Modern structure and sustainability of geosystems of the Eastern Chukotka

Kachur Anatolii Nikolaevich PhD in Geography Senior Scientific Associate, Centre for Landscape and Environmental Researches, Pacific Institute of Geography of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences 690041, Russia, Primorskii krai, g. Vladivostok-41, ul. Radio, 7 kachur@tigdvo.ru

Skrylnik Gennady Petrovich Gennady Petrovich PhD in Geography Leading Scientific Associate, Pacific Institute of Geography of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Science 690041, Russia, Primorskii krai, g. Vladivostok-41, ul. Radio, 7 skrylnik.@tig.dvo.ru Other publications by this author

Введение.

Ландшафты полярных стран – не молоды и не вторичны. Они развивались длительное время (по крайней мере, в течение всего четвертичного периода) в относительно мало меняющихся пространственно-временных рамках «родственных» обстановок Полярных поясов (Арктического и Субарктического).

Рассматриваемая территория – собственно Северо-Восток России. В физико-географическом плане это пограничные пространства между Арктикой и Субарктикой. Их климат продукт сложного и противоречивого взаимодействия континентального и океанического влияний – Азиатского материка, с одной стороны, и Северного ледовитого океана (Чукотского моря) и Тихого океана (Берингова моря), с другой. Облик формирующихся в этих напряженных гидротермодинамических обстановках природных ландшафтов характеризуется уникальными и неповторимыми чертами – относительно простой организацией, неустойчиво-подвижным функционированием и изменчивой во времени (пониженной-повышенной) устойчивостью геосистем (см. ниже). Именно структурные простые, но жесткие связи обеспечивают устойчивость ландшафтов по отношению к обычным для характерных обстановок естественным воздействиям (типичным, критическим и, реже, кризисным – см. ниже). Не выдерживают они только катастрофических воздействий (резких и значительных потеплений и повышенных выпадений атмосферных осадков). В то же время эти ландшафты сильно уязвимы со стороны антропогенных воздействий (механических площадных нарушений почвенно-растительного покрова, пирогенных воздействий, масштабных обводнений территории, и других), чуждых для полярных средоформирующих обстановок.

Восточная Чукотка имеет разнообразную по устройству поверхность, в строении и облике которой ярко и принципиально равно отражены эндогенные и экзогенные факторы. Так, морфоструктурные черты здесь проявлены, прежде всего, в древности его рельефа, а морфоскульптурные – в климоморфогенетическом богатстве неповторимого облика молодости геосистем. На современном этапе развитие рельефа и коррекция его динамических тенденций на ближайшее будущее происходит в различных динамических обстановках (повышенной тектонической и сейсмической напряженности, космической ритмичности и сезонности) и условиях сложно комплексирующихся и противоречиво взаимодействующих 2-х основных системообразующих влияний – континентальных и океанических. Именно суммарный вклад всех этих взаимодействий и предопределяет современные зональные и провинциальные черты рельефа.

Задачей проведенного исследования было выяснение природы и специфики геолого-геоморфологического устройства территории в типичных и аномальных обстановках криолитоморфогенеза.

Цель – теоретические и практические разработки устойчивости и пластичности полярных геосистем (ГС) на фоне меняющихся климатических изменений, в обстановках противоборствующих взаимодействий континентальности и океаничности.

Новизна исследования – прослеживание устойчивого развития территории, базирующегося на учете не только сложного, но и одновременно сквозного комплексирования живого и косного ^[1].

Использованы данные многолетних исследований автора на Чукотке и доступные литературные источники. При анализе были применены сравнительно-географический, информационный и палеогеографический методы. Было установлено, что экзогенные кризисные обстановки и катастрофы прогнозируются, что позволяет вносить коррективы в практику оптимального природопользования.

Результаты и обсуждение.

