Обручев
Поиск
Выбрать язык
Этот день в истории

Нет событий

Записи с меткой ‘Обручев’

postheadericon М.И. Сумгин и Б. Н. Демчинский. Завоевание севера (в области вечной мерзлоты), 1938 год. Книга [полный текст]

Время чтения статьи, примерно 180 мин.

a_ignore_q_80_w_1000_c_limit_001АКАДЕМИЯ НАУК СССР М. И. СУМГИН и Б. Н. ДЕМЧИНСКИЙ ЗАВОЕВАНИЕ СЕВЕРА (В ОБЛАСТИ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ) ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР МОСКВА 1938 ЛЕНИНГРАД НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ

Под обшей редакцией акад. С. И. Вавилова

Ответственный редактор издания акад. В. А. Обручев

Редактор Л. С. Цейтлин

Технический редактор И. Пошешулин

Сдано в набор 15/11 1938 г. Подписано к печати 31.05.1938 г. Формат 60х92 1\16. Объем 9 3\4 п.л. и 1 вкл. В 1 п. д. 49100 печ. зн., 10,67 уч.-авт. л. Тираж 10000 эка. Уполя. Главлпта № Б-33775.АНИ № 674, РИСО 136. Заказ № 558.

СОДЕРЖАНИЕ

От авторов

Глава I

 

Отношение к Северу в прошлые века. — Его устрашающая природа и притягательная сила его богатств.—Героизм прошлого.—Жертвы, принесенные Северу. — Энтузиазм научных исследователей Се­вера. — Отсутствие плана и единства цели в подвигах прошлых времен. — Исключительные успехи Советского Союза в завоевании Севера. — Организация подвига и согласованность действий при наступлении на Север. — Плодотворность достигнутых резуль­татов.

Глава II

Своеобразие и суровость Севера. — Самая холодная точка мира. — Земля, теряющая свою теплоту от зимних стуж. — Вечная мер­злота. — Предположения о непригодности для земледелия всего района вечной мерзлоты. — Признаки вечной мерзлоты — Ее мощность. — Причины и давность ее возникновения. — Ископае­мые льды. — Сохранившиеся в вечной мерзлоте «допотопные» жи­вотные как свидетели ее многовековой давности. — Отношение науки прошлых времен к вечной мерзлоте. — Период научных ис­следований.— Изучение почвенных температур в глубоких шахтах.

Глава III

Площадь, занимаемая вечной мерзлотой.—Половина всех -земель Союза — под вечной мерзлотой. — Зависимость сельского хозяй­ства и строительства от степени изученности вечной мерзлоты. — Картина залегания вечной мерзлоты. — Промерзшая почва и ле­дяные пласты. — Талые места среди вечной мерзлоты. — Убы­вание вечной мерзлоты по направлению к южным широтам. — «Острова» вечной мерзлоты. — Границы мерзлоты. — Распре­деление температур вечной мерзлоты в вертикальном направле­нии. — Влияние температур эимы и лета на вечную мерзлоту. — Холод, накопившийся в почве. — Количество тепла, необходи­мое для «размораживания» почв.

Глава IV

Влияние летнего оттаивания почв на верхний уровень вечной мерзлоты.

— Причины, задерживающие таяние вечной мерзлоты. — Противо­действие земли вторжению холода. — Влияние рельефа почвы на глубину залегания вечной мерзлоты. — Роль снега. — Моховой покров как эащита вечной мерзлоты. — Растрата мхом летнего тепла. — Влияние леса на вечную мерзлоту. — Приспособление деревьев к вечной мерзлоте. — Весеннее пробуждение деревьев на неоттаявшей почве. — Нарастание вечной мерзлоты и мохового покроза. — Корневая система, развивающаяся на нижней части ствола. — «Провальные озера». — Преобладание оѳер над сушей в некоторых районах вечной мерзлоты.

Глава V

Вода как разрушитель вечной мерзлоты. — Работа моря и рек над льдами и вечной мерзлотой. —Влияние вечной мерзлоты на режим рек. — Уход воды из рек в зимнюю пору. — Заполнение устьев рек морской водой. — Влияние морозобойных трещин на вечную мерз­лоту. — Грунтовые воды. — Незамерзающие реки. — Подземные теплые ключи. — Вспучивание почв. — Наледи, их образование и причины. — Взрывы наледных бугров. — Разливы вод в зимние морозы. — Переохлаждение воды. — Бугры и курганы. — Ледя­ные водопады.

Глава VI

Богатства Севера. — Разведывательные работы. — Деформация домов и сооружений в районах вечной мерзлоты. — Дорожное строи­тельство. — Причины образования наледей на дорогах. — «Мерз­лотные пояса>> как мера борьбы с наледями. — Железнодорожное строительство. — Пучины на полотне железных дорог. — Особен­ности водоснабжения. — Значение паровозов с конденсаторами в районах вечной мерзлоты. — Промышленность. — Угольные шахты в мерзлых грунтах. — Золотая промышленность. — Оттаи­вание мерзлых почв.—Гидравлическая разработка пород.—Драги.—

Их работа на мерзлых почвах. — Необходимость согласованного развития промышленности и сельского хозяйства.

Глава VII

Сельское хозяйство. — Расчистка земель из-под леса для пастбищ и пашни. — Пожоги и рубка. — Влияние расчисток на вечную мерзлоту. — Провалы пашен и лугов. — Возделывание сельско­хозяйственных культур. — Продолжительность лета в районе вечной мерзлоты. — Климатические условия вегетационного пе­риода. — Возникающий для растений риск сгореть и замерзнуть. — Продвижение земледелия на Север. — Успехи сельского хозяй­ства. — Влияние вечной мерзлоты на развитие сельскохозяйствен­ных культур.— Своеобразные требования, предъявляемые к агро­номии в районе вечной мерзлоты. — Меры борьбы с суровостью климата и с вредным влиянием мерзлоты. — Повышение плодо­родия почв, улучшение лугов, выведение морозоустойчивых сор­тов. — Искусственное изменение климатических условий сельско­хозяйственных угодий.

Глава VIII

Убывание (деградация) вечной мерзлоты. — Уход ее в глубину. — Климат и вечная мерзлота в далеком прошлом и в настоящее вре­мя. — Наблюдения и аналитические исследования. — Ненормаль­ное распределение температур в пластах вечной мерзлоты как по­казатель ее деградации. — Причины деградации. — Исчезнове­ние вечной мерзлоты. — Значение деградации вечной мерзлоты для целей строительства. — Управление приходом и расходом тепла на сельскохозяйственных угодьях. — Возможное накопление тепла в почвах. — Влияние искусственно измененного теплооборо­та на вечную мерзлоту.

Глава IX

Приспособление организмов к холодам в зависимости от времен года и климатических условий. Способность организмов впадать в оце­пенение под влиянием низких температур. — Опыты с исcкусствен­ным замораживанием и последующим оживлением организмов. — Анабиоз. — Неожиданные результаты анабиоза в районе вечной мерзлоты. — Оживление извлеченных из почвы зародышей живот­ных и растений. — Возрождение жизни после ее оцепенения в тече­ние столетий. — Определение давности пребывания зародышей в состоянии анабиоза. — Исключительное значение районов вечной мерзлоты для разрешения важнейших биологических проблем. .

Глава Х

Памятники прошлого, их ценность и значение. — Научные экспеди­ции и раскопки погребенных памятников прошлого. — Значе­ние остатков животных и растений для эволюционной теории. — Пробелы в истории Земли и истории человечества. — Случайность находок, уцелевших от минувших веков. — Вечная мерзлота как хранитель доисторического прошлого. — Возможность сохра­нить в вечной мерзлоте научные и культурные ценности нашего времени для пользы будущих поколений. — Идея всемирного музея, сооруженного в вечной мерзлоте.— Значение такого хранилища. — Сохранение форм вымирающих организмов. — Опыты с анабио­зом. — Хранение исторических документов. — Общий взгляд на музей.

Глава XI

Взгляд вперед. — Преобразование Севери. — Использование холо­дов Севера для отепления Севера. — Разница температурных уров­ней как одно из условий получения энергии. — Температурные контрасты на Севере. — Вечная мерзлота и летние температуры воздуха. — Зимние морозы и теплая вода морей. — Проект Баржо. — Ограниченное значение проекта. — Расширение задач. — Аккумулирование холодов с помощью газов. — Зависимость успешного разрешения энергетической проблемы от выбора газа. — Преимущество углекислоты. — Увеличение разницы температурных уровней с помощью горючих материалов Севера.—Подземное сжига­ние горючего для получения высоких температур и углекислоты. Значение углекислоты для сельского хозяйства.—Защита растений от заморозков.— Углекислота как средство повышения урожая. — Результаты отепления Севера. — Оседание и затопление почв. — Предупредительные меры.— Дренажные каналы и водосборные бас­сейны. — Высыхание почвы при понижении уровня вечной мерз­лоты. — Орошение. — Водосборные бассейны как источники пита­ния оросительной сети. — Постепенность преобразования Севера.

ОТ АВТОРОВ

Из всех особенностей Севера наибольшего внимания заслужи­вает вечная мерзлота, т. е. пласт никогда не оттаивающей породы, залегающий на сравнительно небольшой глубине. Вечная мерзлота в районах своего распространения везде и всегда дает о себе знать. Любая работа на поверхности земли вызывает реакцию со стороны вечной мерзлоты. Протоптанная на снегу тропинка, поставленный на лугу стог сена, неравномерно разбросанный по полю навоз — все это вызывает повышение или понижение уровня вечной мерзлоты, что, в свою очередь, отражается на изменении рельефа почвы. Горные работы, сооружение зданий, проведение дорог, водоснаб­жение населенных пунктов и железных дорог — все должно счи­таться с вечной мерзлотой.

Научно-исследовательские работы по вечной мерзлоте постав­лены за последние годы в Советском Союзе на надлежащую высоту, благодаря чему он значительно опередил в этом отношении другие страны, хотя и на огромной территории Северной Америки также залегает мощными пластами вечная мерзлота. Данные, приводимые в настоящей книге, и являются главным образом результатом работ советской науки.

В отдельных главах настоящей книги очерчены основные при­знаки и свойства вечной мерзлоты и намечены те мероприятия, с помощью которых возможно предотвратить ее вредное влияние. В книге уделено особое внимание дорожному строительству, добы­вающей промышленности и сельскому хозяйству.

В вопросах дорожного строительства наибольшее значение имеет борьба с наледями как наиболее разрушительным проявлением вечной мерзлоты. Поэтому причинам возникновения наледей и ме­рам борьбы с ними отведено главное место. Добывающая промыш­ленность не испытывает особых тягот от вечной мерзлоты, если не считать разведывательных работ, главным образом бурения мерзлых почв. Исключение составляет добыча россыпного золота, так как для промывания золотоносной породы требуется предвари­тельное оттаивание грунтов; поэтому в соответствующей главе выделена одна лишь золотая промышленность, достигшая, как известно, в Советском Союзе исключительного развития, благодаря, главным образом, механизации работ. Наконец, в области сельского хозяйства уделено особое внимание тем приемам, которые дают воз­можность предотвращать вредное влияние климата на сельскохозяйственные культуры, что, в известной степени, намечает пути для управления агроклиматом.

Особая глава посвящена тому неожиданному открытию, которое сделано в Советском Союзе и вызвало большой интерес со стороны заграничных научных кругов и печати, особенно в Америке. Из веч­ной мерзлоты были извлечены и затем оживлены зародыши орга­низмов, находившихся в состоянии оцепенения сотни, а может быть, и тысячи лет. Это возрождение жизни после столь долгого оцепене­ния открывает новые перспективы перед биологией, побуждая продвигаться в этом направлении с еще большей смелостью и с не меньшими надеждами на успех.

Преимущество вечной мерзлоты как консервирующей среды побуждает использовать ее в качестве вечного хранилища тех естественно-исторических и исторических материалов, которые мог­ли бы принести науке будущего неисчислимую пользу. Если в те­чение тысячелетий вечная мерзлота хранила мамонтов, то ей можно «доверить» и хранение важнейших представителей обитающих ныне на земле животных и растений, чтобы наука будущего рас­полагала самым достоверным материалом по эволюции организмов. Вечная мерзлота сбережет и исторические документы, которым угрожает опасность быть разрушенными временем. Совершенно исключительна переживаемая нами эпоха, а это обязывает обеспечить нетленность всех важнейших автографов и документов, в кото­рых она отражена. Этому вопросу посвящена предпоследняя глава.

Последняя глава, в отличие от предыдущих, отрывается от бли­жайших перспектив, намечая решение более широкого вопроса о преобразовании Севера. Использование холода и природных ресурсов Севера для отепления самого Севера является основной темой этой главы.

Необычайные успехи, достигнутые Советским Союзом на Севере, не только свидетельствуют о прошлом, но и бросают свет на буду­щее. С той же последовательностью, как и до настоящего времени, будет двигаться культура на Север. Предстоит борьба и с вечной мерзлотой. Она тоже уступит систематическому натиску, но надо помнить, что малейшее пренебрежение к ней со стороны работни­ков Севера может вызвать пагубные последствия.

Настоящая книга имеет целью прежде всего познакомить чита­телей с вечной мерзлотой и объяснить суть связанных с ней явлений; поэтому в книге нет ни громоздких цифровых таблиц, ни теорети­ческих подробностей. И если она, хотя бы с известным приближе­нием, разрешит поставленную задачу, то тем самым обеспечит своим читателям и правильный взгляд на вечную мерзлоту и правильное мышление о ней. На такой основе можно уже без всякого риска возводить любые надстройки, что и могли бы выполнить специаль­ные руководства и научные труды по вечной мерзлоте.

Настоящая книга написана В. Н. Демчинским при участии М. И. Сумгина. Обсуждение плана и содержания книги, согласова­ние написанного с намеченным планом и внесение тех или иных изменений — все это явилось предметом совместной работы.

ГЛАВА I

Отношение к Северу в прошлые века. — Его устрашающая природа и притя­гательная сила его богатств. — Героизм прошлого. — Жертвы, принесенные Северу. — Энтузиазм научных исследователей Севера. — Отсутствие плана и единства цели в подвигах прошлых времен. — Исключительные успехи Советского Союза в завоевании Севера. — Организация подвига и согласо­ванность действий при наступлении на Север. — Плодотворность до­стигнутых результатов.

В прошлые века Север устрашал своей суровой таинственностью, но он и манил к себе своими богатствами. О нем слагалось много небылиц, его своеобразие и суровость давали благодарный мате­риал для самых фантастических слухов. Длящаяся почти полгода непроглядная зимняя ночь, смертельные стужи и расстилающийся по неизмеримым пространствам снежный саван — все это застав­ляло чуждаться его и избегать соприкосновения с ним. Красота северных сияний порождала суеверный ужас. Эти цветные «занавесы», спускавшиеся с неба в виде складчатых драпировок, эти световые столбы и самые причудливые сплетения многокрасочных лучей, — все это носило название «сполохов». «Всполошить» зна­чит вызвать смятение, поднять тревогу, как при огненном зареве пожара. Здесь же весь небосклон охвачен пламенем.

Так нарушается мрак северной ночи игрой красок, подавляющей своим величием и таинственностью. Но все же в этих беспрестанно изменяющихся световых панорамах есть движение, а следовательно, и жизнь. Иное дело — темнота и безмолвие, могильная тишина в течение полугодовой зимней ночи. В дневниках полярных иссле­дователей встречаются признания, что их больше всего угнетала эта темнота в сочетании с полным беззвучием. А между тем, нервы у них были исключительно крепкие. В зиму 1898/99 г. на западном берегу Земли Вильчека должны были зазимовать два норвежца — Бентсен и Бьервик. Первый из них умер, попросив перед смертью своего товарища не хоронить его до весны, чтобы труп его не стал добычею песцов и медведей. Бьервик так и провел долгую зиму, лежа в хижине рядом с трупом Бентсена, смерзшимся в одно целое со своим спальным мешком. Прожив в течение двух месяцев в таком соседстве и в полном одиночестве и мраке, Бьервик не утратил здоровья и лишь немного нервничал и жаловался на бессонницу (М. А. Дьяков). Но и полярные исследователи с трудом преодоле­вали то уныние, которое ими овладевало в долгую полярную ночь среди могильного безмолвия.

Только изредка в это молчание врываются звуки. С внезап­ностью и оглушительностью орудийных выстрелов трескаются от мороза лед и земля, и чем лютее стужа, тем неистовее канонада. Редкий путешественник не упоминает о том впечатлении, которое производят эти сухие, как короткий гром, удары среди полного безмолвия. Общая тишина нарушается также и пургой. Все переме­шивается, все сливается в какой-то дикой симфонии. Но у север­ной пурги бывают иногда и свои особенности. Е. Ф. Скворцов, производивший астрономические наблюдения в северных тундрах, отмечает в своем дневнике: «Пурга все усиливалась, но тем не менее над головой было голубое небо и солнце ярко светило. Я расставил инструмент и занялся наблюдением солнца. В книжке наблюдений у меня имеется пометка: «изображения солнца хорошие», а ведь вся поверхность земли в это время была окутана бело-молочной мглой, так что только самые близкие земные предметы были видны».

Конечно, когда пурга разыгрывается по-настоящему, то не только не видно никакого просвета, а впору думать только о спа­сении.

Но у Севера есть и своя «эолова арфа». [1] Это звучат снежные поля, подобно тому, как звучат пески и камни пустынь. Ветер несет ледяные крупинки, сталкивая их между собою и ударяя ими о поверхность оледеневшего гулкого снежного поля. Удары ледя­ных крупинок о снег настолько сильны, что на его поверхности образуются отчетливые узоры, по которым можно и после про­несшейся пурги определить направление ветра. Науке не стоило никакого труда найти причину этих явлений, но первобытное миро­воззрение всегда было склонно одухотворять их.

Север подавлял. В его продолжительных стужах цепенела и са­мая мысль. В своих дневниках капитан Скотт пишет, что он не мог произвести отсчета показаний измерительных приборов, не ото­грев себе предварительно лба. Допуская некоторую вольность выражений, можно сказать, что у него застывало сознание. Мозг отказывался произвести даже такую простейшую работу, как вос­приятие знаков и цифр. От таких холодов спасает только огонь. Он и действительно горит неугасимо во всех юртах, наполняя их дымом.

Необходимо отметить еще одно явление Севера. Это — обманы зрения. Известна предательская роль миражей в истории открытия полярных стран. При поисках Северного морского пути в 1818 г. Росс взял верное направление, но, дойдя до пролива Ланкастера, вдруг повернул назад к общему удивлению командного состава корабля. Если бы он шел дальше, то открыл бы искомый путь, ибо впереди море было совершенно чисто. Но он увидел горные цепи, запиравшие выход из пролива. Он назвал их горами Крокера.

В действительности же никаких гор не было. Литке отмечает, что вахтенные на его корабле дали знать, что впереди виден огонь. Но это была всего только звезда на небосклоне. Обманы зрения зимой настолько причудливы, что «сидящую в 50 шагах куропатку можно принять за оленя или белого медведя».

Казалось бы, при повышенной остроте зрения этих ошибок не должно быть. К глазам приставлен бинокль, зрение стало более острым и точным, но это не помогает: «Чуть вправо заметил я вдали блестящие белые предметы, дрожавшие в струящемся воздухе. Сначала, смотря на них в бинокль, я принял их за громадные ледяные торосы. Потом с удивлением заметил, что они движутся, и принял их за группу белых медведей. Но, продолжая следить за ними, я заметил, как один из медведей отделился от других и поднялся в воздух. Когда он поднялся выше струящегося слоя воздуха, я увидел, что это была просто чайка» (Е. Ф. Скворцов).

Устанавливая те характерные черты Севера, который в прежнее время слагали дурную славу о нем, следует еще отметить сумрач­ность его пейзажей. Нельзя сказать, чтобы его картины были сплошь безрадостными, но его радостные картины слишком мимолетны и редки. Некоторые описания крайней северной тундры не лишены даже известной восторженности. Из сравнительно скудных элемен­тов слагаются иногда волшебные картины. Для тундры характерны кирпично-красная трава и множество лайд (мелких озер), без за­метных берегов, которые расположены вровень с землею. Эти лайды насыщены солью, и потому их воды и сами по себе голубоватые. А тут еще темносинее небо, отражающееся во множестве водных зеркал. «Все это делает местность совершенно необычной и придает •ей какой-то совсем неземной характер». Или другая картина. «Вся тундра отливает золотистым блеском, кругом — гигантские кочки, как золотые купола, блестят на синеве неба, прямо впереди — залив, который кажется вылитым из голубой стали». Это описание продолжается и дальше, и в нем чувствуется настоящий эстети­ческий восторг, но заканчивается оно грустным признанием: «Все это, конечно, очень хорошо и красиво, но так редко бывает!»

В сочетании ледяных гор и моря нельзя отрицать сурового величия, но тут же, на самом берегу океана, могут протянуться гниющие болота, пропитанные соленой водой и распространяющие невыносимый смрад, который не развеивается даже и сильным вет­ром. Вязкая глина, разлагающиеся болота и нависшая над землей мгла, — ничего больше! В общем преобладают безысходно унылые картины. Врангель обрадовался, когда среди бесконечно однотон­ного пейзажа увидел «груды наносного леса, лежавшего на берегах и хоть несколько прерывавшего однообразие».

Другая местность еще более поразила его отсутствием всего живого и господствовавшей там могильной тишиной. «Казалось,— пишет он, — мы достигли пределов живого творения». Литке, опи­сывая «пустоту», его окружавшую, вспоминает слова стихотворца: «И мнится — жизни в той стране от века не бывало». О сплошных льдах едва ли есть надобность упоминать. У тех, кто вступил на них, воображение услужливо развертывает особые картины. Как изве­стно, шхуна «Св. Анна» погибла, пытаясь пробиться по Северному морскому пути. Но еще в то время, когда она дрейфовала во льдах, штурман Альбов ее покинул, чтобы по льду добраться до земли. Он продолжал свой путь, впадая иногда в отчаяние и никогда не выходя из состояния крайнего изнурения. И им овладевают грезы: «жаркое южное лето, — пишет он в дневнике, — в этих домах — оклады фруктов: одуряюще пахнет апельсинами, персиками, ябло­ками…»

Таковы внешние признаки, которые характеризуют Север не­приютным и отпугивающим. И если северные народности не видели вокруг себя никакой культуры и оставались оторванными от жизни, то окружающая природа должна была их угнетать, отражаясь на их мировоззрении. Немудрено, что при таких условиях у них слага­лись только сумрачные легенды. В то время как в народном твор­честве Франции и Испании светится улыбка, — в сказаниях и пес­нях северных народов всегда насупленные брови и у фантазии тяже­лый полет, направленный иногда в царство мрачных видений.

Север устрашал. Еще только отдельные смельчаки отваживались проникнуть к его окраинам, и следовательно, еще и не могло быть о нем каких-либо достоверных данных, а уже слухи о нем, как о стране всяких ужасов, распространились среди всех цивилизован­ных народов того времени. Этому в значительной степени способ­ствовала и средневековая наука, еще не умевшая проводить гра­ницу между досужими вымыслами и фактами. Неизвестно, откуда она почерпнула уверенность, будто на полюсе существует провал, куда низвергается море. И в самых эпитетах, которые присваива­лись Северу, нетрудно было распознать веяние смерти. Когда его именовали «царством вечной ночи», то и здесь уже чувствовалась как бы перекличка с дантовским «Адом»: «оставь надежды всяк сюда входящий!» Иногда наука тех времен называет Север «царством смерти», указывая на то, что он и сам обречен, и обрекает всякую жизнь, которая рискнула бы войти с ним в соприкосновение.

Следует отметить, что в этих легендах ужаса, имевших целью отвадить смельчаков от влечения к Северу, весьма видную роль играли и экономические соображения. Чем меньше кораблей и предпринимателей заходило бы в северные воды, тем больше бо­гатств оставалось бы в пользу той группы промышленников,5 кото­рая основывала свое процветание на добыче морского зверя и пуш­нины. В истории полярных путешествий XVI века упоминается, что, когда один из голландских кораблей встретил около острова Таксара русские ладьи, то «мореходы, на сих ладьях бывшие, уверяли голландцев, что у Вайгача встретят они непреодолимые препятствия. Пролив усеян множеством камней, в нем множество китов и моржей, которые часто окружают и разбивают корабли». Голландцы поняли, что этими рассказами пытаются отклонить их от задуманного ими предприятия, и продолжали свой путь, не встре­тив при дальнейшем следовании ни одной из тех опасностей, кото­рые им предрекали.

