ما هو الجليد الدائم؟ التربة الصقيعية (التربة الصقيعية) التربة الصقيعية

المواد من موسوعة

الصخور المتجمدة (التربة، التربة) تكون درجة حرارتها أقل من 0 درجة مئوية؛ بعض أو كل الماء الموجود فيها يكون في حالة صلبة بلورية. وفي خطوط العرض الوسطى، تتجمد طبقة سطحية صغيرة فقط في الشتاء. التربة الصقيعية الموسمية شائعة هنا. إنها مسألة مختلفة في خطوط العرض الشمالية. الشتاء هنا طويل وبارد. وفي الصيف القصير تذوب الأرض فقط من السطح إلى عمق 0.5-2 متر، وتسمى هذه الطبقة بالطبقة النشطة. تحتها تبقى درجات الحرارة السلبية في الصخور على مدار السنة. أو بعبارة أخرى، يستمر الجليد الدائم.

تتوزع الطبقات المتجمدة على الأرض بشكل رئيسي في المناطق القطبية. أكبر مناطق التربة الصقيعية هي سيبيريا والجزء الشمالي من أمريكا الشمالية.

تُسمى المناطق التي تنتشر فيها التربة الصقيعية أيضًا مناطق التجلد تحت الأرض.

تحتل منطقة التربة الصقيعية أكثر من خمس مساحة اليابسة بأكملها، وفي بلدنا - أقل بقليل من نصف المنطقة بأكملها. ومع ذلك، فإن الصخور المتجمدة ليست منتشرة على نطاق واسع هنا. في وديان الأنهار الكبيرة، وتحت البحيرات الكبيرة وعلى طول مناطق الصدع التكتوني حيث تدور المياه الجوفية، تنقطع طبقات التربة الصقيعية. يتم تشكيل ما يسمى taliks. بالإضافة إلى ذلك، على مساحات واسعة (على طول الحواف الجنوبية لمنطقة التربة الصقيعية وفي الجبال، على سبيل المثال في جبال الهيمالايا)، توجد التربة الصقيعية للجزيرة في شكل بقع فردية.

وفي الصخور المتجمدة، يصبح الجليد نوعًا من المعادن المكونة للصخور. هناك طبقات، وعدسات، وعروق، وأوتاد، وحتى طبقات متعددة الأمتار مما يسمى بالجليد الأحفوري (الصخري).

في ظل ظروف التربة الصقيعية، تتشكل أشكال أرضية فريدة من نوعها متجمدة أو مبردة (تم إنشاؤها بواسطة الجليد). أثناء الصقيع الشديد، تتشقق الأرض من السطح، ويخترق الماء شقوقًا لكسر الصقيع. عندما يتجمد، فإنه يوسع الشقوق ويشكل عروق جليدية على شكل إسفين. ويصل عرضها إلى عدة أمتار، ويصل طولها وعمقها إلى عشرات الأمتار. وفي بعض الأحيان تكون هناك مناطق يسود فيها الجليد، وتتواجد التربة المعدنية على شكل أعمدة بين صفوف أسافين الجليد. من الممكن أن تنشأ عروق جليدية كبيرة عندما يخترق الماء من التالك ويتجمد في الصخور المتجمدة (يظل هذا السؤال دون حل).

في بعض الأحيان، تقوم العدسة الناتجة من الجليد والماء القادمة من الأسفل برفع التربة الأساسية، وتظهر كومة منتفخة تسمى هيدرولاكوليث أو بول غونياخ. في ياقوتيا، يصل ارتفاع التلال إلى 25-40 مترًا وعرضها 200-300 مترًا. في بعض الأحيان، يخترق ضغط الجليد والماء الموجود فيه التربة، ويندفع الماء إلى السطح، ويتجمد، ويشكل الجليد. عادة، تتشكل الأوفيس عندما تصعد المياه الجوفية إلى السطح وتقتصر على مناطق ممتدة من وديان الأنهار، وحتى سفح المنحدرات حيث تصعد الجداول إلى السطح، وما إلى ذلك.

تحت تأثير التجميد والذوبان المتناوب للتربة والصخور على المنحدرات، وكذلك الجاذبية، تبدأ الطبقة النشطة في التدفق ببطء، وتنزلق حتى من المنحدرات اللطيفة بسرعة سنتيمتر واحد في السنة إلى مئات الأمتار في الساعة. تسمى هذه العملية بتدفق الانحلال (من الكلمات اللاتينية التي تعني "التربة" و"التدفق الخارجي"). يتم تطويره في المناطق القطبية والجبال العالية، حيث تمنع التربة الصقيعية تسرب المياه وتغمر الآفاق العليا للقشرة الجوية بالمياه. تظهر الجداول والألسنة وأعمدة التربة العائمة والحواف التي تشبه الشرفة على المنحدر وعلى الأسطح المستوية - ماري - نوع خاصمستنقعات الأراضي المنخفضة المتجمدة.

عندما تذوب التربة المتجمدة، فإنها تستقر، وتشكل المنخفضات مع البحيرات. هذا هو ثيرموكارست. في المناطق الشمالية من منطقة التربة الصقيعية، على السطح المسطح للتندرا، توجد أشكال أصلية من الإغاثة الدقيقة، والتي تسمى متعددة الأضلاع. تتشكل في تربة ناعمة أو تربة غرينية متجانسة على شكل مضلعات (عادة ما تكون خمسة سداسية) يصل قطرها إلى عدة أمتار، مفصولة بشقوق الصقيع؛ وعادة ما تكون مراكز مدافن النفايات مستنقعات، بينما تكون حوافها جافة.

تؤدي عمليات التربة الصقيعية إلى تعقيد عملية إنشاء وتشغيل المباني والطرق والجسور والأنفاق والمطارات بشكل كبير. ومن الضروري، إن أمكن، الحفاظ على التربة المتجمدة في حالتها الطبيعية. لهذا الغرض، يتم إنشاء تحت الأرض الباردة، ويتم وضع المباني على الدعامات، ويتم وضع أنابيب التبريد، وتغمر الأكوام في الآبار المحفورة، وما إلى ذلك. لكن التربة الصقيعية تصبح مساعدًا بشريًا عندما يتم بناء (أو تجميد) المستودعات والثلاجات الطبيعية الضخمة فيها.