Развитие геосистем (ГС) Чукотки протекает под двойным влиянием континента и океана. На фоне циркуляционных факторов контролирующим воздействием на ее геосистемы было заметное (в настоящее время замедлившееся) потепление климата. Своего максимума потепление климата в Арктике достигло в 1970-1980-е годы прошлого столетия и далее начало замедляться и постепенно снижаться. Так, «по аналогии с событиями двух закончившихся циклов солнечной активности можно заключить, что сохранение высоких темпов потепления Арктики в обозримой перспективе маловероятно ^{[2, с. 129]}. С этим совпадают и выводы международных экспертов о начавшемся похолодании климата ^[3]. Последнее, по исследованиям автора, характеризуется тенденцией к усилению ^{[4, 5]}.

В ходе многопланового взаимодействия снижающегося потепления и возникающего похолодания климата и сложившейся континентальности (К) и океаничности (О), проявляющееся в активизации характерных для каждого из влияний ярких экзогенных процессов, возникают особые биометеоэнергетические предпосылки для развития специфических ГС. Так, в первом случае в ходе экзогенного морфогенеза активизируются аридные и мерзлотные рельефообразующие процессы, а во втором – гумидные и гляциально-нивационные. Интегральный показатель интенсивности, направленности и соотношения этих рельефообразующих процессов помогает вскрыть тенденции развития рельефа ^{[4, 5]}. Своеобразные тенденции последнего на Восточной Чукотке определяются, главным образом, влиянием зимней континентальности (из-за воздействия не только материковой, но и преобладающей большую часть года ледовой поверхности акваторий).

Ниже помещены 2 сценария развития специфики природной обстановки Восточной Чукотки – возникшее реальное обустройство территории (А) и современные трансформации ГС (Б).

А. Внешний и внутренний облик геосистем Восточной Чукотки

Рассматриваемая территория, на которой расположен природно-этничеческий парк «Берингия», представляет собой сложное геоструктурное сооружение ^[6]. В течение длительного времени своего развития она неоднократно подвергалась складкообразованию и разрывным нарушениям, одновременно с вертикальными перемещениями крупных блоков и последующим их разрушением, а также площадным процессом осадконакопления. В целом для нее характерно низкое соответствие рельефа тектонической структуре, когда его связь с древним структурным планом сильно нарушена интенсивной денудацией.

Таким образом, рельеф территории в самых общих чертах отражает пространственное положение основных мезокайнозойских структур. В то же время формирование его общего облика происходило в условиях относительно частых смен климатических ситуаций, с плейстоцена до наших дней: под влиянием полупокровного и горно-долинного оледенения, морских трансгрессий (с поступательно-направленной активизацией морской абразии) и регрессий (с планово замещаемой активной абразии переработкой криогенной денудацией), эрозионно-аккумулятивной деятельности рек и водных потоков и, что крайне показательно, динамичного в пространственно-временном плане – комплекса процессов криолитоморфогенеза. Естественно, что процессы комплексной денудации и аккумуляции развивались на фоне сложных неотектонических и современных движений земной коры.

Сложность геоморфологического устройства территории как следствие принципиально равнозначного в целом участия эндогенных (в основном неотектонических процессов) и экзогенных (в основном гляциальных и нивационно-криогенных) рельефообразующих факторов и процессов, вскрывается обособлением самостоятельных геоморфологических областей: 1) Чукотского нагорья (с выделением северных и южных районов) и разделяющей его на две почти равные части – 2) Колючинско-Мечигменской депрессии (с выделением одноименных низменностей).

Чукотское нагорье. В орографическом отношении его территория неоднородна:

а) 2 северная часть – районы преимущественно низкогорного рельефа (высоты водоразделов составляют 400-600 м, единично до 950 м; при глубине расчленения чаще до 350-500 м), сложенные докембрийскими кристаллическими сланцами, амфиболитами и протерозойскими известняками, песчаниками, сланцами;

б) 2 южная часть – районы низкогорного рельефа (сложенные мощной толщей мезозой-неогеновых вулканических образований – андезитами, базальтами, дацитами, липаритами и их туфами и др.) и среднегорного рельефа (высоты водораздельных поверхностей составляют 600-900 м, единично до 1150 м, при глубине расчленения 450-700 м) с относительно резкими альпинотипными формами (трогами, цирками, карами, карлингами и др.), выработанными в стойких к выветриванию интрузивных породах (гранитах, гранодиоритах, диоритах, сиенитах и др.). Для всех горных районов характерны редкие термальные источники и повсеместное развитие вечномерзлых пород, с возникновением в них сквозных подрусловых таликов.

