Мы живём в новой тёплой реальности, к которой нужно адаптировать наши строительные нормы, инженерные подходы и, конечно же, людей. Вы узнаете, как можно жить и строить по-другому, как города растепляют мерзлоту и что видят ученые в городах-окошках нашего общего будущего.

С вами в экспедиции будут экоинженер Дарья Чекальская, журналистка Наталья Парамонова, фотограф Евгения Жуланова, мерзлотовед Глеб Краев, климатолог Павел Константинов, исследователь Jan Hjort.
слушай аудиоэкспедицию также на ЯНДЕКС МУЗЫКЕ, soundcloud, spotify, apple podcasts и вконтакте.
Экспедиция 3.КАК ЖИТЬ и строить на мерзлоте будущего?

Финальная экспедиция на невечную мерзлоту!

ТАЙМ-КОДЫ ЭКСПЕДИЦИИ:
1:00 обычно на мерзлоте не строят ничего серьезного... но не в России
2:33 заметны ли уже изменения в Салехарде?
4:00 а где ещё есть проблемы с мерзлотой?
5:00 что интересно учёным
7:00 главная сложность в строительстве
7:30 типы угроз для домов
9:37 в каких городах это уже реальность?
11:15 ирония сжигания нефти и таяния мерзлоты
12:00 катастрофа в Норильске
13:00 прогнозы для Салехарда
13:50 как строят сейчас и что нужно менять
21:21 где тогда строить?
22:17 реальная причина разрушения домов
23:30 как справляются на юге?
24:00 острова тепла в наших городах
35:23 виноваты ли города в таянии мерзлоты
41:00 итоги: узнали, что ничего не знаем
42:00 решения правительства

дополнительные материалы

1. Архив сведений о мерзлоте, собранный местными жителями
2. Надежда Замятина О пульсирующих городах
3. (Не)вечная мерзлота Сибири: как меняется Север России из-за изменения климата…
3. Как вы можете помочь замедлить изменение климата и сохранить мерзлоту

ИСТОЧНИКИ

1. IPCC, 2019: Summary for Policymakers. In: IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate
2. Jan Hjort Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century, 2018.
3. Streletskiy Assessment of climate change impacts on buildings, structures and infrastructure in the Russian regions on permafrost, 2019.
4. Biskaborn Permafrost is warming at a global scale, 2019.
5. Обсуждения EcoCup ученых о мерзлоте «Боже, храни мерзлоту»
6. Ramage Population living on permafrost in the Arctic, 2021.
7. В мире науки «КЛИМАТ СТАНОВИТСЯ НЕРВНЫМ» , №12, 2020.
8. Оценочный отчет Greenpeace (2010). Основные природные и социально-экономические последствия изменения климата в районах распространения многолетнемерзлых пород: прогноз на основе синтеза наблюдений и моделирования.
Дарья: Привет! Наступил последний этап нашей аудиоэкспедиции к невечной мерзлоте. Мы уже поговорили о том, насколько серьезна проблема деградации мерзлоты в России с точки зрения климата. Настало время поговорить о городах, строительстве и будущем адаптации Сибири. Как мы уже упоминали в предыдущих выпусках, таяние мерзлоты ставит семьдесят процентов инфраструктуры стоящей на мерзлоте под угрозу, а потенциальный ущерб для городов может достичь двух миллиардов долларов в год, а то и больше.

Вместе с вами разбираться в том, как жить и строить на мерзлоте, будут экоинженер Дарья Чек, экожурналист Наталья Парамонова и фотограф Евгения Жуланова.

Усаживайтесь поудобнее, мы продолжаем нашу экспедицию.

*

Павел: Мерзлота – ее проблема в том, что во-первых, во всем мире на ней никогда ничего не строили из серьезного. Максимум, что строят на мерзлоте, на той же Аляске или Северных Каратах это трубопроводы, то есть трубопроводы, которые из-за таяния мерзлоты они рвутся, их чинят, они снова рвутся, в общем, это такой постоянный процесс. Поскольку в Советском Союзе догадались построить целые промышленные районы и жилые кварталы на мерзлоте, это как раз позволило взглянуть на нее новыми глазами. И понимать, что мерзлота с одной стороны, когда она хорошо работает, она помогает удерживать такие огромные строения, с другой стороны, когда она начинает отступать, то все начинает проседать и очень быстро рушится. Есть очень много кадров про то, как в городах европейской, ну не европейской, там мерзлоты почти нет, а вот сибирской Арктики вот у половины дома мерзлота просела, потому что ее там не охраняли от отопления того же и пол дома рухнуло. Другая половина дома стоит, как новая. Это свойство мерзлоты оно в общем амбивалентное, я бы сказал.

Наталья: Глеб, как там в Салехарде, это прям заметно?

