Термокарст

Термокарстом называется процесс вытаивания подземных льдов, сопровождающийся просадкой земной поверхности – котловинами, которые называются термокарстовыми. В Западной Сибири у них есть собственное название – хасырей, а в Якутии – алас. Оседание поверхности происходит как вследствие вытаивания крупных ледяных включений, так и за счет оттаивания текстурообразующих льдов, когда льдистость породы значительно превышает ее полную влагоемкость в талом состоянии. Таким образом, наличие сильно льдистых грунтов является необходимым условием для начала процесса термокарста. Подземные льды и высокольдистые четвертичные отложения нередко залегают непосредственно под СТС. Толчком к началу процесса служит такое изменение теплообмена на поверхности почвы, при котором глубина протаивания начинает превышать глубину залегания подземных льдов или сильнольдистых грунтов. Это может быть обусловлено как природными факторами: потеплением или усилением континентальности климата, увеличением количества осадков, подтоплением территории, сменой растительных ассоциаций и т.д., так и антропогенным воздействием. На участках распространения сильнольдистых отложений даже небольшое нарушение почвенно-растительного покрова приводит к бурному развитию термокарста. При площадных нарушениях почвенно-растительного покрова глубина протаивания грунтов увеличивается в разы (иногда в два-четыре раза).

Процесс развития термокарста зависит от гидрологических условий и по-разному протекает на постоянно обводненных низинах и участках, где существует сток и происходит осушение термокарстового понижения. Если вода не скапливается, то процесс довольно быстро затухает, так как происходит накопление осадочных отложений с нормальной влажностью. Бывают случаи, когда энергии временных водных потоков достаточно для выноса мелкозема, поэтому аккумуляция осадков не происходит (или она понижена), и термокарст продолжает развиваться.

При зарождении замкнутой бессточной котловины термокарстовый процесс развивается иначе. Избыток воды, появившийся в СТС в результате вытаивания льдов, отжимается вверх, образуя водоем в понижении рельефа. Вода имеет малое альбедо и высокую теплоемкость, поэтому хорошо прогревается и удерживает тепло, что приводит к повышению температуры дна водоема и увеличению глубины сезонноталого слоя. Происходит дальнейшее вытаивание подземного льда, высвобождение воды и увеличение глубины термокарстового озера. Таким образом, процесс может продолжаться до тех пор, пока не протает весь льдонасыщенный грунт (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Схема развития термокарста с образованием озера

А – при вытаивании мономинеральной залежи подземных льдов; Б – при вытаивании льдистых отложений с сингенетическими повторно- жильными льдами, когда процесс развивается прогрессивно; В – то же, но при затухающем процессе и накоплении в термокарстовом водоеме сингенетически промерзающих отложений: 1 – суглинки, 2 – залежь пластового подземного льда, 3 – льдистые суглинистые отложения с мощными сингенетическими ПЖЛ, 5 – пески, 6 – суглинистые таберальные отложения, 7 – суглинки озерные, 8 – небольшие сингенетические ледяные жилы, 9 – суглинки деляпсивные, 10 – вода в озере, 11 – подошва СТС, 12 – граница ММП, 13 – направление термоабразии.

В процессе термокарста формируется специфический рельеф. Формы его в значительной мере зависят от вида и особенностей распространения подземных льдов. Протаивание мерзлых толщ, содержащих инъекционные и сегрегационные льды или различные типы погребенных льдов, обычно ведет к образованию различных локальных термокарстовых воронок, котловин. Если вытаивают преимущественно жильные льды, то рельеф приобретает полигональный характер с провальными озерами и западинами. При вытаивании ледяных жил и наличии оттока воды из понижения на участке термокарста наблюдаются останцы малольдистых относительно прочных пород, называемые байджерахами.

Несмотря на различие форм термокарстовых понижений, все они имеют, как правило, округлые очертания. Термокарст развит во всех районах криолитозоны. На севере Западной Сибири он наблюдается главным образом на участках распространения льдистых морских отложений, содержащих пластовые залежи подземных льдов, в условиях повышенной увлажненности территории. Термокарстовых озера в этом регионе достигают внушительных размеров – многие километры в поперечнике и глубиной несколько метров. В Центральной Якутии, где климат резко континентальный и осадков выпадает мало, термокарст развит так же широко, но большинство сформировавшихся озер находятся в стадии усыхания. Это свидетельствует о том, что в недалеком прошлом термокарст развивался достаточно интенсивно, а сейчас находится в стадии затухания. Наблюдающееся в последние десятилетия потепление климата пока не отразилось в усилении термокарстовых процессов из-за малого количества влаги, хотя предпосылки для этого имеются.