Тот же самый маневр применил и «тунгусский князец», Илтик, отпугивая русских от проникновения в реку Лену. «Ходят-де тою рекою] суда большие… и из пушек-де с тех судов стреляют,… а вода-де в той реке солона, а что-де в нее не кинешь и из нее-де мечет вон на берег…». Но русские все же решили исследовать, является ли Лена рекою или «переулью морской». В этих как будто совершенно ничтожных фактах запугивания обнаружилось, что чисто экономические интересы побуждали нарочито сгущать до ска­зочных размеров те испытания и невзгоды, которые ждут пред­приимчивых людей на Севере.

Но молву о его богатствах никак нельзя было утаить. Напе­ререз легендам ужаса шли столь же несдержанные и преисполнен­ные соблазнов легенды о его сокровищах. «Очевидцы» свидетельство­вали, что местами его земли слошь покрыты россыпями золота, а его недра настолько изобилуют серебром, что оно выступает на по­верхность в виде накипи. Упоминалось также и о драгоценных камнях. Многие из снаряжавшихся на север экспедиций возникли как результат этого соблазна мгновенного и сказочного обогащения.

Были, впрочем, и такие предприниматели, которые не оболь­щались пустыми бреднями, а использовали реальные и притом дей­ствительно огромные богатства Севера в виде пушнины и морского зверя. Из этих промыслов извлекались баснословные капиталы. На одних китах создавались миллионные состояния. Это не могло остаться тайной не только для ближайших, но и для дальних стран. В результате экономические побуждения превозмогли всякий страх. Конечно, это было расхищение богатств Севера, а не завоевание его. Более плодотворными, в смысле открытия новых земель и раз­решения многих проблем, оказались поиски Великого северного пути, обещавшего огромные экономические выгоды.

Нет сомнения, что Север богат, но легендарных богатств, о кото­рых шла молва, никогда в нем не было. Морской зверь и пушнина, хотя и имеются, но уже не в таком изобилии, как в сравнительно недавнем прошлом. В этом отношении хищничество промышленников причинило Северу большой вред. И все же Север богат. Достаточно одних его недр, чтобы легенда об его сокровищах стала действи­тельностью, с тем лишь различием, что предстоит не «загребать» ценности, как это представлялось в прежние времена, а добывать и разрабатывать их, для чего, в свою очередь, необходимо освоить Север, превратив его в культурный край.

Советская власть поставила перед собою эту задачу и добилась в ее разрешении исключительных успехов, чего не отрицают даже враги. Если попытаться выяснить те причины, которые обеспечили этот успех, то прежде всего приходится установить, что решающее значение имели в данном случае не размеры ассигнуемых средств и не одно лишь количество работ по освоению Севера, а планомерно развивающаяся система действий.

Если Север столь успешно противостоял наступлению человека, то причиной этому была неорганизованность производившихся работ. Не было недостатка ни в подвигах, ни в их беззаветности, но они были разрознены и потому давали сравнительно незначи­тельные результаты. В старых книгах, в том числе у Литке и Вран­геля, различные экспедиции в полярные моря и страны называются не иначе, как «покушением» на Север. Это в действительности были только «покушения», а не последовательно проводимая система действий. Но вместе с тем нельзя не воздать должного героизму прошлого. Отвага граничила иногда с безрассудством. На каких только судах ни отваживались выходить в океан! Говоря словами Фишера, довольно было и того, когда они «вид судна имели».

Во время плавания шкипер Размыслов обнаружил в бортах и днище своего корабля «гнилые места», которые он вырубил, а затем заделал их досками и глиняным пластырем. Но пластырь размок, и возобновилась неудержимая течь. Этот корабль был сна­ряжен купцом Бермином, который послал его на Новую Землю добывать серебро. Когда государственный канцлер граф Н. П. Ру­мянцев, прельщенный богатством Севера, снаряжал (в начале XIX века) корабль, то для этого был куплен по дешевке тендер «Пчела», который лежал заброшенным под берегом на боку, зане­сенный снегом и поломанный. Таким образом, даже и сулившие богатства «покушения» на Север происходили за счет отваги штур­манов и команд, которые не всегда отделывались одним только риском погибнуть, но и погибали на самом деле. В океан выходили с верфи и кривобокие корабли. Впоследствии выяснилось, что ар­хангельские доки, где строились корабли, были расположены с запада на восток, вследствие чего судно во все время постройки было повернуто правым бортом к солнцу, а левым обращено в тень. От этого одна сторона сильно ссыхалась, тогда как другая сохраняла свою первоначальную кривизну.

Само собою разумеется, что не все экспедиции были так плохо организованы; многие из них, особенно те, которые имели научный характер, отличались безупречной организацией. Та продуман­ность, с какой Нансен снаряжал и грузил свой «Фрам», могла бы послужить образцом для всех экспедиций. Не было недостатка и в научном энтузиазме. Известен девиз того же Нансена: «умереть вместе, любя свою задачу». Исследователь русского Севера Э. В. Толь, приводя этот девиз и вспоминая великие подвиги прош­лого,говорил, что принесенные жертвы должны послужить молодым поколениям примером исполнения долга. Сам Толь исполнил свой долг. Он погиб при исследовании Новосибирских островов. В одной из своих статей он приводит две фразы, которыми он обменялся со своим проводником Джергели, находясь на Большом Ляховом острове. Нужно сказать, что еще в начале прошлого столетия про­мышленник Санников сообщил, что он видел землю к северу от Новосибирских островов. Ее видел также и Толь, но и до наших дней еще не удалось открыть эту землю. Возникает даже сомнение в ее существовании. Но Толь и Джергели не сомневались в том, что рано или поздно она будет открыта. В упомянутой статье Толь пишет: «Мой проводник Джергели, семь раз детовавший на островах и видевший несколько лет подряд эту загадочную землю, на мой вопрос: «хочешь ли достигнуть этой дальней цели?» дал мне следую­щий ответ: «раз наступить ногой — и умереть!»

Хотя бы и пожертвовать жизнью, но знать, что цель достигнута, что открыта новая земля. Вот он, источник энтузиазма! Никому не ведомый проводник так прекрасно сформулировал движущие силы подвига! Тем досаднее, что все это были лишь «покушения». Личная отвага, личное воодушевление, разрозненные действия, изобилующие героическими набегами, но не единый план и не коор­динированная в своих отдельных частях система. Все это завер­шалось открытиями новых земель и морей, или, иначе говоря, открывало Север, но не обеспечивало победы над ним.

Наступление на Север могло дать плодотворные и прочные результаты лишь при двух условиях. В противоположность мето­дам прошлого времени нужно было не ограничиваться культурой отдельных точек, а перейти к культуре целых пространств. Вместо- вкрапления культуры предстояло добиться заполнения культурой. Она должна была надвигаться сомкнутым фронтом, постепенно рас­ширяя свои пределы и утверждая жизнь даже среди безжизненных областей. Вместо рассыпного строя прежних «покушений», вместо волонтерства отдельных смельчаков — сомкнутый строй и регу­лярные действия. В этом одна из важнейших причин столь успеш­ного завоевательного движения Советского Союза на Север.

Другим необходимым условием для завоевания Севера являлась организация подвига. Подчиненный единству замысла, он тем самым приобретал единую целеустремленность и, следовательно, стано­вился несравненно плодотворнее, чем в своем прежнем одино­честве. Эту задачу организованного подвига и разрешил Советский Союз. Отсюда и необычайность полученных результатов. Благо­даря тому, что территориально разобщенные и разнохарактерные- подвиги связаны единством цели, их сумма — в отступление от ариф­метического правила — превышает все входящие в нее слагаемые.

Весь мир прославлял героизм нашей авиации,когда были совер­шены перелеты в Америку через Северный полюс. Изумительным сочетанием подвига и предшествовавшей ему методической работы отличается завоевание самого полюса. За год до перелета вышли корабли и вылетели аэропланы к острову Рудольфа, находяще­муся от полюса на расстоянии 900 км. Туда доставлено оборудо­вание и продовольствие для предстоявшего полета. В течение 16 дней на безлюдном острове построены два больших жилых дома, радиостанция, гараж, баня, теплый скотный двор, склады. На зи­мовку осталось 20 человек. Продумана каждая мелочь будущей экспедиции. В этом отношении очень характерны заботы о наиболее полном использовании грузоподъемности самолетов. Взятое на них продовольствие состояло по преимуществу из концентратов пита­тельных веществ, благодаря чему трехмесячный запас продоволь­ствия оказался легче тех полуторамесячных запасов, которые брали с собою раньше, когда не обращали особого внимания на их вес. Нансен, познавший на опыте великую роль мелочей, восторженно приветствовал бы эту методическую и до конца продуманную ра- «Іоту. А водворение научной экспедиции на льдине он должен был бы признать осуществлением своей самой заветной мечты, которую он так долго вынашивал и к осуществлению которой так тщетно призывал.

Научная станция на дрейфующей льдине была открыта 21 мая 1937 г. у самого Северного полюса советскими полярниками И. Д. Папаниным (начальник), Э. Т. Кренкелем (радиотехник), П. П. Ширшовым (гидролог) и Е. К. Федоровым (астроном-магнитолог) и закончила свои работы 19 февраля 1938 г., продрейфовав в те­чение 274 суток 2500 километров. В обстановке неведомых при­родных условий, неизученных океанских течений и нескончаемой полярной ночи наши отважные герои-полярники накопляли цен­нейшие научные материалы, будучи все время связаны со своей партией, с правительством, со всем народом. «Уверенно рабо­тали—сообщают они, —ни минуты не беспокоясь за свою судьбу, знали, что наша могучая родина, посылая своих сынов, никогда их не оставит». Папанине кая станция—не просто научная стан­ция. Это—историческое событие, которое навсегда запечатлеется в истории науки.

Нет надобности распространяться о научном значении этой полярной станции. Полюс и примыкающие непосредственно к нему области посещались за прошлые годы не один раз. С аэропланов на него сбрасывались флаги и различные предметы, долженство­вавшие что-то символизировать. Так, визитеры, не застав никого из хозяев, оставляют свои визитные карточки, не входя даже в дом. То же самое и с этими посещениями полюса. Никто не входил, никто не изучал, никто ничего не знал. А между тем нужно было- не только войти, но и жить там.

На Папанинской льдине было прекрасное научное оборудование. Работали специалисты. Осуществлялась разносторонняя программа исследований. Метеорологические наблюдения, изучение жизни мо­ря, определение теплых и холодных течений, исследование морских глубин —все это неоценимо для познания арктических областей. Но если бы перед станцией и не стояли эти задачи, то было бы доста­точно и одного продолжительного пребывания на льдине людей, отмечающих ее движение: в установлении полной картины ее дрей­фа было бы уже большое научное завоевание.

Мечтал о завоевании Севера и наш великий ученый Д. И. Мен­делеев. Это он с такой горячностью обратился в 1901 г. к правя­щим кругам с призывом установить и упрочить Великий северный путь. Он говорил, что Россия владеет наибольшим протяжением берегов по Ледовитому океану, а потому экономическое значение Северного пути представляется совершенно исключительным. Он убеждал, что и «военно-морская оборона страны должна много выиграть, когда можно будет около собственных своих берегов пере­водить военные суда или хотя бы часть их из Атлантического океана в Великий и обратно». Замечательны его слова, которыми он харак­теризует признаки освоения Северного пути: «Победу можно счи­тать полной, когда судно, снаряженное в Европе, скоро и прямо- пройдет в Берингов пролив. Если же один корабль успеет это вы­полнить скоро, разумно и уверенно, то через короткий промежуток времени наверное достигается возможность, если не непрерывного, то правильного дижения». [2] [3]

«Разумно и уверенно» — это значит действовать по определенной системе. В прежнее время это было невозможно по многим причи­нам. Но в наше время, как бы откликаясь на многовековую мечту науки, советское правительство поставило в 1932 г. следующую задачу:

«Проложить окончательно Северный морской путь от Белого моря до Берингова пролива, оборудовать этот путь, держать его в исправном состоянии и обеспечить безопасность плавания по этому пути».

В 1935 г. Северный путь прошли сквозным рейсом 4 судна; в 1936 г. — 14 судов. [4]

Конечно, впереди еще много борьбы. Нелегко преодолевать про­странства Севера при его почти первобытной культуре. Каждое новое мероприятие требует одновременного осуществления целого ряда других мероприятий. Транспорт, организация снабжения, энергетические проблемы, культурно-бытовое обслуживание — все это находится во взаимной связи. Заторы неизбежны. Но если, с одной стороны, следует отметить возникавшие трудности этой работы и осудить замечавшиеся в организации дела недочеты, то с другой — необходимо признать, что достигнутые результаты гран­диозны. И нужно сказать, что они не всегда требовали геройства. Выдержка, исполнение долга и упорство — вот что вело к успеху. В итоге накоплялись повседневные, как будто и незначи­тельные, но в действительности весьма существенные победы. Здесь не нужны были великие подвиги, но нужны были великие будни. Вся трудовая масса как бы воплощала в себе героя.

В известном тосте тов. Сталина на приеме руководящих работ­ников и стахановцев металлургической и угольной промышленности в Кремле 29 октября 1937 г. была дана высокая оценка тем труже­никам, которые не занимают командных высот, но приносят огром­ную пользу государству своим умением организовать работу и до­стигать в производстве выдающихся результатов. В завоевании Севера неоспоримо исключительное значение работников второго ряда.

Не останавливаясь на отдельных достижениях Советского Союза в арктических областях, достаточно указать на те средства для пре­одоления льдов и пространств, которыми он там располагает, чтобы степень его вооруженности в борьбе с Севером обозначилась сама собою. На морских путях первенствует ледокол. В распоряжении СССР имеются 26 ледоколов общей мощностью 72 000 л. с. Новое строительство доводит мощность ледокольного флота до 120 000 л. с., в то время как Канада имеет 3 ледокола мощностью 16 800 л. с., Швеция — 9, мощностью 17 800 л. с!, Финляндия — 7, мощностью 21 000 л. с., и т. д.

Для победы над пространством ничто не может соперничать с аэропланом. Он находит себе многообразное применение. Пасса­жиры, почта, грузы, установление новых трасс — это его повсе­дневная работа. Пользуясь большим радиусом видимости, он прово­дит суда среди ледяных полей. В зверобойном промысле он опреде­ляет место и характер лежки зверя, руководя работою промысловых судов. Аэросъемка обеспечивает получение карт любых, даже и не­доступных районов.

В оленеводстве аэропланы становятся незаменимыми. Они производят таксацию пастбищных площадей, находят стада оленей и, фотографируя их, устанавливают численность стад, а когда группы оленей разбредаются в разные стороны, то самолеты, бре­ющим полетом, заставляют их вернуться к стаду.

Нельзя одолеть Севера без победы над его пространствами. В таком случае численность авиационного парка имеет исключи­тельное значение. Если принять число аэропланов в 1932 г. за 100, то рост полярной авиации Советского Союза выразится следую­щими величинами:

1932 г. – 100, 1933 г. – 340, 1934 г. – 920, 1935 г. – 1660, 1936 г. – 2000

0000

Но и на самой земле нужно преодолевать пространство. Еще несут свою упряжную службу олени и собаки и все еще во многих местах они незаменимы, но им не поспеть за возрастающим грузо­оборотом. Повышенные требования побудили искать новых спо­собов передвижения. Аэросани и так называемые «вездеходы» обе­щают внести свою долю в разрешение транспортной проблемы. В то время как чукотская нарта не может перевезти больше 80 кг груза, вездеход берет 1600 кг, двигаясь со скоростью 6—12 км в час, а аэросани — 700 кг при скорости в 30—70 км в час 2. Пред­стоит освоить и реки Севера. Здесь тоже подавляет протяженность. Речные пути Севера — шесть водных артерий — имеют протяже­ние 73 000 км. Из них освоено судоходством 16 000 км.

Показателем роста Севера могут служить его новые города. Город Игарка (67° с.ш.) находится еще в младенческом возрасте — ему еще не исполнилось и десяти лет. Увеличение численности его населения видно из следующих цифр:

Год                                               Летом                Зимою

1929 ……………………………….  2 000                            200

1932 ……………………………….  14 324                    13 927

000

На наших глазах Игарка превращается в важный порт и про­мышленный центр всего края. Лесокомбинат, графитовая фабрика, электростанция, радио, огородный совхоз, газета, школы, институт [5] 2 — все это достаточно характеризует темпы экономического и культурного строительства в этом пункте, расположенном в 80 км к северу от Полярного круга.

Но и старые города показательны, особенно если взять для срав­нения прирост их населения не только за последние годы, но и в дореволюционном прошлом. В этом отношении характерен Якутск, который одними цифрами мог бы рассказать свою историю.

Год

Число

жителей

1824 2458
1870 4562
1897 6535
1917 7315
1933  23000

00

Что Север уступает методическому натиску, это ясно. Наме­чаются повышенные ассигнования в целях развития хозяйства на ма­терике. Главное внимание предположено уделить горной промыш­ленности. [6] В судьбах Севера многое будет зависеть и от сельского хозяйства. Оно уже и теперь вплотную придвинулось с зерновыми посевами к Полярному кругу, не дойдя до него всего 10 км. На-остро­ве Диксон (73.5° северной широты) разводятся цветная капуста, шампиньоны и цветы. Для этого, правда, требуется выращивание рассады на электрическом свету, но иначе и нельзя подготовиться к весне в условиях полярной ночи. На опытных станциях и в хозяй­ствах выводятся морозостойкие сорта полевых и огородных культур. В Моме культивируется сорт картофеля, выдерживающий замо­розки в 8°. Многообещающим исходным материалом для селекции являются местные сорта, улучшение которых может обеспечить устойчивые урожаи.

Подбор сортов в связи с применением наиболее рациональных агротехнических приемов позволяет захватывать все новые пояса Севера, способствуя тем самым и последующему развитию добываю­щей промышленности. С другой стороны, возникновение новых про­мышленных и энергетических центров вызывает развитие сельского хозяйства в тех районах, где оно до того времени почти не суще­ствовало.

Это планомерное продвижение культуры и является единственно правильным путем реализации тех богатств Севера, о которых когда- то слагались легенды.

ГЛАВА II

Своеобразие и суровость Севера. — Недостаточная изученность его климата. Самая холодная точка мира. — Земля, теряющая свою теплоту от зимних стуж. — Вечная мерзлота. — Предположения о непригодности для земле­делия всего района вечной мерзлоты. — Признаки вечной мерзлоты. — Ее мощность. — Причины и давность ее возникновения. — Ископаемые льды. — Сохранившиеся в вечной мерзлоте «допотопные» животные как свидетели ее многовековой давности. — Отношение науки прошлых времен к вечной мерзлоте. — Причины, побудившие науку отрицать самое существование вечной мерзлоты. — Период научных исследований. — Изучение почвенных температур в глубоких шахтах.

Несмотря на внешнюю однотонность, Север настолько своеобра­зен, что к нему нельзя подходить с обычными мерками. Напрасно было бы переносить на него опыт, накопленный в каких-нибудь дру­гих краях. Это привело бы ко многим разочарованиям и напрасной потере времени. Многие особенности Севера уже разгаданы, что и отразилось на успешном продвижении культуры в его пределах, но многое еще остается изучить.

Больше всего Север пугает своими зимними холодами. И дей­ствительно, они способны подавить всякую жизнь. Миддендорф пишет, что надо испытать действие этих страшных стуж, чтобы понять производимое ими впечатление. «Ртуть цепенеет, и из нее можно лить пули, ее можно рубить и ковать, как свинец. Железо становится хрупким и при ударе брызжет обломками, как стекло. Дерево, в зависимости от содержащейся в нем влаги, становится крепче железа и противостоит топору, так что только в сухом виде оно рубится и колется. С сильным треском лопаются одно за другим могучие деревья векового леса». Уж на что выносливы к морозам ездовые северные собаки, но в сильные морозы приходится надевать на их ноги подобие меховых сапбжек и прикрывать более чувстви­тельные места их тела лоскутками шкур.

При необъятных пространствах трудно дать Северу точную тем­пературную характеристику. К тому же в дореволюционную пору температурные наблюдения велись лишь в немногих пунктах. В. Власов, командированный в 1911 г. для ревизии и реорганиза­ции сибирских метеорологических станций, указывал на их мало­численность и жалкое положение. Прежде всего не было людей, которые могли бы вести наблюдения. Кроме того, как и всегда, ощущался недостаток в кредитах. Метеорологические наблюдения в Сибири производились в дореволюционное время по преимуще­ству политическими ссыльными. Это были люди с образованием, понимавшие всю ответственность принятых на себя обязательств.

Частота наблюдений превосходила иногда всякое вероятие. В наше время, когда на перворазрядных метеорологических станциях рабо­тают самопишущие приборы, нас, конечно, не удивит непрерывная запись температуры. В прежние же времена приходилось доволь­ствоваться трехкратной записью температуры — утром, днем и вечером. Во всем мире не было такой станции, где температура записывалась бы через каждые четверть часа. Но такие записи велись в г. Верхоянске.

Следует заметить, что г. Верхоянск в Сибири является в тем­пературном отношении наиболее интересным пунктом во всем мире, так как обладает самыми низкими температурами на земном шаре. Поэтому он и называется «полюсом холода». При таких условиях непрерывные наблюдения над его температурами пред­ставляли исключительную ценность. Такие наблюдения вел «политический преступник» Худяков, замешанный в Каракозовском покушении на Александра II в 1866 г. и сосланный на поселение в Якутскую область. Впоследствии наблюдения Худякова послу­жили основанием академику Вильду для весьма важных научных выводов. К сожалению, эти наблюдения, не по вине Худякова, длились лишь немногим более года. А причины, в силу которых они оборвались, в высшей степени характерны для быта ссыльных: местный исправник понял, что метеорологические наблюдения помо­гают Худякову коротать время среди томительного одиночества, и этого было достаточно, чтобы отнять у него приборы и термометры (Г. Л. Майдель).

Минимальная температура в г. Верхоянске доходила почти до минус 69°. Весьма вероятно, что при более густой сети метеоро­логических станций можно было бы наблюдать где-нибудь в другом месте еще более низкие температуры. По предположениям путешественника С. В. Обручева, долина реки Индигирки в районе Оймекона может соперничать с «полюсом холода» своими морозами. Для характеристики зимних температур в некоторых точках Си­бири приводим для них средние температуры за январь и число морозных дней в течение года.

Место наблюдения

Средняя температура за январь в градусах Цельсия

Число морозных дней в году

Иркутск

— 21.3

232

Березов 

— 23.5

230

Кавачье (Устьянск)

— 39.6

279

Булун

— 40.0

269

Якутск

— 43.3

239

Верхоянск

— 50.1

261

200
 Такие холода и такое большое число морозных дней должны были запечатлеться в истории земли. Проходили годы, века, тысячелетия, и эти накопления стужи отразились в почве. Земля должна была терять свою теплоту. Так и формировалась «вечная мерзлота», представляющая собою одну из наиболее своеобразных особенно­стей Севера.

Когда-то в вечной мерзлоте видели причину безжизненности Севера. В средине XVII века якутские воеводы докладывали царю, что в Якутской области «хлебной пашни не чаять — земля и среди лета вся не растаивает». Это были безрадостные перспективы. Если невозможна хлебная пашня, значит и весь край обречен на про­зябание. Оказалось, однако, что якутские воеводы были введены в заблуждение. Вечная мерзлота не исключала земледелия, хотя и предъявляла к нему своеобразные требования. И на всю деятель­ность человека она накладывала особый отпечаток. Разрабатыва­лись ли недра, строились ли здания, проводились ли дороги, обес­печивалось ли населенным районам водоснабжение — повсюду требовались необычные приемы работ, чтобы предотвратить своеобразное влияние вечной мерзлоты. И теперь, когда культура с такой планомерностью надвигается на Север, степень успешности ее дальнейшего продвижения зависит от исхода борьбы с вечной мерзлотой. Она не страшна, она готова уступить разумной воле и труду, но для этого ее нужно тщательно изучить. Малейшее пре­небрежение к ее особенностям, и она не замедлит исказить те куль­турные мероприятия, которые при нормальных условиях дали бы плодотворные результаты.

