Вечная мерзлота, как известно, распространена в Антарктиде, приполярных районах Евразии и Северной Америки, и на высокогорных плато. В целом она занимает не меньше 25% площади всей суши Земли, но встречается она обычно только в тех местах, где среднегодовые температуры не выше 0°С. Поэтому вполне естественно, что китайские ученые были удивлены, получив сообщение о «холодной земле», находящейся более чем в 600 км к югу от границы вечной мерзлоты и на высоте всего 900 м над уровнем моря. В 2011 году местные жители обнаружили, что даже в 30-градусную жару земля на горном щебнистом склоне в уезде Пинцюань провинции Хэбэй остается холодной, практически ледяной. Необычная находка заинтересовала Китайскую Академию наук, на горном склоне провели целый ряд исследований и установили систему мониторинга, собиравшую данные о температурах на разных глубинах больше 3 лет.
На склоне было пробурено 5 скважин, в которых на глубине до 11 м были установлены термисторы, измерявшие температуру грунта 4 раза в день с точностью ±0,02°С. Керн из этих скважин, а также георадарная съемка помогли создать геологическую модель участка. Оказалось, что вечная мерзлота приурочена к слою мощностью до 11 м, состоящему из раздробленных блоков. Под ним находятся тонкий слой глин и коренные базальты. Сам «холодный» слой перекрыт слоем торфянистой почвы мощностью примерно 30 см. Кроме прямых измерений ученые провели цифровое моделирование местности и процессов, влияющих на образование мерзлотного слоя.
Источник: http://www.nature.com/articles/srep34184/figures/2
Оказалось, что блоковая структура самого слоя и пористая структура почвы способствуют проникновению на глубину и циркуляции там плотного холодного зимнего воздуха. Теплый летний воздух, более легкий, но и менее плотный заместить его не может. Торфянистая почва при этом работает как своеобразный термальный диод. Насыщенная водой в конце теплого сезона, она при замерзании увеличивает свою термопроводность почти в 2 раза, при этом в начале лета сухой торф служит отличным термоизолятором.
Кроме чисто научного, данные исследование представляет для китайских ученых вполне практический интерес. Они считают, что его результаты помогут разработать средства защиты Цинхай-Тибетской железной дороги, проходящей в высокогорных районах с вечной мерзлотой, особенно в случае прогнозируемого глобального потепления.
Центр перспективного развития ВСЕГЕИ
Источник: http://www.nature.com/articles/srep34184#
Niu, F. et al. A naturally-occurring ‘cold earth’ spot in Northern China. Sci. Rep. 6, 34184; doi: 10.1038/srep34184 (2016).
