Добавьте Арктик.ру в «Мои источники» Яндекс.Новостей

Дмитрий Стрелецкий: нужна госсистема мониторинга мерзлоты

Вечная мерзлота сильно изменилась за последние 20 лет, дома и инфраструктура в Арктике начали рушиться, экономические потери в России от разрушения мерзлоты к 2050 году могут составить 250 миллиардов долларов. О том, почему в мире до сих пор нет системы слежения за мерзлотой, почему коренным народам Севера больше негде хранить китовое мясо, как мерзлоту разрушили гаражи и ларьки, а также почему в полярных городах надо убирать снег, корреспонденту РИА Новости Наталье Парамоновой рассказал PHD в области климатологии, специалист в области криолитологии, профессор географии и международных отношений Университета Джорджа Вашингтона (США) Дмитрий Стрелецкий.

— Дмитрий, вы часто поясняете, что мерзлоту не надо называть «вечной» как в советских учебниках. Можете уточнить, насколько она не вечная?

— Многолетнемёрзлые породы определяются многолетним режимом. Если температура грунта держится ниже нуля два года, то он считается многолетней мерзлотой. Есть же сезонное промерзание как в Москве, Санкт-Петербурге или Нью-Йорке. Бывает промерзание больше года, такой мёрзлый снег называется «перелеток»: наморозило, и оно пережило лето.

Получается лексическая коллизия. Мы привыкли говорить «вечная мерзлота», но на самом деле верно говорить, исходя из определения, «многолетняя».

— Мерзлота везде одинаковая, как лёд в морозилке, или как?

— Мерзлота — это температурное состояние. Может быть скала с температурой ниже нуля градусов в течение двух лет, а могут быть мёрзлые грунты типа песка и глины. В таких грунтах у нас содержится лёд, который при оттаивании превращается в воду. Это влияет на характеристики грунта. Мерзлота очень разная.

Мы живём в новой реальности. То, что мы живём в новой реальности с COVID-19, все понимают, а то, что мы живём в новой реальности из-за изменения климата, не все. У нас новая Арктика. Она очень сильно изменилась даже за последние 20 лет. Эти изменения повлияли и на состояние вечной мерзлоты, но мы не готовы жить в этой реальности, потому что мы считали, что мерзлота не меняется в условиях временного отрезка, когда построено здание. Предполагалось, что будут колебания температуры, но в среднем всё будет хорошо. Главное, чтобы вы техногенно ничего не нарушили: не было протечек, которые могут растопить мерзлоту.

Но оказалось, что температура мерзлоты меняется вслед за климатом, поэтому только следить за протечками уже недостаточно. Необходимо проводить постоянный температурный мониторинг и визуальные обследования.

— Как же это организовать, на какой глубине, например?

— Над этим думает сейчас Всемирная метеорологическая организация (ВМО), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) и другие научные и околонаучные заведения.

Надо уточнить, что мы говорим о мониторинге вечной мерзлоты в ненарушенных человеком условиях, то есть в условиях дикой природы. Данные с таких площадок дадут нам фон происходящих изменений.

Росгидромет может обеспечивать мониторинг многолетней мерзлоты. Сейчас мониторят на глубине до трёх метров, но надо бы увеличить до десяти метров.

— Я правильно понимаю, что в городах тоже нужен мониторинг, потому что там очень сильное антропогенное влияние, которое может существенно изменить мерзлоту?

— Да, и такой мониторинг когда-то проводился в том же Норильске. Однако проблема не в методике измерения — её несложно сделать, проблема в том, кто будет отвечать за сбор и анализ информации. Допустим, организация выиграла тендер на мониторинг мерзлоты, поработала пять лет, а потом не выиграла тендер, забрала данные и ушла. Необходимо продумать, как сохранять эти данные и как сделать их общедоступными.

В городской среде на фоновые изменения накладываются изменения, связанные с деятельностью человека. Антропогенное влияние на мерзлоту различается от объекта к объекту, поэтому мы не можем мониторить город в целом. То есть нужно наблюдать за поведением мерзлоты по углам дома и, может быть, по центру. Устанавливаются датчики или логгеры, которые могут автоматически мерить температуру и передавать данные даже по сотовой связи. Наблюдать за температурой можно будет в реальном времени. У диспетчера будет установлена лампочка, которая будет загораться при превышении критических отметок.

Я так предполагаю, что у нефтяных и газовых компаний такие сети стоят. Теоретически большее беспокойство вызывают полярные города, у которых нет средств для организации такой сети.