Для спектра современных экзогенных рельефообразующих процессов характерны существенные пространственные и высотные различия, создающие специфические морфологические черты всей территории. В общем плане это сводится к следующему:

1) в крупных долинах и межгорных впадинах Чукотского нагорья своеобразие современного рельефа подчеркивается следами 2-х позднеплейстоценовых оледенений (горно-долинных и полукровных);

2) в пределах низкогорных районов слабонаклонные (до 2-3 ) приводораздельные поверхности перекрыты продуктами морозного дробления и мерзлотной сортировки и осложнены структурными грунтами

(каменными многоугольниками, кругами и т.д.), а склоны – толщей

различной мощности (от 0,2 до 4-5 м) делювиально-солифлюкционных

отложений и различными натечными образованиями. В современном морфогенезе преобладают склоновые рельефообразующие процессы, при господстве солифлюкционных;

3) в пределах среднегорных участков своеобразие морфолитогенетического облика проявляется в практически повсеместном развитии грубообломочного плаща перекрывающего все склоновые поверхности (за исключением участков собственно гравитационного сноса); в широком развитии следов последнего карового оледенения; густой сети форм среднемощных лавин (осенне-зимне-весеннего схода, связанных с мощным осенним метелевым снегоперераспределением, анмальными снегопадами и зимними оттепелями, бурным весенним снеготаянием); преобладании процессов низкотемпературного и морозного выветривания и морозной сортировки приповерхностного чехла, формирующие структурные грунты и другие яркие криогенные формы рельефа (каменные моря, полигоны, полосы; курумы 2-х родов; каменные реки и глетчеры и др.).

4) долинная сеть имеет молодой облик, невыработанные речные профили, невысокие террасовые уровни.

Колючинско-Мечигменская депрессия (или система линейно-вытянутых низменных пространств), имеет вид террасированной равнины с многочисленными изолированными уплощенными и сниженными (в среднем 200-300 м) кряжами и сопками. Характерные особенности этой территории:

а) в прибрежных частях низменных пространств на значительном протяжении наблюдаются морские террасы (высотой 6-8, 20-25 50-7 м). Первые две из них – хорошо выражены и относительно слабо расчленены, по сравнению с третьей, интенсивно расчлененной эрозионными и термокарстовыми процессами;

б) на террасовых уровнях по речным долинам и в пределах морских террас (особенно низких) относительно часто прослеживаются жильно-полигональные комплексы и мокрые термокарстовые западины, а на пойменных пространствах (чаще сегментарных) – трещинно-полигональный (редко жильно-полигональный) микрорельеф и термокарстовые и старичные озерца;

в) преимущественно под озерами и вокруг многочисленных термальных источников широко развиты сквозные талики;

г) для всего района в целом типично, с одной стороны, жильное льдообразование (даже на самых низких высотных уровнях – морских косах), а с другой – развитие термокарста по повторно-жильным и инъекционным льдам.

Для описанной территории нами проведено геоморфологическое зонирование(^[6]; рис. 1). При этом были использованы, кроме данных исследований автора, материалы опубликованных геоморфологических карт (составленных под общей редакцией Д.А. Барановой, Ф.Б. Биске и М.В. Завгороднего в 1964 г.; С.С. Кржуева в 1965 и 1974 г.; Ш.Ш. Гасанова в 1969 г.; Н.А. Шило и В.Н. Виноградова в в 1970 г.; академика И.П. Герасимова в 1981г.; и др.).

На предлагаемой схеме, что наглядно отражено в легенде, выделяются морфоструктурные и морфоскульптурные составляющие, сочетания которых и создают морфогенетические целостности – типы рельефа.

