В начале ноября премьер-министр Михаил Мишустин подписал постановление о создании и функционировании системы государственного фонового мониторинга состояния многолетней мерзлоты. Система должна стать частью единого государственного экологического мониторинга. Обеспечить внесение в законодательство изменений, направленных на ее создание, правительству поручил президент России по итогам пленарного заседания Восточного экономического форума еще в 2021 году. Закон о создании системы был разработан Минприроды России и принят в июне этого года Госдумой. На данный момент система запущена, а к концу 2025 года должна заработать в полном объеме.
Глубокая заморозка
Вечная мерзлота занимает 65% территории России: от Кольского полуострова и Чукотки на севере до Республики Тыва и Алтайского края на юге. Здесь температура грунта долгое время, иногда тысячелетиями, не поднимается выше 0°C, а грунтовые воды присутствуют в виде льда.
Однако климат меняется, что ставит под угрозу существование многолетней мерзлоты. Наблюдения показывают, что температура на территории России растет быстрее, чем в других регионах Земли. Если скорость потепления в среднем по планете составляет 0,18°C за десять лет, то в нашей стране — 0,5°C, а в полярных областях — почти целый градус.
Это происходит из-за быстрого накопления в атмосфере парниковых газов, которые производит человечество. Например, только лишь концентрация диоксида углерода за последние 200 лет выросла в 1,5 раза. В совокупности с другими газами это привело к росту средней глобальной температуры.
Изменение температурного режима приводит к тому, что в летний период грунты начинают оттаивать все сильнее, оседают. Это опасно для зданий и инфраструктуры. Например, здания в районах вечной мерзлоты строятся по специальной технологии — на сваях, чтобы во время отопительного сезона они не нагревали грунт. В случае глобального таяния мерзлоты огромное количество инфраструктурных объектов могут оказаться уничтоженными, что будет иметь катастрофические последствия для экономики страны и для жизни целых регионов. Это только одно — самое очевидное, но далеко не единственное — последствие процесса потепления.
Важнейшая задача для России — адаптироваться к изменениям климата. Чтобы научиться предотвращать последствия таяния мерзлоты, нужно понимать, что с ней происходит, как она меняется, какие факторы на нее действуют.
Масштабный контроль
В прошлом году правительство России утвердило инновационный проект государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» и план мероприятий по реализации его первого этапа (2022–2024 годы). Его цель — создание и развитие системы, обеспечивающей получение независимых прогнозов глобального климата и эмиссии парниковых газов. Часть этого проекта — создание государственной системы фонового мониторинга многолетней мерзлоты. За решение этой задачи отвечает Минприроды России. Оператором проекта стал Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) — подведомственное учреждение Росгидромета.
На данный момент уже работают 20 пунктов наблюдений за состоянием многолетней мерзлоты. Восемь в ЯНАО — возле Салехарда, на полярной гидрометеорологической станции МГ-2 Марресаля (в 95 км от поселка Усть-Кара), гидрометеорологических станциях МГ-2 им. М.В. Попова (остров Белый), Пангоды и Полуй, авиационных метеорологических станциях Надым, Новый Уренгой и Тазовский. По одному пункту наблюдения за мерзлотой открыто в Архангельской области на объединенной гидрометеорологической станции им. Э.Т. Кренкеля (остров Хейса архипелага Земля Франца-Иосифа), в Красноярском крае на гидрометеорологической станции на острове Визе и в Республике Алтай на станции Актру. И девять пунктов мониторинга мерзлоты заработали в Якутии: на гидрометеорологических станциях Амга, Санникова, Восточная, Ытык-Кюель и Чурапча, аэрологической станции Оймякон, объединенной гидрометеорологической станции Якутск, метеостанциях Покровск и Томмот. На всех пунктах четыре раза в сутки выполняются автоматические измерения температуры многолетней мерзлоты на различных горизонтах по всей глубине скважины.
«До конца 2025 года специалистами нашего института будет развернута масштабная сеть наблюдения за многолетней мерзлотой, — рассказывает директор ААНИИ Александр Макаров. — В этом году запущены 20 скважин, и еще по 60 будут пробурены в течение последующих двух лет — всего 140 пунктов мониторинга». Все они расположатся на базе существующих гидрометеорологических станций и обсерваторий Росгидромета и будут оснащены оборудованием российского производства. Это даст существенную экономию средств, которые можно направить на создание дополнительной инфраструктуры — зданий, дорог, системы метеонаблюдений, а также позволит минимизировать логистические затраты.
Датчики вечной мерзлоты устанавливаются в скважинах глубиной 25 м. Керны, извлеченные из скважины при бурении, направляются для лабораторных исследований в целях определения физических и теплофизических характеристик грунтов. Помимо этого, на пяти пунктах наблюдений (МГ-2 Марресаля, МГ-2 им. М.В. Попова, ОГМС им. Э.Т. Кренкеля, МГ-2 Остров Визе, МГ-2 Санникова) организованы площадки для наблюдений за динамикой сезонно-талого слоя. Раз в год приборы должны определять глубину оттаивания мерзлоты и влажность грунтов.
«Информация с датчиков будет передаваться в режиме онлайн несколько раз в день в наш институт. Здесь мы будем накапливать, обрабатывать и анализировать получаемые данные, а затем передавать информацию в Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнении. Важно, что эти данные будут доступны не только специалистам ААНИИ и Росгидромета, но и другим ученым, органам власти и представителям хозяйствующих субъектов. Также мы будем готовить регулярные обзоры, справки и прогнозы изменения состояния и возможных последствий», — объясняет Александр Макаров. Российская система мониторинга практически не имеет аналогов в мире. В других странах, имеющих территории в Арктике, изучение мерзлоты не носит постоянный характер, а данные исследований не сведены в единую систему, к которой предоставляется доступ различным организациям.
Безаварийный прогноз
«Государственная сеть фонового мониторинга многолетнемерзлых пород позволит нам получить картину состояния мерзлоты в масштабах страны, — говорит Александр Макаров. — Мы сможем выделить наиболее деградирующие территории мерзлоты, на которые в первую очередь необходимо обратить внимание. В этом задача нашего института». По мере накопления данных с пунктов наблюдений можно будет оценивать естественные выбросы парниковых газов от таяния мерзлоты и прогнозировать изменения климата.
На следующем этапе специализированные организации должны будут проводить геотехнический мониторинг, чтобы нивелировать риск разрушения зданий и сооружений. С учетом всех этих данных можно будет строить сценарные планы социально-экономического развития регионов, расположенных в зоне многолетней мерзлоты.
Цель — с помощью моделирования и сценарного прогнозирования на основе информации, полученной от системы мониторинга, не допустить негативного влияния от таяния мерзлоты на качество жизни и экономику, создать безаварийную эксплуатацию объектов инфраструктуры.
