Дороги, мосты, трубопроводы и другие виды инфраструктуры на Аляске и в других районах Арктики будут разрушаться быстрее, чем ожидалось, из-за неспособности планировщиков учесть влияние сооружений на прилегающую вечную мерзлоту, согласно исследованиям эксперта по вечной мерзлоте Геофизического института Университета Аляски Фэрбенкса и других.

Исследователи говорят, что планировщики должны учитывать побочные последствия своих проектов в дополнение к обычному прогнозированию прямых эффектов сверху вниз.

Результаты были представлены в статье от 31 мая в журнале "Криосфера", издании Европейского союза наук о земле.

Профессор геофизики Геофизического института УАФ Владимир Романовский входит в число 13 авторов статьи. Главным научным сотрудником проекта является Томас Шнайдер фон Деймлинг из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца в Потсдаме, Германия.

Исследование было сосредоточено на участке шоссе Далтон на Северном склоне Аляски, примерно в 10 милях к югу от нефтяных месторождений Прудхо-Бей. Датчики контролировали температуру в семи местах, трех к западу от шоссе и четырех на востоке.

Исследователи обнаружили, что оттаивание сверху вниз не ограничивается областью под дорожным покрытием. Вместо этого они обнаружили, что оттаивание распространяется наружу, приводя к дестабилизации насыпи и земляного полотна, и что это вызвано образованием таликов—участков грунта, которые оттаяли и остаются незамерзшими круглый год-под носком проезжей части, подготовленной зоной у основания насыпи и примыкающей к естественному рельефу.

Результатом, пишут авторы, является ускорение темпов оттепели и более ранний, чем ожидалось, сбой на дорогах—и предупреждение о том, что другие типы арктической инфраструктуры, такие как трубопроводы, резервуары для хранения топлива и аэропорты, выйдут из строя раньше, чем прогнозировалось.

Вечномерзлая почва погружается, когда она оттаивает, потому что большая часть ее массы происходит из льда, либо смешанного с почвой, либо замороженного в чистых отложениях. Полевые работы и последующее компьютерное моделирование гравийной дороги, построенной на сплошной вечной мерзлоте, показали, что медленное и постепенное оттаивание приведет к ускоренной "и, вероятно, необратимой деградации вечной мерзлоты" и что "разрушение дороги неизбежно после достижения критического уровня потепления грунта", при отсутствии масштабных мер по охлаждению грунта, пишут авторы.

Авторы также пишут, что их выводы показывают недостаток других методов оценки инфраструктурных рисков, которые не позволяют адекватно отражать изменения в вечной мерзлоте и не анализируют взаимодействие между инфраструктурой и прилегающей землей.

Эти недостатки делают текущие оценки дат сбоев инфраструктуры неточными.

"Вы не можете принимать пустые решения, когда имеете дело с вечной мерзлотой", - сказал Романовский, давний исследователь вечной мерзлоты. "Вы всегда должны быть более конкретными в отношении региона, количества льда в вечной мерзлоте и самой инфраструктуры. И когда вы примете все это во внимание—и изменение климата—вы сможете принять гораздо более обоснованное решение."

Исследование окажется более полезным при планировании новых дорог, чем при обслуживании существующих дорог, для которых мало что можно сделать, чтобы изменить их первоначальное строительство. Однако это исследование даст транспортным менеджерам лучшее представление о том, когда существующие дороги могут выйти из строя, сказал Романовский.

"Департамент транспорта может, используя эти результаты, понять, сколько они должны запланировать потратить, чтобы поддерживать дороги в хорошем состоянии", - сказал он. "У них есть хорошая идея на ближайшую перспективу, но они не знают, чего ожидать, скажем, через 10 лет, когда вечная мерзлота станет еще более уязвимой, чем сейчас, и как будет продолжаться этот процесс оттаивания."

Авторы заключают, что "крайне важно учитывать последствия изменения климата при планировании и строительстве инфраструктуры на вечной мерзлоте, поскольку переход от стабильного к крайне нестабильному состоянию вполне может произойти в течение срока службы инфраструктуры (около 30 лет)."

Они добавляют, что их внимание к шоссе Далтон иллюстрирует, что "такой переход может произойти даже в ближайшее десятилетие для инфраструктуры, построенной на сплошной вечной мерзлоте, которая сегодня демонстрирует холодные и относительно стабильные условия."

ИСТОЧНИК