Рис. 1. Фрагмент карты геоморфологического зонирования

Восточной Чукотки (м-б 1:500 000;

составили Крылов И.И., Скрыльник Г.П.)

В основу составленной "Схемы геоморфологического зонирования..." (рабочий вариант в масштабе 1:200000) был положен морфогенетический принцип, позволивший нам, не нарушая в целом законов формальной логики, из всего многообразия фактов, процессов и явлений вычленить главные типичные и специфические черты устройства территории и картографически отразить современную организацию рельефа и его динамические тенденции развития. Все это оказало, по нашему мнению, помощь при вскрытии эколого-геоморфологических аспектов территории как целостного (и в тоже время контрастного во времени и пространстве) природного образования.

В результате такого подхода учитываются возможные естественные и антропогенные события (процессы и явления), что важно для оценок и прогнозирования реальных эколого-географических ситуаций. При этом весьма существенным является то, что геоморфологическое зонирование позволяет оценить саму принципиальную возможность тематического анализа ряда форм и типов хозяйственного освоения и (или) определить уровни ограничений природопользования (в том числе, по естественным опасным и катастрофическим процессам и явлениям или по потенциально возможным в результате антропогенной деятельности).

Таким образом, приведенные разработки имеют самостоятельную значимость и рассматриваются нами как первый необходимый этап последующих тематических исследований (в частности, по определению допустимых антропогенных нагрузок на геоморфологические системы, т.к. устойчивость последних выступает для нагрузок лимитирующим фактором). В результате решаются отдельные задачи мониторинга природной среды.

Б. Современные трансформации геосистем Восточной Чукотки

Динамика вечной мерзлоты в ходе энергетических трансформаций (ее деградации или аградации) контролирует и динамику полярных ландшафтов. Так, акккумуляция и консервация химической энергии (как части солнечной энергии, сохранившейся в гумусовом горизонте) в пределах криосферы происходит значительно в больших масштабах и на более длительное время, чем за ее пределами. То же относится к гравитационной энергии. При этом одновременно изымается значительный объем воды из круговорота между сушей и океаном, а также аккумулируется и вещество из-за деятельности живых организмов. Следовательно, при динамике криосферы в сторону ее сокращения (из-за термокарста) может освобождаться и подвергаться дальнейшим превращениям значительное количество свободной энергии (химической и гравитационной), ранее законсервированной, а вместе с этим активизируются и многие природные процессы в полярных ландшафтах (увеличивается объем вещества, сносимого с суши в океан и т.д.), снижая их устойчивость.

Природные риски «проявляются» в естественных и (или) антропогенных обстановках и условиях – как результат определенного усложнения комплекса системообразующих факторов и процессов: типичных (в частности, из-за кумулятивного эффекта их воздействий) и экстремальных (из-за критических и перехода критических в кризисные – см. ниже). Именно различные их воздействия и взаимодействия и предопределяют те или иные уровни возможных «природных рисков» для Человека – со стороны экзо- и эндо-динамической опасностей.

Среди мерзлотных процессов, в порядке значимости по наибольшему системному воздействию на полярные ландшафты, выделяются термокарст и морозобойное трещинообразование (как равноправные), а затем солифлюкция, наледе- и курумообразование.

Восточная Чукотка – особый край вечной мерзлоты (подземного оледенения), выделяющийся среди других северных территорий ярким своеобразием и неповторимостью полярных ландшафтов. Отмеченные выше их отличительные особенности (см. Введение) могут быть расширены следующим: а) противоречивое соседство и контрастное чередование талых и мерзлых пород; б) широчайший спектр мощностей (от 0 до 700 и более метров) и среднегодовых температур (от 00 С до -110 С и ниже) вечномерзлых грунтов ^[7]; в) высокие тренды увеличения температуры воздуха, из-за чего район Восточной Чукотки попадает в область высокого метеогеокриологического риска; г) полный набор криогенных процессов и явлений в организации восходящего и нисходящего развития вечной мерзлоты ^[8].

По своему воздействию на геосистемы Восточной Чукотки экзогенные процессы выступают как типичные, экстремальные и катастрофические ^[9].