На какой-то глубине от поверхности залегает мерзлый слой почвы. В большинстве случаев он сцементирован льдом и настолько крепок, что поддается только ударам лома, тогда как лопата скорее сама изомнется или сломается, чем врежется в эту окаменевшую почву. Но для вечной мерзлоты далеко не обязательны сцементи­рованные льдом почвы. Только при наличии почвенной влаги обра­зуется лед, скрепляющий в прочный монолит мелкие частицы почвы. Сухой песок сохраняет свойства сыпучего тела при любых морозах. Конечно, было бы неосторожно утверждать, что песок совершенно лишен влаги, но она расположена слишком тонкой пленкой на по­верхности каждой из песчинок, и ее не хватает для образования скреп между частицами. Так и цемент, когда его количество падает ниже известного минимума, уже утрачивает способность схватывать и скреплять. Однако мелкие крупинки льда, если они не испыты­вают взаимного давления, будут, подобно песку, обладать всеми признаками сыпучего тела и разъединяться при сравнительно незначительном усилии. Во время зимней пурги такие крупинки взвиваются и несутся, как пыль. Но само собою разумеется, что, если бы эти крупинки попали в нижние горизонты почвы, испыты­вая на себе тяжесть вышележащих слоев, то под влиянием давления они слились бы в сплошную ледяную массу.

Если песок может оставаться рыхлым при самых лютых стужах, то отсюда следует, что плотность почвы не является типичным при­знаком вечной мерзлоты, для которой характерны только отри­цательные температуры. Но так как в районах вечной мерзлоты преобладают почвы, способные удерживать значительное количество влаги, то практически вечномерзлые почвы являются в то же время и очень плотными, окаменевшими почвами.

Это знают геологи, испытывающие всю сложность буровых работ в районах вечной мерзлоты; это знают и строители и горная про­мышленность, пробивающая штольни и шахты в окаменевшей земле; это знает, наконец, и сельское хозяйство, потому что плуг, взметывая пласты, встречает иногда на очень незначительной глу­бине ледяной экран, по которому лемехи скользят, как по скале. Работы по водоснабжению нагляднее всего подтверждают, что при определении вечной мерзлоты следует руководствоваться не при­знаками плотности и твердости замерзшей почвы, а только темпе­ратурами. Камень тоже может быть носителем вечной мерзлоты, хотя и не обнаружит этого никакими внешними изменениями. Тем не менее, проложенные в скале водопроводные трубы должны быть предохранены от вечной мерзлоты. Но, конечно, у «сухой» мерзлоты есть и свои преимущества. Промерзший песок не потребует при обра­ботке никаких добавочных усилий по сравнению с теплым песком.

В областях, занятых вечной мерзлотой, почва оттаивает в летнее время лишь с поверхности, а глубже начинается вечная мерзлота. Этот оттаявший сверху слой называется деятельным слоем, потому что только он и является носителем жизни. Оттаивание происходит на различную глубину, в зависимости от количества поступившего в почву тепла; но как бы ни колебалась глубина оттаивания в различные годы, все же где-то в нижележащем гори­зонте почвы будет встречен ледяной экран, от которого и начнется вечная мерзлота. В зимнюю пору, когда замерзает и поверхность земли, могут исчезнуть всякие границы между деятельным слоем и вечномерзлыми недрами. Но это произойдет в том лишь случае, если вечная мерзлота будет залегать сравнительно не глубоко. При глубоком же ее залегании слой поверхностного зимнего про­мерзания может и не дойти до верхней ее границы, вследствие чего не произойдет смыкания двух мерзлот: зимне-сезонной и веч­ной. Тогда между ними будет пролегать пласт талой почвы.

Причины возникновения и распространения вечной мерзлоты еще не установлены, хотя и в этом вопросе нет недостатка в более или менее обоснованных гипотезах. Не подлежит сомнению, что вечная мерзлота является результатом накопления в почве низких температур. [7] Количество поступавшего в почву тепла оказывалось значительно меньшим, чем количество проникавшего в нее холода. Солнце не успевало отогревать той стужи, которая из года в год накоплялась за зимние периоды в почве. И сама почва была не чем иным, как беспредельно емким аккумулятором для морозов. Иначе говоря, она непрерывно теряла свое тепло.

Но здесь возникает вопрос о количествах. Конечно, на Севере холод значительно преобладает над теплом, но вечная мерзлота охватывает такую огромную территорию, а глубина ее распростра­нения настолько велика, что возникает сомнение, достаточно ли было одних зимних холодов, чтобы сформировать такое количество веч­ной мерзлоты. В дальнейшем мы увидим, что земли СССР, заня­тые вечной мерзлотой, равны по общей своей площади Европей­скому материку, а ее распространение вглубь не всегда можно было выяснить, так как во многих местах не удавалось дойти до ее ниж­ней границы. Очень глубокие колодцы и буровые скважины все время шли в вечной мерзлоте, но еще не появилось никаких при­знаков, свидетельствующих об ее близком конце. В районе Амдермы (у северной оконечности Уральского хребта) бурение производилось на глубину 274 м, а в районе Нордвика (Таймырский полуостров) — на глубину 230 м, но все же не удалось дойти до конца мерзлого слоя.

Само собою разумеется, что при неограниченных сроках даже малые количества отлагаемого из года в год холода могли бы дать современную картину вечной мерзлоты. Многие исследователи пола­гают, что для образования вечной мерзлоты достаточно и той суро­вости, которой характеризуется современный климат Севера. Но вечной мерзлоте сопутствуют некоторые явления, побуждающие научную мысль учитывать холод и тех очень давних времен, когда климат был еще более суровым, чем теперь. Дело в том, что в районах вечной мерзлоты, в подпочвенных горизонтах, встречаются исклю­чительные по своей мощности пласты льда. Это не обычная прослойка льда, образующаяся при замерзании почвенных вод, а такая же горная порода, как, например, каменноугольные залежи (рис. 1). Так и называются эти отложения «ископаемым» или «каменным» льдом. Особенно часто они встречаются на побережье Ледовитого океана, к востоку от устья р. Лены. С наибольшей отчетливостью они видны на высоких и обрывистых берегах островов, когда на крутой стене обрыва обнажены все пласты, из которых слагался данный остров. Иногда море подмывает этот ископаемый лед, обра­зуя в нем выемки различной глубины и формы (рис. 2).

Многие исследователи полагают, что эти ископаемые льды со­хранились от ледникового периода, когда почти вся Сибирь до 62—64° широты была покрыта льдом. С горных кряжей сплошным потоком сползали ледяные массы, устилая ледяным покровом ни­зины и долины рек. От тех времен и могли сохраниться ископаемые льды, предохраненные от таяния почвенными наносами. Однако существуют гипотезы, согласно которым и в условиях современного климата могли бы сформироваться каменные льды. В тех случаях, когда на мощные пласты снега ветер наносит пылеобразные частицы, образуя постепенно довольно значительные почвенные слои, снег будет законсервирован и под влиянием различных причин рано или поздно превратится в лед. Возможно также, что в глубоких ложбинах и расщелинах замерзала застоявшаяся вода, а затем вся эта толща льда постепенно прикрывалась все утолщающимися нано­сами почвы. Не менее правдоподобной казалась гипотеза, объясняв­шая возникновение ископаемого льда промерзанием до дна озер и наращиванием нале­дей на реках. Когда оверный или речной лед заносился зем­лею и тем самым пре­дохранялся от тая­ния, то. этого было достаточно для обра­зования мощного пла­ста льда.

2

Рис. 2. Оёгосский яр. Море подмывает берег, сложенный из льда.

Эта пестрота мне­ний не исключает примирения противо­положных точек зре­ния. Более чем ве­роятно, что и ледни­ковый период оста­вил себе память в ви­де мощных льдов, и современный климат у продолжал в течение тысячелетий своего существования формирование каменного льда. Весьма вероятно, что и в промораживании почв тоже принимал участие ледниковый период, хотя и одно лишь продолжительное действие сурового климата, свойственного современному Северу, могло бы вызвать в почве потерю, большого количества тепла, вследствие чего она и оказалась бы промороженной на значительную глубину.

Доказательством того, что современный климат мог сформиро­вать вечную мерзлоту, служат некоторые раскопки. В Тунке (к юго- западу от Иркутска) при рытье колодца, был извлечен из земли кусок забора, кости, осколки стекла, монета и различный домашний мусор. Все это находилось в слое вечной мерзлоты на глубине 16 м. Отсюда можно заключить, что вечная мерзлота образовалась в этом

районе уже после того, как здесь водворился человек, и притом нѳ первобытный, а уже достигший сравнительно высокого уровня культуры. Это был сравнительно недавний человек, а следова­тельно, и возникновение здесь мерзлоты нужно отнести к столь же недавнему времени.

Но имеются данные, приводящие к выводу, что и ледниковый период принимал участие в формирований вечной мерзлоты. От очень давних геологических времен она сохранила памятники, которые не могли бы уцелеть, если бы их не ограждала от разрушения вечная мерзлота. Когда-то на северных просторах жили мамонты, ныне совершенно исчезнувшие с лица земли (рис. 3); Это были живот­ные, по общему сложению и массивности напоминавшие слонов, но более неуклюжие и покрытые настолько’ густой и длинной шерстью, что она свисала по бокам, образуя волосяную оторочку. По исследованию Адамса, длина скелета, не считая бивней, дости­гала почти 6 м, при высоте скелета почти в 3 м. Очень большая голова мамонта весила 180—190 кг, а одни бивни имели в длину больше 3 м и весили 160 кг (рис. 4). В желудке ископаемых мамонтов находили траву и еловые шишки. У мамонта, найденного на реке Березовке, сохранилась между зубами трава, которая поверглась анализу и ботаническому определению с целью выяснения состава той растительности, которая устилала землю во. времена мамонтов. Отсюда можно было бы сделать заключение и о климате. Однако эти исследования не дали основания для сколько-нибудь надежных выводов.

 

Рис. 3. Чучело молодого мамонта, найденного в замороженном виде в Сибири (хранится в музее Академии Наук СССР).

Рис. 3. Чучело молодого мамонта, найденного в замороженном виде в Сибири (хранится в музее Академии Наук СССР).

Исходя из целого ряда соображений,-распространение мамонтов в Сибири относят за много тысячелетий или даже за десятки тысяч лет до нашего времени. Назвать точную цифру было бы чересчур смело, тай как имеющийся научный материал не дает для этого достаточных оснований. Не подлежит сомнению, что мамонт мог вынести довольно суровый климат, но это не исключает вероятия,.что он жил в тот период, когда климат был несколько мягче. Чем теперь. Кроме мамонта и носорога, на Севере когда-то жили тигры, бизоны, лоси, лошади, и другие представители животного-мира, частью вымершие, частью переселившиеся в более южные широты. При современном климате исчезли также и многие растения.

Как свидетель давно минувших веков, мамонт подтверждает непрерывное существование вечной мерзлоты в течение тысяч, а может быть и десятков тысяч лет. Вели бы да вечная мерзлота, он не мог бы сохраниться до наших дней. Только благодаря тому, что его труп сковывали льды или мерзлая почва, он не подвергался разложению. В тех же местах, где происходило оттаивание почвы, находили скелеты мамонта с остатками разлагающегося мяса, отравлявшего смрадом окружающий воздух. Безупречно сохра­нившиеся трупы, даже с остатками травы во рту, воскрешают гео­логическую давность с такой достоверностью, как будто все это произошло не далее, как вчера.

Долгое время западноевропейская наука отрицала самое суще­ствование вечной мерзлоты, хотя первые упоминания о ней встре­чаются не только в документах, относящихся к истории «государ­ства Российского», но и в трудах иностранных ученых. Почти в то же самое время, как якутские воеводы докладывали, что «земля и среди лета не растаивает» (1640—43 гг.), Вуд указывал на суще­ствование вечно мерзлой почвы на Новой Земле (1676 г.), а Витзен сообщал о находках в Сибири целых трупов мамонтов. Конечно, для народностей, обитавших в северных широтах, для якутов, чукчей, тунгусов и др., никаких сомнений в существовании вечной мерзлоты и не возникало. Повседневный опыт заставлял их сталки­ваться с нею каждый день. Даже и хозяйственные соображения побуждали пользоваться теми ее особенностями, которые могли оказаться выгодными для обихода. Охотники, набившие дичь в летнюю пору, или рыболовы, наловившие рыбу в теплые месяцы, располагали надежным ледником недалеко от поверхности почвы.

Зарытые в вечную мерзлоту скоропортящиеся продукты защище­ны от гниения в течение всего теплого сезона. Очень часто население пользуется вечной мерзлотой и для получения питьевой воды, как это и было отмечено при исследовании мерзлоты в Семипалатинской области. Вместо того, чтобы употреблять для питья мутную и соло­новатую воду некоторых рек, население добывает летом лед, про­слаивающий мерзлоту па незначительной глубине в виде прозрач­ных пластин, и из него получает чистую воду. Даже Якутск частично добывал себе воду из льда, так как рукав Лены, на котором распо­ложен город, несет не всегда пригодные для питья воды. И когда в наши дни крупный рыбоконсервный завод устрой-* ^ Енисее в вечной мерзлоте хранилище для консервов, то он только перенял очень древний опыт. Очевидно, от местного населения и исходили первые данные о вечной мерзлоте, позволявшие догадываться об огромных размерах занятой ею территории.

Но не одно только местное население знало о существовании вечной мерзлоты. Многие из путешественников, даже и не слишком наблюдательных, с большой уверенностью свидетельствовали о ней, так как она облегчала им путь, а иногда и спасала их жизнь. Попадая в болотистые места, путешественник рисковал завязнуть в трясине, если бы не ледяной экран, залегавший на сравнительно ничтожной глубине под поверхностью почвы. Вечная мерзлота, но уже не как помощь, а как помеха, была установлена и при рытье колодцев. В своем труде, опубликованном в 1762 г., Гмелин упоминает, что вскоре после основания Якутска (1632 г.) пытались вырыть в городе колодец, но, пройдя до глубины в 8 саженей (ок. 16 м), забросили работу, отчаявшись пробиться дальше в мерзлом грунте. Нашелся только один упорствующий (казак Святогоров), который в следую­щем же году продолжал рытье, углубившись еще на 6 саженей (ок. 10 м), по не пробился к воде и понял безнадежность своих усилий. С вечной мерзлотой должны были встречаться и золотоискатели. В земле залегают богатства, но вечная мерзлота стоит на страже, оберегая доступ к сокровищам. Тогда с нею и начина­лась борьба.

 

Рис. 4. Череп мамонта с левым бивнем

Рис. 4. Череп мамонта с левым бивнем

Наука долго не верила в существование вечной мерзлоты, руко­водствуясь соображениями общего характера, которые, как извест­но, играли иногда в истории науки роковую роль. Это они тормо­зили многие открытия и подавляли смелые идеи. Это они подсказы­вали, что если бы Земля имела форму шара, то люди, живущие на другом полушарии, должны были бы ходить вниз головами. И разве может Земля вращаться вокруг своей оси? Ведь в таком случае возникший на ее поверхности ветер смёл бы всех людей! Все это были недостаточно продуманные обобщения, казавшиеся тем не менее настолько убедительными, что на их стороне временно оказывалось большинство представителей науки.

Соображения, на основании которых западноевропейские уче­ные отрицали существование вечной мерзлоты, кажутся настолько полновесными, что даже и в наши дни не всякий образованный чело­век взялся бы их опровергнуть. Из описаний русских путешествен­ников ученый мир Западной Европы знал, что в тех местностях, где была найдена вечная мерзлота, произрастают высокие леса. Оставалось непонятным, каким образом проникают корни деревьев в вечномерзлый грунт, и могут ли вообще корни извлекать питатель­ные вещества из окаменелой почвы. Известный геолог Л. фон-Бух писал: «Я вполне убежден, что нужно считать ненадежными все известия, в которых сообщается, будто на глубине нескольких футов от поверхности земли залегают почвы, не оттаивающие даже и в лет­нее время». Подобные сообщения, по мнению Буха, не следовало бы приводить в учебниках, «как доселе делается».

Слова Буха относятся к первой половине XIX века, когда есте­ствознание уже значительно окрепло. Буха смущала не одна лишь способность лесной растительности произрастать на вечной мерзлоте, но и высота деревьев. Каждый, кто имел дело с деревьями, прекрасно знает, что когда корень встречает на известной глубине непроницаемый слой; хотя бы в виде каменной плиты, то останавли­вается в росте не только он сам, но и вершина ствола. Эта коорди­нированность в развитии подземных и надземных частей дерева позволяет умозаключить по форме кроны о том, что корень встретил какое-то препятствие. В таких случаях крона выглядит как бы при­давленной сверху и разрастается только вширь. Дерево утрачивает очертание конуса, развивая на своей вершине ветви почти такой же длины, как и на нижних частях ствола. Это особенно бросается в глаза на лесных полянах с редко растущими деревьями, где в подпочвенном горизонте образовалась прослойка ортштейна. [9]

В вечной мерзлоте должна была повториться та же картина. Корень, упершийся в ледяной экран, должен был приостановить и рост кроны. В этом отношении путь рассуждений Буха безупречен. Но он не располагал сколько-нибудь полными данными о свойствах вечной мерзлоты, чем и объясняется его ошибка. Он рассуждал слишком прямолинейно.

Было бы неправильно приписывать открытие вечной мерзлоты деятелям науки. Положение создалось такое же, какое бывало уже не раз, когда повседневный опыт немудрящих людей имел более твердую опору, чем научные рассуждения. В этом отношении интересна одна справка, приводимая П. А. Кропоткиным. В то время как швейцарские пастухи уже прекрасно знали, что лед горных лед­ников движется, наука долго еще отказывалась признать этот факт. Вечная мерзлота, как и движение ледников, была уже открыта насе­лением, но ей нужно было придать достоверность факта, подтвер­див строго поставленными научными обследованиями. Эта заслуга научных изысканий и открытие свойств вечной мерзлоты всецело принадлежит русским ученым, которые первенствуют в этой области науки еще и теперь, когда и Америка довольно энергично насаж­дает культуру в своих районах вечной мерзлоты.

Когда речь идет о русских ученых времен Петра I и Екатери­ны II, то не следует удивляться их иностранным фамилиям. Едва зарождавшаяся русская наука и необходимость организовать работы вновь учрежденной Академии Наук потребовали призыва ино­странцев, которые вскоре настолько обжились в России, что считали ее своей второй родиной. Здесь закреплялось навсегда их обрусевшее потомство, сохранявшее от своего иноземного происхождения одну только фамилию.

Посланный Петром I для изучения Сибири Мессершмидт под­твердил уже в 1723 г., что в некоторых местах бассейна реки Ени­сея земля в течение лета остается на известной глубине «крепкой как железо», обладая всеми признаками вечной мерзлоты. Факт был засвидетельствован, но основные признаки вечной мерзлоты оставались еще невыясненными, и потому казалось, что многие явления находятся в прямом противоречии с ней. И в последующие времена вечная мерзлота только подтверждалась, оставаясь по­превшему совершенно неисследованной. Перелом наступил лишь в середине XIX века, когда Российская Академия Наук поручила академику Миддендорфу произвести наблюдения над температурами вечной мерзлоты. Это задание звучало довольно скромно, до Мид- дендорф наряду с глубокой ученостью отличался и пытливым умом, а потому его мысль вышла далеко за пределы изучения температур, поднявшись до весьма ценных обобщений. Вечную мерзлоту он изучал на огромном пространстве от Енисея до Охотского моря.

5

Рис. 5. Сруб над шахтой Шергина в Якутске.

Для выполнения своей прямой задачи — наблюдения над темпе­ратурами— он воспользовался так называемой Шергинской шахтой, которая впоследствии приобрела громкую известность в научных кругах и послужила причиной многих споров (рис. 6). История этой шахты не лишена интереса. В 1827 г. якутский представитель рус­ско-американской компании купец Ф. Шергин, проживавший в самом Якутске, решил вырыть колодец для своих хозяйственных целей. Метр за метром выламывались кирками мерзлые пласты зем­ли, но не было никаких признаков воды. Шергин уже решил бросить поиски и, конечно, привел бы в исполнение это намерение, если бы находившиеся в Якутске ученые не уговорили его продолжать работу. В результате он выкопал за ряд лет колодец глубиною в 116 м. Это был весьма ценный вклад в науку. Никогда еще не пред­ставлялось возможным исследовать вечную мерзлоту на столь зна­чительной глубине. Эта шахта как будто специально была создана для разрешения тех задач, которые стояли перед Миддендорфом. Следует, впрочем заметить, что когда Академия Наук давала Миддендорфу свое задание, она имела в виду именно Шергинскую шахту, над которой уже и раньте производили наблюдения другие ученые, но получали противоречивые данные.

Как известно, по мере углубления в землю ее температура воз­растает в среднем на 1° на каждые 20—30 м. Извергающаяся из вул­канов лава доказывает, что на значительных подземных глубинах температура достигает такой высоты, что даже каменные породы могут существовать там только в расплавленном (жидком) виде. Конечно, для техники доступны лишь ничтожные глубины, но закон нарастания температур по мере углубления в недра земли уста­новлен с достаточной точностью. Отсюда следует, что и вечная мерзлота должна рано или поздно встретиться с такими температу­рами, при которых самое ее существование стало бы невозможным. По первому впечатлению кажется, что сравнительно медленное возрастание температур по мере углубления в землю не должно оказывать сколько-нибудь заметного влияния на вечную мерзлоту. Однако, как мы увидим впоследствии, вечная мерзлота отличается исключительной чуткостью ко всякому повышению температуры, ослабевая при малейшем температурном «нажиме». Конечно, и она, в свою очередь, должна нарушать ту закономерность, которой подчинен температурный градиент при нормальных почвенных условиях.

Выполняя порученную ему работу по изучению температур, Миддендорф вычислил и температурный градиент в вечной мер­злоте. Исходя из наблюдений вШергинской шахте, он пришел к вы­воду, что с углублением на каждые 30.5 м температура вечной мер­злоты повышается на Г. Отсюда нетрудно было рассчитать возмож­ную мощность пласта вечной мерзлоты. При общей глубине шахты в 116,43 м нижний ее слой имел температуру — 3° Ц. Таким обра­зом, нужно было бы пройти в глубину еще 30.5 x 2.4 = 73.2 м, чтобы достичь линии нулевой температуры. Отсюда и была опреде­лена мощность пласта вечной мерзлоты в 190 м.

Следует заметить, что расчеты Миддендорфа сразу же после их опубликования были подвергнуты сомнению. Если Шергинская шахта до начала исследований Миддендорфа оставалась в течение долгого времени открытой, то в таком случае она была доступна и для внешних морозов. При этом следует заметить, что самое рытье шахты длилось с 1827 по 1837 г., а за это время едва ли кто-нибудь заботился о защите ее от внешних температур. Конечно, Мидден­дорф принял меры и закрыл шахту, но, по всей вероятности, ее стены уже успели довольно сильно промерзнуть за предшествую­щие годы, утратив естественную температуру прикрытой землею вечной мерзлоты. Эти опасения получили косвенное подтверждение при исследовании Миддендорфом других шахт, в которых темпера­тура стен оказалась значительно выше. Очевидно, их защищенность от влияния внешних температур обусловила более правильные показания.

В соответствии с этими данными общая мощность пласта вечной мерзлоты была определена тем же Миддендорфом для Шиловской шахты в 91 м и для Манганской шахты в 82 м. Для обеих этих шахт получены очень близкие цифры, но они в два раза ниже найденной Миддендорфом мощности Шергинской шахты.

Возникший вокруг Шергинской шахты ожесточенный спор не улегся еще и в наши дни, но он имеет не слишком большое практи­ческое значение, поскольку речь идет об установлении термического градиента. Конечно, интересен путь научной мысли и увлекательны ее обобщения, позволяющие угадывать очертания невидимого и не­доступного, но в данном случае ее выводы имеют чисто теоретическое значение, так как самые нижние горизонты вечной мерзлоты не могут оказывать заметное влияние на практическую жизнь. Во всяком случае общая картина обозначается с полной отчетливостью.

Зимние стужи накопляются в почве, образуя вечную мерзлоту. Ее верхние границы определяются глубиной проникновения сол­нечных лучей в течение теплого сезона, а ее движению вниз ставит предел раскаленное ядро Земли своими окраинными и потому уже очень слабыми, но все же достаточными волнами тепла. Во всяком случае нижний горизонт вечной мерзлоты может быть вычислен с достаточным приближением. Глубина в 400—600 м является, невидимому, ее пределом. Следует, впрочем, иметь в виду, что в отношении ледяных кристаллов не одно лишь повышение темпе­ратуры земли обусловливает их исчезновение в подпочвенных глу­бинах. В том же направлении действует и давление. Цементирующие почву кристаллики льда растаяли бы под действием давления. Но силу давления налегающих сверху пластов почвы нельзя при­знать очень значительной. На глубине в 200 м она не превосходит 40 кг на 1 см2.