Глеб: Ну, в прошлом году дом сошел со свай, такое, довольно старое деревянное строение. Кстати, прямо недалеко от меня. Прямо видна покосившаяся часть дома, как будто действительно упала. И в тундре в заболачивании наблюдается какой-то термокаст. То есть формирование озер, каких-то мелких водоемов, ванн, таких прудиков. Соответственно местное население перестает водить оленей тропами, которыми оно водило всегда, вынуждено обходить какие-то участки, которые более заболочены, чем обычно. Ну на самом деле, мы в этом году будем конференцию здесь проводить. Мы хотим пригласить коренное население, чтобы оно высказалось. У нас недостаточное еще понимание о том, какие именно неудобства испытывают, то есть ученые ездят, смотрят конечно. Ну а так да. Но тут коренное население участвовало в этом, скажем так, в документировании мест воронок газового взрыва, который тоже в общем-то связан с выделением газов из мерзлоты, довольно таким катастрофическим процессом.

Дарья: Павел, а где еще есть проблемы, связанные с мерзлотой? Не только же в России? Что, например, насчет Канады?

Павел: Там в принципе они тоже есть, но проблема в том, что конечно, во-первых, города высокие в прямом смысле этого слова, то есть у нас есть высотные застройки. Если мы будем брать Аляску, то например, города типа Фэрбанкса, который, кстати один из самых загрязненных, к сожалению, из городов США, там где замечательный полярный университет находится. Там самый высокий дом в городе это само здание университета, а в центре города выше трех этажей строить нельзя, потому что сейсмическая опасность. Ну, и вся Скандинавия она в общем такая, скажем частные дома, они редко бывают высокими. А у нас прямо такие гиганты, и Мурманск с его микрорайонами на холме, и Норильск, и Воркута, и все что хотите.

Дарья: Зачем вообще финским ученым изучать мерзлоту? Это научный интерес или они планируют осваивать финское Заполярье?

Павел: Университет Хельсинки, на мой взгляд, кстати это одно из самых сильных научных подразделений в мире, которые занимаются, в том числе, полярной климатологией, метеорологией и связью с качеством воздуха, особенно с загрязнением черным углеродом или другими микрочастицами, они естественно не пропускают таких исследований мимо себя и мне кажется это нормальным.

Наталья: Ян, что скажете?

Ян: Мы обязаны знать, что происходит с мерзлотой, потому что строить города на ней очень дорого. Но, я думаю, дешевле построить хорошо, чем просто строить наобум. После исследований в Канады и Аляске мы пришли к выводу, что поддерживать дороги на мерзлоте в 8 раз дороже, чем обычные дороги в других регионах. Но, если изначально строить дороги правильно, то в будущем их будет проще адаптировать к меняющейся мерзлоте.

Глеб: Вот мои коллеги в прошлом году пробурили 80 скважин под домами Салехарда. Чтобы представлять: во-первых, состав проверить, изыскания и понимать какая там сейчас температура и, соответственно, несущая способность грунтов. Ну, скажем так, предпринимаются попытки к тому, чтобы все держать под контролем, соответственно, чтобы жизнь, жизнедеятельность населения была в безопасности. Чтобы была в безопасности жизнедеятельность населения.

Дарья: То есть за изучением мерзлоты стоит целый комплекс причин: и экономика, и безопасность, и здоровье, и будущее планеты.

*

Дарья: Давайте начнем свое погружение в градостроительство на мерзлоте. В чем сейчас заключается основная проблема?

Ян: Даже если мы не потеряем мерзлоту на глубине двадцати или даже десяти метров, таяние повлияет на уже существующие здания, потому что сваи в основаниях зданий потеряют опору. И даже малейшее изменение в мерзлоте может вызвать трещины в стенах зданий и на дорожных покрытиях. Мерзлота может повлиять и на проседание дорог, так как они возводятся на насыпях и напрямую зависят от рельефа.

Наталья: Какие угрозы для зданий стоит ждать из-за такого стремительного таяния деятельного слоя мерзлоты?

Глеб: Новые угрозы можно, наверное, классифицировать на две: что они либо просядут, либо их выпучит, то есть это произойдет не под всем домом или не под всем трубопроводам, а где-нибудь под одной из его частей, например, что произойдет какая-то неравномерная деформация, которая нарушит целостность дома, трубопровода, при которой строительные материалы просто не выдержат. И произойдет разрыв, ну или просто трещина в доме, или он вообще упадет. Что-то в этом роде.

Соответственно, процессы посадки, связанные с деградацией мерзлоты, с протаиванием, с увеличением ее температуры, со снижением несущей способности. Процессы пучения, напротив, связаны с тем, что у нас, допустим, была какая-то область с талыми породами, а мы ее решили проморозить, потому что решили, что так будет прочнее. И потом будет лучше ее таким образом содержать. Но что-то пошло не так, и при промерзании какой-то там объем воды тоже был заморожен, которое мы не учли. Ну и получилось, что у нас растет область или такой бугорок выпучивает по мере промерзания воды, подтягивание к фронту промерзания. Вкратце о процессе пучения. А бывает, что бывает как в центральной полосе, почему у нас все заборы кривые. Потому что глубокое промерзание, оно выпучивает грунт, выталкивает из себя малонагруженные заборы.