Типичные процессыдостаточно точно соответствуют среднемноголетним показателям биометеоэнергетики и существенно не меняют условий функционирования природных и сопряженных с ними антропогенных компонентов геосистемы. Лишь при значительном нарушении природно-экологического каркаса территории вследствие различных видов воздействия типичные (рядовые) процессы существенно осложняют эксплуатацию хозяйственных объектов и производственную деятельность в целом.

Экстремальным процессам соответствуют критические и кризисные состояния геосистем (рис. 2). По степени устойчивости геосистем по отношению к природным процессам выделяются следующие их состояния: 1) стабильное, или устойчивое; 2) метастабильное, или почти устойчивое; 3) квазистабильное, или мнимо устойчивое; 4) астабильное. Пороговые ситуации взаимопереходов различных процессов («типичные – критические», «критические – кризисные») или однонаправленных переходов («экстремальные - катастрофические») в развитии рельефа отождествляются с наиболее динамичными состояниями геосистем.

Экстремальные процессы вызывают значительное, но кратковременное, отклонение от нормы хода природных процессов и частичное разрушение отдельных элементов геосистемы. При повторении этих процессов природные системы в целом и отдельные их компоненты могут адаптироваться к таким нагрузкам и постепенно возвратиться к нормальному функционированию. Для антропогенных же структур, чьи свойства в большей мере отвечают технологическим, а не природным критериям, экстремальные процессы по своему воздействию оказываются сравнимы с катастрофическими.

Катастрофические процессы обладаютмаксимально негативным воздействием на природно-экологический каркас территории, с полным физическим уничтожением отдельных компонентов ландшафта и предельным нарушением внутренних связей в геосистемах. При этом катастрофические явления могут быть результатом накопления в геосистемах последствий направленно-необратимого воздействия экстремальных процессов, выводящих ландшафт из состояния динамического равновесия. Наложение нескольких типичных процессов со значительной частотой повторения также приводит природно-экологический каркас в неустойчивое состояние. Наконец, наблюдаются и быстрые катастрофы, обусловленные заложенной в геосистемах внутренней неустойчивостью, которая усиливается при длительном воздействии каких-либо природных процессов. Для геосистемы, находящейся в состоянии минимального динамического равновесия, катастрофическое явление выполняет роль пускового механизма и приводит к ее быстрому и иногда полному разрушению.

Рис. 2. Принципиальная схема энергетических и динамических соотношений типичных и аномальных процессов в организации геосистем Земли (составил Г.П. Скрыльник).

Состояние и организация (структура и функционирование) природных систем полностью контролируется их устойчивостью.

Устойчивость геосистемы – способность объекта при различных внешних воздействиях сохранять основные черты организации и поддерживать возвратно-поступательное развитие ^[9].

Показатели устойчивости компонентных и общих ГС измеряются через учет вещественных и энергетических потоков ^[10].

Морфогенетические результаты от воздействия различных экзогенных процессов на ГС проявляются по-разному: от типичных – с запаздыванием, когда постепенно сказывается результат кумулятивного эффекта, сохраняющим возможность возврата до исходных состояний; от аномальных (особенно катастрофических) – практически моментально, вплоть до разрушения структуры ГС.

Трансформации дневной поверхности, растительности почв и приповерхностного субстрата создаются из-за воздействий на них различных экзогенных и эндогенных процессов, но в площадном плане – наиболее интенсивно мерзлотными.

На относительно простую структуру природных систем Восточной Чукотки наложена более сложная и разнообразная современная система хозяйственного освоения, в результате чего многие природные системы подверглись разнообразным трансформациям ^[5]. В пределах региона представлены природные системы от значительно трансформированных антропогенным воздействием до практически неизмененных комплексов неосвоенных и слабозаселенных территорий.

Ниже приведены отдельные примеры трансформаций ландшафтов на конкретных объектах Восточной Чукотки в обстановках типичных и аномальных воздействий.

Из всех мерзлотных процессов, участвующих в динамике ландшафтов Восточной Чукотки, выделяется термокарст (рис. 3). Развитие термокарста хорошо иллюстрируется распространением и динамикой термокарстовых озер.