على السؤال عن معنى التربة الصقيعية الذي طرحه المؤلف يجفأفضل إجابة هي "التربة الصقيعية" (التربة الصقيعية) هي جزء من التربة الصقيعية التي تتميز بعدم وجود ذوبان دوري. بمساحة إجمالية تبلغ 35 مليون كيلومتر مربع. التوزيع: شمال ألاسكا، كندا، أوروبا، آسيا، جزر المحيط المتجمد الشمالي.
مناطق التربة الصقيعية هي الجزء العلوي من قشرة الأرض، والتي لا ترتفع درجة حرارتها فوق 0 درجة مئوية لفترة طويلة (من 2-3 سنوات إلى آلاف السنين). وفي منطقة التربة الصقيعية تكون المياه الجوفية على شكل جليد، ويتجاوز عمقها في بعض الأحيان 1000 متر.
تعتبر التربة الصقيعية ظاهرة عالمية، فهي تحتل ما لا يقل عن 25% من إجمالي مساحة الأرض على الكرة الأرضية. القارتان الوحيدتان اللتان لا تحتويان على التربة الصقيعية هما أستراليا وأفريقيا. معظم التربة الصقيعية موروثة من العصر الجليدي الأخير وهي الآن تذوب ببطء. ويتراوح محتوى الجليد في الصخور المتجمدة من بضعة إلى 90%. يمكن أن تتشكل رواسب هيدرات الغاز، وخاصة هيدرات الميثان، في التربة الصقيعية.
تم تقديم أحد الأوصاف الأولى للتربة الصقيعية من قبل المستكشفين الروس في القرن السابع عشر، الذين غزوا مساحات شاسعة من سيبيريا. لأول مرة، لفت القوزاق Y. Svyatogorov الانتباه إلى الحالة غير العادية للتربة، ودرسها رواد البعثات التي نظمتها Semyon Dezhnev و Ivan Rebrov بمزيد من التفصيل. في رسائل خاصة إلى القيصر الروسي، شهدوا على وجود مناطق تايغا خاصة، حيث تذوب التربة بحد أقصى اثنين من أرشين حتى في منتصف الصيف.
تم تقديم مصطلح "التربة الصقيعية" كظاهرة جيولوجية محددة للاستخدام العلمي في عام 1927 من قبل مؤسس مدرسة علماء التربة الصقيعية السوفييتية M. I. Sumgin. وقد عرّفها بأنها التربة الصقيعية، والتي تتواجد بشكل مستمر من عامين إلى عدة آلاف من السنين. لم يكن لكلمة التربة الصقيعية تعريف واضح، مما أدى إلى استخدام المفهوم بمعانٍ مختلفة. وفي وقت لاحق، تعرض هذا المصطلح لانتقادات متكررة وتم اقتراح مصطلحات بديلة: الصخور دائمة التجمد والتربة الصقيعية، لكنها لم تستخدم على نطاق واسع.
65% من أراضي روسيا عبارة عن مناطق دائمة التجمد. ينتشر على نطاق واسع في شرق سيبيريا وترانسبايكاليا.
ولوحظ أعمق حد للتربة الصقيعية في الروافد العليا لنهر فيليوي في ياكوتيا. ويبلغ العمق القياسي للتربة الصقيعية 1370 مترًا، وتم تسجيله في فبراير 1982.
تعد مراعاة التربة الصقيعية ضرورية عند القيام بأعمال البناء والاستكشاف الجيولوجي وغيرها من الأعمال في الشمال. وهكذا، يتم بناء المنازل الكبيرة في المناطق الشمالية باستخدام تقنيات خاصة، على وجه الخصوص، صندوق مبني منزل لوحةغادر لعدة سنوات للسماح للمنزل بالاستقرار. وإذا بدأت التربة الموجودة تحتها بالطفو، يتم تفكيكها وإعادة تجميعها في مكان جديد.
تخلق التربة الصقيعية العديد من المشاكل، ولكن لها فوائد أيضًا. ومن المعروف أنه يمكن تخزين الطعام فيه لفترة طويلة جدًا. عند تطوير الرواسب الشمالية، فإن التربة الصقيعية، من ناحية، تشكل عائقا كبيرا، لأن الصخور المتجمدة لها لزوجة عالية للغاية ويصعب استخراجها. من ناحية أخرى، بفضل التربة الصقيعية التي تعمل على تثبيت الصخور، كان من الممكن بناء محاجر فريدة من نوعها في ياقوتيا (على سبيل المثال، محجر أنبوب Udachnaya) بجدران عمودية تقريبًا). يتم تثبيت جوانب هذه المحاجر في مكانها بواسطة الجليد، وفي مناخ أكثر دفئًا ستطفو حتماً.
البناء في منطقة التربة الصقيعية
إن وجود التربة الصقيعية في مناطق معينة من بلادنا يطرح العديد من المشاكل للعلماء، وحلها له أهمية عملية كبيرة. وقد تم بالفعل حل معظم هذه المشاكل من قبل العلماء.

الإجابة من بسيط التفكير[مبتدئ]
التربة الصقيعية هي التربة التي تحتوي على ماء متجمد ودرجة حرارتها أقل من الصفر. سنتحدث في هذه المقالة عن ماهية التربة الصقيعية وما هي أنواع التضاريس التي يتم تمييزها اعتمادًا على ظروف منطقة توزيع التربة الصقيعية.
تحتوي التربة الصقيعية دائمًا على الجليد، والذي يمكن احتواؤه على شكل بلورات في المسام الموجودة بين جزيئات التربة أو على شكل طبقات سميكة من الجليد في التربة. عند الذوبان، تصبح التربة المتجمدة التي تحتوي على كمية كبيرة من الجليد رطبة بشكل مفرط. ولذلك، فإن المباني والهياكل التي أقيمت على هذه التربة تخضع لتسوية كبيرة.
تسمى طبقة التربة التي تتجمد خلال موسم البرد وتذوب في الربيع بالطبقة النشطة. إذا كانت هذه الطبقة متصلة بسطح منطقة التربة الصقيعية، فإن هذا السطح يسمى الدمج. يعتمد سمك الطبقة النشطة على تعرض المنحدرات والتضاريس والرطوبة وتكوين التربة.
كما يعتمد على العوامل المناخية والغطاء النباتي. تذوب التربة بدرجة أكبر على الجانب الجنوبي من المنحدرات مقارنة بالجانب الشمالي. يساهم الغطاء العشبي والأشجار والشجيرات في حقيقة أن التربة الصقيعية تقع تحتها بالقرب منها في المناطق المفتوحة الأخرى. ويفسر ذلك حقيقة أنها تخلق ظلًا يمنع التربة دائمة التجمد من الذوبان بعمق.
على سبيل المثال، في مستنقعات الخث الطحلب، التي يتراوح عمقها من 10 سنتيمترات إلى عدة أمتار، حتى في الموسم الدافئ، يقع مستوى التربة المتجمدة على عمق لا يزيد عن متر واحد. يتراوح سمك الطبقة النشطة في المتوسط ​​من 1 إلى 2 متر في التربة الرملية في أقصى الشمال. في المستنقعات الطينية والجفتية من 0.39 إلى 1.29 متر. وفي المناطق الجنوبية من التربة المتجمدة يمكن أن يصل عمق الطبقة النشطة إلى 2.5-4.5 متر. تمتد التربة الصقيعية إلى 47% من أراضي الأولى الاتحاد السوفياتي. اعتمادا على ظروف منطقة التربة الصقيعية، يتم تمييز الأنواع التالية من التضاريس:
1. المناطق الجافة مع الصرف السطحي الكافي. يمكن أن تكون مثل هذه الأماكن منحدرات شديدة الانحدار من التلال، والتلال الصخرية، والمناطق القريبة من الصخور الصلبة، وغيرها. مثل هذه التربة لا تغير خصائصها عند التجميد أو الذوبان. ومع ضمان جريان المياه السطحية الذائبة، يتراوح سمك الطبقة النشطة في هذه المناطق من 2.5 متر وما فوق.
2. الأماكن الرطبة التي تكثر فيها الرطوبة في المنطقة خلال فترات معينة من السنة وظهور علامات التشبع بالمياه السطحية. يمكن أن تكون مثل هذه الأماكن عبارة عن منحدرات لطيفة للجبال ذات التعرض الجنوبي ومستجمعات المياه المسطحة المكونة من تربة رملية وطينية ذات رطوبة نسبية تتراوح من 0.71 إلى 0.91 من نقطة الإنتاج. مع الجريان السطحي غير المضمون، لا يتجاوز ذوبان التربة في الصيف 2.5 متر.
يمكن العثور على مزيد من المعلومات التفصيلية هنا: الرابط