Работы Миддендорфа убедили западноевропейских ученых в су­ществовании вечной мерзлоты, особенно после того, как ее взял под свою защиту Гумбольдт, чей авторитет в области естествознания признавался непререкаемым. Шергинская шахта приобрела бла­годаря ему европейскую известность, ибо он привел в своем знаме­нитом труде полученные Миддендорфом температурные данные. Зная тот аргумент, которым пользовались ученые для отрицания вечной мерзлоты, Гумбольдт удостоверил, что и на почвах с вечной мерзлотой могут произрастать высокоствольные деревья.

Но все же о вечной мерзлоте знали слишком мало. Был уста­новлен самый факт ее существования и выяснены на единичных шахтах почвенные температуры. Последующие наблюдения, имев­шие протокольный характер, обладали той же ценностью, как и всякое накопление материала, который только и начинает жить при прикосновении к нему творческой мысли. Однако уже и Миддендорф затронул и отчасти осветил те проблемы, которые послужили для последующих поколений предметом более глубокого изучения. Географические границы вечной мерзлоты, ее внешние признаки, ее влияние на жизнь почвы и растений и, наконец, ее эволюция во времени и при воздействии на нее различных естественных и искусственных факторов — все это было лишь намечено Мидден­дорфом в виде эскиза, который многое предвосхищал, но над кото­рым предстояло еще много работать.

ГЛАВА III

Площадь, занимаемая вечной мерзлотой. — Половина всех земель Союза под вечной мерзлотой. — Зависимость сельского хозяйства и строительства от степени изученности вечной мерзлоты. — Картина залегания вечной мерзлоты. — Промерзшая почва и ледяные пласты. — Талые места среди вечной мерзлоты. — Убывание вечной мерзлоты по направлению к южным широтам. «Острова» вечной мерзлоты. — Границы мерзлоты. — Распределение темпе­ратур вечной мерзлоты в вертикальном направлении. — Влияние температур зимы и лета на вечную мерзлоту. — Холод, накопившийся в почве. — Коли­чество тепла, необходимое для «размораживания» почв.

Европа занимает площадь в 10 миллионов квадратных кило­метров. Такую же, примерно, площадь занимает и вечная мерзлота и пределах одного лишь Советского Союза; иначе говоря, вечная мерзлота охватывает 47% всех земель Союза, т. е. почти поло­вину всей его территории! Вся эта огромная площадь далеко не лишена природных богатств, но требует особых методов воздей­ствия применительно к условиям вечной мерзлоты. Никакое завое­вание не могло бы дать столько, сколько дало бы вовлечение в куль­туру этих прозябающих земель. Но обычных приемов культуры здесь недостаточно, чтобы победа была пе только достигнута, но и закреплена. В дореволюционное время вечная мерзлота изуча­лась сравнительно слабо, а в самых приемах изучения не было системы. В Советском Союзе наступил период планомерных иссле­дований, которые имеют целью, наряду с теоретическим разреше­нием этой великой проблемы, ответить на практические запросы, возникающие в связи с развитием культуры в районах вечной мерзлоты и с важнейшими задачами, поставленными на Дальнем Востоке.

На первый взгляд кажется, что не составляет никакого труда определить географическое распространение вечной мерзлоты. Если ее вызывают северные морозы, то она и должна залегать наи­более мощным слоем на Крайнем Севере, постепенно убывая по на­правлению к югу. В действительности эта закономерность наме­чается лишь в очень общих чертах. Конечно, на юге вечная мерзлота исчезает, и ее склонность к убыванию в меридианальном направле­нии установить не трудно. Но все же ее мощность не находится в строгом соответствии с направлением от севера к югу. Прежде всего, самый климат достигает наибольшей суровости не на крайнем севере Сибири, а несколько ниже, в глубине материка. Но и беря исходной точкой «полюс холода», было бы неправильно приписывать ому наибольшую мощность вечной мерзлоты. Хотя ее и формировал климат, но самые процессы накопления низких температур в почве усиливались или ослабевали в зависимости от целого ряда других причин. Рельеф почвы, степень ее влажности, устилающая ее расти­тельность, ее физические и химические свойства способствовали или противодействовали накоплению в ней холода. В этом отношении в вечной мерзлоте есть некоторая парадоксальность. Не только на Севере, но и в средних широтах, где летний зной в сочетании с бездождьем превращает в пустыню огромные площади, можно встретить вечную мерзлоту. Она встречается и на южных горах, ниже линии вечного снега. Нельзя, наконец, не отметить никогда не тающего льда некоторых пещер, образовавшихся не глубоко под поверхностью земли в теплом климате. Благодаря своим физиче­ским особенностям они обладают способностью накоплять и хра­нить даже и те сравнительно незначительные количества холода, которые в них поступают в течение зимнего сезона.

При определении мощности вечной мерзлоты на территории Сибири следует иметь в виду, что южный пояс мерзлоты изучен значительно подробнее, чем северный. Это и понятно. Культура надвигалась с юга, почти не затрагивая крайних северных широт. Железные дороги, золотые прииски, угольные шахты, населенные города и промышленные центры захватывали в первую очередь те районы, где условия жизни были наименее суровы. Однако и здесь Север давал о себе знать, заставляя считаться с вечной мерзлотой. При всяком строительстве, в чем бы оно ни выражалось, нужно было предварительно исследовать глубину залегания вечной мерзлоты. Этими результатами практической деятельности и пользуется наука для нанесения на карту данных, полученных при бурении скважин, рытье колодцев и шахт. Специальных научных изысканий в этом направлении почти не производилось. Отсюда понятна густота точек вечной мерзлоты в ее южной зоне и малочисленность ее обо­значений на Севере.

Во многих местах Якутии, также как и в некоторых других райо­нах, еще не удавалось дойти до нижней границы вечной мерзлоты. В тех же местах, где вечная мерзлота не обладает такой мощностью, возможны различные формы ее залегания. Самое определение географических границ вечной мерзлоты требует прежде всего ее классификации, ибо она может располагаться и сплошными мас­сивами, и отдельными островами, и ледяными прослойками, чере­дующимися с талой землей.

Совершенная классификация вечной мерзлоты должна была бы предусматривать время и причины ее возникновения в каждом данном месте, непрерывность или прерывность ее существования, различные формы ее залегания, ее эволюцию под влиянием геоло­гических и других причин и глубину ее летнего оттаивания.

6

Рис. 6. Кусок мерзлого грунта с мелкими вкраплениями льда.

Как мы уже видели, причины и время ее возникновения все еще остаются спорными, вследствие чего нет возможности определить доли участия ледникового периода и современного климата в форми­ровании вечной мерзлоты. Следовательно, классификация по сте­пени давности отпадает сама собою. Но для суждения о непрерыв­ности все же имеются некоторые данные. Если от времен экспеди­ции казака Хабарова (XVII век) идут сведения о присутствии веч­ной мерзлоты в том районе, где она сохранилась и до наших дней, то из сопоставления этих исторических дат можно установить трех­вековую давность вечной мерзлоты. А так как климатические усло­вия за весь этот период не подвергались сколько-нибудь значитель­ным изменениям, то отсюда можно заключить о непрерывном суще­ствовании вечной мерзлоты за весь этот срок. Но исторические сопоставления становятся ненужными, когда начинает давать свои показания геология. Сохранившиеся мамонты говорят о тысяче­летиях существования вечной мерзлоты.

Что касается форм залегания вечной мерзлоты, то они могут быть весьма различными. Прежде всего, безводная, а следовательно, и не вносящая в почву никаких видимых изменений веч­ная мерзлота дает о себе знать только температурами, как это бывает в песках и каменных горных породах. Прямой противоположностью «сухой» вечной мерзлоты являются пласты льда или сама вода, затвердевшая под влиянием низких температур. Кроме ка­менного или ископаемого льда, в районах вечной мерзлоты встре­чаются и сравнительно маломощные прослойки льда, рас­положенные иногда в несколько ярусов на различных почвенных глубинах. Распространен также лед и в виде отдельных линз, залегающих среди мерзлых почв или даже в талой земле, как единственный отзвук вечной мерзлоты. Но, конечно, наиболее распространен лед в виде – мелких кристалликов, про­низывающих все влажные почвы. В таком именно виде лед скре­пляет частицы почвы, соединяя их в прочный монолит (рис. 6 и 7).

Рис. 7. Кристаллы льда в мерзлом грунте (Игарка).

 зы. почти всегда соединяя его с верхним горизонтом вечной мерзлоты. Что же касается пласта самой мерзлоты, то, казалось бы, он дол­жен представлять собою непрерывную толщу. Однако, нередки случаи, когда под слоем вечной мерзлоты залегает талая земля, под которой вновь расположена прослойка мерзлоты. И дальше, по мере продвижения вглубь, может многократно повторяться это чередование. 

В Дальневосточном крае в одной из буровых скважин было обнаружено десятикратное чередование мерзлоты и талой почвы. Мерзлота начиналась на глубине 8 м и достигала мощности 13 м. Дальше шло слоистое расположение мерзлых и талых почв, причем эти слои колебались по своей мощности в пределах 0.3 — 2.6 м. На глубине 27 м слой вечной мерзлоты стал опять толще, достигнув мощности в 8.5 м, а затем, после двухметровой талой прослойки, мощность мерзлоты возросла до 10.7 м.

7Отсюда следует, что при известных условиях вечная мерзлота может начинаться на очень значительной глубине, ибо, если в многоярусных образованиях имеется обособленный нижний пласт, расположенный между двумя слоями талой земли, то он мог бы существовать и вполне самостоятельно, даже и при отсутствии над ним верхних пропластков мерзлоты. Таким образом, если бурение не обнаруживает до известной глубины никаких признаков вечной мерзлоты, то это не значит, что ее в данном месте вовсе нет. При более глубоком бурении, быть может, и удалось бы ее обнаружить. Несмотря на малочисленность глубоких разведок, все же удалось выяснить, что иногда вечная мерзлота начинается только с глу­бины 30 — 40 м. Более тщательные исследования или случайность позволяют обнаружить вечную мерзлоту в тех местах, где ее вовсе не ожидали встретить. Так, в Туруханске, в самом центре города, при рытье ямы для нужд кооператива встретился слой вечной мерзлоты, хотя все предшествующие исследования давали только отрицательные показания.

Вечная мерзлота залегает не только под дном глубоких рек, но и под дном моря. Такая «великая и славная в свете» река, как Лена, несет свои воды среди вечномерзлых почв, а потому более чем вероятно, что и под ее руслом встречается вечная мерзлота. Имеются точные данные, что у острова Шпицбергена вечная мер­злота уходит под дно моря. То же явление наблюдается и в районе Новосибирских островов и в полосе моря, примыкающей к берегам Сибири. Слагающие некоторые из этих островов мощные пласты ископаемого льда тоже спускаются под морское дно.

Мощность вечной мерзлоты по мере приближения к ее южной окраине ослабевает и она постепенно сходит на-нет в виде клина (рис. 9). Пласт как бы сбегает в своей нижней или верхней пло­скости, которые, в конце концов, и сливаются в острие. Вместе с тем в южных районах учащаются разрывы в горизонтальной плоскости мерзлоты. Если в северных широтах она залегает обширными мас­сивами, в которые вкраплены острова таликов, то в более южном поясе наблюдается как раз обратная картина, а именно — преобла­дание талых земель с разбросанными по ним островами вечной мерзлоты и скрытыми под землей на разной глубине одиночными линзами мерзлого грунта (рис. 10).

8Отсюда понятно, насколько трудно установить южную границу вечной мерзлоты. Нет никакой ясно очерченной линии, а имеет место лишь постепенное нарастание разрывов, подобно тому, как материк, переходя в море, образует изрезанный берег и высылает на поверхность моря сначала густую, а затем все более редеющую сеть островов архипелага. Самое правильное было бы обозначить вечную мерзлоту по той же схеме, как наносятся на карту переходы материка в море. Тогда отчетливо выступили бы основные очертания «берега» вечной мерзлоты, а затем ее ослабевающие отзвуки в виде островов. Но современные знания вечной мерзлоты не позволяют придерживаться этой схемы. Прежде всего, для некоторых местно­стей не имеется достаточного числа обследованных южных точек, а кроме того, не всегда можно с уверенностью сказать, что остров мерзлоты не связан глубоко залегающим пластом с ее материком. Исходя из этих соображений, южной границей вечной мерзлоты считают крайний предел распространения мерзлоты, как бы она ни выражалась, — в виде ли одиночных островов или вкрапленного в почву льда.

Выло бы излишне перечислять те, почти ничего нам не говорящие пункты, по которым проходит южная граница вечной мерзлоты в Америке. На прилагаемой карте нанесена эта линия (рис. 11). Что же касается территории Советского Союза, то наиболее точное определение границ имеет для нас весьма важное практическое значение, ибо здесь должны осуществляться своеобразные принципы строительства и приемы культуры. На рис. 12 представлена схема­тическая карта вечной мерзлоты в СССР по типам географического ее распространения. От Белого моря вечная мерзлота проходит несколько севернее Мезени и, продвигаясь далее на восток, пересе­кает р. Печору около села Росвинского. Перевалив Урал, она спу­скается к югу и затем пересекает Обь примерно в 70 км южнее Березова. Далее южная граница идет к Енисею, пересекая его не­сколько южнее Туруханска, и затем, круто повернув, спускается вдоль правого берега Енисея на юг, где и уходит из пределов СССР западнее озера Косогол. В пределы СССР южная граница вечной мерзлоты вновь вступает западнее Благовещенска, направляясь к северо-востоку примерно до устья Селемджи, поворачивает дугой к востоку и спускается на юг, западнее Малого Хингана, затем, пе­рейдя Амур, уходит из пределов СССР, куда вновь вступает уже восточнее М. Хингана, идет на северо-восток, проходит несколько севернее озера Эворон и, повернув на восток-юго-восток, переходит на правый берег Амура у озера Кизи и упирается в Татарский пролив. Наконец, на Камчатке южная граница захватывает примерно северо-западную часть полуострова.

9-10На карте отмечен значительный район сплошной мерзлоты, зани­мающий на севере Азиатского материка побережье Ледовитого океа­на и захватывающий весь массив по направлению к югу, вплоть до Якутска. В бассейне верхнего течения Алдана (в Томмот-Незаме- тинском округе), в Олекминско-Витимской горной стране, в бас­сейне р. Зеи южнее Тукурингры отмечены районы с островами тали­ков. К северу от Мезени в бассейне низовьев р. Усы (приток Печоры), в районе к западу от Байкала, в районе от Борзи до Нерчинска, на М. Хингане, у Амура и в низовьях Амура расположены острова вечной мерзлоты среди талой почвы. На карту нанесены также и те- места, где в толще вечной мерзлоты залегают «ископаемые», или «каменные» льды. Таких мест пять: знаменитые погребенные льды Новосибирских островов и побережья Ледовитого океана, затем два участка в Якутии, один небольшой участок к западу от Байкала и, наконец, один на Новой Земле. Конечно, при незначительной иссле­дованности Севера можно ожидать еще немало находок ископае­мого льда.

11Несмотря на свое название, «вечная» мерзлота все же не вечна. Речь может итти только о долговременности, вмещающей, правда, геологические периоды, а потому дающей впечатление безмерности с точки зрения сравнительно короткой человеческой жизни. Но не всякая даль, скрывающаяся от нашего взгляда, может претендовать на бесконечность. По тем намекам из истории Земли, па основании которых геология строит свои обобщения, можно заключить, что жизнь Земли подчинена каким-то ритмам. Будет ли это борьба суши и моря с постепенным заполнением континентов водной стихией и последующим ее отступлением, или превращение цветущих обла­стей в бесплодные пустыни, или чередование более холодных и бо­лее теплых климатов, — во всем этом вырисовывается какая-те- закономерность, хотя еще и не открыт управляющий этими процес­сами закон. Мы увидим впоследствии, что и вечная мерзлота под­чинена ритмам и что наряду с накоплением холода действуют какие-то причины, вызывающие разрушение вечной мерзлоты. Здесь опять-таки можно говорить лишь об уловленных намеках на закономерность и возникших отсюда предположениях, но ведь иначе и не движется наука, как только «по лестнице гипотез под­нимаясь».

Вечная мерзлота доказала свою устойчивость, сохранившись в течение тысячелетий, но это не исключает ее отзывчивости на малейшие изменения внешних условий. А когда под влиянием тех или иных причин в ней возникает какой-нибудь очаг таяния, то- он расползается вширь и вглубь, создавая такое впечатление, будто начавшийся процесс самопроизвольно усиливается, не нуж­даясь для этого в каких бы то ни было внешних усилителях. Не­трудно обнаружить действующую здесь причину. В числе врагов веч­ной мерзлоты значится не одна только теплота, но еще и вода. Перед ней, как это известно и по пословице, не мог бы устоять даже и камень. Конечно, самое появление воды свидетельствует о том, что вечная мерзлота получила какой-то толчок, который и вывел ее из состояния устойчивости. В естественных условиях это происходит довольно часто, но вечной мерзлоте приходится, кроме того, иметь дело и с культурой, как с новой силой, способ­ствующей ее разрушению. Нужно сказать, что при изучении вечной мерзлоты наиболее захватывающим кажется зрелище ее эволюции.

Говоря об эволюции вечной мерзлоты, вызываемой естественными причинами и искусственным воздействием, нельзя не принять во внимание тех «запасов холода», которыми обладают вечномерзлые почвы. Наблюдения над температурами почв в районах вечной мер­злоты сравнительно незначительны. Можно с уверенностью сказать, что мы знаем о температурных условиях высоких слоев атмосферы или глубин океанов несравненно больше, чем о температуре вечно­мерзлых почв. Это и неудивительно. Море с древнейших времен и до наших дней служит вольной дорогой для человечества, а в верх­ние слои атмосферы поднимаются горы, позволяющие производить высотные наблюдения, не говоря уже о современных аэропланах и аэрозондах с их автоматически записывающими приборами. Область же вечной мерзлоты находилась вне воздействия культуры, оставаясь почти необитаемой, а если и обитаемой, то отсталыми народностями, не только не имевшими никакого понятия о тер­мометре, но до сравнительно недавнего времени сохранявшими в своем хозяйственном обиходе орудия каменного века.

Долгое время наука ограничивалась теми данными, которые были получены Миддендорфом для нескольких точек Сибири, в том числе и для знаменитой Шергинской шахты, отличавшейся, как известно, наибольшей глубиною. Полученные в ней температуры в высшей степени интересны и могут быть сведены в следующую таблицу:

Глубина

шахты

в м

Темпера­тура в °Ц Глубина

шахты

в м

Темпера­тура в °Ц

2.13

—11.18

60.96

— 4.85

4.57

— 10.19

76.20

— 4.18

6.10

— 10.16

91.44

— 3.89

15.24

— 8.26

106.68

— 3.41

30.48

45.72

—       6.52—       5.80

116.43

— 3.00

220

Мы уже знаем, что показания Шергинской шахты были опоро­чены. Проникновение наружного воздуха внутрь шахты застудило ее, вследствие чего понизились и температуры ее стен. Но ступенчатое убывание температуры по мере возрастания глубины дает основа­ние установить известную закономерность, независимо от тех абсо­лютных цифр температуры, которые наблюдались. Здесь важна не высота кривой над линией нуля, а закономерность ее падения.

12При изучении температур вечномерзлых почв необходимо при­нимать во внимание и то время года, в течение которого произво­дятся наблюдения. Жизнь почв до известных глубин не остается безучастной к тем сменам тепла и холода, которые происходят на поверхности земли в связи с чередованием времен года. Но ска­зываются они на глубине с весьма значительным опозданием. Летняя жара начинает сказываться на почвенных глубинах лишь в начале зимы, а зимние морозы успевают спуститься в нижние горизонты лишь к весне или даже к середине лета. Амплитуда сезонных колеба­ний, как это и можно было предвидеть, постепенно затухает по мере возрастания глубины, но еще и на глубине б м отражается на веч­ной мерзлоте колебание температур в летний и зимний сезоны.

Конечно, по Шергинской шахте, с ее сомнительными показа­ниями, нельзя судить о запасах накопляемого почвенного холода. Если эта шахта подвергалась действию внешних температур, то даже и глубокие почвенные слои оказались в ней искусственно пе­реохлажденными. Насколько быстро идет промерзание стен шахты под влиянием внешнего холода, показывают измерения, произведен­ные в Петровске-Забайкальском в 1928 г. Там был выкопан шурф, в котором и определялась температура стен по мере производства работ. После их окончания ничем не прикрытый шурф подвергся действию наружного воздуха, и оказалось, что за четверть года сте­ны охладились примерно на 1°, причем это охлаждение не было только поверхностным, а проникло на 1.6 м вглубь стен.

К этому следует добавить, что всего в трех километрах от Шер­гинской шахты, в том же Якутске, почвенные термометры, уста­новленные в 1930 г. Якутским гидрометеорологическим институтом, показали температуру минус 6° до глубины 3 м и минус 3.6 ° на глубине 6.4 м. Иначе говоря, по сравнению с данными Шергинской шахты почва оказалась теплее в 2—3 раза. Конечно, при сопостав­лении этих двух рядов цифр нужно принять во внимание, что на­блюдения были отделены друг от друга целым столетием и произво­дились в двух пунктах, отстоящих друг от друга на известном рас­стоянии. Однако, если данные института и не могут служить для проверки данных Шергинской шахты, то все же они более точно отражают современную действительность.

Так как в каждом месте можно с точностью установить почвенные температуры, то с помощью простейших расчетов не трудно опреде­лить и имеющиеся в почве запасы холода. Сопутствующие таянию температурные явления известны. Тающий лед не может обладать температурой выше 0°, хотя бы на него и действовали очень высокие температуры. Он будет их поглощать, но сам не обнаружит при этом никаких признаков потепления, пока не превратится в воду. Это — скрытая теплота плавления. Чтобы расплавить 1 г льда, нужно за­тратить 80 малых калорий. Безразлично, откуда поступит эта теп­лота — от солнечных лучей, от разведенного костра, от теплого ветра или от пробивающихся в почве ключей и ручьев, — но уста­новленное законами природы количество тепла нужно обеспечить, чтобы растопить вечную мерзлоту. Эти количества тепла и могут служить показателями имеющихся запасов холода. Самый процесс замерзания почвы является не чем иным, как отдачей тепла. Чтобы вернуть почве ее прежнее талое состояние, нужно возместить ей столько тепла, сколько она отдала.

12-1Располагая данными о теплоемкости почвы и количестве со­держащейся в ней влаги, нетрудно рассчитать и количество тепла, необходимое для «размораживания» вечной мерзлоты. Для оттаи­вания 1 м3 почвы пришлось бы затратить 3 кг угля. Но вечная мер­злота занимает площадь в 9.6 млн. км 2, а ее мощность во многих местах так и оставалась неизмеренной, ибо ни шахты, ни буры не достигали ее «дна». Конечно, для культурных целей было бы до­статочно, чтобы ее верхний уровень опустился хотя бы на 2 м.

При таком ограниченном требовании (2 м в глубину) пришлось бы сжигать 6 тыс. т угля на оттаивание 1 км2 мерзлоты, а на всю ее пло­щадь потребовалось бы около 60 млрд. т. Чтобы дать представление об этой цифре, следует упомянуть, что запасы угля во всем Донецком бассейне определяются в бб млрд. т. Следовательно, весь этот уголь был бы израсходован на оттаивание 2-метрового слоя вечной мерзло­ты. Если же говорить о всей толще вечной мерзлоты, то получим следующие цифры. Если принять ее среднюю мощность в 50 м, то оттаивание этого слоя на площади в 1 км2 потребовало бы 160 тыс. т угля, что составит для всей площади вечной мерзлоты 1500 млрд. т. Мировая добыча угля достигает 1.5 млрд, т в год. Таким образом, на оттаивание вечной мерзлоты пришлось бы в течение 1000 лег расходовать всю мировую выработку угля.