— Я бы сказала, что нас пугают потеплением, но нам не страшно, потому что Арктика далеко и людей там живёт очень мало. Как же нам испугаться, чтобы что-то делать: тратить деньги на мониторинг, например?

— Когда мы говорим о темпах глобального потепления, то говорим о среднегодовых температурах. Средних показателей сложно бояться. Вы же не боитесь средней температуры по больнице, вы боитесь, что у вас высокая температура и при этом она продолжает расти. Тем не менее это даёт понимание психологического феномена, но не делает этот показатель менее значимым.

Почему всё-таки надо бояться и принимать меры. Перепады температуры есть в Москве, и перепады температуры есть в Арктике. Только там меньше людей живёт, поэтому никто на перепад жаловаться не будет. Если же говорить о мерзлоте, то её состояние определяется на такой глубине, куда не проникают сезонные колебания.

Когда же мы обсуждаем температуру мерзлоты, то свалить на временный скачок уже нельзя, поэтому температура мерзлоты — это индикатор глобального изменения климата.

— Всё равно не очень страшно, чтобы вкладывать кучу денег в мониторинг.

— Теперь, почему всё-таки страшно. Сваи домов в полярных районах уходят в мерзлоту на 10-20 метров, то есть как раз на глубину, где происходит отклик мерзлоты на изменения климата. Мерзлоту мы не видим, есть какие-то проявления, но точно мы не понимаем, что с ней происходит. С поверхности мы можем видеть, что лёд на поверхности растаял, поверхность осела, дорога тоже и трубопровод. Это мы видим.

Допустим, была мерзлота минус 5 на глубине, где сваи, а за последние 20-30 лет она стала минус 2, но мы этого не видим, мы это можем только измерить. Чем грозит такое потепление мерзлоты? На мерзлоте стоял дом, может, плита фундаментная была, и рассчитано всё это было исходя из несущей способности мерзлоты при минус 5. Когда мерзлота стала минус 2, то несущая способность её упала вдвое. То есть очень маленькое изменение температуры мерзлоты ведет к очень сильному изменению несущей способности фундаментов зданий, на ней построенных. Контролировать это можно, только если мониторить температуру мерзлоты.

Кроме температуры, надо следить за составом мерзлоты. Как я уже говорил, она может быть скальной, и тогда её механические свойства не сильно меняются, но может быть песок со льдом, или лёд с торфом, или все эти фракции в разных пропорциях. Когда строится здание, то берётся состав грунта в настоящее время. Никто не предполагает, что свойства грунта будут меняться. Все смеялись, что слишком дорогим был Трансаляскинский нефтепровод, но оказалось, что они были правы, когда заложили в расчёты возможность изменения мёрзлых грунтов. Обычно такого не делают из соображений экономии.

— Я слышала такое мнение, что если бы нормы строительства не нарушалась, то и проблем бы не было. Природа была бы цела, а с ней и мерзлота. Что климат, конечно, меняется, но всё-таки поведение человека приводит к основным проблемам.

— Даже если всё построено идеально и не разрушает ни ландшафты, ни поверхностные грунты, всё равно мерзлота меняется. Недавно были статьи о канадской Арктике. Там вроде бы нет разрушения поверхностного слоя мхов, которые сохраняют мерзлоту, но всё равно учёные фиксируют увеличение протаивания. Потепление климата ухудшает состояние мерзлоты.

Как строить на мерзлоте, понятно, но теперь нужно обязательно учитывать изменение климата. С новым строительством, я бы сказал, проблем нет. Понимание, как меняется мерзлота, есть. Вопрос возникает с объектами, которые были построены 30-40 лет назад, когда мерзлота считалась вечной.

— Создаётся впечатление, что за всем в мире наблюдают: за загрязнением воздуха, температурой и прочим, а мерзлота одна беспризорная?

— Система наблюдения за мерзлотой есть везде в каком-то виде. Проблема в том, что нет координации. В основном мониторинг фонового состояния мерзлоты делают различные группы учёных, и нет координации на уровне страны.

Такая координация на уровне страны есть только в Швейцарии. В Канаде, например, есть геологическая служба Канады, и она меряет, есть Штаты, где тоже меряют, есть университеты с научными проектами по замерам. Но всё это разрозненно.