Термокарстовые явленияповерхностные и подповерхностные (округлые западины, котловины и озерные ванны; линейные, линейно-коленчатые и полигональные формы проседания; гроты, ниши; и другие), являясь типичными для территории Чукотки, экстремального проявления достигают только в редкие аномально теплые и дождливые годы. В эти периоды на участках близкого залегания к дневной поверхности залежей подземных льдов активизируются площадные просадки, а на склонах – процессы оврагообразования ^[8].

Рис. 3. Термокарстовые деформации нижней части склона

в окрестностях п. Лаврентия. Фото А.А. Галанина.

Термокарстовые озера (в том числе и «блуждающие») встречаются локально и приурочены главным образом к долинам рек. Наиболее широко они распространены лишь в пределах Анадырской низменности и на побережье залива Креста. На остальных береговых участках Тихоокеанских морей термокарстовые озера сосредоточены на узких полосах прибрежных равнин и в устьевых расширениях речных долин, где обычно развивается достаточно густая сеть очень небольших (0,1–0,3 км) озер. ^[4]. Количество и размеры термокарстовых озер год от года испытывают разнонаправленные колебания. Последние прослежены на эталонных участках – 1) на северном побережье Пенжинской губы и на побережье Удской губы Охотского моря (снимки 1973 и 2001 гг.); 2) Яно-Индигирской низменности вдоль южного побережья моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря (снимки 1972 и 2000 гг.). При сравнении разновременных снимков первого участка изменений в характеристиках озер не обнаружено, а для второго – обнаружено увеличение площади многих из существовавших озер и массовое появление новых малых (0,1–0,2 км) озер ^{[11, 12]}.

Причинами возникновения термокарста могут быть – глобальные факторы (общее потепление климата); континентальные (усиление континентальности, летней); региональные (изменения теплового режима грунта естественными процессами – эрозией, пожарами и т.д.) и локальные (естественные – морозобойное растрескивание деятельных поверхностей, точечное обводнение и заболачивание; антропогенные – вырубка леса, распашка, пожары и другие; техногенные – строительство гражданских и промышленных объектов). При этом велика роль тектонических процессов в развитии термокарста: а) тектонические опускания могут вызвать его

активизацию из-за обводнения поверхности; б) с другой стороны, они могут быть причиной его затухания из-за дренажа территории.

Во всех этих случаях вытаивание льдов и оттаивание вечно- и сезонномерзлого грунта связано с наступающим повышением среднегодовых температур в подошве слоя годовых колебаний (до 00 С).

Развитие термокарста, как правило, сочетается (в комплексе или по отдельности – с плоскостным и подпочвенным смывом, солифлюкцией, эрозией, абразией). Нарушения динамического равновесия в водном и

тепловом режиме деятельной поверхности могут вызвать термокарстовые явления и на территории стабильной и аградирующей вечной мерзлоты. Причиной этого, прежде всего, может явиться антропогенная деятельность, хотя при которой минимизация негативных эффектов обеспечивается и направленным сохранением вечномерзлых пород (их затенением, перекрытием торфяным горизонтом, применением активного дренажа).

Динамика термокарста в пространственно-временном плане испытывала и испытывает в Арктике существенные колебания. За период с 1970-х – 1980-х по 2000-е годы в целом по всей территории криолитозоны России сокращение площади озер и их количества преобладает над их увеличением ^{[11, 12]}.

Фоновая направленность развития вечной мерзлоты уже в ближайшее время может существенно измениться. Начавшееся общее похолодание оконтуривает отдельные геоэкологические риски (из-за усиления морозобойного трещинообрзования в направлении разрушения отдельных геосистем), а с другой стороны – снижает естественную интенсивность термокарста.

Указанная картина антропогенно обостряется (например, по нашим наблюдениям в 1972-1973 г.г. в р-не п. Канчалан), из-за нарушений теплового баланса деятельных поверхностей, вызывая локальное разрушение геосистем с возникновением борозд-рвов (до 1 м), оврагов (до 2 м) и других.