في جزء كبير من الأرض - 25٪ من مساحتها، حيث يكون متوسط ​​\u200b\u200bدرجات الحرارة السنوية سلبيا، على عمق ما من السطح، تتمتع الصخور بدرجة حرارة سلبية لسنوات عديدة. تسمى طبقات الصخور ذات درجات الحرارة السلبية طبقات التربة الصقيعية - التربة الصقيعية (التربة الصقيعية). يمكن أن تكون التربة الصقيعية جافة، ولا تحتوي على ماء، ولكنها تحتوي في أغلب الأحيان على ماء متجمد، وفي بعض الأحيان تحتوي أيضًا على ماء سائل.
تقسم حدود التربة الصقيعية في البر الرئيسي الأوراسي شبه جزيرة كولا إلى أجزاء شمالية (أكبر) وجنوبية (أصغر) ومن حنجرة البحر الأبيض على طول الدائرة القطبية الشمالية تذهب إلى جبال الأورال. في جبال الأورال، تنحني الحدود بشكل حاد إلى الجنوب، ثم تدخل سهل سيبيريا الغربية وتعبرها من أوب (توبولسك) إلى ينيسي (مصب بودكامينايا تونجوسكا). على طول الضفة اليمنى لنهر ينيسي، تنحدر الحدود إلى الجنوب، وتلتقط جزءًا من أراضي جمهورية منغوليا الشعبية، وتدخل مرة أخرى الأراضي الروسية بالقرب من مدينة بلاغوفيشتشينسك، وتنعطف قليلاً نحو الجنوب، وتتجه نحو مضيق التتار . تمتد حدود التربة الصقيعية عبر كامتشاتكا بحيث لا يوجد خارج حدودها سوى شريط على طول ساحل النصف الجنوبي من شبه الجزيرة. في أمريكا الشمالية، تحتل التربة الصقيعية أحواض يوكون وماكينزي وخليج هدسون والنصف الشمالي من لابرادور (الشكل 86).
وقد لوحظت التربة الصقيعية في جزر القطب الشمالي والقطب الجنوبي. لا يمكن حتى الآن اعتبار مسألة وجود التربة الصقيعية على الأراضي المغطاة بالجليد القاري (جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية) موضحة.
حدود التربة الصقيعية تتحرك. حاليا هناك تراجع طفيف نحو الشمال.
في الأراضي الواقعة داخل حدود توزيع التربة الصقيعية، المناطق ذات التربة الصقيعية المستمرة، والمناطق ذات التالك والتربة الصقيعية للجزيرة.

التربة الصقيعية الموسمية. التجميد الموسمي - الذوبان وأسبابه.يحدد ميل محور الأرض إلى مستوى مسير الشمس تغير الفصول على الأرض. نتيجة تغير الفصول هو التجميد الموسمي الدوري وذوبان بعض الأفق القريب من سطح القشرة الأرضية. النبض الموسمي في إمدادات واستهلاك الحرارة، مع العجز المستمر في المناطق التي تنجذب نحو القطبين، يؤدي في النهاية إلى تطور التربة الصقيعية. يؤدي التغير الموسمي للمواسم إلى تكوين طبقة ذوبان موسمية (صيفية) فوق التربة الصقيعية، والتي تتجمد في الشتاء، وخارج منطقة التربة الصقيعية - طبقات من التجمد الموسمي، تذوب في الصيف.

الحدود الجنوبية للتربة الصقيعية الأبدية

أرز. 1. مخطط التغيرات في عمق التجميد الموسمي - الذوبان:

1 - منطقة الذوبان الموسمي المحتمل، 2 - تجميد وذوبان الصخور موسميا، 3 - التربة الصقيعية.

بالإضافة إلى طبقة التجميد الشتوي والذوبان الصيفي، المميزة لخطوط العرض المتوسطة والعالية وفي بعض أماكن خطوط العرض الجنوبية، تحدث من وقت لآخر حالة تجميد قصيرة المدى للصخور، تدوم عدة ساعات، أو في كثير من الأحيان، عدة أيام .

يوضح الرسم البياني أنماط ظواهر التربة الصقيعية الموسمية (الشكل 1).

يتضح من بيانات الرسم البياني أن العمق الفعلي للتجميد والذوبان الموسمي يكون أكبر عند الحدود الجنوبية للتربة الصقيعية. فشماله أقل بسبب الانخفاض الفعلي في عمق الذوبان الموسمي (أي عمق الذوبان المحتمل)، وجنوبه أقل بسبب انخفاض عمق التجمد الفعلي.

طبقة نشطة.وتسمى طبقة التجميد والذوبان الموسمية بالطبقة النشطة. هناك طبقة من الذوبان الموسمي تقع فوق التربة الصقيعية، وطبقة من التجمد الموسمي فوق الركيزة المذابة. في هذه الحالة، ينطلقون من موضع وجود طبقة صخور متجمدة بشكل دائم (التربة الصقيعية) وطبقة مذابة بشكل دائم (خارج منطقة التربة الصقيعية). الأول يتميز بالذوبان الموسمي، أي أن التجميد الموسمي المحتمل محجوب بسبب وجود التربة الصقيعية؛ والثاني يتميز بالتجميد الموسمي، لأن الذوبان المحتمل لا يظهر هنا بسبب العمق الضحل للتجميد الشتوي. ولهذا السبب تم إعطاء الأسماء - طبقة الذوبان الموسميةلمنطقة التربة الصقيعية و طبقة التجميد الموسميةللمناطق خارج التربة الصقيعية. اليوم، يتم استخدام أسماء أخرى بشكل متزايد: طبقة نشطة فوق الركيزة دائمة التجمد،في اشارة الى التجميد الموسمي والذوبان فوق التربة الصقيعية و طبقة نشطة فوق الركيزة المذابة،في اشارة الى التجميد الموسمي على الكتلة الصخرية المذابة.

تحدث أهم تقلبات درجات الحرارة السنوية في الطبقة النشطة، ويحدث الجزء الأكبر من معدل دوران الحرارة السنوي، وتتطور العمليات الفيزيائية والكيميائية والجيولوجية بشكل مكثف. هذه هي الطبقة الوسيطة التي يتم من خلالها التبادل الحراري بين سطح الأرض والتربة الصقيعية. ويحدد التجميد والذوبان الموسميان في الطبقة النشطة اتجاه وطبيعة العمليات الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية والجيولوجية، والتي بدورها تحدد ملامح البنية المبردة وخصائص طبقات الصخور المتجمدة.

التوزيع الجغرافي للتجميد الموسميكبيرة جدًا. في الأساس، يتم ملاحظته في كل مكان، باستثناء المناطق شبه الاستوائية والمناطق الاستوائية، حيث يكون ذلك ممكنًا فقط في الجبال العالية. في منطقة التربة الصقيعية، تكون الطبقة النشطة موجودة في كل مكان. وهو غائب فقط عندما تقع التربة الصقيعية مباشرة تحت نهر جليدي أو غطاء أو جبل. ثم تبدأ حالة التجمد (الجليد الجليدي) من سطح النهار. وفي جرينلاند، تم العثور على تربة متجمدة تحت الجليد الجليدي، بسمك يتراوح بين 2 إلى 5 أمتار. بالنسبة الى إم جي جروسوالد، تم العثور على الصخور الجليدية تحت الجليد الجليدي في أرض فرانز جوزيف.

قوة الطبقة النشطةيعتمد على مجموعة من العوامل الفيزيائية والجغرافية والجيولوجية ويتراوح من بضعة سنتيمترات إلى 3-5 م،نادرا حتى 8-10 م.

ويختلف سمك الطبقة النشطة من مكان لآخر بسبب التنوع المعتاد للظروف الطبيعية على السطح، وكذلك عدم التجانس الصخري والتغيرات المكانية في رطوبة التربة.