Наша же идея, которую мы пытаемся продвигать много лет, — это всемирная сеть наблюдения за мерзлотой. Должна быть единая база данных и возможность ею воспользоваться. Доступ к ней может иметь любой учёный или начальник ЖЭКа в Норильске. Им обоим нужна информация о том, что происходит с мерзлотой.

При этом в городах должны быть свои службы, которые наблюдают за мерзлотой под каждым домом: периметр и центр.

Если мы пытаемся понять, что происходит с климатом, с Арктикой, с природными системами, то надо измерять. Но в Арктику тяжело попасть чисто физически, и это дорого.

— Насколько ЧП в Норильске оказало влияние на настроения? Витает уже в воздухе идея общей сети наблюдения за мерзлотой?

— Мы уже об этом говорим много лет, но значительной реакции не было. ЧП в Норильске вроде бы повлияло. Состояние мерзлоты начинает волновать инвесторов. Им важны измерения, что-то они спрашивать начинают. Идею сети наблюдений за мерзлотой продвигал в 2015 году Дмитрий Рогозин. Проблема с мерзлотой системная, и она не уйдёт никуда, не замёрзнет обратно, а будет таять. Опять же мне причины ЧП в Норильске неизвестны, но внимание к мерзлоте и безопасности оно повысило — это факт.

Похоже на ситуацию с ливневыми дождями в Москве. Изменение климата привело к тому, что стало выпадать больше осадков за более короткий промежуток времени. Переждать это явление нельзя, надо поменять водостоки. С мерзлотой тоже нельзя переждать.

В Норильске в 40-50-х годах заключённые долбили скалы, строили сталинки, всё выглядело как Санкт-Петербург, сталинский неоклассицизм. Всё стоит до сих пор, потому что на скале, неважно, что там мерзлота. А при Хрущёве скалы закончились, и надо было выходить на пески, глины, в которых лёд. Стали строить на сваях, но сваи не всегда помогают. Людям, которые придумали строить на сваях, дали Ленинскую премию и назвали улицу в Норильске в их честь — улица Лауреатов. Сейчас на улице Лауреатов многие дома посносили, так как фундаменты не обеспечили надёжность сооружений в условиях повышения температуры мерзлоты.

— В прошлом году вы написали научную работу, где оценили убытки России от таяния многолетней мерзлоты. Какие регионы рискуют больше всего?

— В России 65 процентов территории расположено на многолетней мерзлоте. Она есть в Мурманской и Архангельской областях, но для этих регионов таяние не так страшно. Экономика там построена не только на предприятиях, а ещё на множестве исконных деревень и городов, построенных не на мерзлоте. В своей работе мы выделили девять регионов, где на мерзлоте расположено буквально всё: дороги, дома, инфраструктура и предприятия. Это Ненецкий АО, Коми, Ямало-Ненецкий АО, Ханты-Мансийский АО, Красноярский край, Якутия, Магаданская область, Чукотка и Камчатка.

Мы учитывали осадку грунта при оттаивании и потерю несущей способности из-за потепления мерзлоты. Эти два фактора сказываются на состоянии зданий и сооружений. Мы посмотрели лучшие климатические модели и спрогнозировали изменение мерзлоты, а вслед за этим связанные с этим убытки. Но могут быть ещё негативные явления: паводок на реке, плохие погодные явления, какие-то экстремальные ситуации. Мы учитывали только изменение климата. Потери в деньгах к середине XXI века от деградации мерзлоты составят 250 миллиардов долларов. Мы учитывали, что разрушаться будут здания, дороги и промышленная инфраструктура.

Человек может уменьшить те суммы, что мы рассчитали, а может увеличить. Мониторинг и грамотное управление городами сократят издержки, неграмотное — увеличит. Эти цифры — средние, а точные цифры будут зависеть от человека.

Опять же размер убытков — вещь относительная. Олимпиада в Сочи стоила 55 миллиардов долларов, предотвращение убытков в 250 миллиардов долларов могут обойтись примерно в эту сумму. Сейчас стали это немного понимать. Однако опять есть социальные выплаты, и на них тратят деньги, потому что это приятно и объяснимо, а тратить деньги на мерзлоту и адаптацию — не такая популярная мера.

— А есть какие-то простые решения для городов, расположенных на мерзлоте?

— Существуют простые инженерные решения, если у вас что-то падает, вы можете посмотреть, стоит ли это содержать или просто снести. Если всё-таки стоит содержать, то какие инженерные решения нужно принять, чтобы структура оставалась. Это на уровне зданий и сооружений.