Хозяйственная деятельность человека в целом приводит к изменению мощности и среднегодовых температур вечномерзлых толщ. Так, до постройки Анадырского водохранилища в среднем течении р. Казачка указанные температуры в подошве слоя годовых колебаний были равны в среднем минус 40 С. Последующие наблюдения этих температур в 1971 г. зафиксировали их значения в отдельных точках как 00 С, а температуры донных отложений составляли +40 С. Одновременно с изменением отмеченных температур «прошли» термокарстовые процессы и возникли различные просадки грунтов.

Вмешательство человека в естественную природную обстановку чаще проявляется в нарушениях растительного покрова – этого наиболее динамичного природного фактора. Именно с такого рода нарушениями наиболее тесно связана активизация термокарстовых процессов. Пирогенные воздействия, в частности, на вечную мерзлоту, опосредствованные через растительность, являются разноплановыми, но по своему эффекту занимают одно из важных мест в этом аспекте. Так, выгорание даже одного кустарникового и травянисто-кустарникового покрова приводит в общегодовом выводе к усилению жесткости температурных условий в почво-грунтах и формированию более низких температур вечномерзлых толщ, а в теплый период года – служит толчком к активизации оплывинно-солифлюкционных движений грунта на склонах и к началу интенсивного термокарста в пределах скопления ледяных включений в грунтах различных местоположений и т.д. ^[8].

Строительство жилых поселков в пределах северных аллювиальных равнин, сложенных очень льдистыми грунтами, сопряжено с большими трудностями. Связано это с активизацией многих мерзлотных процессов (в первую очередь, термокарстовых), протекающих с особой быстротой и осложняющих строительство и эксплуатацию сооружений. Так, под поселок Канчалан был выбран участок в пределах 1 и 2-й надпойменных террас в среднем течении р. Канчалан, где оказались широко развитые мощные и неглубоко залегающие к дневной поверхности полигонально-жильные льды. Снятие и (или) уплотнение дерново-мохового и снежного покрова, осушение и (или) обводнение грунтов, планация и затенение земной поверхности, а в некоторых случаях даже вскрытие и выведение на поверхность подземных льдов, в ходе строительства и эксплуатации жилых и служебных зданий, привело к резкой перестройке естественного гидротермического фона почво-грунтов. Это послужило причиной интенсивного вытаивания полигонально-жильных льдов. В результате сформировался бугристо-западинный рельеф, возникли термокарстовые просадки и овраги и оплывинно-солифлюкционные трансформации, что привело к разрушению многих зданий и дорог.

Устройство временных дорог в равнинной тундре приводит к механическому разрушению травяно-мохового покрова, который десятилетиями не восстанавливается. Так, по наблюдениям автора в 1972 г. в долине р. Танюрер, на поверхности закочкаренных террас нами были отмечены единичные 15-летней давности глубокие (до 15-20 см) колеи тракторов и вездеходов. Эти колеи в ряде мест явились путями концентрированного стока дождевых и талых вод, что в конечном счете привело к образованию оврагов. Превращение отдельной колеи в овраг происходит очень быстро. Так, по наблюдениям Н.А. Граве и И.А. Некрасова в 1961 г. в районе пос. Шахтерский (вблизи г. Анадыря), возникновение оврага на месте гусеничной колеи трактора произошло в течение 5 лет. В тех случаях, когда колеи, а потом и овраги совпадают в плане с простиранием ледяных жил или морозобойных трещин, процессы линейной эрозии и бурного термокарста протекают особенно активно.

Поскольку колеи-борозды от тракторов и вездеходов большей частью сильно обводнены (влажность грунтов в них часто превышает предел текучести), несущая способность почво-грунтов здесь быстро снижается до минимальных значений. Поэтому временные дороги прокладываются все время на новых местах, по соседству с прежними. В результате вокруг большинства чукотских поселков тундра в настоящее время «распахана» и представляет собой обширные пространства, лишенные растительного покрова и изобилующие рытвинами, водороинами, провалами, оврагами и термокарстовыми озерами самых различных очертаний. Причем, во многих местах (например, вокруг поселков м. Шмидта, Певека, Депутатского, Шахтерского и др.) процессы оврагообразования, термокарста, солифлюкции и морозобойного трещинообразования протекают дальше уже без вмешательства человека.