12-2Так выражаются запасы холода, накопленные в почвах Севера. Самое определение количества холода в количествах угля, тре­буемых для его уничтожения, представляется не только наиболее логичным, но и наиболее естественным. В природе шли одновре­менно два процесса. Запасы солнечного тепла консервировались в недрах земли в виде каменного угля; запасы холода накоплялись в почве в виде вечной мерзлоты. Уголь и вечная мерзлота — это в сущности солнце прошлого и холод прошлого. Между ними и те­перь идет борьба по всему Северу. За летние месяцы солнце пытается вернуть к жизни то, что сковано зимними морозами. Этого оно достигает лишь отчасти, освобождая от оцепенения деятельный слой почеы. Но из года в год, из века в век победа оставалась за моро­зами. И по тому, какое количество угля необходимо для уничто­жения вечной мерзлоты, можно судить о том, какое количество солнечного тепла пришлось бы добавить к вечной мерзлоте, чтобы за ней не оставалось никакого преобладания.

Но не следует ли отсюда, что действие северного солнца всегда будет отставать от действия северных морозов? На него действи­тельно надежды плохи, но безнадежны ли самые перспективы на будущее? Конечно, они не обещали бы никакого просвета, если бы предоставить действовать одной природе. Но в эту борьбу вступает человек. Он, конечно, не настолько безрассуден, чтобы расходовать миллиарды тонн угля на отогревание вечной мерзлоты. Но он под­мечает наиболее уязвимые места вечной мерзлоты и, направив на них свои усглия, будет иметь возможность вызвать даже и само­разрушение мерзлоты. Весьма вероятно, что и представляющиеся на первый взгляд столь безотрадными природные ресурсы Севера потребуют только приложения разумной воли, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для отепления мерзлых почв. В этом направлении для науки пути не заказаны.

ГЛАВА IV

12-3Влияние летнего оттаивания почв на верхний уровень вечной мерзлоты. — Причины, задерживающие таяние вечной мерзлоты. — Противодействие зем­ли вторжению холода. — Влияние рельефа почвы на глубину залегания веч­ной мерзлоты. —Роль снега. — Моховой покров как защита вечной мерзлоты,— Растрата мхом летнего тепла. — Влияние леса на вечную мерзлоту. — Приспособление деревьев к вечной мерзлоте. — Весеннее про­буждение деревьев на неоттаявшей почве.—Нарастание вечной мерзлоты и мохового покрова. — Корневая система, развивающаяся на нижней части ствола. — «Провальные озера». — Преобладание озер над сушей в некоторых районах вечной мерзлоты.

При неглубоком залегании вечной мерзлоты ее верхний уровень колеблется в зависимости от времен года. Зимой она смыкается со слоем поверхностного промерзания; летом она уходит вглубь, отступая перед оттаивающим «деятельным» слоем. Таким образом, в свощ верхних горизонтах вечная мерзлота утрачивает признак устой^&ости и, следовательно, не имеет никакого основания име­новаться «вечной». Следует вообще заметить, что в самом этом наиме­новании больше художественной вольности, чем научной точности. В данном случае слово «вечный» должно означать «непрерывно долговременный».

Если верхний уровень вечной мерзлоты подвержен сезонной «игре», то интересно выяснить, па какой же глубине начинается устойчивая мерзлота. Этот вопрос имеет практическое значение. Сельское хозяйство и строительство должны считаться с перемен­ным уровнем вечной мерзлоты. К тому же от глубины протаивания верхних слоев зависит и состояние почвы. Так как залегающий внизу пласт вечной мерзлоты непроницаем для воды, то и весеннее таяние почвы не всегда выражается спокойным размягчением ее верхних слоев. Расположенные на уклонах и напитанные влагою почвы начинают скользить по мерзлой плоскости, нарушая цель­ность растительного покрова, а иногда увлекая за собою и встре­чающиеся по пути мелкие постройки. Сила этих оползней зависит не только от крутизны уклона , но и от глубины залегания водо­непроницаемого мерзлого слоя.

12-4При мелком оттаивании почв, растения должны выдерживать довольно сложную борьбу. Земля плывет, и, следовательио, их стебли увлекаются оползнем, а между тем их корни зажаты в мерзлом грунте. В таких случаях расправа с травянистыми растениями коротка. От механического напряжения корпи или стебли разрыва­ются. Значительно большее сопротивление оказывают кустарники. Они тоже закреплены своими корнями в мерзлом слое, как на мерт­вых якорях, но они обладают прочными и гибкими стеблями. При оползнях эти стебли и корни натягиваются, как струны, отчасти за­держивая скольжение почвы, но и сами рискуя быть разорванными.

При строительных работах очень важно знать, на какой глубине расположен уровень устойчивой вечной мерзлоты. Только на этой глубине техника будет иметь надежный по своему постоянству мерз­лый грунт, на который уже не могло бы подействовать даже и самое жаркое лето. В естественных условиях такой непоколебимый уро­вень должен, очевидно, находиться на глубине максимального про- таивания почв. Если, в течение многих лет глубина оттаивания не спускалась ниже известного уровня, то он и может быть принят как начало действительно вечной мерзлоты. Само собою разумеется, что глубина протаивания поверхностных толщ почвы зависит от многих условий и, следовательно, может быть определена лишь для каждого данного места. Если же исходить из имеющихся наблюде­ний, то максимальная глубина протаивания может достигать 4 м.

13В числе причин, приостанавливающих оттаивание вечной мер­злоты, следует прежде всего упомянуть так называемую «нулевую завесу», которая образуется в почвах, содержащих влагу. Это явление нам уже отчасти знакомо. Температура тающей поверхно­сти мерзлоты должна всегда равняться нулю, ибо тающий лед по­глощает тепло, направляя его на внутреннюю работу таяния и не обнаруживая во время этого процесса никакого согревания. Само собою разумеется, что, говоря о нуле, мы должны исходить из до­пущения, что состав льда и давление, которому он подвергается, не изменяют его обычных физических свойств. При таких условиях самое таяние вызовет более или менее продолжительную остановку на нуле. Поступающее извне тепло уходит без всякого видимого эффекта, как будто оно вовсе и не затрачивается. Конечно, рано или поздно наступит такой момент, когда весь лед превратится в воду, но для этого нужно непрестанно затрачивать тепло, поступ­ление которого проходит бесследно даже для термометра, ибо он неподвижно стоит на одной и той же черте. Эта борьба за преодоле­ние «мертвой точки» происходит и на тающей поверхности вечной мерзлоты. Раньше чем температура всей этой поверхности не пере­валит через нуль, до тех пор тепло не будет пропущено, к нижеле­жащим горизонтам мерзлоты. Над ними как бы расстилается защитная завеса.

Тем не менее вечная мерзлота только до известной степени защи­щена от таяния. Нередки случаи, когда она «уходит» на значитель­ную глубину, понижая свой горизонт и тем самым доказывая, что в сравнительно большой ее толще слой за слоем преодолевались эти остановки на нуле. Более легким кажется процесс поднятия мерзло­ты, потому что промораживание, по общему представлению, но связано ни с какими затруднениями и требует только сильных холо­дов. Однако и при замерзании обнаруживаются тормозящие влия­ния, которые позволяют почве сопротивляться превращению в лед находящейся в ней влаги. Здесь тоже решает нуль, но только взя­тый «с другого конца». При вторжении холода почва, замерзая, выде­ляет тепло, [10] которое и противодействует проникающим в нее низ­ким температурам. Таким образом, и здесь происходит борьба. Почва как бы дает выкуп морозу, смягчая тем самым его суровость или, иначе говоря, ослабляя своим теплом его замораживающее действие. А так как переломной точкой в этой борьбе является нуль, ибо только он решает, быть ли воде льдом, то наибольшая задержка происходит около нуля. Чтобы превратить всю воду почвы в лед, преодолев выделяемое землею тепло, нужно затратить немало «энергии холода». И пока в данном слое почвы идет эта борьба около точки нуля, риск замерзания не распространяется на другие горизонты. Они тоже защищены «нулевой завесой».

Глубина промерзания и таяния зависит от многих причин, ре­гулирующих проникновение в почву положительных и отрицатель­ных температур. Прежде всего судьба почв определяется степенью их теплопроводности. Наиболее легко воспринимают и проводят тепло каменистые грунты, за ними следуют пески, затем суглинки и глины и, наконец, торфянистые почвы. На промерзание и оттаивание зна­чительное влияние оказывает содержание влаги в почве. Теплоем­кость грунта возрастает с увеличением в нем количества воды. Глу­бина протаивания и замерзания зависит также и от рельефа местно­сти. Было бы, впрочем, более правильным установить здесь взаим­ную зависимость. От рельефа зависят устойчивость и глубина зале­гания мерзлоты, но и самое наличие мерзлоты, в свою очередь, не- проходит бесследно для формирования рельефа. В некоторых райо­нах вечной мерзлоты все южные склоны речных долин отличаются крутизною, тогда как северные склоны пологи. Объясняется это тем, что обращенные на север части долин одеты, как броней, мерз­лой почвой, которая и оказывает сопротивление размывающей силе вешних потоков и ливней. На южных же склонах, где мерзлота от­таивает, почва становится податливой, благодаря чему потоки вод изрезывают ее глубокими промоинами, далеко выбрасывая веера своих выносов в днище долины. Так, вечная мерзлота, сама завися­щая от рельефа почвы, оказывает влияние на его формирование.

Представление о степени нагревания различных склонов почвы дают следующие цифры (см. таблицу).

И не только крупный рельеф, но даже и едва поднимающийся бугор относится иначе к морозам и теплу, чем окружающие его впадины. Согреваемый со всех сторон купол кочки является кон­денсатором тепла и потому протаивает глубже, чем впадины, но так как самая кочка расположена выше, то под ним вечная мерзлота все же располагается несколько ближе к поверхности земли. Про­изведенные измерения указывают, что оттаивание торфяных бугров достигало глубины в 36—37 см, тогда как между буграми почва оттаивала только на 23 см. Но так как бугры возвышались на 60 см, то и уровень мерзлоты был волнистый.

Огромное значение для промерзания и оттаивания почв имеет устилающий их мертвый и живой покров, — прежде всего снег.

Теплым пологом окутывает он землю, не допуская проникновения стужи в ее недра. Как известно, в нем самом нет тепла, но он предо­храняет каждое тело от потери тепла. Путники, застигнутые в степи бураном и занесенные снегом, меньше рискуют замерзнуть, чем оставаясь на ветру и морозе. Успешное перезимовывание посевов  в северных широтах зависит от снега. Он же оберегает и землю от потери тепла.

В этом отношении интересны сопоставления температур на по­верхности снега и под снегом.. Произведенные исследования ука­зывают, что на ст. Гош (Амурской области) в январе 1915 г. сред­няя суточная температура на поверхности снега была минус 36.8°, тогда как под снегом всего минус 17.9°, что составляло разницу в 18.9°. Еще значительнее разница в тех случаях, когда темпера­тура падает до минимума. В том же январе 1915 г. средний суточный минимум на поверхности падал до минус 47.8°, но под снегом тем­пература оставалась почти на прежнем уровне, понизившись лишь до минус 19.2°, благодаря чему во время суточных минимумов под снегом было теплее на 28.6°. И это отепление давал слой снега всего в 19 см толщины.

Но приведенные цифры обязывают и к другому выводу. Если снег слабо проницаем для тепловых излучений, то он не пропустит к земле и солнечное тепло. Он окутывает от стуж зимою, но он и отражает теплые весенние лучи, которые оказали бы животво­рящее действие на землю. В сельском хозяйстве хорошо известна эта задержка в оттаивании земли.

По отношению к вечной мерзлоте снег обладает таким же двой­ным действием. Он ограждает от накопления холода в почве в тече- чение зимы, но и препятствует весеннему таянию почв. Его защитная роль настолько велика, что сильные морозы при снежном покрове оказываются менее опасными для промерзания почв, чем умеренные морозы без снега. Следует, впрочем, заметить, что снег все же про­пускает некоторую часть солнечных лучей. Согласно некоторым наблюдениям, слой снега толщиною в 120 см может пропустить 0.5—5% света. Это проникновение тепловых и химических лучей сквозь толщу снега приводит к тому, что почва может слегка про­греваться еще до начала таяния снега. Здесь отчасти и разгадка бегущих под снегом ручейков. На теплопроводности снега сказы­вается, между прочим, и его плотность, которая возрастает по на­правлению к его нижним слоям. По-видимому, здесь влияет и его собственная тяжесть. Так, при толще в 30 см его сравнительные плотности могут быть выражены в следующих цифрах: верхний слой 0.15, средний 0.19, нижний 0.20. С уплотнением снега замед­ляется и его таяние.

Всякое препятствие, задерживающее снег, умеряет зимний и весенний тепловой оборот почвы. Каждое дерево, каждая куртина кустарников, каждое всхолмление или дернина, каждая изгородь или изба, все вообще, что задерживает или перераспределяет снеж­ный покров, отражается и на вечной мерзлоте. Совсем другими глазами нужно смотреть на пейзаж, раскинувшийся в районе вечной мерзлоты. Каждая его деталь должна говорить о тех процессах, которые происходят под поверхностью почвы. И не только снег, но и всякие другие виды мертвого покрова оказывают то или иное влияние на уровень мерзлоты. Опавшая осенняя листва, наслоив­шаяся в лесах мертвая хвоя, вывезенный в поле навоз, оставленная на жнитве солома,—никакая мелочь не пройдет бесследно для вечной мерзлоты, оказывая, как и снег, защитное действие во время зим­них холодов и задерживая весеннее таяние. Не меньшее, а иногда и большее влияние на нее оказывает живой покров почв. Нетрудно разгадать, какие из разновидностей живого покрова играют первенствующую роль. Это прежде всего мох, столь распространенный на севере, а затем — леса.

Ничто так не оберегает почву от проникновения в нее тепла, как моховой покров. Это самый верный страж вечной мерзлоты. Самое строение нитей мха не оставляет сомнений в его весьма низ­кой теплопроводности. Как известно, одной из наиболее надежных защит против теплообмена является воздух. Двойные зимние рамы в окнах устраиваются с тем расчетом, чтобы между стеклами оста­вался воздух. Идея пустотелых кирпичей и пустотелых стен в глино­битных постройках сводится к тому, что сплошной кирпич легче пропустит тепло, чем кирпич, имеющий внутри полое, наполненное воздухом пространство. Плохая теплопроводность, а следовательно, •согревающая способность мехов и шерсти объясняются главным образом тем, что внутри каждого из волосков и каждой нити имеется много пустот. Известно также, что холод больше ощущается, когда одежды плотно облегают тело, чем когда они просторны. Здесь тоже решающее значение имеет воздух, находящийся между телом и тканью. Под микроскопом видно, что тот же принцип соблюден и в строении стебельков мха. Его наполненные воздухом клетки препятствуют теплообмену.

Но и другая особенность мохового покрова повышает его значе­ние как изолятора тепла. Благодаря своей огромной влагоемкости он жадно поглощает атмосферные осадки, а затем, когда в сухую погоду начинает терять собранную влагу, то расходует па испарение очень большое количество тепловой энергии. Насколько велика влагоемкость мха, видно из того, что на 100 г сухой массы он поглощает 400—1500 г воды, а верхушки его стебельков способны погло­тить до 5000 г. При отсутствии дождей мох поглощает влагу из па­ров воздуха или собирает ее в росные ночи. Что же касается энер­гии, необходимой для испарения впитанной мхом гигроскопической влаги, то ее источником может быть только солнце. Бели бы не было мха, то все солнечное тепло пошло бы на отогревание почвы, что вызвало бы понижение уровня вечной мерзлоты. Но так как зна­чительное количество солнечного тепла перехватывает мох, то на долю почвы под мхом остается лишь часть тепловых излучений. С увеличением числа дождливых дней возрастут и приведенные цифры. Если же принять во внимание, что в некоторых районах бывает в течение лета 30—40 дождливых дней, то окажется, что около половины летнего тепла поглощается мхом на работу по испа­рению. К этому нужно еще добавить поглощение мхами влаги из воздуха с последующим ее испарением, на что, в свою очередь, долж­на быть затрачена тепловая энергия сверх приведенных расчетов.

Отсюда понятно значение мха как изолятора, оберегающего- почву от прогревания. Опыт, произведенный в 1910 г. на Бомнаке, дает интересные цифры температур почвы под моховым покровом сравнительно хорошим проводником тепла. Отсюда и выясняется роль мха в различные времена года: очень энергичная защита почвы от летнего тепла и более слабая изоляция ее от зимних морозов. Поэтому нигде так высоко не поднимается к поверхности почвы уровень вечной мерзлоты, как под моховым покровом, который, как известно, господствует на тундрах Севера, устилая огромные пространства. Но чем совершеннее консервирующее значение мха для вечной мерзлоты, тем отчетливее вырисовываются пути борьбы с нею при помощи простейших культурных мероприятий. Достаточно содрать мох, чтобы вечная мерзлота ушла вглубь. Ничего не измени­лось в климате, и солнечные лучи не стали горячее, но они получи­ли возможность работать на оттаивание почвы без всякой помехи.

Степень чуткости вечной мерзлоты к травяному покрову и релье­фу почвы может быть подтверждена цифрами, полученными на Пи- канском опытном поле для лугов нашего Приамурья.

Глубина залегания мерзлоты в сантиметрах

Рельеф и растительный покров луга

28 мая 29 июня 19 июля
Луг, покрытый кочками, нескошенный

20

40

60

Кочки, трав скошена

28

58

102

Кочки срезаны, трава скошена

36

65

110

Кочки срезаны, луг опален и прикатан

35

85

128

Итак, на скошенных лугах уровень вечной мерзлоты понижается к июлю почти вдвое по сравнению с нескошенным лугом. Срезыва­ние кочек заставляет мерзлоту уйти еще глубже.

Весьма распространенным растительным покровом во многих северных районах является лес. Его влияние на вечную мерзлоту довольно сложно. В молодом возрасте он еще предоставляет воз­можность снегу падать прямо на землю и не мешает солнечным лучам прогревать почву. При таких условиях вечная мерзлота держится на достаточной глубине, благодаря чему молодые всходы леса развиваются беспрепятственно. По мере разрастания деревьев картина меняется. Снег и солнечные лучи задерживаются кронами деревьев, ветер застревает на опушках, препятствуя обмену воз­духа внутри леса, осенние листья и хвоя устилают почву, таяние снега весною не такое дружное, как на открытых местах, и потому вешние воды не стекают бурными потоками, а накопляются посте­пенно, застаиваясь и медленно впитываясь в почву. Следует, впро­чем, заметить, что роль леса, как хранителя влаги, несколько обес­ценивается его усиленной испаряющей деятельностью, ибо деревья потребляют и расходуют очень много воды.

Влияние этих факторов многообразно, а иногда и противоречиво, но если составить из них общую равнодействующую, то влияние леса на температуру воздуха и на теплообмен в почве может быть сведено к смягчению зимних холодов и понижению летних темпера­тур. В соответствии с этим должны уравновеситься и колебания почвенных температур. Понятно также, что на лесных прогалинах, доступных для солнечного обогрева, вечная мерзлота уходит вглубь, тогда как под сомкнутыми кронами леса она никогда не оттаивает. Это постоянство уровня вечной мерзлоты при условии ее близкого расположения к поверхности почвы создает все большие затрудне­ния для развития деревьев. Разрастающийся корень требует из­вестного простора, но встречает на своем пути непроницаемый ледя­ной экран. И все же деревья растут, достигая иногда значительной высоты и доживая до преклонного возраста.

Рис. 14. Расположение корней даурской лиственницы на сухих боровых песках с глубокой мерзлотой.

Рис. 14. Расположение корней даурской лиственницы на сухих боровых песках с глубокой мерзлотой.

Научная мысль Западной Европы, отрицая существование веч­ной мерзлоты, основывалась на неправильных представлениях о жизни леса в северных широтах. Только позднее, когда наука обогатила, эволюционной теорией, стала понятна изумительная приспособляемость живых организмов, в том числе и растений, к условиям среды. Этой приспособляемостью организмов и объясня­ется многое в развитии лесов при наличии надвинувшейся к самой поверхности почвы вечной мерзлоты.

К числу наиболее распространенных древесных пород в районах вечной мерзлоты принадлежит даурская лиственница (рис. 13). По данным специальных исследований, она может встретиться и на сухих песчаных гривах с глубиной оттаивания почвы до 2 м, и на умеренно влажных и сырых супесях и суглинках, оттаивающих на глубину до 1 м, и на Моховых торфяниках, в которых имеются ледяные слои на глубине всего каких-нибудь 20—30 см от поверх­ности. Она встречается и на толщах ископаемых льдов, покрытых сравнительно тонким почвенным слоем. При благоприятных почвен­ных условиях ее ствол поднимается в высоту на 25—27 м, свидетель­ствуя тем самым, что и на вечной мерзлоте могут произрастать высо^ киё деревья. Но на моховых болотах она угнетена в своем росте, оставаясь на всю жизнь карликом, в 5—6 м высоты. Она может и сла­гать густостойные, тенистые насаждения и снизводиться почти до редины с разъединенными деревьями.

Вероятно, в течение тысячелетий приспособлялась даурская лиственница и к холодам Севера и к подпочвенному ледяному экра­ну. Строение ее корней не трудно предсказать на основании теоре­тических соображений. Это должны быть корни, расположенные в поверхностном слое почвы и развивающиеся, главным образом, в горизонтальном направлении (рис. 14). Стержневой корень на­чинает разбегаться в стороны, не достигнув еще вечной мерзлоты. Он еще не встретил механического препятствия, но его уже задер­живает холод при одном лишь приближении к ледяному экрану. И ничего другого ему не остается, как только распластаться на небольшой глубине параллельно поверхности почвы. Такие корни не удержали бы дерево при сильных бурях. Весь ствол, как рычаг, работает при ветре на излом. Как же тут может сопротивляться поверхностный корень? Он так и называется «ветровальным». Буря выворачивает его без труда. Но преобладающая часть территории вечной мерзлоты является областью высокого давления, характе­ризующейся редкими и не слишком буйными ветрами, хотя повален­ные лиственницы встречаются повсюду.

Стержневой корень образуется у лиственницы только в молодом возрасте, а затем он отмирает, после чего начинается усиленное развитие системы боковых корней, захватывающих иногда радиус в 4—5 м (рис. 15). Распластанные по поверхности корпи обеспечи­вают наиболее полное использование оттаивающего почвенного слоя, но это еще не объясняет некоторых загадочных явлений в жизни лиственницы. Прежде всего поражает то, что весною она начинает оживать при совершенно промерзшей почве. Земля тверда, как гра­нит, корпи сжаты в ледяных тисках, и нет еще в почве воды, которую могла бы впитать корневая система для образования растительных соков, а в то лее время ветви уже зеленеют, пробуждаясь от зимнего оцепенения.

Оказывается, что жизнь дерева возрождается за счет тех соков, которые были накоплены с прошлой осени в клеточках ствола. Они и движутся, п питают, и являются носителями жизни. Расходы возмещаются «внутренними займами». До поры до времени корень может быть выключен. Сам он, замерзший и окруженный льдом, ничем не снабжает. Но если в запоздалую весну таяние почвы за­держится, то дерево исчерпает свои внутренние ресурсы и начнет засыхать, что прежде всего вызовет так называемую «суховершин- ность».

Рис. 45. Боковые придаточные корни у лиственницы на сфагно­вом болоте с неглубокой мерзлотой.

Рис. 15. Боковые придаточные корни у лиственницы на сфагно­вом болоте с неглубокой мерзлотой.

Наиболее тяжкие испытания деревья должны выдерживать в тех районах вечной мерзлоты, где господствуют торфяные почвы с мо­ховым покровом. Сначала дерево развивается нормально в соответ­ствии с имеющимися в почве запасами питательных веществ и влаги. Как и всегда, корень растения соразмеряет глубину своего развития с глубиной залегания вечной мерзлоты, а под моховым покровом она, как известно, поднята близко к поверхности. В первое время все вдет нормально. Довольно отчетливо разграничиваются корень и ствол, между которыми имеется перехват, так называемая кор­невая шейка, расположенная примерно вровень с поверхностью земли. Но поверхность торфяных почв поднимается, потому что слой за слоем наращивается на ней моховой покров. Дерево же, за­крепленное в почве своими корнями, остается неподвижным. С те­чением времени мох охватывает шейку корня и поднимается все выше по стволу. Это еще не грозило бы гибелью дереву. Но вместе с нарастающим торфом поднимается и залегающая под поверх­ностью почвы мерзлота. В конце концов и весь корень, находившийся раньше в талом слое почвы, будет окружен мерзлотою. С выключе­нием же питающего аппарата, без всякой надежды на его оттаивание, гибель ствола кажется неминуемой. Однако и здесь спасает способ­ность растений к приспособлению. Известно, что приваливание земли к нижней части стебля пробуждает находящиеся на ней спящие почки, которые и прорастают, давая новый ярус придаточ­ных корней. Применяемое в сельском хозяйстве окучивание пре­следует часто именно эту цель. Усиленное корнеобразование из стебля наблюоается и у некоторых кустарников и трав, когда пыль­ные или песчаные бури заносят их нижнюю часть слоем почвы.

