система геотехнического мониторинга? Под зданием бурят скважину и опускают в нее термометрические датчики, то есть так называемую термометрическую косу, или гирлянду датчиков, расположенных с определенной периодичностью. Датчики подключены к контроллеру. Он собирает, хранит и передает на наш сервер данные о температуре и состоянии грунтов. Мы анализируем информацию, отслеживаем текущее состояние; строим тренды, вырабатываем критерии, прогнозируем, как будет вести себя здание, предупреждаем управляющую компанию о любых отклонениях от нормы.
Фоновый мониторинг — это отдельная задача, но он должен работать в связке с геотехническим. Без данных о естественных условиях точные прогнозы невозможны. У нас более 60 собственных фоновых скважин. Первая скважина государственной сети была пробурена тоже у нас на Ямале — сейчас их уже 16. Есть скважины партнеров, их больше десяти, тут тесно сотрудничаем с Институтом криосферы Земли. Благодаря такому разнообразию, если скважина пробурена в определенном месте, мы можем экстраполировать данные на всю территорию с аналогичным ландшафтом. Это позволяет составлять карты текущего состояния и строить прогнозы на будущее.
Про обслуживание и расширение сети
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
24:24 Здесь можно провести аналогию с доктором и пациентом: чем больше изучаешь пациента, тем больше о нем узнаешь. Как говорится, не бывает здоровых людей, бывают плохо исследованные. Мы, как исследователи, тоже придерживаемся принципа «чем больше данных, тем лучше», но в разумных пределах. У нас ограниченное количество ресурсов, потому что в научном центре работает не так много специалистов, а обслуживание действующей сети требует очень много времени. Сейчас мы сконцентрировались на пилотном участке — Салехарде, о котором уже говорили. Здесь легко выезжать и обслуживать сеть, можно отрабатывать разные методики. Если сгустить сеть и собрать максимум данных о Салехарде, мы сможем отработать методики, которые потом применим к другим территориям.
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
Важно не только развивать сеть, но и сохранять существующую инфраструктуру. У любого измерительного устройства — термокосы, логгера — есть запас прочности, Любая электроника, особенно в экстремальных условиях, может выйти из строя. При этом у нас не так много сотрудников, все мы работаем в одном здании. От муниципалитетов поступают запросы на развитие сети. Но возникает вопрос: кто будет обслуживать новые объекты? Кто будет их проверять? Мы постоянно обсуждаем это с нашими чиновниками. Например, если скважина не отображается в режиме онлайн, причин может быть несколько: попала вода, примерзла коса, произошло короткое замыкание, села батарейка, другие неисправности. Кто все это будет устранять?
Один из возможных путей решения — обучение персонала эксплуатирующих организаций. Например, учреждение «Ямалтехэнергоконтроль» раньше проводило такие семинары. Нужно работать сообща. Это особенно актуально сейчас, потому что количество запросов от муниципалитетов и органов исполнительной власти растет. Люди все чаще задают вопросы: «Что происходит с нашим объектом?», «Почему появилась трещина?», «Что с отмосткой?», «Почему не работает термостабилизатор?» Чтобы отвечать на эти вопросы, а в идеале — прогнозировать, мы должны наблюдать из кабинета. В каждом муниципалитете должна быть своя команда сотрудников, которая оперативно проверяет объекты. Ученых на всех не хватит.
Про геотехнический мониторинг в дорожной сфере
Александр Лебедев, старший научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
29:46 Что касается геотехнического мониторинга в дорожной сфере, наш сектор работает в научном центре уже пять лет. Опираясь на опыт Александра Николаевича [Шеина], мы создали восемь участков мониторинга на дороге Надым — Салехард в 2023–2024 годах. Работа велась совместно с дорожной дирекцией и департаментом транспорта региона. В 2024–2025 годах шло накопление данных. За 2025 год мы сделали много полезных вещей, в частности, параллельно с накоплением данных создали дорожно строительную лабораторию и провели диагностику автомобильной дороги Обская — Паюта. Сейчас мы готовы использовать собранные данные, чтобы моделировать ситуации и предлагать решения на основе информации, поступающей в автоматизированном режиме. Наша цель — получить температурные распределения, температурно влажностные картины изменений на ближайшую перспективу. Это позволит предложить конструкции, которые будут эффективнее работать в различных ландшафтных условиях. В округе есть план адаптации к изменениям климата и нам нужно адаптировать к ним инфраструктуру, в зависимости от скорости деградации мерзлоты и ее наличия. Иногда она залегает глубоко и не влияет на ситуацию, просто есть обводненные слабые грунты, похожие на болото, они не выдерживают нагрузки. Мы планируем разрабатывать конструктивные решения для различных условий, которые можно внедрять во время текущего ремонта, а не дожидаясь капитального через 10 лет.