وحتى داخل نفس المنطقة من التضاريس، فإن عمق التجمد والذوبان الموسمي ليس هو نفسه من سنة إلى أخرى. لكن هذا العمق، مع ثبات الظروف المناخية وغيرها من الظروف الفيزيائية والجغرافية، يتقلب حول قيمة متوسطة ثابتة معينة.

ويعتمد التغير في عمق التجمد والذوبان من الشمال إلى الجنوب على:

على درجة المناخ القاري؛

عن مدة التبريد الشتوي؛

من متوسط ​​درجة حرارة الهواء السنوية؛

من متوسط ​​درجة حرارة أبرد شهر؛

من اتساع درجات الحرارة على السطح؛

من مجموع درجات الحرارة السلبية؛

اعتماداً على طبيعة التربة، أي هل تتمثل في الصخور والحصى، أو الرمل والطين، أو الخث، وغيرها.

وتعتمد عملية التجميد والذوبان الموسمية على درجة رطوبة نوع التربة، وكذلك على كثافة الغطاء الثلجي وسمكه، وطبيعة الغطاء النباتي، ورطوبة السطح، وغيرها. ولها دور خاص في التجميد الموسمي يلعبها الطحلب والجفت. تعمل الطحالب والجفت كعوازل حرارية في الحالة الجافة لكثرة الهواء فيها، وكمبردات لارتفاع نسبة الرطوبة فيها. إن وفرة الماء تساعد على التبخر وبالتالي التبريد (الحرارة الكامنة لتبخر الماء أكبر بـ 7.25 مرة من الحرارة الكامنة لانصهار الجليد).

هناك علاقة سببية بين ترشيح التربة وعمق الذوبان: كلما زاد الترشيح، زاد عمق الذوبان.

يتم تحديد عمق التجميد والذوبان الموسمي، أي سمك الطبقة النشطة ونظام درجة حرارتها، من خلال التبادل الحراري للتربة مع الغلاف الجوي. ويعتمد سمك الطبقة النشطة على دوران الحرارة والتوازن الحراري للصخور.

إذا كانت هناك زيادة في عمق التجمد الموسمي على مدى عدد من السنوات، والتي لا يتم تعويضها بزيادة مقابلة في عمق الذوبان في الصيف، فعادة ما تتشكل آفاق رقيقة متجمدة في الصخور التي
يمكن أن توجد من سنة إلى عدة سنوات وتمثل نموذجًا أوليًا للتربة الصقيعية. تسمى هذه الآفاق المجمدة رحلات جوية.

في هذه الحالة، هناك فائض من دوران الحرارة في فصل الشتاء الصخورعند درجات حرارة سلبية فوق دورات حرارة الصيف عند درجات حرارة إيجابية. وفي هذه الحالة، ينخفض ​​متوسط ​​درجة الحرارة السنوية للصخور إلى أقل من 0 درجة. إذا تجاوز معدل دوران الحرارة عند درجات الحرارة الإيجابية مرة أخرى معدل دوران الحرارة عند درجات الحرارة السلبية، فسوف تختفي عمليات النقل.

العمليات التي تحدث في الطبقة النشطة. الطبقة النشطة هي أفق القشرة الأرضية الذي تحدث فيه العمليات الأكثر نشاطًا وديناميكية للتحول الصخري: تفككها إلى جزء الغبار، وتكوين التربة، وارتفاع التربة، والتدفق الانسيابي، وجميع العمليات التي تؤدي إلى تكوين الإغاثة الدقيقة المجمدة، الهيدرولاكوليث الموسمية، الخ. د.

يعتبر نظام رطوبة التربة في الطبقة النشطة ذا أهمية خاصة، خاصة إذا كانت ممثلة بأصناف دقيقة الحبيبات - الطين، الطميية، إلخ. تعتبر الكثافة والتكوين وظروف حدوث وطبيعة التربة (متجانسة من الناحية الحجرية أو غير متجانسة) ضروري أيضًا.

معدلات التجميد الموسميةمختلفة. وفي الشمال معدل التجمد الموسمي هو 1-3-5 سم،في اليوم. يتم تحقيق التجميد الكامل بالفعل في نوفمبر - ديسمبر. وفي الجنوب، مع ارتفاع سماكة الطبقة النشطة، يحدث التجميد الموسمي طوال فترة التبريد بأكملها، أي طوال فصل الشتاء.

معدلات الذوبان الموسميةعادة أبطأ.

التربة الصقيعية. التربة الصقيعية - وهي صخور متجمدة تتميز بدرجة حرارة 0 درجة فما دون وتحتوي على الجليد وتبقى على هذه الحالة لفترة طويلة - من عدة سنوات إلى آلاف السنين.

تتوزع التربة الصقيعية على الكرة الأرضية بشكل رئيسي في المناطق القطبية وشبه القطبية، وكذلك في المناطق الجبلية العالية ذات خطوط العرض المعتدلة وحتى الاستوائية، وتحتل حوالي 25% من إجمالي مساحة اليابسة على الأرض. هذه مناطق شاسعة في شمال وشمال شرق أوراسيا وأمريكا الشمالية، وكل جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية بأكملها. في روسيا، تحتل التربة الصقيعية حوالي 60٪ من المساحة.
في أوروبا الغربيةالجليد الدائم ممكن فقط في جبال الألب. في الجزء الأوروبي من روسيا، تنتشر التربة الصقيعية على نطاق واسع في أقصى الشمال - في التندرا وغابات التندرا. من شبه جزيرة كولا حيث تتواجد فقط في جزئها الشمالي الجنوبي
تمتد حدود التربة الصقيعية إلى مصب النهر. Mezen وعلى طول الدائرة القطبية الشمالية تقريبًا إلى جبال الأورال، ويتحول هنا بقوة إلى الجنوب. داخل غرب سيبيريا، تحتل الحدود موقعًا تقريبًا على خط العرض حتى النهر. ينيسي بالقرب من مصب النهر. Podkamennaya Tunguska، حيث يتجه بشكل حاد إلى الجنوب، ويتبع على طول الضفة اليمنى للنهر. ينيسي، يتجاوز روسيا، ويحدد مناطق واسعة من منغوليا. مرة أخرى، تظهر الحدود الجنوبية للتربة الصقيعية في روسيا غرب بلاغوفيشتشينسك، وتتبع الشمال الشرقي إلى حوالي 131° 30 شرقاً، ومن حيث تنعطف جنوباً مرة أخرى، تعبر نهر آمور بالقرب من مصب نهر أرخارا وتغادر البلاد مرة أخرى. يظهر مرة أخرى في روسيا شرق م. خينجان، ثم يتجه نحو الشمال الشرقي وينتهي قبالة ساحل خليج سخالين. وفي شبه جزيرة كامتشاتكا، تمتد الحدود الجنوبية من الجنوب الغربي إلى الشمال الشرقي تقريبًا في منتصف شبه الجزيرة

وفقا لطبيعة توزيعها، يمكن تقسيم التربة الصقيعية إلى ثلاث مناطق: 1 - مستمرة، 2 - التربة الصقيعية مع جزر التربة المذابة و 3 - الجزيرة (جزر التربة الصقيعية بين الصخور المذابة).

وتتميز كل منطقة من هذه المناطق بسماكات ودرجات حرارة مختلفة للطبقات المتجمدة. في الوقت نفسه، داخل المناطق، تتغير الطاقة ودرجة الحرارة في الاتجاه من الشمال إلى الجنوب - تنخفض الطاقة، وترتفع درجات الحرارة.