Не все деревяя обладают этой способностью, но лиственница располагает резервами такого рода. Корень выключен, но в припод­нявшемся торфе протягиваются из ствола придаточные корни. Под­нявшаяся мерзлота со временем дойдет и до придаточных корней и скует их ледяною почвой. Нов поверхностном слое земли будут возникать из ствола все новые ярусы корней. Конечно, они могут только поддерживать жизнь дерева, но недостаточно сильны, чтобы обеспечить его нормальное развитие. О процветании нечего и говорить. Хорошо еще, что обеспечено самое существование. Дерево приостанавливается в росте, обнаруживая признаки угнетения.

Способностью давать придаточные корни обладает также и ель. Для нее тоже не смертельно поднятие мохового ковра и вмерзание основной корневой системы в ледяной пласт (рис. 16). Такого испы­тания, повидимому, не выдерживает сосна, ствол которой не обра­зует придаточных корней. Вообще сосна не отличается тою пластич­ностью, которая позволила бы ей легко ужиться в вечной мерзлоте. Обладая стержневым корнем в 60—70 см длины, она прежде всего требует сравнительно глубокого залегания вечной мерзлоты (рис. 17). Этот стержневой корень обеспечивает ей успешную борьбу с бурями, но ограничивает районы ее распространения. Правда, и на нем за­метны некоторые признаки приспособления. Приближаясь к мерзлой поверхности, он выгибает свой кончик, пытаясь изменить верти­кальное направление на горизонтальное. На болоте, где нарастает моховой ковер, сосна, лишенная способности образовать придаточ­ные корни, чаще всего погибает в возрасте 20—30 лет, тогда как даурская лиственница в тех же условиях достигает возраста в 300—400 лет. Угнетение жизни деревьев других пород выражается на Севере карликовым их ростом. Известны, например, карлико­вые березы, высота которых не превышает иногда 8—12 см. При этом столь миниатюрное деревцо имеет очень гармоничное строение.

 

Рис. 16. Придаточные корни у ели на моховом болоте с близкой мерзлотой.

Рис. 16. Придаточные корни у ели на моховом болоте с близкой мерзлотой.

Несмотря на приспособленность деревьев к невзгодам Севера, все же часть из них погибает, а в связи с этим происходят те или иные изменения в вечной мерзлоте. Будет ли гибель леса следствием естественных причин или результатом деятельности человека, но каждое свалившееся дерево отразится и на уровне вечной мерзлоты: 8емля открылась для действия солнечных лучей, и этого достаточно. На вместе упавших или уничтоженных деревьев протаивают глубины почвы, и если там, на глубине, имеются пласты льда, то он исчезает, превратившись в воду, которая и дренируется по естественным стокам или застаивается, превращая окружающую почву в полу­жидкую массу. В обоих случаях верхние слои почвы оседают, об­разуя более или менее глубокие котловины. А так как при таянии мерзлоты и льдов нет недостатка в воде, то и котловина превра­щается в озеро с торчащими из него стволами свалившихся деревьев. Такие озера носят название, «провальных» (рис. 18)..

Величиной освободившейся от леса площади определяются и размеры провальных озер. Они могут быть довольно большими, о чистой водой. Обычно в них появляется рыба. Но так как дно- провальных озер почти всегда устлано свалившимися или тор­чащими деревьями, то невод и сети часто рвутся, напоровшись на подводные стволы и коряги. Иногда берега провальных озер рас­ширяются, благодаря чему увеличивается и их поверхность. При­чины размыва берегов различны. Когда уровень озера расположен значительно ниже поверхности земли;4 то на береговых обрывах оказываются обнаженными слои мерзлоты и пласты льда, подвер­гающиеся действию теплого воздуха. Тогда постепенно оседают берега и, обрушиваясь в воду, увлекают за собою и деревья (рис. 19). На подтачивание мерзлоты и льдов огромное влияние оказывает и вода провального озера. Обладая сравнительно высокой температурой, она одним своим прикос­новением постепенно разрушает мерзлоту.

Необходимо, впрочем, отметить, что в студеную зиму эти озера могут промерз­нуть до дна. В таком случае летнее солнце не всегда окажется способным растопить столь мощный ледяной массив, в результате чего вновь возрождается мерзлота, даже еще более концентрированная. Однако, современный пейзаж тех областей, где имеется вечная мерзлота, дает основание утверждать, что этот возврат провальных озер к каменному льду является скорее исключением, чем правилом. Огромное количество озер Якутии говорит о том, что процесс их образования, раз начавшись, не поворачивает назад. В некоторых рай­онах Крайнего Севера и, в частности, по­бережья Восточносибирского моря общая площадь озер преобладает над сушей. Ф. Врангель упоминает о замечательном явлении, свойственном, по его мнению, только самым северным странам. Он на­блюдал довольно обширное пространство, изрезанное бесчисленными глубокими озе­рами разной величины. Они отделены друг от друга узкими перемычками, иногда не шире 20—30 см. В этих озерах вода стоит на разном уровне, что свидетельствует об отсутствии между ними подземного сооб­щения. Очевидно, стены этих озер-колод­цев состоят из вечномерзлой почвы.

17Преобладающее количество образовав­шихся и образующихся на Севере озер обязано своим происхождением таянию почвенных льдов и вечной мерзлоты. Воз­врат этих озер к вечной мерзлоте наблю­дается сравнительно редко. Поэтому мож­но утверждать, что даже и на Крайнем Севере процесс таяния мерзлоты в боль­шинстве случаев является необратимым.

Увеличение провальных озер до разме­ров очень больших водоемов не является редкостью. Отсюда можно заключить, что и в природных условиях обнаруживаются силы, направленные на разрушение вечной мерзлоты. Если к ним присоединить разумную волю человека, то борьба за углубление «деятельного» слоя почвы должна увенчаться победой.

ГЛАВА V

Вода как разрушитель вечной мерзлоты. — Работа моря и рек над льдами и вечной мерзлотой. — Влияние вечной мерзлоты на режим рек. — Уход воды из рек в зимнюю пору. — Заполнение устьев рек морской водой. — Влияние морозобойных трещин на вечную мерзлоту. — Грунтовые воды. — Незамер­зающие реки. — Подземные теплые ключи. — Вспучивание почв. — Наледи, их образование и причины. — Взрывы наледных бугров. — Разливы вод в зимние морозы. — Переохлаждение воды. — Бугры и курганы. — Ледя­ные водопады.

 

18В судьбах вечной мерзлоты совершенно исключительную роль играет вода. Она одновременно и друг ее и предатель. Не она ли одним своим присутствием цементирует почвы, пронизывая их кристалликами льда, и не она ли слагает эти мощные пласты камен­ного льда. В этом сказывается только ее готовность служить вечной мерзлоте. Но при некоторых своих превращениях вода становится ее недругом. Выпавший снег греет, а теплота — нарушает вечную мерзлоту. Для вечной мерзлоты не проходят бесследно и летние дожди. Но по разрушительному действию ничто не может сравниться с водами, находящимися в почве. Даже воды морей и озер разру­шают мерзлоту только по береговой линии, тогда как почвенные воды входят в соприкосновение с мерзлотою повсеместно и всюду могут причинить ей урон.

К этому необходимо добавить, что нигде в других местах земного шара нельзя наблюдать такого своеобразного и на первый взгляд необъяснимого буйства воды, как в районах вечной мерзлоты. Когда в самые лютые стужи из-под почвы прорываются вдруг потоки воды, заливая окрестности, то над таким явлением можно долго размыш­лять, тщетно пытаясь найти для него правдоподобное объяснение. И действительно, при дыхании человека образуются в воздухе облачка мгновенно замерзающего пара, а здесь — разлив воды, которая, хотя и окутывается туманом, как и всегда на сильном моро­зе, но все же «наперекор стихиям» прорывается из мерзлых почв и выходит на суровую стужу, оставаясь нескованной даже и очень низкими температурами. Но, в сущности, и этот парадокс является не чем иным, как одной из разновидностей борьбы воды с вечной мерзлотой.

Работа морской воды выражается иногда очень отчетливо, особенно когда море омывает небольшие островки. Исторические данные позволяют установить подтачивание морем льдов и вечной мерзлоты. В 1823 г. лейтенант Анжу произвел промеры двух остро­вов, Семеновского и Васильевского, находящихся к западу от Ново­сибирских островов. Оба острова состоят из льда, покрытого почвен­ными наносами. По определению Анжу остров Васильевский имел в длину б миль, а остров Семеновский 8 миль. Оба острова были изме­рены Неупокоевым в 1914 г., т. е. почти через сто лет. Оказалось, что каждый из них имел в длину всего 2,5 мили. Это дает убыль в среднем по 40 м в год, что является величиной весьма значитель­ной, особенно если принять во внимание, что в своей работе море не ограничено временем.

19Из этих данных можно вывести заключение, что в. ближайшем же будущем оба острова бесследно исчезнут. В этом не было бы ничего удивительного. Если в вулканических районах могут мгновенно исчезать цветущие острова, то в арктической области это исчезно­вение происходит постепенно от размыва ледяной основы острова. Ф. Врангель в своем «Путешествии по Сибири» говорит, что к во­стоку от Св. Носа Д. Лаптев в 1739 г. обнаружил остров Св. Дио­мида, а затем его же видел Шелауров в 1761 г., тогда как в опись Геденштрема, «учиненную» в 1810 г., он не вошел, а лейтенантом Анжу он в 1823 г. не найден. Врангель предполагает, что он был смыт. Это, вероятно, не единичный случай механического и терми­ческого действия моря.

Особенно величественное впечатление производит совместное действие двух водных стихий — береговой, вызванной деятель­ностью рек, и морской, в виде прибоя волн. Е. Ф. Скворцов дает описание размываемого яра на полуострове Св. Нос: «Вместе с подъ­емом всей местности поднимался выше и яр. Все выше становятся его обрывы. Здесь яр развертывается во всем своем могуществе, а разрушение берега приобретает местами формы невообразимого хаоса. На каждом шагу здесь гудят водопады в глубоких подземных колодцах, на каждом шагу — глубочайшие трещины. Везде про­никает вода и всюду производит разрушение в ледяной породе. Весь яр живет. Со всех сторон слышится непрерывное шлепание обваливающихся вниз кусков глины, а часто и грохот обвалов* громаднейших масс берега, во много тысяч кубических сажен. В иных местах в пять-шесть рядов нагромождены глыбы в полней­шем беспорядке, образуя между своими массивами, величиною с шестиэтажные дома, всевозможные коридоры, узкие ущелья и замысловатые окна» (рис. 20).

«С яростью набрасываются волны океана на всю эту массу льда и глины, постепенно размывают глыбы в тонкий ил и очищают себе* дорогу к заваленному обвалами берегу. Гибнут подземные льды, спрятанные под тундрой со времени ледниковой эпохи. Рушится из-за них и сама тундра. Где только выходят льды на дневной свет, там и начинается разрушение. Во многих местах океан уже глубоко- проник в берег и изгрыз его, образовав причудливую береговую линию. Но и берег мстит морю за его непрошенное вторжение. Тон­ким равномерным илом расползаются вырванные морем глыбы берега по всему побережью, и мелеет море. И чем яростнее напор- волн на берег, тем больше глина заволакивает прибрежную часть моря. Суша не остается в долгу перед водою».

Так разрушается морем вечная мерзлота^ даже и выраженная в виде такого концентрата, как лед. Конечно, море размывает вся­кие берега, но при обычных условиях оно действует только меха­нически, тогда как при наличии в почве ледяных прослоек оно действует и температурой своей воды, растопляя лед. В этой работе морю помогают и солнце, и теплые ветры, и стекающие с берегов потоки талых и ливневых вод.

Влияние рек и озер на вечную мерзлоту тоже весьма велико. Процесс «поедания» льда рекою ясен из изображенного на рис. 21 вида берега реки Витима. Уровень реки расположен довольно низко, но в половодье река вспучивается, омывая весь береговой обрыв. В разрезе видно строение берега. Внизу — галька, а над нею — пласт чистого льда в 2 м толщины. Весенний разлив под­мыл и растопил этот пласт, придав ему вид полуарки. Над слоем льда залегает торф мощностью в 1 м, а на нем произрастает лес. И картина ближайшего будущего ясна: с’ каждым новым полово­дьем будет углубляться промоина в ледяном пласте. Тогда не выдержит нависший над пустотою карниз и вместе с деревьями сорвется в реку. А поднимающаяся во время весенних и летних паводков вода будет продолжать свою работу.

Рис. 20. Оёгосский яр. Море разрушает берег, сложенный из ископаѳмого льда.

Рис. 20. Оёгосский яр. Море разрушает берег, сложенный из ископаемого льда.

Тот же рисунок можно будет повторить и через несколько деся­тилетий, выдав его за самый последний снимок с натуры. Пока не уничтожен ледяной пласт и пока вода будет входить с ним в сопри­косновение, до тех пор и вся схема останется неизменной. Очевидно, если бы на месте льда залегала мерзлая почва, ее ожидала бы та же участь. В реке нет ни сколько-нибудь значительных волн, ни при­боя, как в море, но температура ее воды выше, чем у моря. И это тепловое воздействие воды окажется решающим для вечной мерзлоты.

С размывом мерзлых берегов связан и промысел за мамонто­выми бивнями. Между реками Индигиркой и Алазеей имеется сеть речек, прославленных обилием весьма ценных мамонтовых бивней. Наибольшей славой пользуется река Эрби, или Пила. По словам Г. Л. Майделя, эта река называется пилою потому, что

ее размытые после половодья береговые обрывы бывают на­столько богаты торчащими из земли бивнями, что имеют вид пилы. Несомненно, в этом образном сравнении допуще­но некоторое преувеличение, но столь же несомненно, что именно эти берега привлекают к себе многих промышленни­ков.

Но, говоря о влиянии рек на вечную мерзлоту, нельзя пренебречь и влиянием веч­ной мерзлоты на жизнь рек. Вечная мерзлота не только подчиняется, но и диктует. Это сказывается прежде всего на своеобразном режиме рек. Как известно, полноводность и сила течения рек зависят от их питания. На своем пути они обычно пополняются по­ступающими в них со стороны новыми запасами воды. В них впадают притоки, с их дна выбиваются ключи, сквозь их берега просачиваются грунтовые воды, с окрестных склонов в них втекают ручьи и потоки, соби­рающие с окрестностей воду тающих снегов и выпадающих дож­дей. Но вот перед нами необычайная река. Она лишена каких бы то ни было притоков, дождей тоже может не быть, но чем дальше, тем полноводнее она становится, хотя бы вокруг все пересохло. Такие реки текут, между прочим, и на Большом Ляховском острове и питаются они водой от залегающих в почве льдов, которые тают в теплое время года на всем протяжении реки, благодаря чему и сами реки, чем дальше, тем становятся все полноводнее.

Но как они пополняются зимою, когда прекращается всякое таяние и поверхностная мерзлота смыкается с вечной мерзлотой. Единствен­ным резервом служат ключи, выбивающиеся иногда из подземных глубин, но этот вид питания не может быть очень значительным.

21И действительно, в зимнюю пору реки, протекающие в районах вечной мерзлоты, заметно оскудевают. Возникает даже сомнение: хватит ли в них воды, чтобы поддержать течение? Повидимому, в некоторых случаях оно затихает настолько, что готово отступить перед всякими встречными силами. Произведенные исследования выяснили, что река Индигирка имеет во вторую половину зимы в своих низовьях настолько слабое течение, что когда дует ветер с моря, то вгоняет в реку морскую воду, попадающую благодаря этому на 100 км вверх по реке. Такого далекого вторжения моря, очевидно, не могло бы произойти при сильном течении реки.

Убылью воды в реках в зимнее время могут быть объяснены и своеобразные особенности их ледостава. Замерзает поверхность реки. Все как будто идет нормально. Но вот понижается уровень воды, и тогда между рекою и льдом образуется полое пространство. Лед висит, упираясь в берега. Тем временем лютые морозы оказы­вают свое действие. Они добираются до опустившегося уровня реки и сковывают льдом ее поверхность. Это уже второй этаж льда. Уровень воды может и еще понизиться, но и там ее настигнет мороз. Для образования ледяных перекрытий, расположенных в три яруса, нужно только, чтобы падал уровень реки и стояли стужи. Такой двухярусный или многоярусный лед носит название «сушника». От ударов по нему копыт лошадей получается гулкий резонанс. Рассказывают, что однажды, когда по такому льду шел обоз, исчезла одна лошадь: она провалилась сквозь первый слой льда, но задержалась на втором ярусе, где и стояла между верхним и ниж­ним перекрытиями льда. На реках и .озерах нередко наблюдается вздутость льда, благодаря чему он имеет вид свода, упирающегося своими краями в берега. На очень больших озерах такой свод иногда не выдерживает собственной тяжести и рвется с сильнейшим тре­ском на мелкие части (Г. Л. Майдель).

Зимняя убыль воды в реках типична для районов вечной мерзло­ты. Иногда наблюдается и уход реки. Еще Ф. Врангель рассказы­вает о том ужасе, который им овладел, когда одна из лошадей его каравана со всей поклажей провалилась под лед речки Догдо. «Якуты-проводники, заметя мое несчастье, со смехом поспешили мне на помощь, уверяя, что достанут лошадь не только живую, но даже и не мокрую. Когда разломали лед, то я увидел, что реч­ная вода почти вся вытекла». Лошадь совершенно невредимая стояла на дне.

Если реку не питает мерзлый грунт, то она не получает никакого пополнения, а если ее уклон достаточно велик, то вся она и должна вытечь. Так, из реки Якокит вода утекает с первых же дней зимы, оставляя русло с сухим дном. Но в начале зимы морозы успевают сковать ее поверхность сравнительно тонким слоем льда, толщиною примерно в 20 см. Этот лед продолжает висеть, перекинутый с бе­рега на берег. Но все-таки воды нет, а для питья она нужна. Это затруднение служило в свое время местным жителям своеобразным источником дохода. Из ледяного перекрытия над рекой выламы­вались куски льда и перетаскивались в мешках в теплое помещение, чтобы получить воду, которая и продавалась проезжающим обозам по рублю за ведро.

Вечная мерзлота сказывается и на весенних паводках рек. В обычных условиях талые воды не только стекают в реки, но и впи­тываются почвой. Та их часть, которая впиталась почвой, уходит в ее глубины и, следовательно, не попадает в реки. В районах же вечной мерзлоты талые и дождевые воды остаются в поверхностном слое почвы. Проникнуть в ее глубину они не могут, так как встре­чают непроницаемый пласт вечной мерзлоты. При самом незначи­тельном уклоне почвы они стекают по канавам и ложбинам в реки.

22Как бы ни было велико влияние рек, однако они текут по опре­деленным путям и потому имеют лишь местное значение, тогда как почвенные воды повсеместны. Вся поверхность вечной мерзлоты входит в соприкосновение с водою, а вода, как мы уже выяснили, является ее врагом. Интересно отметить, что в роли покровителя воды может иногда выступать и мороз. В таком случае он тоже является предателем вечной мерзлоты. Не он ли создавал ее в тече­ние тесячелетий, и потому, казалось бы, не должен способствовать ее разрушению… Но когда он изрезывает землю морозобойными трещинами, то тем самым как бы распахивает недра вечной мерзлоты, делая их доступными для талых вод и летнего тепла. Выть может, в течение лета эти трещины заполнятся водою, которая затем будет скована зимними морозами. Но, превратившись в лед, вода расширится, а вместе с тем раздвинутся и края трещины. Так и будет она расти из года в год. Не исключена, конечно, воз­можность ее замерзания «навеки». Забьется в нее снег и, слежав­шись, начнет превращаться в лед; образовавшийся за зиму лед не оттает в течение лета. Такие случаи, конечно, возможны, но, повидимому, редки. Нельзя же забывать, что и сами трещины, как углубление на поверхности почвы, служат естественным стоком для весенних вод и дождей, обладающих силой размыва и теплового воздействия.

Влияние трещин на вечную мерзлоту еще мало исследовано, но во всяком случае оно более значительно, чем это могло бы пока­заться на первый взгляд. В районе проектируемого Ангарстроя около Коймарских озер, по словам бурят, «земля ломается» и «мес­то пропадает». Специальные исследования этого явления выяс­нили, что «ломается» земля главным образом по линии трещин у вы­соких обрывистых берегов. В этих местах, параллельно берегу, на расстоянии примерно одного метра друг от друга идут 3—5 тре­щин. Их направление не зависит ни от освещения и нагревания •берега солнцем, ни от величины и направления образующихся на озере волн. Они опоясывают берег и, чем ближе к берегу, тем ста­новятся все шире, вследствие чего все круче наклоняются пласты почвы в сторону озера. Земля действительно переламывается, а затем и сваливается в озеро. Зимовье, построенное в 1918 г. в 20 м от воды, находилось в 1931 г. уже на самом берегу, причем верхняя трещина отколола у него один угол. На одном из островов, между озером Толтой и Ангарой, в 1906 г. было 9 бурятских дворов, а те­перь он мал даже и для одного.

Существуют ли в районах вечной мерзлоты более глубокие грунтовые воды? Об этом еще до недавнего времени шли споры. Мерзлый грунт непроницаем для воды и потому, казалось бы, ее свободная циркуляция невозможна. Однако эти соображения утра­тили свою силу. Прежде всего, достаточно одних талых пятен и островов, чтобы обеспечить сообщение верх­них горизонтов почвы с какими угодно глу­бинами. Подобно трубам, опущенным в непро­ницаемый для воды грунт, эти талые места готовы дренировать и поднимать воду, обес­печивая тем самым ее циркуляцию.

В мерзлой почве едва ли существуют, поры, сквозь которые могла бы фильтровать­ся вода, но наличие трещин и промоин в тол­ще мерзлоты не подлежит никакому сомне­нию. В период сбега талых вод и во время летних дождей на поверхности почвы можно заметить промоины, в которых вода кру­жится как в водовороте, непрерывно стяги­вая к себе ближайшие ручейки. Ее движение в глубину обладает достаточной стремитель­ностью, чтобы пробивать себе ходы. И если на ее пути встретится твердый ледяной экран, то, конечно, не сразу, а постепенно, она образует в нем проход, действуя одновре­менно и механическим напором и температу­рами. Такие вертикальные каналы все время работают на разрушение вечной мерзлоты.

Е. Ф. Скворцов наблюдал в тундре один из таких «колодцев» довольно оригинального строения. Диаметр колодца, не превышав­ший на поверхности земли 1 м, увеличивался на некоторой глубине до 2 м, произведя, очевидно, размыв в пла­сте льда (рис. 22). Если заглянуть в отверстие, то ниже ледяной воронки можно различить темную бездну в размытой глине, куда с характерным гудением падает вода с высоты 26 м. Быть может, где-то там, на глубине, она встречает новый слой льда или мерз­лой почвы и, хотя не может его сразу одолеть, но со временем пробьет в нем себе ход, непрерывно ударяя в него и действуя своей теплотой.

Связь образующихся в вечной мерзлоте углублений с размывами вод и, в частности, с действием дождей наглядно выразилась в об­разовании провальных воронок на левом берегу р. Хали-Горхона (в районе Иркутска). Часть этих воронок образовалась в 1931 г. Они лежат в едва заметных западниках и имеют круглое или оваль­ное отверстие диаметром в 2—5 м, при глубине 1—4 м (рис. 23). На основании анализа собранных данных можно заключить, что образование провальных воронок вызвано летними дождями. В дождливое время в западинках скопляется вода, которая нагре­вается лучами солнца, а затем просачивается в почву. Сначала она доходит только до слоя вечной мерзлоты, но, действуя на нее своим теплом, протачивает мерзлый пласт, образуя воронку, дно- которой залегает ниже деятельного слоя почвы. В районе Хали- Горхона глубина летнего оттаивания мерзлоты не превышает 2.6 м от поверхности, тогда как провальные воронки достигают глубины свыше 4 м, внедряясь, таким образом, в самое «тело» вечной мерз­лоты.

Рис. 23. Разрез провальной воронки у Хали-Горхона.

Рис. 23. Разрез провальной воронки у Хали-Горхона.