Может, мерзлоту совсем убрать?
Александр Лебедев, старший научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
33:55 Это сложный вопрос, на самом деле. Чтобы оттаять мерзлоту, потребуется много энергии, а потом нужно будет отвести воду. Вопрос требует комплексного рассмотрения. Например, на дороге Надым — Салехард люди видят и думают, что мерзлота деградирует, появляются просадки, давайте как-то попытаемся… Но сколько энергии нужно, чтобы оттаять ее на пять метров? На 50 метров? Сколько тепла придется потратить? И что потребуется еще сделать потом?
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
В инженерном строительстве есть методы, когда специально отпариваем грунты, чтобы построить по второму принципу. У нас есть такие объекты, есть даже два соседних здания, запроектированных по разному: одно — с сохранением мерзлоты, другое — с искусственной парооттайкой. Это нормально. Для этого мы и строим наши карты, чтобы проектировщики не ошиблись при выборе того или иного типа фундамента. С одной стороны, можно построить все на сваях и заморозить участок, чтобы перестраховаться. С другой стороны, эксплуатация такого решения дороже, ведь нужно обслуживать термостабилизаторы, убирать снег, поддерживать проветриваемое подполье.
В сложных условиях криолитозоны чем больше данных о геологии участка, тем точнее можно выбрать тип фундамента и сделать прогноз. Еще нужно учитывать грунтовые воды, они всегда найдут путь под землей. Мы наблюдаем ситуации, когда на пути миграции вод оказывается микрорайон, который мы искусственно заморозили. Но вода всегда найдет дорогу и будет промывать грунт. Гидрогеологические скважины не всегда помогают, поскольку в первый год после бурения они заполняются водой, замерзают и образуется ледяная пробка. Мы постоянно говорим об этой проблематике. Руководство округа понимает ее, поэтому создаются лаборатории и службы. Сейчас разрабатывается программа опережающих инженерно-геологических изысканий. Ее цель — выйти на новые территории без повторения прошлых ошибок. Там, где мы уже построили дома на сваях, нельзя просто перейти на второй принцип строительства.
Как чувствуют себя ледники
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
38:13 Ледники — это своего рода лакмусовые бумажки климатических изменений, они чутко реагируют на любые перемены и хранят в себе важную информацию. Например, холодные ледники с помощью углеродов фиксируют определенные данные. Но это не относится к ледникам Полярного Урала — они теплые, в них есть свободная вода, поэтому информация «размазывается». Тема изучения ледников романтичная, но непростая — добраться до них непросто. В полевой сезон 2025 года мы посетили самые северные ледники Полярного Урала — хребет Оченырд, где расположен очаг оледенения. Мы обследовали ледник Долгушина, ледник МГГ и ледник МИИГАиК. Все ледники ведут себя так же, как и остальные на Земле, то есть уменьшаются. Например, ледник Долгушина сократился по площади более чем в полтора раза с момента последнего изучения. А последнее исследование проводилось в конце 1950-х — начале 1960-х годов, во время Международного геофизического года, когда изучались ледники по всему миру. Мы провели гляциологические, геодезические и геофизические исследования. Несмотря на сокращение площади, масса ледника достаточно большая, толщина льда достигает 50 метров. Остальные ледники меньше по размеру, их массу не оценивали, но площадь тоже сокращается в 1,5–2 раза. Если тренд не изменится, ледники не будут нарастать. Однако последние два года были снежными, а снег — это питание для ледников. По первым оценкам, их сокращение приостановилось.