Дарья: А есть ли конкретные примеры? В каких городах это уже реальность?

Глеб: Из российских — проблемы есть в Воркуте, опасность есть в Салехарде, в Новом Уренгое, в Норильске известно много деформации. Кстати, авария недавно была, возможно, тоже связанная с мерзлотой, но как одна из версий. Якутск — там большие проблемы, несмотря на то, что мерзлота низкотемпературная. Чита, говорят, что там мерзлота такая, она не сплошная, а такие острова. Говорят, что 80 процентов зданий, которые построены там, на мерзлоте, уже тоже деформированы. Не знаю. То есть, есть проблемы, есть практически, когда есть мерзлота, все равно, так или иначе, есть какие-то проблемы. На самом деле, и когда ее нет, в коммунальном хозяйстве всегда найдутся какие-то проблемы.

Ян: Все эти проблемы давно известны — в некоторых городах России шестьдесят или даже восемьдесят процентов зданий повреждены из-за таяния мерзлоты. Но тут на мерзлоту повлияло не изменение климата, как вы могли подумать, а сами здания. Процесс стройки на мерзлоте напрямую влияет на тепловой режим почвы, если он нарушается, то мерзлота начинает оттаивать, а земля — проседать. Это приводит к повреждению зданий и дорог. То есть нельзя сказать, что это все происходит только из-за изменения климата, это новый фактор, который будет больше влиять в будущем. В общем, любая стройка влияет на земную поверхность. В этом как раз и заключается проблема.

*

Дарья: Есть некая ирония в том, что сорок пять процентов нефтяных и газовых ресурсов располагаются в зонах таяния мерзлоты. Это, кстати, данные из вашего исследования, Ян. То есть, чтобы иметь возможность безопасно получать нефть, нужно перестать её сжигать? Как таяние мерзлоты влияет на промышленность?

Ян: Я думаю, таяние мерзлоты сильно повлияет на промышленный сектор, потому что там обычно задействованы огромные территории. Если, к примеру, стоит задача построить одно здание или дорогу, то это не так сложно, по сравнению с количеством построек, например, для добычи ископаемого топлива. То есть, придется построить целую дорожную сеть, большую группу зданий, протянуть трубопровОды на целые километры. И чем обширнее постройки, тем больше шанс, что на них повлияет таяние мерзлоты. Вспомнить тот же случай с утечкой дизельного топлива в Норильске.

Дарья: Кстати, про Норильск. Насколько там мерзлота главный виновник?

Павел: Ну вот насколько я понимаю, понятно что правду тяжело узнать да, но вот по моему уровню понимания мне кажется, что там в принципе мерзлоты она по любому участвовала потому что там, она причем участвует в самых разных ипостасях, то есть без мерзлоты подобные события не происходит, то есть что-то там, я думаю как всегда, смесь раздолбайства, мерзлоты и в общем какого то такого не экологического сознания, но вот в процентах там разделить, наверное сложно, но мерзлота тоже присутствует.

*

Наталья: Есть ли вероятность, что растает мерзлота под Салехардом? Здесь по многим прогнозам к 2050 году верхних 15 метров мерзлоты уже может не быть, по словам местных исследователей. В России в целом граница мерзлоты, на которой сейчас Салехард находится, сдвинется к северу на 200 километров. Это меняет принципиально условия существования зданий и сооружений, особенно если они были построены в расчете, что мерзлота все-таки будет и продолжают строиться с расчетом на это. Соответственно, придется все замораживать еще больше, то есть ставить охлаждающие устройства.

Все начинается с того, что мерзлота теряет несущую способность, из-за этого основание фундаментов начинают неравномерно проседать, то есть с одной стороны просело, с другой нет.

Дарья: Давайте разворачивать эту тему постепенно, шаг за шагом. Для начала, разберемся, почему люди вообще стали забивать сваи в мерзлоту. Ответ гораздо проще, чем кажется — мерзлота всегда казалось вечной. Вбил сваю и дом будет стоять до конца времен. Вечный дом на вечной мерзлоте. Уже потом оказалось, что мерзлота совсем не вечная, что она растепляется от каждого построенного на ней дома, от неправильной проектировки и эксплуатации этих домов.

Самое главное при строительстве — геолого разведочные инженерные работы. Если понять характеристики отдельно взятого грунта, слои, из которых он состоит, определить местоположение мерзлотных линз...тогда получится забивать сваи именно туда, где они должны находиться. Очень индивидуальный и ювелирный подход.

Есть несколько способов разрешения ситуации с мерзлотой. Конечно, глобально нам нужно замедлить изменение климата, чтобы у мерзлоты был шанс стабилизироваться. Но и в краткосрочной перспективе мы можем её поддерживать, внимательнее проводить геоработы, менять строительные практики, иначе относиться к эксплуатации или вообще растапливать мерзлоту перед строительством, если мы находимся на её южной границе. Давайте узнаем больше об этих механизмах от Павла, Глеба и Яна.

Павел: Есть специальные технологии о поддержании мерзлоты. Это условная вентиляция, делают, условно говоря, дырки у скважины в земле, по которым холодный воздух, а мы привыкли, что холодный воздух всегда тяжелее и он опускается и проникает внутрь, то есть вот эти холодные воздушные массы, которые -40-50, опускаясь вниз в эти скважины они поддерживают многолетнюю мерзлоту в подмороженном состоянии.

С помощью воздушных скважин осуществляется возможность не размораживать вечную мерзлоту, а наоборот таким образом поддерживать ее в изначальном состоянии, и эта технология уже известна более 20-30 лет. Если, в Салехарде я думаю тоже, то в Норильске все подвалы они продуваемые, как раз для того чтобы потом не оказывать теплового воздействия на ту землю, на которой он стоит. Забегая вперед это работает, то есть есть совершенно уникальные строения. Строение Норильской больнице, которую построили югославы в конце 80-х, то есть это 17-этажное строение огромное, которое стоит на сваях в многолетней мерзлоте, путем правильной эксплуатации оно до сих пор работает на полную мощность. Такие технологии оправданы.

Дарья: Это будет достаточная адаптация для этих городов в ближайшем климате?

Павел: Как минимум для того чтобы они сохранились в текущей ситуации, да. То есть это во-первых, должно соблюдаться. Это как вопрос с масками и коронавирусом. То есть, если все правильно носят маски, то это работает. Также и там, если каждое здание таким правильным образом охлаждается та земля, на которой оно стоит, то тогда это работает. Если есть какие-то нарушения, то естественно все работает не так гладко.

Дарья: Есть ли еще примеры подобных техник?

Павел: Принцип в принципе он одинаковый, то есть не давать именно антропогенному воздействию влиять на мерзлоту. Это значит, что ее во-первых, нужно в зимний период охлаждать, а в летний период не давать ей сильно разогреваться для того чтобы сезонное оттаивание не было очень большим. Например, летом, хотя казалось бы лето достаточно короткое, все-таки до полутора метров оттаивает. Если таким образом, летом не давать этому сильно оттаивать, а зимой проветривать и не давать туда проникать городского центрального отоплению, а наши города все находятся на центральном отоплении…

Наталья: Окей, это что касается уже построенных домов. А что делать, если нужно строить новые? В основном используется строительство на сваях. Как теперь обходятся инженеры?

Глеб: Ну, в идеале, чтобы она находилась. Чем глубже находится мерзлота, тем глубже надо забивать сваю. Но и свая должна быть толще. Есть такое понятие, как силы смерзания. Именно они отвечают за поддержание свай в стабильности. Соответственно, чем больше мы увеличим площадь смерзания, тем больше будет эта сила. Ну и соответственно еще там, конечно, зависит от температуры мерзлоты, от пластичности грунта. В общем от многих других физических показателей самого грунта. Но для сваи самой тоже. И мы забиваем её как можно глубже и для того, чтобы увеличить эти силы смерзания. Сверху на сваю, насколько их нужно, этих сил смерзания настолько, что вы могли бы выдержать какую-то определенную нагрузку от дома, например, на ней, на нее поставлены. Вот нам нужно достичь какого то такого равновесия, чтобы это было на месте, чтобы сверху на нее действовала такая же нагрузка – как сеть. Сколько сил смерзания на нее, к ней приложены. Вот в Салехарде, в большинстве случаев, сваи забивают на 10 метров. А в некоторых случаях, к сожалению уже мерзлоты на этой глубине нет. Ну в идеале должна была быть.

Дарья: Недавно начали применять рифленые сваи, имеющие бОльшую площадь смерзания с грунтом при той же глубине заложения, что и гладкие сваи. Понятно, что одну и ту же конструкцию нельзя применять для всего Крайнего Севера, ведь климатические и грунтовые условия различные. Если в Якутске сорок лет назад десятиметровые сваи считались глубокими, то сейчас сваи заглубляют на пятнадцать-шестнадцать метров. Создавая запас прочности, увеличивая площадь смерзания у висячих свай, мы уходим от опасности разрушения зданий.

Одна из серьезных проблем строительства на Севере — это, конечно же, бетон, который начинает крошиться от значительных колебаний температуры. В результате, в сваях и других железобетонных конструкциях обнажается железная арматура, которая начинает ржаветь, от чего сваи разрушаются. Но не все так плохо: в ответ на этот вызов появляются и разрабатываются новые марки бетона, а в дорожном строительстве начинают применять пластификаторы и другие добавки, которые позволяют выдерживать суровые условия с большими амплитудами температуры.

Ян: Конечно, если мы говорим про изменение климата, про уменьшение деятельного слоя и таяния поверхностного слоя мерзлоты одновременно, то в таких условиях можно забить сваи достаточно глубоко. Изменения на поверхности мерзлоты будут не так катастрофичны для строительства. А если мерзлоты в грунте не так много, то перед постройкой ее можно, например, растопить. Естественно, это недешевый процесс, и чем толще мерзлотный слой, тем меньше смысла этим заниматься. С другой стороны, если строить на коренной породе, то мерзлота никак не влияет на здания, разве что на температуру.

Дарья: То есть нам нужно полностью пересмотреть наш взгляд на градостроительство и искать более удачные условия для наших городов?

Ян: Да, я согласен. Для будущих построек лучше выбирать другие участки, те, где нет такого количества мерзлоты. Потому что таяние мерзлоты влияет на состояние грунта и срок службы зданий, дорог и так далее. Но больше всего ущерба постройкам наносит проседание земли, вызванное таянием мерзлоты. Так что объем мерзлоты в грунте — важный параметр. И нужно уделить много внимания геофизическому и геологическому анализу, чтобы понять, где находятся подходящие территории. Конечно, строить на коренной породе гораздо лучше, но, мне кажется, таких удачных во всех смыслах территорий не очень много.

С другой стороны, в таянии мерзлоты есть и положительные моменты — некоторые территории станут более доступными для строительства, если мерзлота растает. Но там есть и другие параметры, которые придется учитывать, например, гидрологические. В процессе таяния мерзлоты больше воды просачивается вглубь грунта, и поверхность становится суше.

Дарья: Ян упомянул ранее одну интересную мысль, что на мерзлоту под городами влияет не потепление, а неверное эксплуатирование зданий. На самом деле, есть несколько якутских исследований, которые пишут о том, что основная проблема с растеплением грунтов в городах — это неправильное проектирование и эксплуатирование на вечномерзлых грунтах, то есть неправильно работающее подполье.

Для природы дом — это батарея, излучающая тепло. Задача градостроительства заключается в том, чтобы построить дома так, чтобы тепло не растепляло грунт, на котором они стоят. Для этого применяются всякие пассивные охлаждения: проветриваемые подполья или принудительное охлаждение термостабилизаторами. Но это все может не сработать, если допускать ошибки при проектировании и эксплуатации. Построили дом, вроде, хорошо стоит и десять, и двадцать лет, а потом возвели сбоку пристройку, она повлияла на тепловые потоки, бам, и эта часть здания начала коситься. Такие ситуации не редкость в Якутске, в Воркуте.

Наталья: Глеб, а какие у нас самые южные города с мерзлотой?

Глеб: Хороший вопрос. Надо посмотреть. Наверное, Чита. Может быть, в Тыве что-нибудь еще южнее. Но так в принципе в Алтае в горах есть, примерно одна широта. А кстати еще на Сихоте-Алине тоже есть.

Дарья: И как они, справляются?

Да нет, вы знаете, просто там уже принципы строительства иные. Там, где самые юга там предпочитают мерзлоту просто оттаивать. Зачем с ней возиться, потом пытаться ее сохранять как-то, чтобы она влияет на стабильность, сама по себе нестабильная, особенно на южной границе, поэтому там её просто оттаивают все.

*

Дарья: Мы достаточно много говорили о том, как деградация мерзлоты ставит под угрозу почву под нашими ногами, разрушает здания и делает климат ещё теплее. Но как сами города влияют на мерзлоту? Не топим ли мы мерзлоту городами-миллионниками? На этом этапе экспедиции мы постарались собрать все ответы на глобальный вопрос: а виноваты ли города в таянии мерзлоты?

Павел, прежде чем начать разговор о влиянии городов, нам нужно разобраться с термином «городской остров тепла». Как он появился?

Павел: Это совершенно замечательная история. Это еще более чем 200 лет назад, в 1818 году, как легко догадаться два года назад были большие празднества, была опубликована первая работа по городской метеорологии, как раз она касалась острова тепла Лондона. Люк Ховард – это тот, кто кстати придумал название облаков. Вот когда вы идете и говорите, какие красивые кучевые облака, или какие омерзительные дождевые облака, сейчас нас зальет. Вот эта вся терминология, которую придумал Ховард. Но кроме этого, как все ученые того времени естествоиспытатели, он увлекался исследованием всего того, что было вокруг него. Он регистрировал температуру у себя в палисаднике, где он проживал где-то в центре Лондона, и потом сравнил ее с температурой, которая была в Гринвиче. Гринвич и сейчас, как мы понимаем, такой глубокий пригород, а тогда была глубокая деревня, и он получил первые значения превышения городских температур в течение всего года, не только летом или зимой. Прикинув и помозговав, он понял, что скорее всего это от того, что какая никакая тогда была в городе развита промышленность и перехват солнечной энергии зданиями, и видимо потому что он был англичанином он так это и назвал Urban heat island, что в переводе означает городской остров тепла, и это так и прижилось.

Дарья: То есть города создают свой собственный микроклимат, когда меняют экосистему на бетон, асфальт, многоэтажки и заводы. Территория города всегда теплее территории региона вокруг него примерно на пару градусов Цельсия.

Теперь давайте обсудим, как изучают мерзлоту в разных городах Сибири и как эти города решают проблемы, связанные с мерзлотой. Павел, вы были во многих экспедициях, что интересного изучили?

Павел: Так получилось, что мы уже 7 лет в основном занимаемся зимним сезоном, потому что это дает более интересные результаты и зимой много чего происходит того чего не происходит летом просто потому что города при -50 они существуют только у нас практически, такие крупные города.

Дарья: Что вы узнали про эти зимние периоды?

Павел: У нас так особенно сложилось с городом Апатиты Мурманской области. Потому что там научный центр всего Кольского полуострова, а во-вторых, потому что до него легко добраться, то есть можно и на поезде, можно и на самолете долететь и все это достаточно близко, но уже за полярным кругом. Он создает, чтобы просто себе представлять, в зимние периоды отличие температуры с окружающей тундрой, где-то до 10-12 градусов. Это в принципе сравнимо с Москвой, которой он меньше, если посчитать где-то в 30 раз, если не ошибаюсь. То есть такой небольшой городок создает такое тепловое поле вокруг себя, которое влияет на очень многое, вплоть до распределения тепловой энергии для отопления до каких-то мелких ветров местных, которые работают только внутри этой городской среды, и таким образом, в нем создаются необычные условия для рассеивания допустим, выхлопов автотранспорта или наоборот для их конденсации. Простой пример, поскольку у них аэропорт расположен в тундре и основная измерительная станция находится там, когда местные слышат, что на ней -35 или -30, а в городе у них на 10-15 градусов теплее, и одеваясь теплее, выходят и говорят, опять эти метеорологи врут и не умеют, и вообще в окно бы смотрели. А почему? Потому что как раз вот эти огромные контрасты они создаются в городах типа Москвы. Москва, кстати, один из лидеров, среди мировых столиц, она создает вокруг себя тоже такие интересные климатические эффекты. Если пофантазировать, зачем это надо, и абстрагировать чисто от фундаментальной науки, то понимаете как, население растет и изменение климата, потепление климата делает южные регионы менее дружелюбными к проживанию. Если мы даже не будем говорить о чисто российских каких-то таких плюшках, которые можно будет получить, а это как минимум открытие все-таки круглогодичного северного морского пути, на котором потребуется организовывать новые населенные пункты. Это станции дозаправки, это допустим, аэропорты и аэродромы, которые будут обеспечивать эту логистику, то их естественно придется каким-то образом строить грамотно, чтобы туда кто-то жить поехал и не замерз сразу же. Во-вторых, еще создавать там более менее, насколько это возможно комфортную среду. И вот такие микроклиматические исследования, они как раз помогают планировать вот эти новые северные города к наилучшей выгоде тех, кто строит и тех, кто проживает. Потому что раньше они строились по наитию и есть примеры, допустим, тот же город Апатиты, который удачно спроектирован. Он находится на холме и поэтому качество воздуха там высокое. А есть и неудачные, вот на Аляске Фэрбанкс, который заселялся с реки и поэтому расположен в долине. Он является одним из лидеров штатов по проблемам с легочными заболеваниями, особенно в зимний период, потому что там очень грязный воздух.

Мы привыкли, что урбанистика это просто болтовня и в общем у каждого своя концепция, но вот именно такие микроклиматические различия они помогают, допустим, урбанистики северных регионов исходить из каких-то определенных и точных вводных. Как сделать идеальные города, чтобы в них людям было приятно, и они не страдали там вахтовым методом, и чтобы дышали достаточно чистым воздухом, и получали какое-то удовольствие от проживания.

Дарья: А как прошла поездка в Норильск?

Павел: Как всегда нам повезло, там был первый зимний день, мы только вышли с самолета, такие все московские, невыспавшиеся, в масках, нас выходит встречать водитель и так, как в кино показывают, картинно растягивается на первой осенней гололедице. Мы подходим, и он еще лежа говорит: «Вы не волнуйтесь, я резину поменял, а вот сам еще не готов». Мы ходили в тундру, нас занесло снегом. На самом деле неприятно, шапка промокла, то есть первый зимний день и все у них уже зима такая.

Наталья: А что вы туда ездили, устанавливать метеостанции?

Павел: Нет, наоборот проверять, как все установлено, и результат был не очень обнадеживающий, кое-что пришлось привезти обратно. Мы верим, что все будет хорошо.

Дарья: А что пошло не так?

Павел: Просто оборудование при -50 оно иногда отказывает, люди не отказывают никогда, особенно некоторые, а вот оборудование бывает.

Наталья: А как выглядит эта станция, которую вы установили? Какой там набор оборудования, что все-таки измеряет и куда передает данные?

Павел: Мы используем самый надежный из имеющихся полупрофессиональных станций. Полупрофессиональные, потому что цены, которые на профессиональных работают в таких условиях, они начинаются от 1-2 миллиона. В общем, учитывая, что станция обычно стоит в неохраняемом месте, это некоторый риск. Если у вас срезали на металлолом станцию за 80 тысяч и за полтора миллиона, это ощутимо для бюджета.

Именно поэтому мы используем не очень дорогое, но надежное оборудование, которое мы можем починить практически отверткой в любом состоянии. Мы знаем все сильные и слабые стороны, то есть мы измеряем метеорологию: температуру воздуха, влажность, скорость ветра, иногда количество приходящей ультрафиолетовой радиации. У нас там одновременно измеряют около 60 микродатчиков, и мы получаем прямо по микрорайонам термическую карту. Они совсем маленькие, практически незаметные и их тоже на металлолом не сдают. Одна из главных проблем это осуществление беспрерывной передачи, например, по GSM каналам, то есть не спутниковым, а через сотовую связь. Потому что когда наступают серьезные холода, например станции, переживали у нас -45-47, то тут поскольку ничего не гарантированно может замерзнуть, отмерзнуть и заработать снова.

Наталья: Это похоже, как передатчики на птиц ставят, а вы на города.

Павел: Только птиц больше и они кусаются.

Дарья: И что стало известно после всех измерений, все-таки виноваты ли города в таянии мерзлоты?

Павел: Это очень сложный философский вопрос. То есть с одной стороны кажется, что они действительно разрушают ту среду в которой, а с другой стороны, если посмотреть, они создают внутри себя такие вот окошки через, которые мы можем видеть, что будет происходить со всей Арктикой лет через 30-50. За счет того, что там уже значительно теплее, чем на окружающей территории мы можем видеть в городской черте новые виды растений и даже местами животных, которые уже там начинают появляться. И мы можем делать какие-то прогнозы относительно экосистем, которые нас ждут во всей Арктике уже в ближайшие годы, это с одной стороны. А с другой стороны, поскольку технологии не стоят на месте, как раз возможно в городах удастся создать такие точки опоры. То есть, условно говоря, поскольку мерзлота будет отступать практически повсюду, то применяя технологии, которые в общем уже существуют, то в городах можно эту мерзлоту поддерживать, можно ее сохранять и смотреть. И потом весь этот опыт уже распространять на всю территорию. Это такие города, такие климатические пионеры, смотря на успехи и неудачи, которых мы можем видеть, что ожидает вообще всю Арктику. Климатические сценарии это конечно все хорошо, точность их, как мы хотим считать, очень высокая. Вот то, что мы видим внутри города, это происходит прямо сейчас. Какие-нибудь инвазивные виды растений или не дай Бог микроорганизмов в будущем будут угрожать Арктики, мы увидим их сперва, конечно же, в урбанизированной среде, и таким образом можем успеть принять какие-то меры. Если бы мы снимали с вами какой-нибудь фантастический фильм катастрофу, то мы бы уже сейчас охватили, наверное, около 4-5 сюжетных линий, которые могли бы достаточно неплохо проявиться.

Дарья: Наташ, может да ну их эти подкасты, фильм снимем тогда.

Наталья: Фильм да, но нам не хватит все-таки денег.

Дарья: Это будет короткометражка.

Павел: У нас будет авторское кино, только разговоры.

Наталья: Мы нацепим камеру тебе на лоб, и ты будешь ходить и рассказывать ужасы.

Павел: Как у Балабанова фильм «Война», да я помню.

Наталья: Ну, не новый прием, но может быть.

Павел: Если без шуток, то по-хорошему мы видим основной успех в том, что нам удалось создать такую еще пока не Пан- Арктическую сеть, потому что в том числе из-за коронавируса у нас подвисли станции, в Норвегии, в Исландии и как раз на Аляске, которые должны были также заработать. У нас были договоренности по единой технологии сделать Пан-Арктическую сеть для нашей полярной науки, в которой обычно мы у себя применяем западные разработки. Тот вариант, что наши разработки будут впервые применены за рубежом, это очень большой шаг вперед. Самое главное, что мы в общем можем создать первую арктическую метеорологическую сеть для городов.

Павел: Потому что это для некоторых стран, в том числе, для Западной Европы носит судьбоносный характер, то есть надо понимать, что вообще будет происходить с климатом, это жизненно важно. Вот эти как раз исследования они находятся на переднем краю.

Глеб: Да, но здесь, конечно же, нельзя избежать и изучения мерзлых пород в естественных условиях, потому что город — это тепловой пресс на теле мерзлоты, который сам по себе излучает большое количество тепла, но помимо этого, у мерзлоты есть своя естественная динамика
Поэтому помимо того, что происходит в городах, нужно знать еще какие тенденции изменения мерзлотных условий и вне городов тоже имеют место. Собственно, в основном, сфера моей ответственности здесь.
Скажем так: если говорить о мире и о мерзлоте вообще, то, конечно, человек может оказать такое сильное тепловое воздействие или механическое, что мерзлота растает гораздо быстрее, чем в связи с изменением климата. Например, климатические изменения стали причиной потепления мерзлоты в среднем где-то на несколько десятых градусов, максимум на 1 градус в течение 80-х-70-х годов. А за то же самое время очень многие здания были построены и пришли в полную негодность именно из-за того, что мерзлота под ними растаяла.

Наталья: Наша экспедиция подходит к концу. Но мы узнали, что мы многого ещё не знаем. Одна из причин — не очень точные методы изучения. Об этом расскажет Ян:

Ян: Это непростой вопрос, на самом деле. Мы провели анализ рисков во всем Северном полушарии, учитывая индекс опасности, таяние мерзлоты, слои географической информационной системы и другие параметры. Мы анализировали большие площади и большие изображения, так что наши данные по инфраструктуре можно назвать достаточно точными. Мы использовали данные OpenStreetMap, там есть точные местоположения дорог и зданий в Норильске и более крупных городах. Даже с таким высоким разрешением изображений, безопаснее анализировать площади в один квадратный километр, потому что, если взять, допустим, один дом, то под ним вряд ли будет происходить что-то значительное. И даже в пределах территории одного города опасно делать выводы о том, что будет происходить с мерзлотой в будущем.

решения

Дарья: Что делает государство? Существует ли законодательная база по сохранению мерзлоты?

Как вы, наверное, слышали, крупные суммы вкладываются в развитие промышленности и инфраструктуры в регионах и неспроста. Ведь мерзлота хоть и медленно, но старательно пишет апокалиптический сценарий для северных городов нашей страны. Пока еще вилами по воде, но кто знает, что будет дальше? Поэтому правительству выгоднее всего создавать нормативно-правовую базу для сохранения и защиты мерзлоты. С февраля этого года юристы и мерзлотоведы работают над поправками в законе.

В скором времени в России будет создана государственная система мониторинга многолетнемерзлых грунтов, которая примкнет к составу федерального законодательства. Для ее создания будет использована существующая наблюдательная сеть Росгидромета. И пилотный этап начнется уже в две тысячи двадцать втором году, и будет посвящен разработке методов и технологий мониторинга на основе опыта уже работающих пунктов в Шпицбергене, на Земле Франца-Иосифа и Северной Земле.

Ну и не стоит сбрасывать со счетов региональные инициативы, ведь они вносят огромный вклад в образование и просвещение. В этом году в Ямало-Ненецком автономном округе откроется лаборатория по изучению невечной мерзлоты.

выводы

Дарья: Города и правда влияют на мерзлоту, но глобальное, изменение климата растапливает ее сильнее. Это наша новая реальность, к которой пора адаптировать не только строительные и инженерные подходы, но и людей. И города, расположенные на мерзлоте станут для нас окошками в будущее Арктики.

Наталья: Мерзлота изучается под микроскопом буквальное последние 20-30 лет. Это новая область, знания из которой жизненно нам важны. В первом выпуске мы посмотрели на то, что происходит с мерзлотой, узнали, что за последние 20 лет глубина оттаивания мерзлоты уже увеличилась на 15 процентов. Это ставит под угрозу 70 процентов российской инфраструктуры на Севере. В этом выпуске мы поняли, как можно строить по-другому и что очень важно правильно эксплуатировать здания, не полагаясь на авось. В будущем очень важно адаптировать инженерные нормативы так, чтобы учитывать новую реальность.

Дарья: Как связаны мерзлота и изменение климата: мерзлота становится источником газов, из-за чего потепление может даже ускориться. Сценарий, по которому пойдет развитие событий, зависит полностью от наших действий в ближайшие двадцать лет. Чтобы узнать, что можете делать лично вы, переходите на наш сайт nemerzlota.com, читайте статьи и погружайтесь в материалы по теме. Образование (и самообразование) и адаптация — наш главный шанс понять, как замедлить климат и не дать мерзлоте растаять еще быстрее. Станьте более осознанными потребителями и специалистами.

Теперь вы знаете, что рассказать друзьям, если они начнут поднимать тему освоения Сибири.

Наталья: А что вам запомнилось из сегодняшнего выпуска больше всего? Оставляйте свои впечатления на любой платформе, где вы слушаете этот подкаст. Подписывайтесь на нас, чтобы не пропустить следующие выпуски и ставьте звездочки, лайки и пальцы вверх, чтобы как можно больше людей смогли дотронуться до мерзлоты.

Дарья: С вами в экспедиции были Дарья Чек и Наталья Парамонова, фотографии делала Евгения Жуланова, текст писали и редактировали Марго Скоробогатова и Мария Яцык, монтировал Николай Сладков. Благодарим всех исследователей и ученых, которые стали героями наших выпусков, а также Европейскую федерацию научной журналистики (EFSJ) за предоставленный грант.

Аудиоэкспедия в формате подкаста
E-mail: daria@chekalskiy.ru
© 2021 Daria Chekalskaia, Natalia Paramonova, Evgeniya Zhulanova
Made on
Tilda