На уровне города существуют очень простые методы планирования, которые позволяют управлять мерзлотной обстановкой. Есть простое решение — снег убирать. Снег, он как одеяло. Если у вас много снега, то вы, как одеялом, накрыты и холод не проникает в землю, то есть мерзлота не поддерживается. А если это одни и те же места, куда вы снег сваливаете, то там и дома быстрее начнут разрушаться. Если коммунальные службы понимают, как перераспределять снег, то это 50 процентов успеха. Мы об этом студентам на первом курсе рассказываем, а многие мэры полярных городов об этом не знают.

Если нет простого температурного мониторинга, который копейки стоит, то вы замечаете проблему, когда дом начинает трескаться или трубопровод начинает прорывать. Городская среда состоит из компонентов: дороги, коммуникации, здания. Они интерактивно общаются между собой и влияют на природную обстановку. Если не понимать, как она меняется, то любое изменение компонентов может привести к катастрофическим последствиям.

Например, в 90-х годах во многих городах на мерзлоте появились ларьки, частный бизнес. Вот вы поставили ларёк в Воркуте, в Якутске, поставили его рядом с дорогой, продаёте там сигареты. Там зимой холодно и летом не жарко, и вы туда провели электричество и поставили обогреватель. И вот ваш ларёк тёпленький и начинает растапливать мерзлоту. Когда ларёк покосится, вы его передвинете, а в точке где-то под ним растаяла мерзлота. Частный бизнес в 90-х сильно повлиял на мерзлоту. Во многих местах она так и не восстановилась. Какая бы модель ни была точная, вот такие вещи она не учтёт, поэтому в каждом конкретном примере надо с администрацией разговаривать о таких вещах. Люди любили в гараже посидеть, машину починить, обогреватель поставить, и под этим гаражом тоже всё растаяло, но об этом все забыли 40 лет спустя и поставили на этом месте дома.

— Насколько лесные пожары влияют на мерзлоту? Аляска и Сибирь горели в прошлом году, мерзлота от этого тает?

— Да, пожары растапливают, но нужен же лес, тайга. Это проблема таёжная, а многие полярные поселения расположены в зоне тундры, хотя и тундра может гореть. На Аляске последние два года сильные очень пожары, они растапливают, меняется после пожара растительность, это тоже влияет на мерзлоту.

— Кажется, мерзлота не только проблема России. Как на Аляске дела обстоят?

— Восприятие, конечно, разное, то есть на Аляске масштаб другой. Там самое большое поселение — 4,5 тысячи человек живёт. Это не Якутск, не Норильск, где 178 тысяч. Это совершенно другая инфраструктура, домики маленькие, их можно домкратом поднять, если что. Совершенно другие решения, но у них и другие проблемы с мерзлотой. У них ледники тают, в которых они хранят китовое мясо.

Им дают квоту — 25 китов в год могут всего убить. И, соответственно, они убивают кита. Вы представляете себе, что такое кит? Это больше, чем эта комната, и они всей деревней эту пару китов поймали и поделили. Ни в какой холодильник не влезет этот кит. И там штук 70 у них ледников, и вот 300 лет китобои хранят это мясо в мерзлоте. Натуральный холодильник. То же самое в России, при Советском Союзе у них очень много было построено таких, например, в Ямбурге или Усть-Порту. И у нас ненцы, якуты тоже пользуются. Представьте, что у вас была морозилка минус 18 градусов, а она становится минус 15, минус 12, минус 10, минус 4. При минус 4 это мясо ещё в минусе, но уже какие-то бактерии, плесень начинает расти. Домик-то поддомкратил, он как изба, а с продовольственной безопасностью проблемы.

У всех разные проблемы с мерзлотой, в России проблемы, что дома разрушаются, трубопроводы и инфраструктура.

— Сейчас тренд на развитие арктических территорий, как их развивать можно, чтобы не порушить окружающую среду?

— У нас всегда разговор про устойчивое развитие переходит в разговор об устойчивом росте, но уже есть примеры, когда города исчезают или сжимаются. Почему мы не думаем об этом?

Возьмём Воркуту — это город, где добывали уголь, инфраструктура там рассчитана на 300 тысяч человек, а сейчас там живёт 80 тысяч. Уголь перестал быть нужен, и город сжался. В США такая же проблема, все обсуждают устойчивое развитие городов в контексте роста, нас больше, города больше. А как устойчиво сжиматься? Флинт, Детройт — они должны сжиматься, а как это делать, неясно.