Невечная мерзлота: практическое применение науки для развития Арктики

Как строить в Арктике, чтобы не перестраивать и не ремонтировать жилые дома, объекты инфраструктуры и дороги? Участники мероприятия-спутника Конгресса молодых учёных в Салехарде раскрывали своё видение проблемы и способы решения.

Действовать на опережение

Есть риск, что дома, школы и больницы начнут сходить со свай и неконтролируемо разрушаться. Автомобильные и железные дороги не выдержат и одного сезона. Это не мнимая, а вполне реальная угроза, если не заниматься проблемой серьёзно. Ущерб для инфраструктуры к середине столетия, по оценкам экспертов, может составить до пяти триллионов рублей. Остановить таяние ледников невозможно. Но снизить его негативное влияние можно с помощью новых технологий, и внедрять их нужно в самое ближайшее время.

Глобальное потепление может стать действительно глобальной проблемой, как, например, в Якутии. Но на Ямале не ждут наступления негативных последствий, а действуют на опережение. Глава государства прошлым летом поручил правительству внедрить систему мониторинга за вечной мерзлотой, а в нашем регионе она была создана ещё несколько лет назад. Бьют тревогу вполне оправданно: оттаивание мерзлоты происходит угрожающими темпами. По оценкам учёных, площадь вечной мерзлоты в Арктической зоне России к концу XXI века может сократиться почти на 40%. По большинству прогнозов, к 2070 году в Ноябрьске, Губкинском и Муравленко её кровля уйдет ниже среднего уровня заложения фундаментов — на глубину 10 метров. В Салехарде последние 50 лет кровля понижалась в среднем на 20 сантиметров. Благодаря усилиям мерзлотоведов при содействии губернатора и правительства ЯНАО некоторые процессы изменений грунта и почв являются подконтрольными и позволяют строителям принимать своевременные меры.

Уже сейчас в зоне многолетней мерзлоты в Арктике деформировано более 40% инфраструктуры. Глобальное потепление — причина 29% потерь при добыче нефти и газа.

Поддержка молодых умов

Внедрение новых технологий стало главной темой обсуждения на пленарной сессии «Невечная мерзлота. Как преодолеть негативные последствия растепления и снизить риски для природы и инфраструктуры в Арктике?».

Ректоры и эксперты ведущих вузов страны, работающих над прикладными аспектами изучения глобального потепления на Крайнем Севере, а также управленцы, потенциально заинтересованные в исследованиях растепления, считают, что одним из непременных условий является подготовка высококвалифицированных кадров. Средний возраст учёных-криолитологов превышает 60 лет. А диссертаций по мерзлоте не было в нашей стране уже несколько десятков лет. Серьёзной мотивацией для научных поисков может стать система грантовой поддержки в области мерзлотоведения, которая уже реализуется на Ямале.

В 2018 году в Салехарде впервые оборудовали термометрические скважины под многоэтажными зданиями. По всему округу таких домов больше десятка. Специалисты обследуют их и зимой, и летом, чтобы вовремя отреагировать на изменения температуры грунтов. Фото: Андрей Ткачёв / «Ямал-Медиа»

Так, группы учёных, ведущие прикладные исследования по заданному направлению, смогут получить крупные гранты: затраты на реализацию проекта не должны превышать пять миллионов рублей при максимальном сроке три года.

Кроме того, с 2023 года кандидаты и доктора наук, защитившие диссертации по направлению «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», могут претендовать на губернаторские выплаты: для кандидата наук — 500 тысяч рублей, для доктора наук — миллион. Власти региона рассчитывают, что такая поддержка простимулирует научные умы активнее заниматься непростой темой. А значит, позволит найти новые решения и предупредить критические ситуации.

Мы находимся в начале большого пути. Наши стандарты дорожного и жилищного строительства нуждаются в переосмыслении на базе научных изысканий высокого качества. Я рад и тем изменениям, которые происходят в энергетических компаниях. Они движутся с нами в одном направлении, собирают данные, привлекают науку. Чем больше информации, тем точнее исследования. Обмениваемся ими для получения объективной картины. Обращаясь к научному сообществу, отмечу, что Ямал — надёжный партнер, заинтересованный в разработках. Мы готовы принимать все практические предложения.

Дмитрий Артюхов

губернатор ЯНАО

Флагманский проект

Таяние вечной мерзлоты провоцирует потерю устойчивости фундаментов зданий и сооружений, оснований объектов транспортной инфраструктуры и несёт угрозу экономическому благополучию, технологическому развитию и человеческим жизням. Достижения отечественной науки делают этот процесс более предсказуемым. Повсеместное их внедрение в Арктике позволит избежать масштабных техногенных катастроф и убытков на триллионы рублей.

Проект международной станции «Снежинка». Фото: предоставлено пресс-службой губернатора ЯНАО

Наш флагманский проект — международная станция «Снежинка», где будут отработаны не только технологии автономного энергообеспечения, но и созданы полигоны для целого ряда научных и технологических работ, напрямую связанных с изучением вечной мерзлоты, исследованием климата и погоды, анализом поведения беспилотников в арктических условиях. Это всё делает МФТИ в партнерстве с Ямало-Ненецким автономным округом.

Дмитрий Ливанов

ректор МФТИ, доктор физико-математических наук

Новые кадры

Научные коллективы страны всё пристальнее изучают геокриологию, готовят профильных специалистов. ТюмГУ совместно с СПбПУ и МГУ в 2023 году запустит на базе Передовой инженерной школы магистерскую программу «Геотехника в криолитозоне», которая будет готовить мультидисциплинарных инженеров по направлениям проектирования, строительства и эксплуатации зданий в условиях вечной мерзлоты.

Учёные из Тюмени предложили создать лабораторию экспериментальной геокриологии, с помощью которой можно будет строить прогнозы устойчивости предлагаемых технологических решений в сфере строительства.

Текст: Наталья Горбунова,

Журнал

«Ямальский меридиан», №11

, 2022 г.