تتميز منطقة التربة الصقيعية المستمرة بأكبر سمك للطبقات المتجمدة - من 500 متر أو أكثر إلى 300 متر موأدنى درجات الحرارة - من 2 درجة مئوية إلى 10 درجات مئوية وما دون.

تم تطوير التربة الصقيعية المستمرة في روسيا: في الجزء الشمالي من التندرا البلشفية، في جبال الأورال القطبية، في التندرا في غرب سيبيريا، في الجزء الشمالي من هضبة سيبيريا الوسطى (شمال وادي نهر تونغوسكا السفلي)، في جميع أنحاء شبه جزيرة تيمير، في جزر أرخبيل سيفيرنايا زيمليا، في جزر سيبيريا الجديدة، في سهول يانا إنديجيرسك وكوليما الساحلية ودلتا النهر. لينا، على سهل لينو-فيليوي الغريني، على هضبة لينو-ألدان وفي المنطقة الشاسعة من تلال فيرخويانسك وشيرسكي وكوليما وأنادير، بالإضافة إلى هضبة يوكاجير والمرتفعات الداخلية الأخرى، في سهل أنادير.

في المنطقة التي توجد فيها جزر من الصخور المذابة بين التربة الصقيعية، يصل سمك الطبقات المتجمدة أحيانًا إلى 250-300 م،ولكن في كثير من الأحيان من 100-150 إلى 10-20 م،درجات الحرارة من 2 إلى 0 درجة مئوية. تم العثور على هذا النوع من التربة الصقيعية في التندرا Bolshezemelskaya وMalozemelskaya، على هضبة سيبيريا الوسطى بين نهري Nizhnyaya وPodkamennaya Tunguska، في الجزء الجنوبي من هضبة Leno-Aldan، وفي Transbaikalia.

تتميز التربة الصقيعية في الجزيرة بسماكة صغيرة من الطبقات المتجمدة - من عدة عشرات من الأمتار إلى عدة أمتار، ودرجات حرارة - قريبة من 0 درجة مئوية.

تم العثور على التربة الصقيعية للجزيرة في شبه جزيرة كولا، في منطقة كانين-بيتشورا، في منطقة التايغا في غرب سيبيريا، في الجزء الجنوبي من هضبة سيبيريا الوسطى، في الشرق الأقصى، في الجزء الشمالي من جزيرة سخالين، على طول الساحل بحر أوخوتسك وفي كامتشاتكا.

في المنطقة الجبلية من سايان إلى كوبيت داغ وفي القوقاز، توجد صخور التربة الصقيعية بشكل رئيسي على طول محيط المناطق الجليدية وغالبًا ما يكون لها توزيع على شكل جزيرة. تتواجد التربة الصقيعية في الصخور التي تشكل قاع بحار الجرف القطبي لبحر لابتيف وبحر سيبيريا الشرقي، على الجرف شمال ألاسكا.

هناك مناطق كبيرة من التربة الصقيعية في آسيا الوسطى. هذه هي مناطق هندو كوش وتيان شان الشرقية ونان شان وكون لون وجبال الهيمالايا وهضبة التبت العالية.

في قارة أمريكا الشمالية، تمتد حدود التربة الصقيعية على طول ساحل المحيط الهادئ، ولا تصل إليها قليلاً، ثم تمر على طول المنحدر الغربي لسلسلة جبال أمريكا الشمالية، وتعبرها بالقرب من 53 0 ن. sh.، تنعطف بحدة نحو الشمال، متتبعة في هذا الاتجاه خط العرض 57° شمالاً. ث. ثم تتجه هذه الحدود إلى الجنوب الشرقي، وتصل إلى الشاطئ الجنوبي لخليج هدسون، وتترك شبه جزيرة لابرادور شمالًا، وتصل إلى شواطئ المحيط الأطلسي.

تشمل منطقة التربة الصقيعية أيضًا جزر جرينلاند وأيسلندا.

في نصف الكرة الجنوبييغطي الجليد الدائم قارة القارة القطبية الجنوبية بأكملها ويتواجد في مرتفعات جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية. أفريقيا وأستراليا خالية تمامًا من التربة الصقيعية.

السمات المناخية الرئيسية التي تتميز بها المناطق التي تنتشر فيها المنطقة المتجمدة هي بشكل عام ما يلي: متوسط ​​​​درجة حرارة الهواء السنوي السلبي، فصول الشتاء الطويلة الجافة والباردة، وصيف قصير، وانخفاض هطول الأمطار، وخاصة في فصل الشتاء. ولذلك، فإن حالة الغلاف الجوي المضادة للأعاصير في فصل الشتاء مميزة، والتي تفضل هطول الأمطار المنخفض، وشفافية الهواء العالية، وفقدان الحرارة القوي من القشرة الأرضية. ولذلك، فإن أكبر الأراضي التي تحتلها التربة الصقيعية في أوراسيا وأمريكا الشمالية تتزامن إلى حد ما مع المساحات التي تشغلها الأعاصير المضادة في آسيا وأمريكا الشمالية.

الظروف الهيدروجيولوجية لمنطقة التربة الصقيعية.للمياه الجوفية تأثير كبير جدًا على تكوين التربة الصقيعية، وتمثل التربة الصقيعية بدورها عاملاً قويًا في خلق بيئة هيدروجيولوجية محددة.

يمكن أن يساهم ظهور طبقة من الصخور المتجمدة في فصل طبقة مياه جوفية واحدة أو أخرى إلى أجزاء، وإنشاء طبقات مائية لم تكن ملحوظة من قبل، وتعطيل الاتصال المتبادل بين المياه السطحية والمياه الجوفية، وتحديد أماكن التغذية والتفريغ، وحصرها في المناطق من Taliks، تغيير اتجاه وسرعة حركة المياه الجوفية، وما إلى ذلك، في المنطقة المتجمدة، تنشأ ظروف خاصة تماما لوضع المياه الجوفية وتغذيتها وحركتها وتفريغها.

تؤثر المياه الجوفية على النظام الحراري للصخور. أنها تغير خصائصها الفيزيائية الحرارية. تسبب حركة المياه الجوفية تدفقات حرارية بالحمل. بسبب تفاعل نقل الحرارة بالحمل الحراري مع تدفق الحرارة الموصل القادم من باطن الأرض، تحدث إعادة توزيع للطاقة الحرارية في الصخور، مما يتسبب في تغيير مجال درجة حرارتها وظروف تطور التربة الصقيعية.

يؤدي تجميد طبقات المياه الجوفية إلى توزيع غريب للجليد في الصخور، والذي يعتمد بشكل أساسي على درجة تشبع الأفق بالمياه، وتركيبة الصخور، وكذلك على نفاذية المياه بسبب المسامية والتكسير وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، بسبب إلى التجمد غير المتساوي في طبقات المياه الجوفية غالبًا ما تنشأ ضغوط كبيرة وضغط في الموقع، ونتيجة لذلك يمكن أن تتحرك المياه تحت الضغط نحو المناطق ذات انخفاض الضغط في الموقع. وفي هذه الحالة، قد يحدث تمزق في السقف وتدفق المياه على السطح، مما يشكل سدودًا جليدية. إذا لم يحدث اختراق في السقف، فإن تراكمات الجليد تتشكل على شكل أجسام كبيرة إلى حد ما - تشبه الصفائح أو تشبه اللاكوليث. تظهر الهيدرولاكوليثات، التي تتشكل بالقرب من سطح الأرض، بشكل بارز على شكل تلال محدبة.