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
Многие спрашивают, зачем изучать ледники. Возможно, кто-то считает это пустой тратой бюджетных средств. Но мое отношение, и я это вижу в глазах туристов — не зря же ледник Романтиков уже считается визитной карточкой Ямала, ледники Полярного Урала уникальны. Они открыты совсем недавно — в 50-х годах прошлого века. Для сравнения: в Альпах ледники известны с XVIII века. Кроме того, наши ледники приурочены к восточной и северо-восточной экспозиции — туда зимой наметает снег, который за короткое лето не успевает растаять, и постепенно формируется ледник. Но до сих пор ученые спорят, являются ли современные ледники наследием древнего оледенения или образовались заново после периодов потепления и похолодания. Мы склоняемся ко второй версии. Если говорить о сегодняшнем дне, изменения климата — нормальная природная ситуация. Поэтому говорим туристам, что стоит успеть сфотографироваться на фоне ледника Романтиков, возможно, их дети уже не застанут эти пейзажи, а внуки — тем более, но будет что им показать. Чем важны еще ледники хребта Оченырд? Они репрезентативны, по ним есть наблюдения, на них ученые приходили еще в 60-х годах прошлого века. На леднике ИГАН до 1981 года работали метеостанция и научный стационар. Сейчас накопленные данные крайне важны, не использовать их было бы упущением. А современные методы исследования стали гораздо доступнее. Раньше для экспедиции требовались армада вездеходов и много снаряжения, а сейчас зимой можно добраться на снегоходах, летом — на трэколе. Современное геофизическое оборудование позволяет быстро фиксировать тысячи точек данных, строить цифровые модели рельефа за считанные минуты. А в наших планах — использовать квадрокоптеры, как это делают в городской среде, цифровую модель рельефа на современных стройках. Эти данные станут основой для будущих исследований и планирования возможных объектов, к примеру, научной станции наподобие «Снежинки». Но ледники Полярного Ямала для меня лично еще и визитная карточка Ямала, вызывающая интерес у туристов. Например, известный путешественник Олег Чегодаев, у которого было много экспедиций по Уралу, планирует поездку к ледникам, и сегодня он у нас консультируется, как туда попасть, какие данные у этих объектов.
Александр Шеин, ведущий научный сотрудник сектора криосферы Научного центра изучения Арктики:
Ледники питают реки, но их исчезновение приведет не к потопу, а к истощению. Реки получают воду не только от ледников, но и из подземных источников, поэтому катастрофы не случится. Некоторые ручьи могут исчезнуть, но основные реки сохранятся.
В планах на 2026 год у нас исследования ледников ИГАН и Обручева. Оба — репрезентативные объекты. На леднике ИГАН проведем геодезическую съемку, создание цифровой модели, изучение баланса массы.
Антон Синицкий, ведущий научный сотрудник сектора геотехники Научного центра изучения Арктики:
ИГАН — один из десяти опорных ледников Советского Союза. Его в свое время выбрали из-за удобного доступа к подножию горы Харнаурды-Кеу, возможности организовать базу, удобства маршрутов для исследований. По всем опорным ледникам, кроме ИГАНа, изданы отдельные научные тома. Мы планируем восполнить этот пробел совместно с нашим коллегой Михаилом Николаевичем Ивановым и кафедрой криосферы Института географии РАН. Мы верим, что такой том будет издан. И это тоже будет в копилочку рейтинга нашего округа и Арктики в целом. Ледники — это тоже наше достояние. Они наша изюминка, таких нет в других арктических регионах.
Ямал сыграл главную роль в формировании популяций кречетов во всей Евразийской Арктике. Международная команда исследователей выяснила, что именно здесь тысячи лет назад встретились и перемешались западная и восточная ветви редких хищных птиц. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Ecology and Evolution. Ученые уверены, что это открытие не просто интересный факт из прошлого, а важный инструмент для спасения кречетов.
Самые важные новости — в нашем telegram-канале «Север-Пресс».
0
0
Теги: