Многолетняя мерзлота как ее называют иначе. Многолетняя мерзлота
Вода, находящаяся в недрах и на поверхности, промерзает на глубину до 500 м и более. Свыше 25% поверхности всей суши Земли заняты вечномёрзлыми породами. В нашей стране более 60% такой территории, ведь в зоне её распространения лежит почти вся Сибирь.
Это явление получило название многолетней, или вечной мерзлоты. Однако климат со временем может меняться в сторону потепления, так что термин «многолетняя» более подходит для этого явления.
В летние сезоны - а они здесь очень недолгие и скоротечные - верхний слой поверхностных грунтов может оттаивать. Однако ниже 4 м находится слой, который не оттаивает никогда. Грунтовая вода может находиться либо под этим мёрзлым слоем, либо сохраняться в жидком состоянии между многолетнемёрзлыми толщами (она образует водяные линзы - талики) или над мёрзлым слоем. Верхний слой, который подвержен промерзанию и оттаиванию, называется деятельным слоем.
ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ
Лёд в грунте может образовывать ледяные жилы. Часто они возникают в местах морозобойных (образующихся при сильных морозах) трещин, заполняемых водой. При замерзании этой воды грунт между трещинами начинает сдавливаться, ведь лёд занимает большую площадь, чем вода. Образуется слегка выпуклая поверхность, обрамлённая понижениями. Такие полигональные грунты покрывают значительную часть поверхности тундры. Когда наступает недолгое лето и ледяные жилы начинают оттаивать, образуются целые пространства, похожие на решетку из кусочков суши, окружённых водными «каналами».
Среди полигональных образований широко распространены каменные многоугольники и каменные кольца. При многократном промерзании и оттаивании земли происходит вымораживание, выталкивание льдом на поверхность более крупных обломков, содержащихся в грунте. Таким путем происходит сортировка грунта, поскольку его мелкие частицы остаются в центре колец и многоугольников, а крупные обломки смещаются к их краям. В результате появляются валы камней, обрамляющие более мелкий материал. На нем иногда селятся мхи, и осенью каменные многоугольники поражают неожиданной красотой: яркие мхи, иногда с кустиками морошки или брусники, окружённые со всех сторон серыми камнями, похожи на специально сделанные садовые клумбы. В поперечнике такие многоугольники могут достигать 1 -2 м. Если поверхность не ровная, а наклонная, то многоугольники превращаются в каменные полосы.
Вымораживание из грунта обломков приводит к тому, что на вершинных поверхностях и склонах гор и холмов в зоне тундры возникает хаотическое нагромождение крупных камней, сливающихся в каменные «моря» и «реки». Для них существует название «курумы».
БУЛГУННЯХИ
Этим якутским словом обозначается удивительная форма - холм или бугор с ледяным ядром внутри. Он образуется благодаря увеличению объёма воды при замерзании в надмерзлотном слое. В результате лёд приподнимает поверхностную толщу тундры и возникает бугор. Крупные булгунняхи (на Аляске их называют эскимосским словом «пинго») могут достигать до 30-50 м высоты.
На поверхности планеты выделяются не только пояса сплошной многолетней мерзлоты в холодных природных зонах. Существуют участки с так называемой островной . Она существует, как правило, в высокогорьях, в суровых местах с низкими температурами, например в Якутии, и является остатками — «островками» — прежнего более обширного пояса многолетней мерзлоты, сохранившейся со времени последнего .
Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:
Поиск по сайту.
Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П. Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин "вечная мерзлота").
Криолитозона - верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.
В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет -3000...-6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300-2000°С.
Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Скопления воды в многолетнемерзлых породах образуют линзы, клинья, прослои и прожилки льда, т.е. в состав вечной мерзлоты входят и подземные льды. Содержание льда, т.е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от 40-50% до 60-70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта.
Многолетняя мерзлота - необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В. Н. Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендорфом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М. И. Сумгиным, П. Ф. Швецовым, А. И. Поповым, И. Я. Барановым и многими другими учеными.
Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км 2 , что составляет почти 65% территории страны.
Южная ее граница проходит по центральной части Кольского полуострова, пересекает Восточно-Европейскую равнину близ полярного круга, по Уралу отклоняется к югу почти до 60° с.ш., а вдоль Оби - к северу до устья Северной Сосьвы, далее проходит по южному склону Сибирских Увалов к Енисею в районе Подкаменной Тунгуски. Здесь граница круто поворачивает к югу, проходит вдоль Енисея, идет по склонам Западного Саяна, Тувы и Алтая к границе с Казахстаном. На Дальнем Востоке граница мерзлоты идет от Амура к устью Селемджи (левого притока Зеи), затем по подножию гор левобережья Амура к его устью. Мерзлота отсутствует на Сахалине и в прибрежных районах южной половины Камчатки. Пятна мерзлоты встречаются южнее границы ее распространения в горах Сихотэ-Алиня и в высокогорьях Кавказа.
В пределах этой обширной территории условия развития мерзлоты не одинаковы. Северные и северо-восточные районы Сибири, острова азиатского сектора Арктики и северный остров Новой Земли заняты сплошной низкотемпературной многолетней мерзлотой. Южная ее граница проходит через северную часть Ямала, Гыданского полуострова к Дудинке на Елисее, затем к устью Вилюя, пересекает верховья Индигирки и Колымы и выходит к побережью Берингова моря южнее Анадыря. К северу от этой линии температура слоя многолетнемерзлых пород составляет -6...-12°С, а его мощность достигает 300-600 м и более. Южнее и западнее распространена мерзлота с островами таликов (талого грунта). Температура мерзлого слоя здесь выше (-2...-6°С), а мощность уменьшается до 50-300 м. Близ юго-западной окраины области распространения мерзлоты встречаются лишь отдельные пятна (острова) мерзлоты среди талого грунта. Температура мерзлого грунта близка к 0°С, а мощность менее 25-50 м. Это - островная мерзлота.
В мерзлой толще концентрируются большие запасы воды в виде подземных льдов. Часть их образовалась одновременно с вмещающими породами (сингенетические льды), другая - при замерзании воды в ранее накопившихся толщах (эпигенетические).
На приморских низменностях от устья Хатанги до Колымы, на Новосибирских островах и на Вилюйской низменности в рыхлых отложениях распространены полигонально-жильные льды. Мощность их достигает 40-50 м, а на Большом Ляховском острове даже 70-80 м. Эти льды могут считаться "ископаемыми", так как формирование их происходило в среднечетвертичное время (в период оледенения). Жильный лед в трещинах кристаллических и метаморфических пород широко представлен в горных системах Северо-Востока и в северной части Средней Сибири. Для Западной Сибири и Печорской низменности типичны ледяные ядра торфяных бугров пучения. Ледяные интрузии - гидролакколиты (булгунняхи в Якутии) образуются в озерно-аллювиальных, делювиальных и солифлюкционных отложениях котловин Забайкалья и Северо-Востока, в Центральной Якутии и северных районах Западной Сибири.
Миграционные льды, заполняющие морозобойные трещины, распространены практически во всех районах, где встречается мерзлота.
Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота - продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Современный климат на большей части территории распространения мерзлоты лишь способствует ее сохранению, поэтому малейшее нарушение природного равновесия ведет к ее деградации. Это необходимо учитывать при хозяйственном использовании территории, в пределах которой распространена мерзлота.
Многолетняя мерзлота оказывает влияние не только на подземные воды, режим и питание рек, распространение озер и болот, но и на многие другие компоненты природы (рельеф, почвы, растительность), а также на хозяйственную деятельность человека. При разработке полезных ископаемых, прокладке дорог, строительстве, при проведении сельскохозяйственных работ необходимо тщательно изучать мерзлый грунт и не допускать его деградации.
Современное оледенение
Современные ледники занимают на территории России небольшую площадь, всего около 60 тыс. км 2 , однако в них заключены большие запасы пресной воды. Они являются одним из источников питания рек, значение которого особенно велико в годовом стоке рек Кавказа.
Основная площадь современного оледенения (более 56 тыс. км 2) находится на арктических островах (см. таблицу 7), что объясняется их положением в высоких широтах, обусловливающим формирование холодного климата.
Нижняя граница нивальной зоны опускается здесь почти до уровня моря. Оледенение сосредоточено в основном в западных и центральных районах, где выпадает больше атмосферных осадков. Для островов характерно покровное и горно-покровное (сетчатое) оледенение, представленное ледниковыми щитами и куполами с выводными ледниками. Самый обширный ледниковый покров расположен на Северном острове Новой Земли. Длина его по водоразделу составляет 413 км, а наибольшая ширина достигает 95 км (Долгушин Л. Д., Осипова Г. Б., 1989). Остров Ушакова, лежащий между Землей Франца-Иосифа и Северной Землей, представляет собой сплошной ледниковый купол, края которого обрываются к морю ледяными стенами высотой от нескольких метров до 20-30 м, а на острове Виктории, расположенном западнее Земли Франца-Иосифа, свободен ото льда лишь небольшой участок пляжа площадью около 100 м 2 .
Таблица 6. Современное оледенение России (по Л. Д. Долгушину, Г. Б. Осиповой, 1989)
При движении к востоку все бoльшая часть островов остается свободной ото льда. Так, острова архипелага Земли Франца-Иосифа почти сплошь покрыты ледниками, на Новосибирских островах оледенение характерно лишь для самой северной группы островов Де-Лонга, а на острове Врангеля покровного оледенения нет - здесь встречаются лишь снежинки и небольшие леднички. Большинство снежно-ледовых образований представляют собой многолетние снежники с ядрами инфильтрационного льда.
Толщина ледниковых покровов арктических островов достигает 100-300 м, а запас воды в них приближается к 15 тыс. км 2 , что почти в четыре раза больше годового стока всех рек России.
Оледенение горных областей России и по площади, и по объему льда значительно уступает покровному оледенению арктических островов. Горное оледенение характерно для наиболее высоких гор страны - Кавказа, Алтая, Камчатки, гор Северо-Востока, но встречается и в невысоких горных массивах северной части территории, где снеговая граница лежит низко (Хибины, северная часть Урала, горы Бырранга, Путорана, Хараулахские горы), а также в районе Маточкина Шара на Северном и Южном островах Новой Земли.
Многие горные ледники лежат ниже климатической снеговой границы, или "уровня 365", на котором снег сохраняется на горизонтальной подстилающей поверхности в течение всех 365 дней в году. Существование ледников ниже климатической снеговой границы становится возможным за счет концентрации больших масс снега в отрицательных формах рельефа (часто в глубоких древних карах) подветренных склонов в результате метелевого переноса и схода лавин. Разница между климатической и фактической снеговой границей измеряется обычно сотнями метров, но на Камчатке превышает 1500 м.
Площадь горного оледенения России немногим превышает 3,5 тыс. км 2 . Наиболее широко распространены каровые, карово-долинные и долинные ледники. Большая часть ледников и площади оледенения приурочена к склонам северных румбов, что обусловлено не столько условиями снегонакопления, но и большей затененностью от солнечных лучей (инсоляционными условиями). По площади оледенения среди гор России первое место занимает Кавказ (994 км 2). За ним следует Алтай (910 км 2) и Камчатка (874 км 2). Менее значительное оледенение характерно для Корякского нагорья, хребтов Сунтар-Хаята и Черского. Оледенение других горных районов невелико. Самыми крупными ледниками России являются ледник Богдановича (площадь 37,8 км 2 , протяженность 17,1 км) в Ключевской группе вулканов Камчатки и ледник Безенги (площадь 36,2 км 2 , протяженность 17,6 км) в бассейне Терека на Кавказе.
Ледники чутко реагируют на колебания климата. В XVIII - начале XIX вв. начался период общего сокращения ледников, который продолжается и поныне.
Многолетняя мерзлота распространена в районах, где средние годовые температуры отрицательные, а атмосферных осадков очень мало. В таких условиях почвы и горные породы верхних слоев земной коры практически постоянно находятся в мерзлом состоянии. Мерзлотой на суше занято более 21 млн км 2, или 14% площади. Наибольшие массивы многолетней мерзлоты находятся на территории России (они занимают около 11 млн км 2 - более половины территории страны), на Аляске и в Канаде. В Южном полушарии мерзлота занимает лишь 1 млн км 2. Есть основания считать, что под ледниковым куполом Антарктиды, как и Гренландии, сплошного мерзлотного слоя нет.
По происхождению многолетняя мерзлота является реликтом прошлых ледниковых эпох четвертичного времени. Потепление климата в послеледниковое время обусловило оттаивания мерзлых пород и постепенное сокращение ареалов их распространения. Доказательствами этого процесса является островной характер распространения многолетней мерзлоты, интенсивный процесс оттаивания, находки в толще мерзлых пород вымерших видов флоры и фауны (например, мамонтов).
Однако не все ученые согласны с этой точкой зрения. Некоторые исследователи считают, что многолетняя мерзлота является современным явлением. В подтверждение они приводят многочисленные наблюдения за возникновением мерзлоты на островах, которые недавно образовались в дельтах крупных сибирских рек. Основной причиной формирования мерзлоты являются низкие температуры во время длительной малоснежной зимы и кратковременного лета, когда лед не успевает растаять и накапливается в почве.
Лед не только цементирует частицы породы, но и, заполняя в них поры, расширяет их размеры вследствие увеличения объема воды при ее замерзании. Постепенно в мерзлом грунте образуются жили, клинья, массы льда неправильной формы и продолговатые линзовидные слои, которые могут достигать больших размеров. Особенно благоприятные условия для формирования крупных линз возникают на слабо дренированных землях, наполненные торфом или подстилаемые глинами.
В районах развития многолетней мерзлоты образуются специфические структуры почвы, в составе которых имеются торфяные и каменные круги, полигональные трещины, каменные гирлянды и полосы. Подобные структуры, которые образовались под воздействием криогенных процессов, можно наблюдать на многих вершинах гор, хотя сейчас мерзлоты там нет.
Кольцевые структуры могут образовываться в результате как замерзание воды, так и промерзания почвы. В первом случае формируются преимущественно торфяные круги, связанные с переменным замерзанием и оттаиванием воды, разрывом почвенного слоя и раздвижение его, а там, где произошло отделение, возникают морозобоины трещины. Другой характерный случай - образование каменных колец, связано с промерзанием земли и возникновением трещин просадки. Весенние талые воды стекают в эти трещины и выносят тонкозернистая материал, оставляя на поверхности грубый обломочный материал. Так возникает полигональная система трещин.
На склонах, где есть измельченные массы пород, вследствие постепенного движения нарушенных почв изометрические каменные круги вытягиваются в эллипсы или узлы. их называют гирляндами. Когда такие гирлянды попадают на более крутые склоны, они продолжают видовжуватися и таким образом приобретают вид каменных полос, параллельных каменных гребней, вытянутых на сотни метров.
К особенностям рельефа областей многолетней мерзлоты принадлежит распространения термокарстовых углублений, которые образуются в результате таяния слоев льда в почве. На территориях с мерзлых грунтов иногда встречаются гидро лакколиты - холмы с ядрами льда внутри. На холмистой земной поверхности достаточно распространенным является процесс солифлюкции - сползание мерзлых масс грунта по склонам.
Толщина многолетней мерзлоты в областях с очень холодным климатом колеблется от нуля вблизи озер и горячих источников до 300 м и более. Максимальная глубина постоянного промерзания пород превышает 600 м.
Многолетняя мерзлота создает особые условия для развития растительности, что сказывается на ее состоянии. Растения длительное время находятся в условиях физиологического покоя. Корни растений не может углубиться в почву через слой мерзлоты. Деревья с поверхностной корневой системой плохо держатся в земле, в результате чего в тайге часто встречаются участки буреломов.
Изучение особенностей различных компонентов природы в областях распространения многолетней мерзлоты имеет большое значение не только для освоения огромных природных ресурсов соответствующих регионов (лесов, гидроресурсов, различных видов полезных ископаемых и т.д.) 9 а и для предупреждения вредных последствий хозяйственной деятельности человека. Природно-территориальные комплексы в условиях длительного господства холода отличаются большой впечатлительностью. Нарушены ландшафты восстанавливаются очень медленно. Поэтому особую остроту приобретают вопросы, связанные с охраной природы в областях распространения многолетней мерзлоты.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие составляющие гидросферы?
2. В чем заключается единство гидросферы?
3. Какие основные свойства воды? Какие из них являются аномальными?
4. Какие основные факторы формируют океанические течения?
5. Какие типы океанических течений? Приведите несколько примеров каждого типа.
6. Как влияют океанические течения на распределение изотерм?
7. Какова средняя соленость вод Мирового океана?
8. Какие ионы определяют солевой состав воды? Или в он постоянным?
9. Как делятся реки по характеру питания и особенностями их водного режима?
10. На какие типы разделяют подземные воды?
11. Объясните, почему у экватора соленость вод океана ниже, чем у тропиков.
12. Какой процент воды гидросферы находится в Мировом океане?
13. Как распределяются океанические течения за температурой воды?
14. Какие основные формы рельефа образуют дно Мирового океана?
15. Что относится к вод суши?
16. Объясните происхождение озерных котловин. Приведите конкретные примеры.
17. Назовите самую длинную реку мира.
18. Как называют фонтанирующих горячие источники в районах вулканической деятельности?
19. Какая часть речной долины затапливается во время наводнения?
20. Какое значение для Украины имеет река Днепр?
21. Какое значение для Украины имеет Черное море?
22. Чем отличаются верховые болота от низменных? К какому типу относятся болота Полесья?
23. Какие эпохи оледенений выделяют в истории Земли?
24. Какая площадь современного оледенения?
25. Какую роль в формировании современного рельефа Украины сыграло четвертичное оледенение?
26. Объясните, почему в Крымских и Карпатских горах нет ледников. Были ли они здесь в прошлом?
27. Что такое криосферы?
28. Почему многолетняя мерзлота распространена почти исключительно в Северном полушарии? Какова ее максимальная толщина?
Многолетняя мерзлота распространена на территории Средней Сибири почти повсеместно. Она является результатом длительного и глубокого выхолаживания поверхности. Формирование мерзлоты произошло еще в ледниковое время, когда суровый, малоснежный резко континентальный климат был выражен еще резче, чем в настоящее время. Образование мерзлоты связано с потерями большого количества тепла в антициклональных условиях холодного периода и глубоким промерзанием горных пород. Летом породы не успевали полностью оттаять. Так в течение сотен и тысяч лет происходило постепенное «накопление холода». Понижалась температура мерзлых пород, увеличивалась их мощность. Следовательно, мерзлота наследие ледникового периода, своего рода реликт. Но на Северо-Сибирской низменности мерзлотой охвачены и голоценовые аллювиальные отложения, а на отвалах горнорудной промышленности в районе Норильска мерзлота образуется буквально на глазах человека. Это свидетельствует о том, что в северной части Средней Сибири современные климатические условия благоприятствуют образованию мерзлоты.
Мощным фактором сохранения многолетней мерзлоты в Средней Сибири является суровый резко континентальный климат. Сохранению мерзлоты благоприятствуют низкие среднегодовые температуры и присущие этому климату особенности холодного периода: низкие температуры, малая облачность, способствующая ночному излучению, переохлаждению поверхности и глубокому промерзанию грунтов, позднее образование снежного покрова и его малая мощность.
Вслед за изменением климатических условий с северо-востока на юго-запад изменяется и характер мерзлоты (ее мощность, температура, льдистость). В северной части Средней Сибири распространена сплошная (слитная) многолетняя мерзлота. Южная граница ее распространения проходит от Игарки несколько севернее Нижней Тунгуски, южнее среднего течения Вилюя к долине Лены близ устья Олекмы. Мощность мерзлых пород здесь составляет в среднем 300-600 м. На побережье Хатангского залива она достигает 600-800 м, а в бассейне реки Мархи, по данным Граве (1968 г.), даже 1500 м. Температура мерзлого слоя на глубине 10 м составляет -10...-12°С, а включения льда до 40-50% объема породы. Южнее распространена мерзлота с островами таликов . Сначала среди мерзлого грунта появляются небольшие участки талого грунта, но постепенно площадь их увеличивается, а мощность мерзлоты сокращается до 25-50 м. Температура мерзлых пород повышается до -2...-1°С. На крайнем юго-западе , в бассейне Ангары, талый грунт уже преобладает по площади. Здесь встречаются лишь острова мерзлоты . Это небольшие участки мерзлоты в понижениях рельефа или на склонах северной экспозиции под покровом торфа и мхов. Мощность их на юге составляет всего 5-10 м.
В направлении с севера на юг изменяется и верхняя граница мерзлоты, глубина ее летнего протаивания, или мощность деятельного слоя. Она зависит не только от количества тепла, поступающего к поверхности, и от температуры мерзлого грунта, но и от его льдистости, т. е. от объема ледяных включений, от теплоемкости и теплопроводности вмещающих пород. Поэтому мощность деятельного слоя, увеличиваясь в целом с севера на юг, зависит от механического состава пород, от характера растительности. Глубина протаивания составляет на севере в торфянистых грунтах 20-30 см, в глинистых 70-100 см, а в песках 120-160 см; на юге соответственно 50-80, 150-200 и 220-530 см. Таким образом, в южной части Средней Сибири мощность деятельного слоя примерно в 2 раза больше, чем на севере.
Многолетняя мерзлота служит могучим фактором формирования природных территориальных комплексов Средней Сибири. Она оказывает влияние на самые разнообразные процессы, определяющие характер природы и ее специфические черты.
Являясь продуктом резко континентального климата, мерзлота сама весьма существенно влияет на климат, усиливая его суровость и континентальность. Зимой от подпочвенных горизонтов в приземные слои воздуха практически не поступает тепла, а летом много тепла тратится на таяние мерзлоты, поэтому почва нагревается слабо и мало отдает тепла приземным слоям воздуха. Следствием этого является интенсивное выхолаживание поверхности в ясные летние ночи, приводящее к заморозкам на почве, и увеличение суточных амплитуд температуры.
Мерзлота влияет и на другие компоненты природы. Она служит своеобразным водоупором, поэтому влияет на сток и рельеф: усиливает сезонность поверхностного и подземного стока, затрудняет глубинную эрозию и способствует боковой в пределах деятельного слоя, замедляет карстовые процессы и благоприятствует развитию криогенных форм рельефа на всем пространстве Средней Сибири. Мерзлота обусловливает формирование особого типа почв мерзлотно-таежных. Она существенно сказывается на пространственной дифференциации природы, на структуре и функционировании ПТК. С мерзлотой связано возникновение специфических природных комплексов, например аласов.
Мерзлота влияет на хозяйственную деятельность населения, осложняя освоение территории. При капитальном строительстве необходимо учитывать возможность протаивания мерзлоты и вспучивания грунтов под строительными объектами и при нарушении растительного покрова в процессе строительных работ. Это заставляет проводить дополнительные работы (например, строительство домов на сваях), что удорожает и замедляет строительство. Мерзлота затрудняет водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий, требует тепловых мелиорации при земледельческом освоении территории.
Воды
В Средней Сибири находятся самые многоводные реки России, в отдельных районах имеется масса озер, в недрах есть воды не только в жидком, но и в твердом состоянии в виде подземных льдов и ледяного цемента в скованных мерзлотой горных породах.
Реки. Средняя Сибирь обладает хорошо развитой речной сетью. Это обусловлено значительной приподнятостью и разновысотностью территории, трещиноватостью горных пород, длительным периодом континентального развития, водоупорным эффектом многолетней мерзлоты, глубоким и длительным сезонным промерзанием грунтов. Мерзлота не только препятствует просачиванию влаги в грунт, но и сокращает испарение из-за низкой температуры речных и грунтовых вод. Все это определяет особенности водного баланса Средней Сибири увеличение стока и прежде всего его поверхностной составляющей и уменьшение испарения по сравнению с аналогичными широтами Русской равнины и Западной Сибири. Коэффициент стока в Средней Сибири составляет 0,65 . Это выше, чем в среднем по стране и в 2 раза выше, чем в Западной Сибири. Отсюда большая густота речной сети и многоводность рек Средней Сибири. Максимальный сток (более 20 л/с/км 2) характерен для плато Путорана.
Средняя густота речной сети превышает 0,2 км/км 2 поверхности. Густота речной сети различна в западной, более приподнятой и лучше увлажненной, и восточной части. В бассейне Енисея она составляет 0,4-0,45 км/км 2 , а в бассейне Лены 0,12-0,15 км/км 2 . По уклонам и скорости течения, по строению долин реки Средней Сибири занимают промежуточное положение между горными и равнинными. Глубоко врезанные долины часто имеют щекообразную форму, расширяясь на участках, сложенных рыхлыми песчано-глинистыми породами, и приобретая ущельеобразный характер с крутыми склонами, нависающими над водой («щеками»), в местах выхода траппов или известняков.
В Средней Сибири расположена большая часть бассейнов рек Енисея и Лены. Кроме них, непосредственно в море впадают такие крупные реки, как Оленек, Анабар, Хатанга, Таймыра, Пясина. Многие притоки Енисея и Лены имеют значительную длину. Четыре из них (Нижняя Тунгуска, Вилюй, Алдан и Подкаменная Тунгуска) входят в число 20 крупнейших рек России. Немногим отстает от них по длине Ангара.
Характерными чертами гидрологического режима рек Средней Сибири наряду с многоводностью являются исключительная неравномерность стока, краткость и мощность весеннего половодья и маловодность в зимний период, длительность ледостава и мощность ледовых образований, промерзание многих малых рек до дна и широкое развитие наледей. Все эти черты связаны с особенностями климатических условий страны с ее резко континентальным климатом.
По водному режиму реки Средней Сибири относятся к восточносибирскому типу . Основными источниками их питания являются талые снеговые и в меньшей мере дождевые воды. Доля грунтового питания очень невелика из-за широкого распространения мерзлоты и составляет от 5 до 10% годового стока. Лишь на крайнем юге она возрастает до 15-20%. Источники питания определяют и неравномерное внутригодовое распределение стока. От 70 до 90-95% годового стока приходится на теплый период (четыре-шесть месяцев). Главная масса воды проходит во время короткого и бурного весеннего половодья. На юге это происходит в конце апреля, на большей части территории в мае, а в Заполярье в начале июня. Снега тают в течение двух-трех недель. Промерзшие грунты не впитывают талых вод, которые быстро сбрасываются в реки.
Подъем воды в реках в период половодья составляет в среднем 4-6 м. А на главных реках, где много талых вод приносят притоки, половодье в нижнем течении достигает колоссальных размеров. В низовьях Лены подъем воды превышает 10 м, на Енисее 15-18 м, в низовьях Подкаменной Тунгуски и Котуя 20-25 м, а на Нижней Тунгуске до 25-30 м. С этим связан необыкновенно высокий уровень пойм на среднесибирских реках.
В летне-осенний период дожди, таяние мерзлоты и наледей поддерживают уровень воды в реках, поэтому для Средней Сибири характерна не летняя, а зимняя межень , когда реки получают скудное питание лишь за счет подземных вод. Уровень воды в реках заметно понижается уже с первыми заморозками. Постепенное промерзание грунтов все более снижает поступление грунтовых вод в реки. Маловодье и замедление течения рек приводят к сильному переохлаждению речных вод и образованию мощного льда.
Замерзание среднесибирских рек происходит весьма своеобразно. Лед сначала образуется не на поверхности воды, а на дне, на переохлажденной гальке, а затем поднимается к поверхности.
Ледостав на реках большей части территории наступает в октябре, а южных реках в начале ноября. Лишь стремительная Ангара местами остается свободной ото льда до декабря, а иногда и до января. Мощность льда на реках достигает 1-3 м. Мелкие реки промерзают до дна. На многих реках образуются ледяные перемычки на перекатах, в результате чего река превращается в цепь озер, приуроченных к речным плесам. Если вода в таких озерах насыщена кислородом, то они представляют собой «рыбные садки», при недостатке кислорода загнивающие омуты.
Ледоход на сибирских реках грандиозное зрелище. Река несет огромные массы льда. На суженных участках речных долин образуются огромные ледяные заторы. Поднятый с перекатов лед несет вмерзшие в него гальку и глыбы траппов объемом 12-15 м 3 , т. е. весом более 30 т.
Чрезвычайно распространенным явлением, особенно в северной части Средней Сибири, являются наледи. Воды наледей затопляют покрытые льдом русла рек, речные поймы и целые долины, образуя огромные ледяные поля. Из года в год наледи образуются на одних и тех же местах. Начинают возникать наледи в декабре-январе, а наибольших размеров достигают в марте. В это время мощность льда в наледях может составлять 3-4 м. Образование наледей связано с сужением живого сечения реки при промерзании аллювиальных наносов и возрастании мощности льда на поверхности реки. Вода течет, как в ледяной трубе, и при увеличении давления прорывается либо вверх образуется речная наледь , либо вниз подпирает грунтовые воды, которые поднимаются и изливаются по трещинам на поверхность поймы. Так возникает грунтовая наледь . Наиболее часто наледи образуются выше ледяных перемычек и там, где река разбивается на рукава среди обширных площадей галечников. Летом они постепенно тают и служат дополнительным источником питания рек. Крупные наледи могут сохраняться все лето.
На больших реках с мощными аллювиальными отложениями, большой площадью живого сечения и достаточно глубоким залеганием мерзлоты наледи не развиваются.
Крупнейшей рекой Средней Сибири является Лена . Длина ее достигает 4400 км. По площади бассейна (2490 тыс. км 2) она занимает третье место в России, а по водности второе, уступая лишь Енисею. Среднегодовой расход ее близ устья составляет около 17 000 м 3 /с, а годовой сток 536 км 3 . Лена берет начало на западном склоне Байкальского хребта и в верхнем течении является типичной горной рекой. Ниже впадения Витима и Олекмы Лена приобретает характер крупной равнинной реки. При впадении в море Лаптевых она образует самую крупную в России дельту площадью более 32 тыс. км 2 . Главными притоками Лены в пределах Средней Сибири являются Алдан и Вилюй.
Озера. В Средней Сибири озер меньше, чем в Западной Сибири, и распространены они очень неравномерно. Большой озерностью отличаются Северо-Сибирская и Центральноякутская низменности, где преобладают небольшие и неглубокие термокарстовые озера. Крупные озера в котловинах ледниково-тектонического происхождения находятся на плато Путорана: Хантайское, Хета, Лама и др. Эти озера глубокие, длинные и узкие напоминают фьорды Норвегии. Самым крупным в Средней Сибири является озеро Таймыр, расположенное у южного подножия гор Бырранга. Оно занимает тектоническую котловину, обработанную ледником. Площадь озера 4560 км 2 , максимальная глубина 26 м, а средняя около 3 м.
Подземные воды. Около 75% территории Средней Сибири занимает Восточно-Сибирский артезианский бассейн. Он состоит из четырех бассейнов второго порядка: Тунгусского, Ангаро-Ленского, Хатангского (Северо-Сибирского) и Якутского. Артезианские воды являются напорными. Они залегают на различной глубине под толщей мерзлоты в коренных породах разного возраста. Среди подмерзлотных вод есть пресные, солоноватые и рассолы. Обычно с глубиной соленость вод возрастает. Наиболее минерализованные воды, часто представляющие собой рассолы с содержанием солей до 500- 600 г/л, приурочены к соленосным отложениям девона и нижнего кембрия.
Многолетняя мерзлота затрудняет формирование и циркуляцию подземных вод, однако и в ее толще есть водоносные горизонты и линзы в пределах таликов. Чаще всего эти межмерзлотные воды приурочены к подрусловым и подозерным таликам. Надмерзлотные воды представлены грунтовыми водами деятельного слоя. Эти воды пополняются за счет атмосферных осадков и имеют минерализацию менее 0,2- 0,5 г/л воды. В холодный период надмерзлотные воды замерзают. Во время замерзания водоносного горизонта образуются бугры пучения и наледи.
Почвы, растительность и животный мир
На формирование и размещение по территории Средней Сибири почв, растительности и животного мира большое влияние оказывает ее специфический суровый резко континентальный климат и связанное с ним почти повсеместное распространение мерзлоты. Этим обусловлено существенное отличие среднесибирских почв и биокомпонентов от западносибирских.
Как и в Западной Сибири, размещение почвенно-растительного покрова и животного мира подчинено здесь закону зональности, однако зональность прослеживается менее отчетливо. Это обусловлено значительной приподнятостью территории, следствием чего является высотная дифференциация природных условий, осложняющая проявление зональности. В северной части страны она прослеживается с высоты 400-500 м, а на юге с 900 м.
Почвы в Средней Сибири развиваются преимущественно на элювии коренных пород, поэтому они обычно каменисты и щебнисты. На огромных пространствах формирование почв происходит в условиях неглубокого залегания многолетней мерзлоты. На крайнем севере здесь распространены арктотундровые почвы , которые сменяются тундровым и глеевыми и тундровыми подбурами . В лесной зоне формируются специфические таежно-мерзлотные почвы. В них совершенно не прослеживается ни в строении почвенного профиля, ни в химическом составе следов подзолообразовательного процесса, характерного для тайги. Это обусловлено тем, что многолетняя мерзлота создает непромывной режим почв и препятствует выносу химических элементов за пределы почвенного профиля. Для таежно-мерзлотных почв характерны многочисленные следы оглеения в почвенном профиле, особенно в его нижней части, результат переувлажнения почв и их слабой аэрации. Под влиянием мерзлотных явлений происходит постоянное перемешивание почвенной массы, поэтому для таежно-мерзлотных почв характерна слабая дифференцированность профиля, отсутствие четких генетических горизонтов.
Таежно-мерзлотные почвы Средней Сибири представлены тремя подтипами . Наиболее широко распространены таежно-мерзлотные кислые почвы, формирующиеся на бескарбонатных породах. На карбонатных породах и траппах развиваются таежно-мерзлотные нейтральные (палевые) почвы. При химическом выветривании этих пород в почвы поступает значительное количество оснований, что обеспечивает нейтрализацию кислой реакции почвенного раствора. В нейтральной среде снижается подвижность гумусовых веществ, содержание гумуса достигает 6-7%, происходит биогенная аккумуляция химических элементов. Это наиболее богатые почвы среднесибирской тайги. Для северной части тайги, где мощность деятельного слоя особенно мала, а переувлажнение почв чрезвычайно велико, наиболее характерны таежно-глеево-мерзлотные почвы. В западной части Средней Сибири, где больше расчлененность поверхности и щебнистость субстрата, а поэтому меньше льдистость мерзлой толщи, распространены подбуры .
На юге, где мерзлота занимает небольшие участки, распространены дерново-подзолистые почвы. На Центральноякутской низменности в связи с отсутствием промывного режима, сильным прогреванием летом и подтягиванием влаги к поверхности образуются почвы засоленного ряда: солоди, солонцы и солончаки (преимущественно карбонатные).
Северная часть Средней Сибири занята тундровой растительностью от пятнистых арктических тундр до кустарниковых южных ерниково-ивняковых. Южнее своеобразные условия для развития растительности создают контрастное сочетание низкотемпературных переувлажненных почв и относительно теплого приземного слоя воздуха, длительный период зимнего покоя и относительно короткий теплый период. К суровым условиям природы приспособилось довольно ограниченное число видов растений. Из древесных пород таким видом является лиственница даурская порода, весьма нетребовательная к теплу и почвам, приспособленная к условиям неглубокого залегания мерзлоты и довольствующаяся при этом крайне малым количеством осадков. Господство светлохвойных лиственничных лесов наиболее характерная особенность растительного покрова Средней Сибири. В южной части страны к лиственнице присоединяется сосна. В западной приенисейской части, где больше осадков и более мощный снежный покров, распространена темнохвойная тайга .
С высокими летними температурами и значительной сухостью воздуха, обусловленной резкой континентальностью климата, связано самое северное на земном шаре распространение лесов в Средней Сибири. На 300-500 км севернее, чем в Западной Сибири, заходят здесь леса. На Таймыре древесная растительность встречается близ 72°50" с.ш..
В центральной Якутии близ 60° с.ш. по соседству с заболоченными лесами имеются участки настоящих степей и степных солончаков. Они являются реликтом ксеротермального периода и сохраняются в настоящее время благодаря теплому не по широтам лету, малому количеству осадков и наличию многолетней мерзлоты, препятствующих выщелачиванию почв и удалению из них солей.
Отличие животного мира Средней Сибири от западносибирского обусловлено фаунистическими и экологическими различиями двух соседних физико-географических стран. Енисей является важным зоогеографическим рубежом, через который не переходят многие восточносибирские виды. Фауна Средней Сибири характеризуется большей древностью, чем фауна Западной Сибири. Здесь особенно широко представлен комплекс таежных животных. В Средней Сибири отсутствует ряд европейско-сибирских видов (куница, норка, заяц-русак, еж и др.), но появляются восточносибирские виды: восточный лось, снежный баран, кабарга, северная пищуха, ряд видов землероек, каменный глухарь, черная ворона, утка-касатка и др. Наблюдается глубокое проникновение в тайгу Центральной Якутии животных и птиц, обычно обитающих в степях: длиннохвостного суслика, черношапочного сурка, полевого жаворонка, скалистого голубя и др.
Животное население Средней Сибири отличается некоторыми специфическими чертами, обусловленными особенностями ее природы: холодной продолжительной зимой, распространением многолетней мерзлоты, каменистостью грунтов и пересеченностью рельефа. С суровостью зимних условий связано обилие среди животных пушных зверей с густым, пушистым и шелковистым мехом, который особенно высоко ценится: песец, соболь, горностай, белка, колонок и др. С пересеченностью рельефа и каменистостью грунта связано увеличение численности и видового разнообразия копытных в Средней Сибири: северный олень, лось, снежный баран, кабарга. Мерзлота ограничивает распространение земноводных, пресмыкающихся и червей. В холодных водах уменьшается численность рыб. Резкая континентальность климата способствует большему передвижению тундровых животных к югу в зимний период и таежных к северу летом.
Животный мир тайги отличается довольно однообразным видовым составом, но большим колебанием численности в ее пределах. Для животного населения тундр характерно значительное сходство с животными западносибирских тундр.
Природные зоны
Несмотря на громадную протяженность территории Средней Сибири по меридиану, набор природных зон в ее пределах весьма невелик: тундра, лесотундра и тайга. Наиболее полно представлены тайга, занимающая около 70% площади, и тундра.
Усиление континентальности климата в Средней Сибири способствует смещению границ природных зон к северу по сравнению с Западной Сибирью. Однако это хорошо прослеживается лишь в северной части страны, где не только лесотундра, но и северная граница лесной зоны заходит за 70° с.ш. Что касается южной границы лесной зоны, то она, наоборот, оказывается смещена к югу из-за высотного положения территории (выше 450-500 м). Здесь, у подножия Восточного Саяна, на широтах, на которых в Западной Сибири размещены степи, распространены таежные леса с островами лесостепей.
Тундровая зона занимает север Средней Сибири. Ее южная граница проходит от Дудинки севернее озера Пясино и долины Хеты до слияния ее с Котуем (примерно до 72°30" с.ш.), затем огибает северную границу Анабарского плоскогорья (кряж Хар-Тас), пересекает реку Анабар, на междуречье Анабара и Оленека несколько отклоняется к югу, огибает Оленекское плато с севера и кряж Чекановского с юга, выходя к Лене. Ширина зоны колеблется от 100 км в восточной части до 600 км на меридиане мыса Челюскин.
Основные черты зоны, отличающие ее от западносибирской тундры: меньшая заболоченность, преобладание кустарничковых и лишайниковых тундр на тундровых щебнистых и тундрово-глеевых почвах, наличие горных гряд и массивов с характерными для них горными тундрами и каменистыми россыпями.
Растительный и почвенный покров тундр мозаично распределен по поверхности в зависимости от микрорельефа, механического состава грунтов и характера увлажнения. В северной части Таймыра распространена арктическая пятнистая тундра с полигональными примитивными арктическими почвами. Более 70% поверхности здесь занято пятнами оголенного грунта. Растительность приурочена к морозобойным трещинам, разделяющим эти пятна. Среди растений арктической тундры преобладает дриада, или куропаточья трава. Понижения с глинистыми грунтами заняты полигональными гипново-травяными болотами с осокой и пушицей на торфянистых почвах. В горах Бырранга каменистые арктические тундры постепенно переходят в арктическую пустыню, представленную крупноглыбовыми россыпями с накипными лишайниками. Здесь проявляется высотная поясность в размещении почвенно-растительного покрова.
В подзоне типичных тундр , которые занимают северную часть Северо-Сибирской низменности, преобладают кустарничковые и лишайниковые тундры на типичных тундровых, тундровых иллювиально-гумусовых почвах и тундровых подбурах. Эти тундры приурочены к повышениям рельефа, щебнистым и супесчаным грунтам. В их почвах отсутствуют признаки оглеения. В кустарничковых тундрах доминируют дриада и кассиопея. На песчаных грунтах в восточной части зоны широко распространены тундры с господством кустистых лишайников алектории и корникулярии и меньшим участием цетрарии. Моховые тундры на тундровых глеевых почвах занимают небольшие площади и более характерны для западной части зоны.
Южная часть зоны занята кустарниковыми ивняково-ерниковыми тундрами с господством березки тощей (в отличие от Западной Сибири, где преобладает березка карликовая). Березкой обычно заняты более высокие места, а ивняки преобладают по понижениям, поэтому они проникают дальше к северу. Высота и густота кустарников увеличивается к югу, особенно в долинах, котловинах, вокруг озер, что зависит от увеличения мощности снежного покрова, выше которого кустарники обычно не поднимаются.
Животный мир среднесибирских тундр представлен леммингами обским и копытным, полевками лемминговой и экономкой. Они привлекают песцов и полярных сов. В среднесибирских тундрах очень много диких северных оленей. Из птиц в тундре обычны белая и тундровая куропатки, снежный и лапландский подорожники.
Летом тундра оживает. На озера, реки и морские побережья прилетают гуси, утки, гагары, гаги, чайки, кулики и др. Возвращаются из тайги откочевавшие туда на зиму типичные тундровые животные (олень, песец). Проникают сюда и лесные виды бурый медведь, росомаха и др. В горах Бырранга встречается снежный баран, которого нет западнее Енисея.
В настоящее время из природных ресурсов тундры используются главным образом оленьи пастбища. Разработка полезных ископаемых пока нерентабельна из-за отсутствия рабочей силы и путей сообщения.
Лесотундровая зона протягивается узкой полосой (до 50-70 км) вдоль южной окраины Северо-Сибирской низменности. Граница зоны проходит по северному уступу Среднесибирского плоскогорья.
В растительном покрове лесотундр преобладают кустарниковые заросли из березки тощей, ольховника (кустарниковой ольхи), ивы, багульника стелющегося и болотного на тундровых торфяных и мерзлотно-тундровых глеевых почвах. Деревья разбросаны отдельными экземплярами или небольшими группами. В западной части зоны деревья часто имеют угнетенный облик, а восточное Хатанги древостой становится равномернее и гуще, больше высота деревьев и нормальнее развитие кроны. Это связано с улучшением дренированности почв, благодаря распространению песчаных грунтов, а также с увеличением летних температур и преобладанием зимой безветренной погоды. Кроме кустарниковых тундр и редколесий, здесь встречаются моховые, кочкарные пушицевые тундры, особенно в западной части, и лишайниковые тундры, характерные для восточных районов.
Лесотундры являются наиболее ценными зимними пастбищами для оленей. Зимой здесь ведется промысловая охота на песца.
Таежная зона протягивается с севера на юг более чем на 2000 км от северной окраины Среднесибирского плоскогорья до южных пределов страны.
Специфическими чертами среднесибирской тайги, резко отличающими ее от тайги Западной Сибири, являются резко континентальный климат и почти повсеместное распространение мерзлоты, незначительная заболоченность, господство монотонной лиственничной тайги и мерзлотно-таежных почв. Подчеркивая специфику таежной зоны Средней Сибири, ее зовут таежно-мерзлотной зоной. Типичными ПТК этой зоны являются пластово-ярусные денудационные и вулканические равнины и плато с лиственничными лесами на мерзлотно-таежных почвах.
В почвенно-растительном покрове среднесибирской тайги подзональные различия прослеживаются менее отчетливо, чем долготные , обусловленные увеличением континентальности климата и уменьшением увлажненности, а также высотные, обусловленные понижением летних температур.
Зональными почвами тайги Средней Сибири являются мерзлотно-таежные. На карбонатных породах распространены дерново-карбонатные мерзлотные почвы. На всем пространстве зоны господствуют свётлохвойные леса. Правда, на севере это редкостойные лиственничные леса на глеево-мерзлотно-таежных почвах. Кустарниковый ярус и напочвенный покров в них образованы видами, общими с кустарниковой тундрой. В центральной части тайги увеличивается сомкнутость древесного яруса и высота деревьев. В подлеске, кроме кустарниковых ив, березки и ольхи, встречаются черемуха, рябина, бузина, можжевельник, жимолость. Травяно-моховой покров типично таежный. Под лесами развиваются кислые мерзлотно-таежные почвы.
В южной тайге увеличивается разнообразие хвойных лесов. Наряду с лиственничными и лиственнично-сосновыми лесами здесь распространены чистые сосновые боры. Подлесок и травяной покров более богаты. В почвенном покрове преобладают дерново-подзолистые почвы, хотя встречаются и мерзлотно-таежные.
Вдоль подножия Восточного Саяна полосой от 70 до 250 км ширины протягивается подтаежная подзона с островами лесостепей . Основную площадь здесь занимают сосновые и березовые травяные леса с многочисленными пятнами луговых степей, площадь и число которых увеличиваются в результате деятельности человека. На наиболее возвышенных и лучше увлажненных участках встречаются еловые и лиственнично-кедровые леса на дерново-подзолистых почвах. На карбонатных породах почвы дерново-карбонатные. Под березовыми рощами и луговыми степями развиты серые лесные почвы и выщелоченные черноземы.
От северной границы таежной зоны до южной вдоль Енисея протянулась полоса, где выпадает больше осадков, чем на остальной территории, выше мощность снежного покрова, меньше годовые амплитуды температур. Это создает условия для увеличения влажности почв и мощности деятельного слоя, островного распространения мерзлоты. Наряду с мерзлотно-таежными здесь распространены подзолистые и дерново-подзолистые почвы. К этой полосе, имеющей ширину от 300 до 450 км, приурочены темнохвойные леса. Здесь растут ель, кедр и пихта. Встречаются массивы березняков и пятна лиственнично-сосновых лесов.
Восточнее возрастает суровость зимы, уменьшается количество осадков и усиливается промерзание грунтов, из состава древостоя выпадают темнохвойные породы и лиственница сибирская. Лишь в южной части тайги на наиболее высоких участках еще встречаются кедр и пихта. В восточной части зоны безраздельно господствует лиственница даурская. В Центральной Якутии среди лиственничных лесов на мерзлотно-таежных нейтральных (палевых) почвах встречаются небольшие пятна типчаково-ковыльных степей на террасах Лены.
Таким образом, в направлении с запада на восток достаточно отчетливо прослеживаются изменения в почвенно-растительном покрове, связанные с увеличением суровости и сухости климата.
Значительные колебания высота среднесибирской тайге обусловливают высотные изменения почвенно-растительного покрова, наиболее четко прослеживающиеся в северной части зоны, где амплитуды высот местами превышают 1000 м, а верхний предел распространения древесной растительности находится на высоте 300-500 м и леса сменяются горными тундрами.
Животный мир таежной зоны Средней Сибири типичен для лесов. Из хищников здесь встречаются бурый медведь и росомаха, соболь и горностай, ласка и колонок, реже рысь и лисица. Из грызунов много белки, бурундука, зайца-беляка и полевок. Обильны и разнообразны землеройки. Из копытных распространены лось, реже кабарга, в северной части северный олень, а на юге марал и косуля. Из птиц многочисленны типично таежные, живущие здесь круглый год и имеющие промысловое значение, глухарь и рябчик. Много мелких птиц дятлов, дроздов, сплюшек, козодоев, сибирской чечевицы, сибирской мухоловки и др.
Занимая более 2/3 территории Средней Сибири, таежная зона обладает и основными запасами ее природных ресурсов минеральных и гидроэнергетических, пушных и рыбных. Здесь сосредоточены все лесные и земельные ресурсы.
На пространстве таежной зоны Средней Сибири отчетливо прослеживаются внутризональные различия, связанные с характером литогенной основы. Они определяют особенности природы каждой из провинций, обособившихся в пределах страны.
Природные ресурсы Тунгусской провинции (уголь, древесина и др.) пока находятся в резерве народного хозяйства. Население сосредоточено в небольших поселках по долинам крупных рек, занято охотой, рыболовством и оленеводством для местных нужд.
В провинции Путорана добываются медно-никелевые руды и каменный уголь. Здесь расположен самый северный город России - Норильск.
Для Центральноякутской провинции Характерны и участки луговых степей на лугово-черноземных мерзлотных почвах с содержанием гумуса до 12-15%. Они не занимают больших площадей (всего 3-4%), но придают неповторимое своеобразие природе этой провинции. Растительный покров их образован ковылем-волосатиком, типчаком, тонконогом, луговым и ксерофитным разнотравьем. Участки степей расположены по соседству с заболоченными, мшистыми лиственничными лесами на низких надпойменных террасах (первой и второй) и приурочены к склонам и вершинам невысоких гряд (2-3 м). В понижениях между грядами и в нижних частях склонов встречаются пятна солончаков и солонцов со сведой и солеросом.
Территория провинции является одной из наиболее заселенных в Средней Сибири. Обилие естественных пастбищ и сенокосов обеспечивает развитие животноводства -основной отрасли хозяйства коренного населения провинции-якутов. Почвенно-климатические условия благоприятны для развития земледелия. Перспективы для использования гидроэнергетических ресурсов Лены, Вилюя и Алдана велики. Но особенно велики запасы минеральных ресурсов-угля, газа, солей и алмазов (близ северо-западной окраины провинции). Территория провинции считается перспективной на нефть.
Природные ресурсы
Средняя Сибирь одна из наиболее богатых природными ресурсами физико-географических стран. Особенно она выделяется минеральными, гидроэнергетическими и лесными ресурсами.
Минеральные ресурсы Средней Сибири разнообразны. Здесь сосредоточено более 70% разведанных запасов каменных и бурых углей России. Правда, большая их часть приходится на долю бассейнов, размещенных в малонаселенных районах, эксплуатация которых по природным условиям очень сложна. Здесь находится крупнейший в мире Ленский бассейн с прогнозными запасами более 2,6 трлн. т углей преимущественно мелового возраста. Он протянулся вдоль долины Лены почти на 1,5 тыс. км. Тунгусский бассейн верхнепалеозойских углей с запасами свыше 2 трлн. т занимает площадь более 1 млн. км 2 . Угольные пласты здесь часто залегают близко к поверхности. Меньшими запасами отличается Таймырский бассейн (200-250 млрд т). В южной, наиболее освоенной части Средней Сибири расположен Канский бассейн (более 100 млрд т; восточная часть Канско-Ачинского) и Иркутско-Черемховский бассейн (более 30 млрд т). Оба эти бассейна содержат угли юрского возраста, интенсивно разрабатываются и в настоящее время имеют наибольшее хозяйственное значение.
В 1962 г. в верховьях Лены было открыто Марковское месторождение кембрийской нефти . В настоящее время разрабатывается также Ярактинское месторождение. На полуострове Нордвик нефть добывалась из отложений верхнего палеозоя. Месторождения газа открыты в Центральной Якутии, в восточной части Северо-Сибирской низменности, на междуречье Хатанги и Ангары, Лены и Вилюя (Таас-Тумусское, Балахнинское, Собинское и др.). Средняя Сибирь остается одним из перспективных районов на востоке страны для поисков нефти и газа.
Каменная соль кембрийского и девонского возраста добывается в верховьях Ангары (Усолье Сибирское), в бассейне Вилюя (Кемпендяй), в Норильском районе и в низовье Хатанги. Мощность соляных пластов достигает здесь 400 м.
В Средней Сибири имеется ряд рудных и нерудных полезных ископаемых, связанных с сибирскими траппами и мезозойским магматизмом. Огромное значение имеют месторождения алмазов , которые связаны с трубками взрывов, заполненными ультраосновными породами кимберлитами и их брекчиями. Некоторые из этих месторождений (трубки «Мир», «Удачная», «Айхол») разрабатываются. Наиболее перспективные алмазоносные районы находятся в бассейне Вилюя и Оленека.
Крупнейшие в России месторождения графит а Курейское и Ногинское расположены в северо-западной части Среднесибирского плоскогорья. Здесь же разрабатываются медно-никелевые руды , содержащие платину (Толпах и др.). Близ устья Ангары открыты месторождения свинцово-цинковых руд (Горевское) и марганца (Порожинское). Полиметаллические, ртутные и молибденовые руды известны в горах Бырранга. В Енисейском кряже добывается золото. Обнаружена золотоносность Анабарского массива. Найден ряд месторождений алюминиевых руд, из которых наибольшее значение имеют бокситы приангарской части Енисейского кряжа.
Среди рудных месторождений Средней Сибири особенно многочисленны месторождения железных руд , разведанные и разрабатываемые в Ангаро-Питском, Ангаро-Илимском и Среднеангарском бассейнах. Известны месторождения железа в Норильском районе и в бассейне Подкаменной Тунгуски.
Гидроэнергетические ресурсы среднесибирских рек составляют более 40% общероссийских. Жемчужиной гидроэнергетики является быстрая и полноводная Ангара, сток которой зарегулирован Байкалом. Это создает весьма благоприятные условия для гидроэнергетического строительства. На Ангаре уже работают на полную мощность Иркутская (600 тыс. кВт), Братская (4,5 млн. кВт), Усть-Илимская ГЭС (4,3 млн. кВт), сооружается Богучанская (4,5 млн. кВт) и проектируется Нижнеангарская. Кроме ангарских ГЭС, в Средней Сибири сооружены Красноярская (6 млн. кВт), Вилюйская (около 650 тыс. кВт) и Хантайская ГЭС (440 тыс. кВт). Намечается строительство Среднеенисейской ГЭС близ устья Ангары. Гидроэнергетическое освоение рек Ленского бассейна только начинается. На Лене могут быть построены гидроэлектростанции общей мощностью свыше 16 млн. кВт. Малые зимние расходы среднесибирских рек (за исключением Ангары) неблагоприятно сказываются на эффективности работы ГЭС, но несмотря на это себестоимость вырабатываемой здесь электроэнергии самая низкая в стране.
Велико транспортное значение рек : важнейшей транспортной магистралью является Лена, судоходная до Усть-Кута. Судоходны ее притоки (Вилюй, Алдан) и крупнейшие притоки Енисея. Используются реки для лесосплава. Использование рек как путей сообщения ограничивается их порожистостью и длительностью ледостава.
Лесные ресурсы Средней Сибири представлены большими запасами древесины свыше 40% республиканских запасов в спелых и перестойных насаждениях. Лесопокрытая площадь в Средней Сибири занимает около 200 млн. га, а запас древесины в лесах превышает 20 млрд м 3 . Производительность лесов возрастает от 30-50 м 3 /га в заполярных редколесьях до 250-300 м 3 /га и более в сосновых лесах Приангарья. Особенно большую ценность представляют сосновые и сосново-лиственничные леса бассейна Ангары, где сосредоточено свыше 35 млн. га сосновых лесов.
Подавляющая часть территории относится к лесоизбыточным районам . По режиму использования и целевому назначению эти леса входят в разряд эксплуатационных. Леса наиболее обжитых районов, прилегающих к железной дороге, в основном освоены. Свыше 80% заготавливаемой здесь древесины составляет сосна. Леса внутренних районов резервные. Они используются пока слабо, так как отличаются более низким качеством и трудной транспортной доступностью. Большой урон тайге наносят пожары. Охрана от них важнейшая задача лесного хозяйства Средней Сибири.
Пушные ресурсы Средней Сибири объект промысловой охоты, одного из занятий коренного населения. Пушнина этих районов славится высоким качеством и пользуется особенно высоким спросом. По числу заготавливаемых шкурок преобладают белка, песец, горностай, соболь, ондатра и заяц-беляк.
Кормовые ресурсы представлены огромными площадями оленьих пастбищ. По долинам рек распространены пойменные луга, отличающиеся наиболее устойчивыми урожаями. Особенно ценными в кормовом отношении являются аласные и приозерные луга, дающие питательное сено, богатое белками. Но урожайность их очень неустойчива. Эти луга распространены главным образом в Центральной Якутии. Имеются суходольные и заболоченные луга среди лесных массивов тайги. Они используются в качестве пастбищ и сенокосов. Животноводство главное направление сельского хозяйства почти на всей территории.
Из-за большой пересеченности рельефа, сурового климата и высокой залесенности здесь намного меньше , чем в Западной Сибири, земель удобных для земледелия . Большая часть их сосредоточена на юге в лесостепных островах и южной тайге Предсаянья, где коэффициент увлажнения близок к единице. Имеются небольшие площади пашни (около 150 тыс. га) в Центральной Якутии, где сумма активных температур в период короткого лета позволяет выращивать ранние и среднеспелые сорта зерновых культур и многие овощи, однако в первый период лета наблюдается дефицит влажности. Около трети пашни здесь расположено в долинах рек и почти столько же на аласах. В пределах Средней Сибири расположено самое крупное в нашей стране заполярное земледельческое хозяйство, в парниках и на открытом грунте которого выращиваются разнообразные овощи.
Антропогенные изменения природы
В XVXVI вв. в Средней Сибири жили малочисленные народности и племена, разбросанные на огромной территории. Лишь якуты, населявшие Лено-Вилюйскую (Центральноякутскую) равнину и прилегающие к ней долины рек, занимались скотоводством (коневодством), охотой и рыболовством, остальные охотой и рыболовством. Некоторые племена имели оленей.
После присоединения территории к России хозяйственный уклад населения по сути не изменился, лишь усилилось освоение пушных ресурсов. Хозяйственная жизнь в XVII в. в той или иной мере была связана с пушниной «мягкой рухлядью». Освоение пушных богатств Средней Сибири продолжалось и в XVIIIXIX вв., но в Предсаянье постепенно начало развиваться земледелие. Уже в начале XVIII столетия в Предсаянье проживало 40% населения, а к концу XIX в. 80% населения Средней Сибири. К середине XVIII в. здесь был проложен Московский (Сибирский) тракт к побережью Тихого океана, а в 18931899 гг. железная дорога часть Транссибирской магистрали. Это способствовало дальнейшему росту населения и развитию сельского хозяйства для удовлетворения потребностей всего местного населения. На всей остальной территории продолжал развиваться пушной промысел.
С середины XIX в. проявились очаги золотодобычи в Енисейском кряже, а в последние годы столетия, когда потребовался уголь в связи с эксплуатацией железной дороги, началась его добыча в Черемховском бассейне. В Предсаянье и в отдельных местах близ Ангары начались лесоразработки. Все это привело к изменениям природы в юго-западной, предсаянной, части Средней Сибири. На остальной территории изменения коснулись лишь животного мира. Из-за неумеренной охоты основной объект промысла соболь во многих местах исчез почти полностью. Существенно сократилась и численность белки.
Сложившееся направление хозяйства в Средней Сибири сохранялось и в послереволюционные годы. При этом очаговое земледелие продвигалось в более северные районы, увеличивалось поголовье скота, возрастали объемы лесозаготовок в бассейне Ангары и в верховьях Лены. В советское время возникли новые очаги промышленного освоения Средней Сибири на базе использования ее минеральных ресурсов в районах Норильска и Мирного. Все это повлекло за собой увеличение воздействия человека на природу, но при этом сохранился локальный характер самого воздействия. Лишь непреднамеренное влияние на растительность охватило значительные территории. Это связано с распространением лесных пожаров, чаще всего возникающих по вине человека.
Пожары иногда охватывали огромные пространства. Так, катастрофический пожар 1915 г. распространился от Саян до низовьев Енисея и от Оби до верховьев Подкаменной Тунгуски. Во время этого пожара было уничтожено около половины лесов в бассейне Енисея в пределах Средней Сибири. Особенно многочисленные и обширные пожары характерны для сухих лет (1925, 1927, 1962, 1971 и др.). Анализ распределения площадей старых гарей показал, что они обнаруживают непосредственную связь с населенными пунктами и трассами дорог.
Целенаправленное изменение растительного покрова происходило в процессе расширения пахотных земель. В Предсаянье естественная растительность заменена посевами сельскохозяйственных культур на значительных площадях. Здесь расположены два крупных массива пахотных земель: вокруг Красноярска Канска и Иркутска Черемхово. В Центральной Якутии, в бассейнах Ангары и Подкаменной Тунгуски земледелие носит по-прежнему очаговый характер. Пахотные земли здесь приурочены к низким террасам рек с наиболее плодородными почвами. В Центральной Якутии есть аласы, созданные человеком на месте специально спущенных термокарстовых озер с целью увеличения высокоурожайных луговых угодий. В бассейне Ангары и близ Олекминска на Лене существенно изменился возрастной и видовой состав лесов в связи с проводимыми здесь в значительных масштабах лесозаготовками.
Экономической основой развития хозяйства Средней Сибири в настоящее время является приближение промышленности к источникам сырья. Но освоение природных ресурсов в условиях сурового сибирского климата требует больших затрат и бережного отношения к природе в процессе эксплуатации ее ресурсов. В последние десятилетия XX в. появлялось все больше очагов локального изменения природы в ходе добычи полезных ископаемых, при транспортном и энергетическом строительстве.
Человек активно вторгается в природу и часто изменяет режим многолетней мерзлоты, что влечет за собой не только изменение почвенно-растительного покрова, но нередко и рельефа. Эти изменения оказываются часто необратимыми хотя и не охватывают пока больших площадей. Основными районами воздействия человека на природу являются бассейн Ангары, районы Норильска, Западной Якутии и Центральноякутской равнины.
Для сохранения уникальных и типичных природных комплексов, для охраны животных и реакклиматизации овцебыков был создан один из крупнейших в стране Таймырский заповедник (1979) на площади 1,3 млн. га. В 1985 г. в низовьях Лены создан Усть-Ленский заповедник (около 1,5 млн. га), а в Тунгусской провинции Центральносибирский (площадь чуть менее 1 млн. га). В 1988 г. в центральной и юго-западной частях плато Путорана был организован Путоранский заповедник, имеющий площадь более 1,8 млн. га. На побережье Таймыра находится несколько участков Большого Арктического заповедника.
Не менее четверти всей суши на нашей планете занимает вечная мерзлота – слой грунта, который в течение многих лет сохраняет отрицательную температуру, не оттаивая в теплое время года.
В научном сообществе в настоящее время принято называть вечную мерзлоту многолетней криолитозоной либо многолетней мерзлотой, так как на самом деле промерзший слой существует не «вечно», а в течение определенного промежутка времени.
Где можно встретить многолетнюю мерзлоту?
Вечная мерзлота – явление, характерное для полярных и приполярных районов, которое наблюдается на территории, прилегающей к обоим полюсам — и Северному, и Южному. Помимо того, мерзлота встречается и в других регионах планеты, в том числе в экваториальных, но только в высокогорных районах, на вершинах, увенчанных снеговыми шапками.
Единственным материком, где вечной мерзлоты нет, является , которая достаточно удалена от Южного полюса и не обладает высокими горными массивами. Сплошные массивы вечной мерзлоты располагаются в северной части Евразийского континента, на территории севера Канады, Аляски, не менее чем на половине площади Гренландии, а также на всей территории Антарктиды.
Толщина промерзшего слоя колеблется от 30 сантиметров до более чем километра. Наибольшая зафиксированная глубина многолетней мерзлоты обнаружена в верховьях сибирской реки Вилюй, протекающей на территории Якутии, и составляет 1370 метров. В России вечная мерзлота занимает почти две трети общей территории (65%), или 11 миллионов квадратных километров.
Многие территории заняты сплошной мерзлотой, которая носит многолетний характер – это северо-восток Сибири, острова Арктики, Новая Земля и т.д. Территории, расположенные немного южнее, характеризуются так называемой островной мерзлотой, где промерзший слой невелик и может залегать не сплошным слоем, а отдельными пятнами, а температура толщи грунта колеблется от –6 градусов до нуля.
Как проявляется вечная мерзлота?
В северных районах, где грунт скован вечной мерзлотой, даже летом оттаивает только тонкий слой, не более 5-10 сантиметров. Вода, которая образуется после таяния зимних снегов, не может полностью впитаться в почву, поэтому верхний слой летом представляет собой полужидкую грязь.
Если оттаявшая почва расположена на склоне, то грязевой «язык» под действием силы тяжести нередко сползает по нему в низину. Рельеф тундры во многих местах изобилует такими следами грязевых оползней.
С окончанием лета ландшафт может измениться до неузнаваемости. Талая вода, заполнявшая трещины в скальных породах, замерзает (при этом ее объем увеличивается примерно на 10%) и разрывает породу. Это вызывает либо вспучивание, либо сдвиг грунта. Внешне такое место выглядит как холм в форме купола высотой около 30-50 метров, вершина которого расколота на несколько частей либо раскрошена.
Местные жители называют эти холмы словом «пинго». Их можно встретить не только в Сибири, но и в Канаде и Гренландии. На вершинах пинго нередко образуются небольшие кратеры, которые летом превращаются в неглубокие озерца.
Мерзлота и деятельность человека
Для освоения северных районов знание особенностей многолетней мерзлоты представляет чрезвычайную важность. Учитывать свойства мерзлоты необходимо при постройке зданий и сооружений, проведении геологоразведки, при добыче полезных ископаемых и их транспортировке в более благоприятные регионы страны. Бесконтрольное таяние мерзлоты может доставить немало проблем, и при проведении работ такой возможности необходимо всячески избегать.
В то же время промерзший, лишенный подвижности грунт очень удобен при разработке месторождений открытым, карьерным способом. Так как стенки карьера скованы мерзлотой и не осыпаются, работы ведутся значительно более эффективно, чем в обычных условиях.
В последнее десятилетие площадь, занимаемая вечной мерзлотой, начала сокращаться. Промерзшие слои медленно отступают к северу, так как общая температура растет под влиянием процессов глобального потепления. Не исключено, что через 50-100 лет районы, освобожденные от мерзлоты, смогут стать новой житницей России.