Головна/Довкілля/Мерзлота й інфраструктура
Скільки арктичної інфраструктури стоїть на мерзлоті, що тане
За дослідженням, опублікованим у Nature Communications у грудні 2018 року, близько 70% транспортної та промислової інфраструктури Арктики розташовані в районах високого ризику танення мерзлоти до середини століття. Третина всієї приполярної інфраструктури і 45% полів видобутку вуглеводнів у російській Арктиці лежать у зонах, де нестабільність ґрунту здатна завдати серйозної шкоди.
Людський вимір: близько 3,6 мільйона осіб — приблизно три чверті тих, хто живе на мерзлоті, — зазнають наслідків до 2050 року. Автори окремо зазначають, що більшість цієї інфраструктури залишиться під ризиком навіть за досягнення цілей Паризької угоди.
Чому мерзлота тримала, а тепер ні
Будівництво в Арктиці спирається на властивість, яку інженери півстоліття вважали сталою: мерзлий ґрунт має високу несучу здатність. Він поводиться майже як камінь і тримає палі, на які спираються будівлі, резервуари, опори трубопроводів і ЛЕП.
Розрахунки радянських і американських проєктів 1960–1980-х років закладали, що ґрунт залишиться мерзлим протягом усього терміну служби споруди. Це припущення й перестало виконуватися.
При відтаванні відбувається не просто розм'якшення. Лід у порах ґрунту займає більший об'єм, ніж вода; коли він тане, ґрунт осідає, і робить це нерівномірно — залежно від льодистості, дренажу, експозиції. Опори просідають на різну глибину, і конструкцію починає вести.
Саме такий механізм називають серед основних версій руйнування резервуара в Норильську 29 травня 2020 року, коли витекло близько 21 тисячі тонн дизпалива.
Масштаб
| Показник | Оцінка |
|---|---|
| Транспортна і промислова інфраструктура в зонах високого ризику | ≈ 70% |
| Уся приполярна інфраструктура в зонах можливої серйозної шкоди | ≈ 1/3 |
| Поля видобутку вуглеводнів у російській Арктиці в таких зонах | 45% |
| Люди, яких зачеплять пошкодження до 2050 року | ≈ 3,6 млн |
| Частка мешканців мерзлоти, яких це зачепить | ≈ 3/4 |
| Трансаляскинський нафтопровід над ґрунтом, що може відтанути | ≈ 340 миль |
Автори дослідження прямо зазначають: більшість арктичної інфраструктури залишиться під ризиком навіть якщо цілі Паризької угоди буде досягнуто.
Причина в інерції. Тепло, що вже надійшло в ґрунт, продовжує проникати вглиб десятиліттями після стабілізації температури повітря. Мерзлота реагує не на поточний рік, а на накопичений тепловий баланс. Тому питання стоїть не «чи вдасться уникнути», а «як адаптувати те, що вже збудовано».
Що саме руйнується
Будівлі й резервуари. Нерівномірне просідання паль деформує конструкцію. Житлові будинки в арктичних містах Росії, Аляски й Канади мають задокументовані випадки тріщин і аварійного стану.
Трубопроводи. Найвразливіші, бо протяжні: труба перетинає ділянки з різною льодистістю, і кожен стик просідання створює напруження. Приблизно 340 миль трансаляскинського нафтопроводу проходять над ґрунтом, приповерхнева мерзлота якого може відтанути до 2050 року.
Дороги й злітні смуги. Покриття тріскається й просідає; зимники — сезонні дороги по мерзлому ґрунту — працюють менше днів на рік, що скорочує вікно завезення до віддалених селищ.
Гірничі та промислові об'єкти. Хвостосховища й накопичувачі відходів проєктувалися з розрахунку на мерзлий ґрунт як природний бар'єр. Відтавання цю функцію знімає.
Не лише інженерія
Наслідки виходять за межі споруд.
Біологічна небезпека. Мерзлота консервувала не лише ґрунт. Спалах сибірської виразки на Ямалі влітку 2016 року, під час якого загинули понад дві тисячі оленів і дитина, пов'язують із оголенням туш тварин, заражених під час спалаху 1940-х років.
Традиційне господарство. Зміна стану ґрунту й поява провалів роблять маршрути кочування небезпечними, а зміна льодового режиму — мисливські маршрути.
Зворотний зв'язок із кліматом. У мерзлому ґрунті законсервована органіка; при відтаванні вона розкладається з виділенням парникових газів, що додатково прискорює потепління. Кількісні оцінки цього внеску різняться між дослідженнями, і ми не наводимо конкретної цифри.
Обмеження цих даних
Наведені відсотки походять з однієї роботи 2018 року — вона є найцитованішою оцінкою цього типу, але залишається однією оцінкою, побудованою на моделюванні, а не на суцільному обстеженні об'єктів.
Формулювання «в зонах високого ризику» не означає «буде зруйновано». Воно означає, що об'єкт розташований там, де прогнозується нестабільність ґрунту. Скільки з цих об'єктів реально постраждає, залежить від конструкції, обслуговування й заходів адаптації, яких модель не враховує.
Горизонт «до середини століття» і «до 2050 року» в різних формулюваннях того самого дослідження стосується одного періоду.
Систематичного публічного реєстру вже пошкоджених мерзлотою об'єктів по Арктиці не існує. Окремі випадки задокументовані, зведеної статистики немає — тому ця сторінка описує оцінку ризику, а не підрахунок фактичних збитків.
Часті питання
Скільки арктичної інфраструктури під загрозою?
Близько 70% транспортної та промислової — у районах високого ризику до середини століття. Третина всієї приполярної інфраструктури і 45% полів видобутку вуглеводнів у російській Арктиці — у зонах можливої серйозної шкоди.
Скільки людей це зачепить?
Приблизно 3,6 мільйона — близько трьох чвертей тих, хто живе на мерзлоті — до 2050 року.
Чи допоможе виконання Паризької угоди?
Частково. Автори дослідження зазначають, що більшість інфраструктури залишиться під ризиком навіть за досягнення її цілей: процеси в ґрунті мають інерцію.
Чому мерзлота руйнує будівлі?
Споруди спираються на палі в мерзлому ґрунті, який тримає навантаження, поки лишається мерзлим. При відтаванні ґрунт осідає нерівномірно, опори просідають на різну глибину, конструкція деформується.
Джерела
- Hjort et al. Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century. Nature Communications, грудень 2018. Рецензована наукова публікація, первинне джерело всіх наведених оцінок.
- Той самий текст у відкритому доступі PubMed Central. Повний текст дослідження.
- Communications Earth & Environment. A framework to assess permafrost thaw threat for land transportation infrastructure in northern Canada (2024). Рецензована публікація, пізніша методика оцінки.
- Гельсінський університет. The thaw of permafrost is a threat for Arctic cities and industries. Пояснення авторів дослідження.
- Університет Осло, факультет геонаук. Arctic infrastructure under risk from permafrost thaw. Академічна установа, співавтори дослідження.