Картина ясна. Сначала — маленькая скважина на поверхности земли, затем — более широкий размыв с непрерывным поступле­нием воды, продалбливающей вечную мерзлоту. Но и снизу, из тех больших глубин, которые расположены значительно ниже самых мощных пластов вечной мерзлоты, тоже пробивается вода, еще более опасная для вечной мерзлоты, чем ручьи и поверхностные потоки. Как известно, температура почвы повышается с возраста­нием глубин, что и препятствует вечной мерзлоте опускаться ниже известного уровня. Но если внутренний жар земли выра­жается сравнительно умеренными температурами па тех глуби­нах, до которых доходит вечная мерзлота, то он может действо­вать и другими путями, вынося даже и на поверхность земли очень высокие температуры. В таких случаях он действует не прямо, а через передатчиков.

В тех районах, где по временам происходит извержение вулка­нов, таким передатчиком служит лава, выходящая из глубоких недр на поверхность земли с температурами выше 1000°. Кстати следует заметить, что вулканы встречаются и в районах вечной мерзлоты. В таком случае создается необычайный контраст: огнен­ная лава вытекает на толщи льда. Гумбольдт имел случай наблю­дать чередующиеся слои застывшей лавы и льда. Очевидно, лава успела сама застыть раньше, чем растопила лед. В данном случае мерзлота ее осилила. Но вулканы в районе вечной мерзлоты встречаются очень редко. В пределах Советского Союза единственным таким местом является Камчатка, которая, кстати сказать, отли­чается самыми высокими вулканами в мире. Но они настолько же высоки, насколько и смиренны. Само собою разумеется, что при частых извержениях вечная мерзлота не удержалась бы в непосред­ственной близости к вулканам. Если же извержения очень редки, то даже и огненная лава, как передатчик подземного раскала, не справилась бы с мощными ледяными пластами.

В районах вечной мерзлоты роль передатчика подземного жара играет вода. Конечно, она не имеет возможности доставить темпе­ратуры свыше 100°, ибо за этим пределом она сама превращается в пар. Проходя сквозь толщи почв и охлаждаясь, пар превратился бы в воду с температурой, близкой к точке кипения. Гейзеры, выры­вающиеся наружу в виде горячих, высоко вздымающихся фонтанов, являются такими именно выходцами из глубоких недр. Ничтожный эффект! Выйти из тех сфер, где расплавляются камни, и донести до поверхности земли какие-то десятки градусов — это значит не до­нести почти ничего. И все-таки вечной мерзлоте даже и эти жалкие температуры могли бы грозить катастрофой, если бы горячие ключи встречались чаще.

Трудно определить их число даже и на обследованных площадях. К тому же они могут подтачивать вечную мерзлоту снизу, и не вы­ходя на поверхность земли. Их находят случайно. Только в редких случаях они дают знать о себе наружными проявлениями. М. И. Сумгин исследовал теплый ключ, выбивающийся в одном из зали­вов реки Зеи, В этом месте лед в январе был очень тонок, причем попадались и отдельные отдушины, так называемые «пропарины», свободные от льда. Это влияние идущего снизу тепла распростра­нялось на площадь в 300—400 км2. Исследование выяснило, что со дна выбивались мелкие струйки воды, будоражившие песок, кото­рый крутился в этом месте, то поднимаясь, то вновь падая на дно. Температура этого родника была зимою -(-3.9°. Но в этом районе действовал не он один, а так называемая «дуга» теплых родников. Дуга теплых ключей наблюдалась и на Чукотке. На Европейской территории Союза в бассейне реки Усы, где вечная мерзлота дости­гает мощности 27 м, был обнаружен близ рудника Тальбей теплый ключ с температурой 29°. В районе вечной мерзлоты встречаются ключи с температурой до 96°.

Одной из неожиданностей являются здесь незамерзающие реки. Есть основание полагать, что и на них сказывается влияние теплых ключей. В. Г. Петров приводит интересные данные о реке Юхточке, притоке Большой Юхты (Якутская АССР). «Ширина этой реки в среднем около 16 м, но зимой линию берега трудно определить. Глубокие снега надвинулись на берега реки и под влиянием срав­нительно теплой воды подтаяли из-под низу, образовав оригиналь­ные «козырьки», висящие над рекой (рис. 24). Подтаявший снег смерзся и превратился в лед, но это не лед реки, а обледенелый снег. В некоторых местах выступающие языки смерзающегося снега, развиваясь с противоположных берегов, соединяются своими остры­ми концами, образуя ледяной горбатый мост, висящий над водою. Сравнительно небольшая скорость течения говорит о том, что в дан­ном случае течение не имеет влияния на незамерзание реки. Вода в реке была теплая. В два часа дня термометр показывал +0.3°, тогда как мороз достигал в это время минус 16.6°, а минимальная температура в тот же день доходила до минус 30.6°. В том же районе протекает речка Томмот, на которой не замерзают отдельные участки. Известно и еще несколько незамерзающих рек в Якутской АССР. [11]

24

Рис. 24. Незамерзающая р. Юхточка — приток Большой Юхты, или Юхты Второй.

Кроме теплых ключей, талые почвы, расположенные под вечной мерзлотой, содержат, очевидно, и обыкновенные грунтовые воды, которые циркулируют в подпочвенных глубинах в горизонтальном направлении.Они находятся под давлением и потому могут подни­маться по буровым скважинам до поверхности земли. Многие стан­ции Забайкальской и Уссурийской железных дорог снабжаются артезианской водой, которая идет по скважинам, пробуренным сквозь всю толщу вечной мерзлоты.

Но и в самой толще мерзлоты имеется Сеть каналов, которую сравнивают с системой кровеносных сосудов, пронизывающих орга­низм. Следует вообще заметить, что по мере изучения подпочвен­ных глубин земного шара раскрывается все более сложная картина распределения и взаимной связи подземных источников. Даже гранитные породы бывают пронизаны жилами, в которых течет вода. Но если гранит имеет артерии, наполненные водою, то вечная мерзлота несравненно уступчивее и разрушается от одного лишь соприкосновения с водой, чего нельзя сказать о камне. Созданные природой в вечной мерзлоте трубки и трубы бывают разного диа­метра — от сантиметра до метра. Конечно, это не полые трубки и трубы, а заполненные чаще всего песком ходы, по которым легко передвигается вода. Следует отметить, что жильная вода в толще вечной мерзлоты встречалась часто в Забайкалье и Амурской области в шурфах при поисках золота.

Приведенные данные о разрушительном влиянии воды на льды и мерзлые почвы могут создать обманчивое впечатление, что судьба вечной мерзлоты предрешена;. однако, нельзя забывать, что и веч­ная мерзлота оказывает влияние на воду и, отнимая от нее тепло­вую энергию, стремится превратить ее в лед. К тому же всегда нужно помнить и о тех стужах, которые проникают сравнительно глубоко в подпочву, пытаясь со своей стороны увеличить и без того уже огромный фонд вечной мерзлоты. Борьба идет с переменным успехом. Союзниками воды являются повышенные температуры и движение. Как известно, быстрый ток воды задерживает ее замер­зание. Только повышенной температурой и движением можно объяснить такое явление, как журчащие зимой ручейки. А такие ручейки встречаются в районах вечной мерзлоты. Они журчат так, как если бы протекали в летний день по камушкам среди мяг­кой муравы. Но в действительности под ними лед, а вокруг со­рокаградусный мороз.

Но все же и морозы не бездействуют, и когда настигнут воду, то решают ее судьбу. Впрочем, все это происходит не так просто, ибо всегда возможно появление новых потоков воды, упорно воз­вращающейся на тот путь, какой она себе пробила. Одна бытовая страничка из жизни города Якутска наглядно раскрывает эту борьбу воды с морозами.

В описании своего путешествия по Якутии в 1868—1870 гг. Г. Л. Майдель говорит, что «все без исключения погреба заложены в Якутске в мерзлом грунте. Это обстоятельство имеет для жителей крайне важное значение, так как благодаря ему не только очень долго сохраняются все припасы, но и дается единственная возмож­ность круглый год иметь большие запасы льда. Последний служит в Якутске для добывания питьевой воды. Я измерял там в августе месяце температуру в погребах и нашел ее равной 5° ниже нуля. Несмотря на это, время от времени случается, что при больших весенних наводнениях вода попадает в некоторые из погребов и наполняет их. Такие погреба нужно считать потерянными. В иные годы вода замерзает и в этих погребах, но, оставаясь всегда у точки замерзания, является причиною сырости в помещении. Пробовали спасать погреб тем, что вырубали лед, но это никогда не вело к цели: вода всегда снова находит прорытый ею путь, и погреб, хотя и мед­ленно, но опять ею наполняется». И снова ее настигнет мороз, хотя бы на дворе и стоял август месяц.

Итак, вода проникает сквозь вечномерзлый пласт, сохраняясь все время в жидком виде, но когда она, наконец, выходит на волю, то ее настигают холода. Вырубание льда ведет лишь к повторному воспроизведению той же картины. Конечно, эта страница из город­ского быта при всей своей характерности является лишь слабым отражением той борьбы, которая происходит в природе между водою и морозами. Только на свободе обнаруживается все неистов­ство этой борьбы. Так называемые наледи приоткрывают те внут­ренние силы, с помощью которых вода и мороз отстаивают каждый свои права.

Течет река. Если ее русло пролегает в каменном ложе, то, оче­видно, ни в почве ее берегов, ни под ее дном нет никаких подземных потоков. Вся вода вмещается в русле реки. Но если берега и грунт дна слоясены из почв, проницаемых для воды, то оказывается, что и под рекою и в ее долине струятся подземные воды, составляющие как бы дополнительную часть реки. Поэтому речные наледи могут образоваться в зимнюю пору как на самой реке, так и во всей ее прибрежной полосе, составляющей долину реки. Что же касается возникновения и строения наледей, то схема их формирования будет наиболее понятной, если ограничиться рассмотрением только тех наледей, которые образуются на самой реке.

Предположим, что в течение всей зимы река обеспечена доста­точным питанием, и вода поступает в нее непрерывно. Допустим далее, что под самым дном залегает вечная мерзлота. Крепнут морозы. Все толще становится лед на реке. Наконец, он начинает давить на воду. Прежнее количество воды должно протекать в мень­шем поперечном сечении реки. А приостановиться течение не может, потому что из верховьев поступают новые массы воды. Но вот еще лютее стали морозы, лед все нарастает, все больше ограничивая сечение реки. Тогда вода начинает давить во все стороны, чтобы раздать сжимающие ее теснины. Она повышает свой напор.

Прежде всего вода попытается размыть дно. Но там — вечная мерзлота. Она — как гранит. Имеется и другой выход. Из боковых откосов русла просачиваются в реку подземные источники. Вода из реки может подняться по ним, разрядив тем самым напряжение в самой реке. И действительно, этот резерв будет использован даже и в том случае, если подземные источники круто спускаются в реку и, следовательно, для обратного движения по ним воде придется взбираться кверху. Давление воды в реке настолько велико, что иногда она может подняться по этим боковым проходам на очень высокий берег и там пробиться наружу, разлившись по береговым откосам. Она может также проточить себе ходы и прямо в почве, независимо от существующих там источников. Но если закрыты все эти пути? Ведь могут же замерзнуть и грунтовые воды, превратив почву в сплошной камень.

Тогда ничего другого не остается, как только надавить па лед, перекрывающий реку с поверхности. В таком случае проще всего найти выход в спайке между льдом и берегом. Меньше вероятия встретить готовую трещину на льду. Но в обоих случаях картина развития наледи будет одинаковая. Весь излишек воды под напо­ром выступит из реки и разольется по поверхности льда: найден предохранительный клапан. Вода разлилась и застыла. Но в сту­деную зиму лед продолжает утолщаться, а в соответствии с этим уменьшается поперечное сечение реки. Тогда изливаются на поверх­ность все новые массы воды. Когда река не имеет никаких выходов, кроме созданного ею предохранительного клапана, возможен и такой вариант, при котором лед будет все утолщаться, наращиваясь вниз, а вытесняемая вода будет выступать наружу и замерзать наверху, пока, наконец, вся вода не перейдет постепенно из реки на поверхность. Тогда река окажется промерзшей до дна, но с пере­мещением горизонтов воды: все нижние слои воды окажутся навер­ху, а верхние слои опустятся на дно.

Этот разряд энергии через готовые трешины и береговые прога­лины все еще носит спокойный характер. Но дело разрешается не так благополучно, если лед наглухо сковал реку, не обнаруживая никаких слабых мест и плотно примыкая к берегам. Тогда все силь­нее давит вода снизу на ледяной свод. Приподнять эту громаду •она не в состоянии, остается только воспользоваться пластичностью льда. Податливость льда незначительна, но зато давящие силы очень велики. Если во льду нет отдельных слабых мест, и его тол­щина равномерна, то, очевидно, он должен прежде всего податься на том участке, где напор воды наиболее значителен. Здесь, очевидно, и завяжется решительная борьба между водою и льдом. Подсчет ло­мающей энергии и энергии сопротивления мог бы показать, закон­чится ли эта борьба усмирением воды или нарушением целости льда. В последнем случае лед начинает приподниматься в каком- нибудь одном месте, вспучиваясь в виде бугра, который разрастается иногда до размеров большого кургана. Затем на вершине этого вздутия образуется трещина, куда под сильным напором и изли­вается вода.

Многое в этих курганах напоминает действующий вулкан. Там тоже из кратера вырывается лава, устилая сначала склоны самого вулкана, а затем разливаясь по окрестности. Когда же минует первая, наиболее бурная стадия извержения, вулкан затихает, но не бездействует. Кратер еще наполнен лавой, которая «дышит», то приподнимая, то опуская свой уровень. Когда вновь накопится внутреннее напряжение, лава снова будет извержена. Ту же кар­тину воспроизводит и ледяной курган на реке. Бурно хлынувшая вода наслаивает на его откосах новые толщи льда, благодаря чему он разрастается и по диаметру, и в высоту. Но, несмотря на морозы, «кратер» кургана часто остается открытым и в нем подобно лаве «дышит» вода. Ее разливы иногда захватывают огромные площади, и если река лежит в низких берегах, то и прибрежные долины по­крываются водной гладью. Зрелище вообще необычайное. Поло­водье по льдам и снегам среди зимнего пейзажа! Вода «кипит». Над ней — туманы, как над горячими источниками. Издали виден этот клубящийся пар. До поры до времени вода не сдается. Но здесь уже никакое сопротивление немыслимо. В конце концов она пре­вращается в лед. А затем разливаются новые массы воды, и слой за слоем наращиваются пласты льда. Так образуются наледи. Зани­маемые ими площади захватывают тогда до 100 км2, как это и было отмечено при исследовании наледей на дороге из Колымска в Якутск.

25

Рис. 25. Тающая летом наледь в Приамурье

Весною обрадовавшиеся на льду больших рек курганы и насло­ившиеся вокруг них толщи льда уносятся вниз по течению вместе с ледоходом. Но лед, отложившийся в долинах рек, еще долг» остается лежать, доживая до разгара лета, а иногда задерживаясь и др следующей,зимы. И опять необычайная картина. Вокруг — летний пейзаж. Жаркие дни, зеленеющие леса, пение птиц, — вся полнота возродившейся и бурно утверждающейся жизни. Контраст велик. Ликующая, вся в звуках и красках природа, и тут же ледя­ные пласты с мертвящим дыханием и безлистные деревья, не про­будившиеся по весне из-за окружающего их льда (рис. 25).

Но для образование наледей не обязательно присутствие реки Они могут образоваться даже и в долинах рек вполне самостоятельно, независимо от режима самой реки. Так называемые грунтовые наледи возникают исключительно вследствие борьбы грунтовых вод с почвенной мерзлотою. Исходное положение остается неизменным. Грунтовые воды сжимаются в теснинах и ищут выхода. Снизу – вечная мерзлота, сверху — вое глубже и глубже промерзающий поверхностный слой почвы. Поперечное сечение, в котором разме­щаются воды, становится все ограниченнее. Пополняются ли эти запасы грунтовых вод каким-нибудь притоком со стороны. Весьма вероятно, что в некоторых местах почвенные воды питаются подземными источниками. В таком случае драматическая завязка становится еще более грозной, ибо и одним почвенным водам тесно среди мерзлых слоев, а тут еще нарастает подпор притекающих источников. Но этот случай можно исключить. Достаточно и имею­щихся почвенных вод, даже и независимо от того, находятся ли они в жидком состоянии или в виде «плывунов». Все сильнее сжи­маемые сверху слоем зимнего промерзания, они ищут выхода внизу, но встречают вечную мерзлоту. А тиски все сжимаются. Иногда случается, что в некоторых местах поверхностное промерзание смыкается с вечной мерзлотой. Тогда находящаяся в почве вода оказывается в замкнутом пространстве. Давление, и без того уже высокое, еще более возрастает. Сконструированный В. Г. Петровым прибор для измерения давления внутри наледей определил силу этого давления в 52 атмосферы. Наблюдения производились над одним курганом в районе Амурско-Якутской магистрали. Эта первая попытка измерить давление, быть может, и не вправе претен­довать на точность, но она дает представление о действующих силах.

Не выдержав давления, почва вспучивается, образуя сначала бугорок, а затем и курган. Трещина наверху конуса, хлынувшая вода, наводнение по снежным пространствам, наращивание ледя­ных толщ — все, как и в речных наледях, но с захватом меньших площадей. Бугры редко достигают высоты 7—8 м, обычно они ниже. Самое возникновение и размеры наледей зависят от степени суро­вости зимы, на долю которой выпадает работа но промораживанию верхнего слоя почвы. Чем он толще и чем быстрее возрастает его мощность, тем эффектнее результаты. Но морозам противодействует снежный покров, отогревающий почву. Если он лег ранней зимой и достиг значительной толщины, то почвы промерзнут на умерен- ную^глубину, благодаря чему грунтовые воды будут располагать некоторым простором. Но чем позже лег снег и чем его меньше, тем многочисленнее и напряженнее наледи. А их деятельность при­нимает иногда очень опасные формы, как это видно из следующего, заимствованного у В. Г. Петрова описания.

На 124-м километре Амурско-Якутской автодорожной маги­страли образовались в зиму 1928 г. шесть наледных курганов. Второй из них, считая с юга, сильно вздрагивал и трещал 27 марта. Он не был очень велик по своим размерам — всего 4 м в высоту и 30 м в диаметре. В 5 часов утра на следующий день последовал взрыв. Курган взорвался, разбросав по сторонам глыбы льда, размеры которых достигали 19 м в длину, 5 м в ширину и 2 м в тол­щину. Пять самых больших глыб весили в общей сложности 453 т. Их и разметало в разные стороны, а затем они были отнесены пото­ком хлынувшей из кургана воды более чем на 120 м по долине р. Онон (рис. 26). Ледяные глыбы «сострогали» в несколько секунд небольшой мост, который был расположен против взорвавшегося кургана. От моста остались лишь жалкие обрывки вмерзших в зем­лю бревен, на которые и надвинулась большая глыба льда. Момент взрыва сопровождался сильным звуком, напоминавшим пушечный выстрел. С грохотом неслись в потоке воды льдины различных размеров. Вода разлилась

Рис. 26. Глыбы льда после взрыва наледного кургана.

Рис. 26. Глыбы льда после взрыва наледного кургана.

полосой в 76 м ширины и в б км длины. Наледь занимала площадь 36.260 м2; мощность льда достигала 2 м и больше Но дело не в площади, а в разрушительной силе. Если бы в момент взрыва проходили по мосту обозы или . грузовики, их гибель была бы неминуема. И, конечно, разлившаяся вода •«кипела» и туманилась, ибо стояли морозы в 30—40°. Все сковано льдом, земля не выдерживает стужи и дает трещины, а водная стихия буйствует, как весной в половодье. И, как всегда после катаст­рофы, наступило затишье. Всего час-два, не больше, продолжалось неистовство. Памятью о нем остались только глыбы льда, обрывки моста, «приутюженные» кусты и царапины на коре больших деревьев, задетых ледянйми глыбами (рис. 27). Предохранительный клапан был найден или, точнее говоря, создан, и тогда разрядилось на­пряжение. В случае, если бы оно вновь наросло, кратер кургана обеспечил бы выход излишней воды.

Анализируя этот случай, необходимо прежде всего установить, что курган образовался в долине, залегающей между высокими горами с крутыми склонами. По этим склонам с большой стреми­тельностью сбегает несколько ключей, которые благодаря своему быстрому течению долго не замерзают. Следовательно, к месту кургана был постоянный приток воды, в силу чего еще больше воз­растало напряжение грунтовых вод. Вечная мерзлота залегает в до­лине всего на глубине 60 см, и, следовательно, для имевшейся в поч­ве и непрерывно притекавшей воды оставалось лишь самое неболь­шое пространство. Но все же такой взрыв вряд ли мог быть результатом одного сжатия, воды. Для этого понадобились какие-нибудь добавочные силы.

В поисках правдоподобного объяснения этого взрыва не был забыт и ручеек, сбегавший с гор и нагнетавший воду под значи­тельным давлением. Это ничего, что ручеек невелик. Известен опыт Паскаля, когда в бочку была вставлена тонкая, но очень вы­сокая трубка, которая затем была наполнена водой. Как известно, бочка разорвалась, хотя ничтожное поперечное сечение трубки и не‘.обещало такого неимоверного напряжения. Ручеек, сбегающий с горы, мог бы сыграть роль такой тонкой и высокой трубки. В этом именно смысле и объясняет одна из гипотез взрывную силу кургана. Но если бы даже эта гипотеза и оказалась истинной, что представ­ляется далеко не бесспорным, то она относилась бы лишь к данному частному случаю, когда вмешался ручеек. Между тем, взрывы, быть может, и несколько меньшей силы, происходят и при застой­ных почвенных водах, лишенных какого-либо питания со стороны. Причины возникающих в грунтовых водах высоких напряжений не вскрываются полностью даже и схемой, приведенной для объяс­нения речных наледей. Не подлежит сомнению, что и в речных наледях действуют еще какие-то добавочные силы, кроме механи­чески сжатой воды.

Рис. 27. Взрыв кургана на р. Онон. Ледяная глыба длиной 7 м. Вдали видны другие глыбы.

Рис. 27. Взрыв кургана на р. Онон. Ледяная глыба длиной 7 м. Вдали видны другие глыбы.

Решение может быть найдено, если принять во внимание, что в происходящих процессах .сама вода не остается безучастной. Она не просто сжимается, обнаруживая одни лишь силы упругости,’ но вполне определенно реагирует на низкие температуры. Замер­зая, она расширяется, а при таких условиях, как известно, ее разрывная сила может преодолеть не только лед, но и толстые металлические оковы. Включение этой энергии в процессы обра­зования взрыва наледей позволило выдвинуть новую научную ги­потезу, намеченную первоначально в общих чертах несколькими учеными, а затем получившую математическое обоснование в рабо­тах М. И. Сумгина. Эти исследователи признают наличие напря­жений в грунтах при сжатии воды между поверхностной мерзлотой и вечномерзлым слоем, но присоединяют сюда и гидростатические силы, возникающие в грунтах под влиянием низких температур. Очевидно, эти силы принимают участие и в формировании наледей.

Воібше объяснение образования наледей одним лишь механи­ческим сжатием воды страдает заведомой неполнотой. Деятельное участие самой воды объясняет многое в нарастании энергии наледей. Но если принять во внимание свойства воды, то первоначальная схема возникновения и действия наледей должна еще более расши­риться. Как известно, вода обладает способностью переохлаждаться. В таком состоянии она может оставаться в жидком виде даже и тогда, когда ее температура опускается ниже нуля, т. е. ниже точки замерзания. Правда, это происходит лишь в исключительных слу­чаях, но все же происходит. Достаточно такую воду встряхнуть или бросить в нее какую-либо ничтожную песчинку, чтобы вся она мгновенно превратилась в лед. Сразу реализуется тот холод, который был накоплен в воде, но в силу каких-то причин не вызы­вал ее замерзания. Но мгновенное превращение воды в лед сопро­вождается столь же мгновенным расширением ее объема. Здесь, уже нельзя удивляться любой взрывной силе, а следовательно., нельзя отрицать возможности любых катастроф. Весь вопрос в ко­личестве переохлажденной воды.

Когда М. И. Сумгин высказал догадку, что и в наледях может образоваться переохлажденная вода, он основывался на одной катастрофе, которую никто не мог предвидеть и которая многое объяснила. Произошла она на ст. Уруша Забайкальской железной дороги.