Насыпные грунтовые дороги промерзают и служат препятствием со стороны склонов поверхностному и поддерновому стоку. Последний объединяется с термокарстом вдоль дорог и в результате формируются линейные рытвины и промоины. Так, вдоль насыпной дороги от бывшего аэропорта до пос. Шахтерского, ориентированной поперек склона, с 1964 по 1972 год образовались овраги глубиной до 3 м.

Спуск теплых промышленно-бытовых вод в ручьи, озера и отдельные замкнутые западины активизируют термокарстовые процессы и приводит к заглублению здесь верхней кровли вечной мерзлоты и увеличению мощности деятельного слоя. По немногочисленным данным бурения и электроразведки (в районе поселков Амгуэмы, Шмидта и Шахтерского), можно говорить, что по этим причинам за последние десятилетия произошло «точечное» понижение верхней кровли вечной мерзлоты до 5 м, а на поверхности – к термокарстовым просадкам.

Таким образом, в ходе хозяйственного освоения территорий активизируются все мерзлотные процессы, при ведущей роли термокарста.

Следует подчеркнуть, что на Восточной Чукотке, в обстановке намечающейся континентализации климата и предполагаемой заповедности территории, природные риски снижаются и геосистемы здесь, как правило, будут сохранять свою и изначальную устойчивость (рис. 4).

Рис. 4. Фрагмент карты районирования по устойчивости природных систем Восточной Чукотки ^[6] (м-б 1:1000 000; составили И.И. Крылов и Г.П. Скрыльник).

Условные обозначения: цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 – уровни устойчивости, плавно изменяющиеся от высоких значений

к низким.

Уровни устойчивости и пластичности ГС Восточной Чукотки не беспредельны, т.к. главные их резервы соответственно, геоморфологических систем (из-за их консервативности) и фитосистем (из-за их пластичности) – в конечном счете, все же ограничены. Вероятно, сейчас они часто находятся у своего предела, о чем и свидетельствует, в частности, направленное увеличение природных, а в условиях антропогенного "пресса" и техногенных катастроф ^{[13, 14]}. Исследования адаптации ГС к изменяющимся внешним условиям сводятся к изучению влияния на ГС результирующего действия эндо-, экзо- и антропогенных факторов. Вероятно, вклад антропогенных факторов (как по отдельности, так и в суммарном выражении) будет существенно различным, в зависимости от конкретного (повышенного или пониженного по напряженности) "эндо-"и "экзофона", особенно – в условиях сближения «порогов» аномальных и типичных процессов ^[9].

Заключение. Таким образом, в ходе хозяйственного освоения северных территорий и усиливающегося вмешательства в их естественную природную обстановку активизируются все мерзлотные процессы, при ведущей роли термокарста. В зависимости от форм вмешательства человека, нарастание активности большинства мерзлотных процессов, приводящих к нежелательным последствиям в практике народного хозяйства, будет происходить чаще скачкообразно. Эти процессы еще больше могут усилиться из-за возрастания напряженности естественных и антропогенных аномальных явлений и процессов: глобальных – потепления или похолодания климата и прогнозируемого повышения уровня океана ^[15];

континентальных – динамики границ природных зон, а также региональных – направленного изменения соотношений океанических и континентальных влияний; локальных – смены типов природопользования ^[16].

В целом, устойчивость природных систем сильно зависит от фактора места объектов и типа и масштабов антропогенного вмешательства.

Актуальность комплексной оценки изменений полярных ландшафтов (в частности, из-за колебаний климата в ХХ - ХХI веке), с целью «снятия» возможных экологических рисков и нормализации природных обстановок, сейчас резко возрастает. В итоге проведения этих мероприятий возможно достижение устойчивого развития территорий Севера.