تصنيف المياه الجوفية:

1. المياه فوق الجليدية،الموجودة في الصخور المذابة فوق سطح التربة الصقيعية، ومن بينها مياه: أ) الطبقة النشطة، ب) التالك المعمرة غير العابرة (تحت القناة، والبحيرة الفرعية، وما يسمى بالتربة الصقيعية غير المندمجة).

2. مياه مناطق التالك،تقع من خلال taliks، تحدها الصخور المتجمدة على الجانبين. تعمل مناطق تاليك بمثابة الطرق الرئيسية التي يتم من خلالها الاتصال بين المياه السطحية وشبه دائمة التجمد والمياه الدائمة التجمد. تتم التغذية والتفريغ من خلال هذه المناطق أنواع مختلفةالمياه الجوفية.

3. المياه الجوفيةهي مياه طبقة المياه الجوفية الأولى أو منطقة المياه الجوفية المكسورة من قاعدة التربة الصقيعية. ومن بين هذه المياه تتميز المياه الملامسة والمياه غير الملامسة. الأول في تفاعل مباشر أو آخر مع الكتلة المتجمدة، في حين أن الأخير لا يرتبط بها مباشرة، أي أنها تقع على عمق كبير منها.

4. المياه دائمة التجمد،الموجودة في الصخور المذابة المحصورة بين آفاق الصخور المتجمدة.

5. المياه داخل التربة الصقيعية،تحتوي على مناطق موضعية من الصخور المذابة، وتحدها من جميع الجوانب الصخور المتجمدة. ويتم عزل هذه المياه عن أي تفاعل مع أنواع أخرى من المياه الجوفية.

تنتشر التربة الصقيعية على نطاق واسع وتوجد بشكل رئيسي في الكريوليتوزونات، وهي المناطق التي تظل فيها درجات الحرارة السلبية على عمق ما من سنة إلى أخرى. ولا يزال أصل التربة الصقيعية غير واضح. اعتبر الباحثون الأوائل أن الصخور دائمة التجمد هي من بقايا التجمعات الجليدية القديمة. يمكن أن يكون وجود الجليد الأحفوري ونظرية ستارة الطور بمثابة تأكيد لهذه الآراء. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، تم إنشاء تناقض بين حدود التجمعات الجليدية والحدود الحديثة للتربة الصقيعية. ربط الباحثون مثل ميدندورف وجي وايلد تكوين التربة الصقيعية بالظروف المناخية المحلية.

وقد لوحظ أنه فوق مستوى سطح البحر، لكل 200 متر ارتفاع، ينخفض ​​متوسط ​​درجة الحرارة السنوية بنحو درجة واحدة مئوية. ومن الممكن أن تكون التربة الصقيعية، وفقا لجي وايلد، قد تشكلت في مناطق يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة السنوية فيها -2 درجة مئوية. والحدود الحديثة لحدوث التربة الصقيعية قريبة جدًا من تلبية هذا الشرط. M. I. ينطلق Sumgin من حقيقة أنه في نهاية العصر البليوسيني نوبات البرد الشديدة. وبتكرارها بشكل دوري، تسببت هذه اللقطات الباردة في خلل في التوازن الحراري وتسببت في ظهور التربة الصقيعية. وبمرور الوقت، يمكن ربط هذه الفترات الباردة بالتجلدات الجليدية في النصف الأول من العصر الرباعي.

وهكذا، م. يبدو أن سومجين يعمم الفرضيات السابقة، ومع ذلك ينبغي الافتراض أن أصل التربة الصقيعية لم يتم توضيحه بشكل نهائي بعد، ومن المحتمل أن تتيح الأبحاث الجارية حاليًا حل هذه المشكلة.

أصل التربة الصقيعية

الصخور المتجمدة، بغض النظر عن تركيبها، عادة ما تكون مقاومة للماء، لذلك يمكن تقسيم المياه الجوفية في المناطق التي توجد فيها التربة الصقيعية إلى ثلاثة أنواع رئيسية: التربة الصقيعية الفرعية، والتربة الصقيعية الداخلية، وفوق التربة الصقيعية.
المياه الجوفية، والتي تقع تحت طبقة الصخور دائمة التجمد، لا تختلف عمليا في خصائصها عن المياه الجوفية في الظروف العادية. في خطوط العرض الشمالية، تتشكل في الصخور الأساسية، وفي خطوط العرض الجنوبية في رواسب الوديان الغرينية. غالبًا ما يكون للمياه تحت التربة الصقيعية ضغط ويمكن استخدامها كمصدر لإمدادات المياه.

تكمن المياه بين التربة الصقيعية في طبقة من صخور التربة الصقيعية. وكقاعدة عامة، فهي تقتصر على التالك المحلي وتمثل تراكمات معزولة من المياه، وترتبط أحيانًا بمياه تحت التربة الصقيعية وفوق التربة الصقيعية. احتياطيات المياه بين التربة الصقيعية كبيرة جدًا. محدود، نظرًا لأن حجم التالك الذي يقتصر عليه غير مهم.وخارج التالك، يمكن أن تحدث مياه التربة الصقيعية في الطور الصلب، وتشكل الجليد الأحفوري.

في ظل ظروف التربة الصقيعية ذات الطبقات، يمكن لهذه المياه أن تشكل طبقة مياه جوفية مستمرة وتكون مضغوطة أو غير مضغوطة، تماما مثل المياه بين الطبقات في الظروف العادية. وفي بعض الحالات، من الممكن أن تتحرك المياه بين الطبقات على طول الشقوق وغيرها من الاضطرابات في سمك التربة الصقيعية. ويمكن تشبيه هذه المياه بالمياه الشققية في المناطق غير المتجمدة.

تعتبر المياه فوق التربة الصقيعية ذات أهمية كبيرة. بحكم طبيعة حدوثها، فهي تشبه المياه الجوفية، حيث أنها تحتوي على طبقة مجمدة مقاومة للماء وسطح حر (الشكل 1).في مناطق دمج التربة الصقيعية، تتجمد المياه فوق التربة الصقيعية موسميًا، وتتحول إلى جليد في الشتاء. في مناطق التربة الصقيعية غير المندمجة، يمكن أن تكون هذه المياه شبه متجمدة موسميًا، عندما يتجمد الجزء العلوي منها فقط، الموجود في الطبقة النشطة، أو غير متجمد في الحالات التي توجد فيها طبقة المياه الجوفية بأكملها في تاليك.

الصورة 1. تخطيط المياه فوق الجليدية:

أ-التجميد الموسمي؛ ب- شبه متجمد موسمياً؛ موسمياً غير متجمد؛

إن حركة المياه فوق التربة الصقيعية ترجع في المقام الأول إلى نفس الأسباب وتحدث وفقًا لنفس القوانين مثل حركة المياه الجوفية في الظروف غير دائمة التجمد، بالإضافة إلى الضغط المتطور في مكان مغلق، لأن المياه الموجودة في فهي تتجمد ويزداد حجمها بحوالي 9%، وفي ظروف التربة الصقيعية، يعد هذا النوع من حركة المياه فوق التربة الصقيعية مهمًا جدًا.

من المعروف أن تجميد الماء في مكان محصور يمكن أن يكون شديد البرودة، وبالتالي يكون تحت ضغط مرتفع، ويمكن رؤية مدى قوة ضغط التبريد الفائق من المثال المعروف لتحضير الثلج في صندوق. لتحضير الثلج، تم ملء صندوق أبعاده 30 × 10 × 6 م بالماء على الفور، بدلاً من ملئه بالتتابع وتجميده في طبقات رقيقة. بدأ الماء يتجمد من جميع الجوانب دفعة واحدة، وكان باطنه تحت ضغط هائل، وربما في حالة انخفاض حرارة الجسم.

حدث انفجار بقوة هائلة، مما أدى إلى قذف كتل من الجليد بحجم عدة أمتار مكعبة على مسافة تصل إلى 20-30 مترًا، وتم رمي قطع أصغر من الجليد إلى مسافات أكبر، ومما سبق يتضح أن الضغط انخفاض حرارة الجسم يكفي للتسبب في حركة الماء.

الظواهر الجيولوجية الهندسية في مناطق التربة الصقيعية

ناليدي:

كما سبقت الإشارة فإن الماء الذي يملأ مسام الصخور غير الصخرية، عند تجميده، يلعب دور الأسمنت القوي إلى حد ما ويحول الصخر إلى كتلة صلبة متجانسة، ويصاحب هذه العملية تغير في حجم الصخر أثناء التجميد و الذوبان وتتميز بقيمة الانضغاط النسبي δ، أثناء انتقال التربة المتجمدة إلى حالة الذوبان δ تمثل نسبة التغير في سمك طبقة التربة أثناء الذوبان تحت الحمل إلى سمكها الأصلي ويعبر عنها بـ معادلة:

δ=(هم-ht)/هم=(م وآخرون)/(1+م) (1)

حيث hm هو سمك طبقة التربة المتجمدة؛ ht هو سمك طبقة التربة نفسها بعد الانتقال إلى حالة الذوبان في ظل ظروف استحالة التمدد الجانبي عند ضغط معين؛ معامل المسامية للصخور الطبيعية في الحالة المتجمدة؛ et هو معامل المسامية للصخور الطبيعية بعد انتقالها إلى حالة مذابة في ظل ظروف يكون فيها التمدد الجانبي مستحيلاً عند ضغط معين. بالنسبة للصخور الطينية، يتم تحديدها عند محتوى الرطوبة عند حدود الخضوع، وبالنسبة للصخور الرملية - عندما يتم إذابة العينة دون اهتزاز في ظل ظروف التدفق الحر للمياه الذائبة. بما فيه الكفاية قيم كبيرةδ في حالة ذوبان الطبقة المجمدة يحدث انخفاض حاد في الحجم الذي تشغله، مما يؤدي بدوره إلى هبوط كبير.

من الواضح أنه إذا كانت قيمة الضغط النسبي للتربة المتجمدة أثناء الذوبان δ وقوة الذوبان المحتمل للتربة الصقيعية معروفة، فإن القيمة الإجمالية للهبوط أثناء الذوبان S = δh أثناء انتقال الطبقة النشطة من الطبقة ينشأ عدد من الظواهر الهندسية والجيولوجية من الحالة المذابة إلى الحالة المتجمدة والجيولوجية، مثل الأوفيس المنتشرة على نطاق واسع، والتلال الجليدية (بولغونياخي)، والتدفق الملحي، والكارت الحراري وغيرها. تتكون السدود الجليدية من المياه الجوفية التي تطفو على السطح في الشتاء، وينشأ ضغط مرتفع في المياه المتجمدة فوق التربة الصقيعية.

يؤدي الماء شديد البرودة إلى تفجير القشرة الناتجة من الصخور المشبعة بالجليد، وتندلع إلى السطح، وبسبب حالة انخفاض حرارة الجسم، يتجمد على الفور. ويشكل الجليد تراكمات ضخمة من الجليد على شكل رواسب وهوابط على طول منحدرات المنطقة، مما يحجب أسطح الطرق: كانت هناك حالات عندما اخترقت المياه الجوفية المتجمدة المنازل الموجودة تحت الأرض والطوابق السفلية، فشكلت الجليد فيها وتدفقت من نوافذ المنازل في شلالات جليدية غريبة.

يرجع تكوين الجليد على الطريق إلى حقيقة أنه بسبب ضغط الغطاء الثلجي، يزداد عمق التجمد، وبالتالي يزداد الضغط في الماء المتجمد. لمكافحة تكوين الجليد على الطرق، يوصى بحفر الخنادق أو ببساطة إزالة الثلوج عبر تدفق المياه تحت التربة الصقيعية. في هذه الأماكن، ستتشكل مناطق تجميد أعمق، وسيتأخر تدفق المياه فوق التربة الصقيعية، وسيحدث تكوين الجليد بعيدًا عن المنطقة المحمية.

تحتوي السدود الجليدية على مجموعة واسعة من الأشكال وتشغل مساحات تتراوح من عدة عشرات متر مربعما يصل إلى عدة كيلومترات مربعة. ويشير بوبوف إلى أن الجليد معروف بمساحة 20.5 كم2 وسمك 4.5-5.5 م. يشير سومجين إلى أربع مراحل خلال تطور الأوفيس:

1) الأيام الأولى من الجليد - الجليد رقيق، الحجم صغير؛

2) يصبح الجليد أقوى، وينمو بسرعة في الطول والعرض، وتظهر تلال الجليد؛

3) يصل الجليد إلى أقصى طول وعرض له؛ قوتها مستمرة في النمو. تنقسم تلال الجليد ويتدفق الماء من بعضها. عندما تتشكل الشقوق، تحدث انفجارات، يتم إلقاء كتل الجليد التي يصل وزنها إلى 200 طن على مسافة 10 أمتار أو أكثر؛

4) يذوب الجليد ويتوقف النمو ويغطى السطح بالمنخفضات والقنوات والخنادق وتنحسر التلال. يبدأ الذوبان في الربيع، ولكن في المناطق الشمالية يستمر حتى يوليو وأغسطس، وفي بعض الأحيان تستمر السدود الجليدية حتى الشتاء وتتحول إلى سدود دائمة، وإذا لم تتمكن المياه المتجمدة، التي ترتفع من خلال الشقوق، من اختراق السطح، فإنها ترفع مستوى الجليد الطبقة العليا من الأرض مكونة كومة (البلوجنية) ويوجد داخل هذه الكومة قبة من الجليد (هيدرولاكوليث).

في بعض الأحيان يوجد داخل الهيدرولاكوليث تجويف مملوء بالماء. عندما تتشكل الكومة، تنحني الأشجار المرفوعة بالتربة في اتجاهات مختلفة، لتشكل غابة مخمورة. وتصل أبعاد هذه التلال الجليدية التي يصل قطرها إلى 80 م أو أكثر، ويصل ارتفاعها إلى 10 م في الجنوب، ويصل إلى 30 م في المناطق الشمالية.

توجد في مناطق معينة كميات كبيرة من الجليد الأحفوري تغطيها رواسب لاحقة من الصخور الرسوبية، ويوجد الجليد الأحفوري في جزر المحيط المتجمد الشمالي وفي شمال قارة آسيا، وبما أن الرواسب التي فوقه هي في معظمها ركام، يعتقد بعض الباحثين أن هذا الجليد يمثل بقايا أنهار جليدية مدفونة، وفقًا لبوبوف آي في. ، الشق أو الوريد، الجليد الأحفوري وأسافين الجليد التي تشكلت بالتوازي مع تراكم رواسب السهول الفيضية في الوديان الغرينية في ظل ظروف فصول الشتاء القاسية والقليلة الثلوج.

يؤدي ذوبان الجليد تحت الأرض وذوبان تربة التربة الصقيعية الجليدية في الجزء العلوي من منطقة التربة الصقيعية إلى هبوط السطح وتكوين أشكال الإغاثة، وفقًا لما ذكرته صحيفة "ديلي ميل" البريطانية. مظهروعلى غرار ذلك، تسمى هذه الظواهر بالكارست الحراري. في مناطق تطوير الكارست الحراري، توجد منخفضات وأقماع يتراوح قطرها من متر واحد إلى عدة أمتار، ومنخفضات وصحون وتجويفات - منخفضات لطيفة يصل قطرها إلى مئات الأمتار وعمقها عشرات السنتيمترات فقط، وأحواض هبوط تبلغ مساحتها يصل إلى عدة كيلومترات مربعة وعمق عدة أمتار.

يمكن أن تمتلئ المنخفضات الناتجة بالمياه، وتشكل بحيرات الكارست الحراري، والتي تلعب دورًا مهمًا في مزيد من تطوير الكارست الحراري. تعتبر بحيرة الكارست الحراري بمثابة الحماية الحرارية التي تسبب ارتفاع درجة حرارة الرواسب السفلية. وفي هذا الصدد، فإن عمق ذوبان القاع الزيادات، وهذا بدوره يؤدي إلى تطور Thermokarst. السبب الرئيسي لظاهرة الكارست الحراري هو انكشاف سطح الطبقة النشطة نتيجة إزالة الغابات أو حرث التربة.

وقد تنشأ هذه الظواهر أيضًا نتيجة لارتفاع درجة حرارة المناخ. يمكن ملاحظة Thermokarst بدرجة أضعف في جميع المناطق التي تحدث فيها عدسات وطبقات الجليد أثناء ذوبانها. عند الذوبان، تتحول التربة الطينية والطميية المشبعة بالجليد إلى حالة سائلة، وتبدأ هذه التربة، المبللة بشكل مفرط بالذوبان ومياه الأمطار، بالتدفق بزوايا انحدار تتراوح بين 3-5 درجات، وتشكل ترهلات وحواف وأخاديد ومدرجات وأشكال أخرى. تسمى هذه الظواهر بتدفق الانحلال.

في أقصى الشمال، على طول الساحل الشمالي، يعد التدفق الملحي أحد أهم العوامل في معالجة وتسوية التضاريس. وفي بعض الحالات يتسبب في تكوين منحدرات متدرجة معقدة - المدرجات الجبلية، ويصل ارتفاع منحدرات هذه المدرجات إلى عدة عشرات من الأمتار، ويكون الانحدار 25-30 درجة، وفي بعض الحالات يصل إلى 90 درجة. وتمتد المناطق الأفقية المغطاة برواسب Solifluction التي يصل سمكها إلى 4 أمتار لمئات الأمتار.

الظروف الهندسية والجيولوجية للبناء في الكريوليتوزونات

يتطلب النظام الحراري الغريب في الكريوليثوزونات طرق بناء خاصة، حاليًا، اعتمادًا على التصميم والميزات التكنولوجية للمباني والهياكل، والظروف الهندسية والجيولوجية الجيولوجية وإمكانية تغيير خصائص التربة الأساسية في الاتجاه المطلوب، أحد المبدأين التاليين استخدام التربة دائمة التجمد كأساس للمباني والهياكل المقبولة:

المبدأ الأول - يتم استخدام تربة الأساس ذات التربة الصقيعية في حالة تجميد، ويتم الحفاظ عليها أثناء عملية البناء وطوال فترة تشغيل المبنى أو الهيكل المحددة بالكامل؛
المبدأ الثاني - يتم استخدام تربة الأساس دائمة التجمد في حالة ذوبان (مع افتراض ذوبانها أثناء تشغيل المبنى أو الهيكل أو ذوبانها إلى العمق المحسوب قبل بدء تشييد المبنى).

لا يعتمد اختيار طريقة أو أخرى على رغبات المصممين، بل على الخصائص الهيكلية والحرارية للمباني والهياكل التي يتم تشييدها وعلى الخصائص الجيومورفولوجية والجيوتقنية للظروف التي تحدث فيها طبقات التربة دائمة التجمد (الصخور). لذلك، نتيجة للدراسات الجيولوجية الهندسية لطبقات التربة الصقيعية، ظهرت بيانات حول إمكانية تنفيذ طريقة بناء واحدة أو أخرى.

إن البناء مع الحفاظ على نظام التربة الصقيعية هو الأكثر ملاءمة في كثير من النواحي. وتتمتع طبقات التربة الصقيعية بالعديد من خصائص الكتل الصخرية، لذا فإن الهياكل التي تندمج أساساتها في الطبقات المجمدة تحظى بالقدر الكافي من الاستقرار. ومع ذلك، فإن أي مبنى أو هيكل ينقل كمية معينة من الحرارة من خلال أساساته.

في المباني والهياكل التي تنبعث منها كمية صغيرة من الحرارة، تكون حلول التصميم هذه للأساسات ممكنة حيث لا يتغير نظام درجة حرارة طبقة التربة القابلة للضغط عمليا. تهدف كل هذه التدابير البناءة إلى ضمان امتصاص الحرارة الناتجة عن المبنى داخل الطبقة النشطة وعدم انتشارها إلى الطبقة المجمدة.

ومع ذلك، حتى في مثل هذه الظروف، قد لا تتجمد الطبقة النشطة الموجودة أسفل المبنى مباشرة في الشتاء، وستكون هذه المنطقة أضعف من المناطق المحيطة بها، وفي الحالات التي يكون فيها تكوين الجليد ممكنًا في منطقة معينة، سوف يخترق الجليد إلى داخل المبنى. الطوابق السفلية والسفلية من المبنى.ينبعث جزء كبير من المباني الصناعية والمدنية من هذه الكميات من الحرارة التي تؤدي حتماً إلى انتهاك نظام درجة حرارة الطبقات المجمدة.

بالإضافة إلى ذلك، من الممكن حدوث اهتزازات من الآلات المثبتة في العديد من المباني الصناعية. يمكن أن يؤدي حمل الاهتزاز إلى تعطيل قوة الجليد ونقل جزء منه إلى هذه الحالة. في مثل هذه الحالات، يكون البناء باستخدام طريقة الحفاظ على نظام درجة الحرارة للطبقات المتجمدة أمرًا مستحيلًا ويجب توفير إمكانية الذوبان الأولي أو اللاحق. لا يغير ذوبان التربة الصقيعية بشكل كبير الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للصخور فحسب، بل يغير أيضًا حجمها.

يحدث هبوط كتلة التربة تحت الهيكل، ونتيجة لذلك يفقد الهيكل الاستقرار والقوة. أثناء الدراسات الجيولوجية الهندسية في هذه الحالات الأخيرة، تنشأ مهمتان: إثبات إمكانية استخدام طريقة الذوبان اللاحق وإنشاء منطقة (أو، كما يقولون، وعاء) من الذوبان المحتمل (الشكل 2).

الشكل 2. تشكيل وعاء ذوبان تحت المبنى:

درجة حرارة الغرفة؛ tm هي درجة الحرارة الأولية للتربة المتجمدة؛ ب-عرض المبنى hc هو عمق الذوبان تحت منتصف المبنى؛ hk هو عمق الذوبان تحت حافة المبنى؛ ξk هي كمية الذوبان على جانب المبنى.

لتنفيذ البناء باستخدام طريقة الذوبان اللاحقة، من الضروري عدم وجود تراكمات منفصلة من الجليد على شكل عدسات وقضبان وما إلى ذلك داخل غابة الذوبان. سيؤدي ذوبان هذه الشوائب الجليدية إلى حدوث حاد محلي (بحوالي 10 %) انخفاض في حجم التربة وسيتسبب في هبوط الجزء المقابل من المبنى أو الهياكل. لذلك، أثناء البحث، من الضروري إجراء دراسة متأنية بشكل خاص لبنية الطبقات المجمدة.