Проходившие поезда, имевшие в своем составе вагоны-рестораны и вагоны-холодильники, нужно было снабжать льдом, который обычно вырабатывался следующим образом. На поверхности земли был установлен сколоченный из досок огромный ящик, имевший в длину 30 м, в ширину 10 м и в вышину 6 м. В нем и замораживали воду, получая таким образом запасы льда и на весь летний сезон. Для сбережения льда приходилось только прикрывать его сверху каким-нибудь теплоизолирующим материалом. Это бесхитростное сооружение прекрасно действовало в течение зимы 1930/31 г., обес­печив запасы льда на все теплые месяцы. Но в следующую же зиму произошла катастрофа. В этом году, в отличие от прошлого, нали­вали воду не тонкими слоями, быстро замерзавшими, а сразу на­полнили весь ящик, обледенив предварительно его внутренние стены. Примерно в конце февраля ночью взорвался весь огромный ледяной монолит. Сначала раздался звук, подобный сильному пу­шечному выстрелу, а затем произошло и разрушение. Ящик весь был разнесен. Глыбы льда объемом по нескольку кубических метров были отброшены на расстояние 20—30 м, а мелкие куски отнесены еще дальше, причем ими была завалена часть железнодорожных путей. При ближайшем исследовании этого явления внутри ледя­ного монолита было найдено довольно значительное по объему жид­кое ядро.

Очевидно, сама же вода и произвела взрыв. Но что с нею произо­шло? Возможны два объяснения. Проще всего допустить, что силь­ными морозами сразу схватило воду с поверхности. Это вызвало очень сильное давление на внутреннее, незамерзшее ядро. При таких условиях взрыв возможен, но, вероятно, он оказался бы менѳѳ разрушительным, чем был в действительности. В таком слу-. чае второе из двух объяснений приобретает особое значение: оно допускает образование переохлажденной воды внутри ледяного монолита.

Рис. 28. Торфяной бугор недалеко от Туруханска.

Рис. 28. Торфяной бугор недалеко от Туруханска.

Это тем более вероятно, что высокое давление, оказываемое на воду льдом, и полный покой, в каком она находилась, являются условиями, с&особствующими ее переохлаждению. Неизвестно, какая причина вызвала мгновенное превращение переохлажден­ной воды в лед, но это могло бы произойти от любого пустяка. До­статочно было легкого вздрагивания почвы, хотя бы от проходив­шего мимо поезда, чтобы вода, достигшая известной степени пере­охлаждения, мгновенно превратилась в лед. Это уже не постепенное замерзание с равномерно возрастающим давлением, а внезапное проявление всей силы давления — взрыв. В таком случае вполне понятен этот разнесенный в щепки ящик, и нет ничего загадочного в первоисточнике тех сил, которые метали по сторонам большие льдины. Переохлаждением воды возможно объяснить и форми­рование наледей. Тогда стали бы еще более понятными и эти вспу­чивания мощного ледяного покрова на реках, и всхолмления мерзлых почв, и взрывы курганов, и состроганные мосты, и приутюженные кустарники. На все это хватит взрывной энергии.

Причудливы ландшафты в районах вечной мерзлоты, но не сразу можно подумать, что очень часто их слагают те же силы, которые действуют и в наледях. Вся всхолмленная буграми тундра представ­ляет собою оригинальное зрелище. Повсюду бугры высотою до 8 м, имеющие в основании 6 — 30 м (рис. 28). В низовьях Енисея встре­чаются пространства, усеянные огромными буграми, среди которых разбросаны зеркала бесчисленных озер. Эти бугры встречаются и во многих других районах вечной мерзлоты. Своеобразные всхол­мления, так называемые «булгуняхи», характерны для многих районов Якутской республики. Они обладают способностью расти, достигая высоты 10 —16 м, а в отдельных случаях до 40 м (рис. 29).

 

Рис. 29. Булгунях близ Якутска.

Рис. 29. Булгунях близ Якутска.

Э. Толь наблюдал их на Новосибирских островах. Сложившаяся среди северного населения легенда говорит, что эти высокие холмы служили основой для гнезда исполинской двуголовой птицы. На Дальнем Востоке особенно распространены мелкие бугры до 0.76 м высоты, получившие название «могильников».

Наконец, необходимо упомянуть и о так называемых «пятнах- медальонах», которые представляют собою обнаженные от расти­тельности небольшие площадки, вкрапленные в покрытую расти­тельностью тундру*. Эти обнаженные площадки слегка приподняты над поверхностью земли, благодаря чему они выделяются даже и среди окружающей их растительности.

Все это—различные формы вспучивания грунта. Основной при­чиной образования бугров является здесь напряжение в замерзаю­щих грунтах. Летом торфяные бугры дают в вертикальном разрезе следующую картину: сначала торф, уже успевший оттаять на лет­нем тепле; затем — мерзлый торф; еще глубже — мерзлый грунт и, наконец, ледяное ядро. Здесь и внешние очертания и «анатомия» нутра повторяют типичные признаки наледей.

В многообразных формах, тогда самых неожиданных, воспроиз­водятся в районах вечной мерзлоты наледи. Они могут возникнуть повсюду, даже в городах. Так, по сообщению из Свердловска, там наблюдалась наледь на улице Народной Воли. По глине сочился слабый поток воды. В одном месте он промерз, и поток выступил наружу, образуя наледь на улице большого города.

Есть и еще одна форма наледей, возникающая и развивающаяся по самой простой схеме. Здесь есть чем любоваться, но не над чем размышлять. С крутой скалы или с берегового откоса текут струйки воды,, выбиваясь из грунта. Под влиянием мо­роза эти жалкие ручейки приобретают вид мощного во­допада. Вытекли струйки и замерзли, прикрыв ледяным пологом всю стену скалы или берегового откоса. Но струйки продолжают непрерывно выбиваться. На первый слой льда наращиваются новые слои и получается ледяной каскад. С течением времени и с помощью морозов может таким путем накопиться ве­личественный водопад, кото­рый на прозаическом языке называется наледью, некото­рыми же именуется ледопа­дом, хотя это слово и не со­ответствует действительности.

Рис. 30. Ледопад, или висячая наледь,

Рис. 30. Ледопад, или висячая наледь,

П. И. Колосков так опи­сывает подобные наледи на  береговых горах Гилюя: «Ве­личавые по своей грандиозности и красоте ледяные каскады ниспа­дают в Гилюй с высоты каменных громад. Кажется, мощный водо­пад по воле какого-то чародея сразу замер, да таки остался. Кажет­ся, лучший резец скульптора не мог бы так изваять водопад. Иллю­зия усиливается еще тем, что, со всех сторон облекаемый тонкими струйками воды, он окутан паром и курится. Только ничем не нарушаемая тишина говорит, что это — не полная мощи живая струя, а окаменелое создание мертвящей природы» (рис. 30).

Да, необычайны и причудливы ландшафты в районах вечной мерзлоты. И трудно сказать, увлекают ли больше самые картины — эти разливы вод среди зимы, сокрушительные взрывы курганов, соро­каметровые бугры, чередующиеся на тундре со тожеством озер, и, наконец, эти созданные морозом водопады — или более глубоко- захватывает постижение тех внутренних сил и напряжений, кото­рые образуют все эти необычайные картины.

ГЛАВА VI

Богатства Севера. — Разведывательные работы. — Деформация домов и -сооружений в районах вечной мерзлоты.—Дорожное строительство.— Причины образования наледей на дорогах. — «Мерзлотные пояса» как мера борьбы с наледями. —.Железнодорожное строительство. — Пучины на по­лотне железных дорог. — Особенности водоснабжения. — Значение паро­возов с конденсаторами в районах вечной мерзлоты. — Промышленность. — Угольные шахты в мерзлых грунтах. — Золотая промышленность. — Оттаи­вание мерзлых почв. — Гидравлическая разработка пород. — Драги. — Их работа на мерзлых почвах. — Необходимость согласованного развития промышленности и сельского хозяйства.

Север не обманул. Легенды, повествовавшие об его богатствах, допустили только одну вольность. Как и всякая сказка, сулящая мгновенное обогащение, они пренебрегли необходимостью затраты труда на добывание имеющихся сокровищ.

Север очень богат. И не всегда правильно общее впечатление, что он оскудевает по мере приближения к полюсу. Это отчасти со­ответствует действительности, если иметь в виду живую жизнь. Но его недра вовсе не характеризуются той же последовательностью угасания. Далеко на Север заходят богатства, которые для совре­менной техники имеют огромное значение. Но и золота больше всего именно на Севере. Кто же не слыхал о знаменитых золотых при­исках Клондайка, Нома и Фербэнкса, расположенных на Аляске (Америка) и притом как раз в районах вечной мерзлоты? Доста­точно вспомнить Джека Лондона, чтобы золото и Крайний Север были в нашем представлении неотделимы друг от друга.

Север еще не обследован. Известны только отдельные точки. Пространства необъятны, а «густота» населения, — если самое слово «густота» здесь вообще применимо, — измеряется следующими циф­рами: Якутская АССР, превосходящая по своей площади всю Евро­пейскую часть Союза, имеет примерно 300 тысяч жителей, или в среднем одного человека на 10—12 км2. Это значит, что там имеется еще много таких пространств, которые пустуют, совершенно лишен­ные населения. Расстояние между двумя населенными пунктами в несколько сот километров — обычное явление. Для сопоставле­ния с приведенными цифрами можно отметить, что плотность на­селения УССР достигает в среднем 60 человек на 1 км2, в цент­ральном земледельческом районе 40—60; в северо-западном 20—40 и в северном земледельческом районе Европейской части СССР (не считая Крайнего Севера) 5—10 человек на 1 км2.

Мы располагаем только намеками, позволяющими догадываться о богатствах Севера, Не подлежит сомнению, что по мере его изу­чения он предстанет как богатейшая часть мира, с которой не под оилу будет тягаться самым прославленным районам добывающей промышленности. В то время как они с такой интенсивностью раз­рабатываются, вся огромная территория Северной Сибири почти еще не тронута. С каждым новым обследованием она будет обнару­живать свои богатства, тогда как для стран Старого и Нового Света каждый новый день будет знаменовать все возрастающее опусто­шение недр.

В области вечной мерзлоты разрабатываются многочисленные месторождения золота в районах Енисейском, Ленском, Алданском, Амурском, Колымском. В этой области расположены крупные и мелкие угленосные бассейны: Тунгусский, Иркутский, Вилюйский, Нижне-Ленский, на р. Колыме, в Забайкалье, на Амуре. Изве­стны давно месторождения серебра, свинца, цинка в Забайкалье и в Верхоянском хребте; открыты новые месторождения олова, молибдена, сурьмы, висмута и других редких руд, а также нефти.

Однако вечная мерзлота сковывает недра. Нужно ее преодолеть раньше, чем начать что-нибудь добывать. К тому же разработкам должна быть предпослана разведка. Здесь и завязывается первая схватка с вечной мерзлотой. Подобно скалистому грунту, она требует особых методов бурения. Иногда и при самом предусмотри­тельном ведении работ штанги бура скручиваются, муфты лопаются, ложка бура застревает в земле. Но кроме твердости имеются еще и другие затруднения. Когда буровой инструмент при работе нагре­вается, то окружающая его мерзлота оттаивает, а вследствие этого порода теряет способность раздробляться, становясь вязкой и тем самым значительно понижая производительность рабрты. При неко­торой, даже и недолгой приостановке бурения оттаявшая сква­жина вновь схватывается морозом, вследствие чего инструмент примерзает к земле. В одной из скважин так и погибла колонковая труба, в наконечнике которой были вправлены 8 алмазов. [12] Всего на 10—15 минут отвлекся персонал, озабоченный случайной оста­новкой мотора, и этого было достаточно, чтэбы бур примерз «вмерт­вую».

Когда в буровых скважинах появляется грунтовая вода, то она замерзает, закупоривая самые скважины. Промывание скважин связано с тем же риском замерзания. Применение соленой воды, замерзающей, как известно, при более низких температурах, пре­дохраняло от аварий, но разрушительно влияло на железо инстру­мента и насоса. Термометры, погруженные в вечную мерзлоту, не всегда выдерживают это испытание, особенно на больших глуби­нах. Когда на многих пунктах Амурской железной дороги были орга­низованы наблюдения над почвенной температурой на глубине 8 м, то вечная мерзлота дала себя знать. От деформаций в почве эбонитовые трубки иногда гнулись, что влекло за собою приоста­новку наблюдений, иногда же совсем ломались.

Все это можно преодолеть, но лишь в борьбе, ибо вечная мерзлота требует предусмотрительности и упорства. И если вслед за разведкой приступить с помощью обычных приемов к разработке разведанных недр, то нужно быть готовым к новым неожиданностям. Раньше, чем начать добычу, нужно, чтобы пришли люди, а где лю­ди — там должно быть и жилище. И, конечно, в этих районах не обойтись дощатым бараком. В постройках облегченного типа жить невозможно из-за морозов. В описаниях путешествий начала прош­лого века уделялось внимание причинам, препятствовавшим рас­пространению оконных стекол в Якутии и в самом Якутске. Не один раз пробовали вставлять оконные стекла, но в очень сильные морозы они лопались. Потому-то и вставляли зимой в оконные рамы пластины льда в 16—20 см толщины, а летом натягивали на рамы бы­чачьи пузыри. Но Ф. Врангель упоминает, что когда он был в Ко­лыме и там ударили морозы свыше 40°, то лопались и ледяные пла­стины. В настоящее время оконные стекла вошли в обиход, но и при их заделке нужно считаться с морозами.[13]

По мере развития добывающей и обрабатывающей промышлен­ности увеличивается число вновь отстраиваемых домов и сооружений. Здесь в первую очередь и дает о себе знать вечная мерзлота. Уста­новленный на твердом грунте дом не остается неподвижным, а из­меняет свое положение и трещит, как бы предупреждая о возможной катастрофе. Он опускается то одной, то другой своей стороной.. Не заставляют себя долго ждать результаты. Осыпается штукатурка, защемляются косяки дверей, и тогда нет ни входа, ни выхода; образуются просветы в срубе, ветер и мороз наполняют жилье, и дом перестает быть защитой.

Исследования показывают, что«динамическое действие при дефор­мации здания производится не теми почвами, которые заключены в центре здания, а преимущественно почвами наружными, на кото­рые опираются стены, не имеющие особого фундамента. Дом стоит как бы на краях мерзлой чаши. Как только эта чаша начинает таять, края ее распластываются, и дом, лишенный опоры, начинает дефор­мироваться. Что дело обстоит именно так, подтверждается, между прочим, и тем фактом, что печь, стоявшая в одном из таких домов, не следовала за деформацией стен. Не она отходила от стен, а стены отходили от нее. Она находилась, повидимому, вне влияния окру­жающих ее деформационных перемещений» (В. Г. Петров).

Очевидно, эти перемещения дома связаны с теми изменениями, которые происходят в вечной мерзлоте, главным образом с ее оттаи­ванием. Давление стен и теплота, проникающая из дома, не про­ходят бесследно для вечной мерзлоты. Конечно, возможно изоли­ровать внутренность дома от почвы с целью не допустить тепло­обмена между ними, но все же тепло будет проникать вниз, к вечной мерзлоте. Для экспедиции к устью Лены (1881—1885 гг.) был вы­строен дом. Интересны произведенные наблюдения над температурой внутри дома: на высоте человеческого роста -(-17° Ц, на рас­стоянии 30 см от пола +4°, на самом полу вода замерзала, несмотря даже на то, что полы были двойные, и промежуток между ними был засыпан песком, а самый пол покрывался войлоком, поверх кото­рого настилались ковры (Н. Д. Юргенс). Кажется, более тщатель­ной изоляции и придумать нельзя, но по температурам видно, что тепло уходило, и теплообмен не мог быть приостановлен.

На опытной станции Могоча (Забайкальской ж. д.) был построен в 1925 г. каменный дом. Казалось, все было предусмотрено, чтобы избежать причуд вечной мерзлоты. Под фундамент здания подве­дена железобетонная плита. Однако в течение первого же года зда­ние дало трещины во всех четырех углах. Классическим примером разрушительного действия вечной мерзлоты могут служить Читин­ские железнодорожные мастерские, построенные в 1896—1898 гг. Первые признаки деформации появились в них в 1901 г.: трещины, изгибы стен, просадка карнизов. Часть мастерских пришлось пере­строить. Где было возможно, произведен ремонт. Но в таких слу­чаях ремонтировать — значит сыпать деньги на ветер (рис, 31).

Одна неожиданность следует за другой. В одном из домов по­селка Стрелка жили служащие. В зиму 1928 г. в морозную ночь проступила на поверхность почвы вода. Мороз не замедлил ее ско­вать. В результате двери дома оказались наглухо запечатанными. Выход из дома прекращен. Запертые в доме люди подняли неисто­вый стук в двери, чтобы дать знать о бедствии проходящим и проезжающим.

Борьба воды и мороза создает еще более неожиданные картины. Перед нами деревянные дома, оставшиеся на время необитаемыми. Поэтому в зимнюю пору их никто не отапливал. Чем же это грози­ло? Вероятно, промерзли стены и покрылись изнутри густым инеем? Но для вечной мерзлоты это было бы слишком просто. В действи­тельности произошло следующее: сначала на полу выступила вода, затем ее уровень поднимался, пока она не хлынула, наконец, из окон и дверей, разливаясь потоками вокруг домов. А так как вода непрестанно прибывала, то потоки изливались на всем протяжении окон и дверей, намерзая и на подоконниках, и на стенах. Водопады изнутри дома — зрелище далеко не обыденное (рис. 32).

По первому впечатлению эти картины кажутся довольно без­отрадными. Самые ничтожные, иногда почти неуловимые причины вызывают беспокойные реакции со стороны вечной мерзлоты, и в результате — разрушение. Но это обязывает только к познанию вечной мерзлоты, не давая вместе с тем никаких поводов считать ее непреодолимым препятствием на пути строительства. За последние годы сделано многое. В нашем распоряжении уже имеются средства для предупреждения тех разрушительных последствий, которые были бы неизбежны при неосмотрительном обращении с вечной мерзлотой. В известной степени мы можем ею управлять, пользуясь ее отзывчивостью на каждое воздействие. В частности, даже и такое «стихийное» явление, как наледи, может быть подчинено разумной воле и, следовательно, обезврежено. Но для этого нужно прежде всего всесторонне изучить самое явление.

31Кое-что из приведенных картин нам знакомо. Вода, выступаю­щая под напором на поверхность земли, тщетная борьба жителей Якутска с нарастающим в подвалах льдом — все это уже подгото­вило мысль к пониманию таких фактов, как запечатанные дома и хлынувшие из окон водопады. Однако причудливость подобных явлений должна получить какое-либо объяснение. Это объяснение будет само собою найдено при рассмотрении тех странностей, кото­рые происходят на грунтовых дорогах в районе вечной мерзлоты. Тогда для нас* уже не останется ничего непонятного ни в причинах деформации домов, ни в тех мерах, которые намечаются для борьбы с различными видами наледей.

В течение веков у северных народностей складывался свой взгляд на расстояния. Посетить соседа, находящегося на расстоя­нии 200—300 км, не считается путешествием. Бездорожье не имеет значения: зимой — всюду дорога. Конечно, для этого нужно уметь ориентироваться среди очень однотонного пейзажа, иногда в пургу, которая не дает возможности ничего различить, кроме кружащегося снега. При таких условиях всякий пришлый человек рисковал бы погибнуть. Только уроженец Севера не собьется с пути, руководству­ясь какими-то почти неразличимыми приметами. Пни стоят один как другой, в вывороченных корягах как будто нет никаких осо­бых отметин, но местным уроженцам каждая деталь внятно о чем-то говорит. Они и могут избегать опасностей связанных с бездорожьем. Их способность ориентироваться в местности настолько порази­тельна, что рассказы на эту тему кажутся иногда неправдоподоб­ными, если не сопровождаются каким-нибудь документальным подтверждением.

Но вот и документы. Перед нами две карты Харстанской губы (рис. 33). Одна из них составлена на основании геодезических съе­мок, другая начерчена со слов якута Христофора Горохова. Как видим, между ними нет разницы. Это тем более поразительно, что все географические особенности воспринятого в натуре простран­ства Христофор Горохов должен был представить себе в срав­нительно малом масштабе. Е. Ф. Скворцов, у которого заимство­ваны эти две карты, говорит, что путь Ленско-Колымской экспе­диции (1909 г.) от Св. Носа до Яны был пройден не по имевшимся картам, а по картам, составленным Христофором Гороховым, кото­рый, к слову сказать, был совершенно неграмотен.

32Культура не помирится ни с бездорожьем Севера, ни с господ­ствующими там способами передвижения. Конечно, олени и собаки еще и до сих пор незаменимы, но они уже кончают свою службу. Было бы неблагодарностью не вспомнить их участия в научных экс­педициях. История полярной собаки должна быть составлена как «дань справедливости» к ее трудам. И тем не менее культура не вы­держит ни этой первобытности передвижения, ни мизерной грузо­подъемности оленьих и собачих нарт. Прежде всего восстанет эко­номика, но имеются и другие соображения, побуждающие создавать дорожную сеть в расчете на быстрые передвижения. Рассматривая грунтовые дороги Аляски с точки зрения обороны и подсчитав ту ничтожную скорость движения, которую они позволяют развивать, американский автор Н. М. Дрю писал: «Трудности задач обороны станут ясными, если сказать, что объехать эти дороги по всей тер­ритории можно было бы только в. течение двух лет». Эти расчеты подготовляли постройку на Аляске сети шоссейных дорог, допу­скающих свободное и быстрое движение автотранспорта.

Дороги в районах вечной мерзлоты отличаются многими осо­бенностями. Обследование Енисейской лесотундры с точки зрения дорожного строительства не лишено некоторых интересных данных. Существующие дороги, даже и отличающиеся сравнительно значи­тельным грузооборотом, никак нельзя назвать дорогами. В преде­лах тундры они имеют вид смутно намеченной тропы, которую толь­ко и можно различить по сбитости мохового покрова. Еще живы первобытные «волокуши», и нужно сказать, что при таких дорогах они являются наиболее рациональным средством перевозки грузов. В зимнее время грузы перевозит олень. Каждый из них тянет до 76 кг, что составляет на запряяску из четырех оленей 300—400 кг. Если вес груза превышает эту цифру, то возникают транспортные затруднения. В летнее время олени, как известно, изнуряются и от всей предшествующей зимней работы, и от комаров. В эту пору заботливые хозяева угоняют стада в горы, где нет комаров и мош­кары.

Лошади легче выносят эти невзгоды, но когда оттаивает вечная мерзлота, они проваливаются в трясины. В разжиженные илы и суглинки глубоких ям лошади проваливаются буквально по го­лову, часто срывая вьюки при тщетной попытке самостоятельно подняться, вследствие чего на наиболее трудных участках пути их приходится вытаскивать веревками из трясины. В сущности, единственно надежное время для перевозок — это зима, если она не многоснежная и не слишком метелистая. А в западной части района вечной мерзлоты бывают обильные снега и частые вьюги. Во время сильной пурги не покидают домов в течение двух-трех дней из опасения заблудиться и не найти обратного пути, хотя бы и предстояло отойти всего на несколько шагов от дома. По сообщению В. Власова, наблюдатель метеорологической станции, выходя во время таких бурь на наблюдение, когда сила ветра достигает свыше 40 м в секунду, обвязывается веревкой, чтобы не потерять дороги домой, и на переход 30—40 м тратит полтора часа. Таким образом на вечернее наблюдение расходуется 3 часа. И это при расстоянии всего в 30—40 м! Несмотря на принятые предосторожности, один из наблюдателей (Вержбицкий) был унесен сильным порывом ветра до самой реки, находившейся от станции на расстоянии 160 м. Что же делается на дорогах в такую пургу?

33Конечно, не все дороги имеют такой первобытный характер, и не везде дорога обозначается лишь полосой примятого мха. Вер­ховья Колымы уже соединены прекрасной шоссейной дорогой с портом Охотского моря, а между тем еще недавно об этом районе имелись лишь весьма смутные представления. На Дальнем Востоке также развивается дорожное строительство. Однако и на рациональ­но устроенных шоссейных магистралях и на обыкновенных грун­товых дорогах неизбежны наледи, деформирующие даже и камен­ную одежду шоссе.

Обследование наледей на Амурско-Якутской магистрали дало много интересного материала. Следует заметить, что эта магистраль была сооружена в связи с открытием богатейших золотых россыпей на притоках реки Алдана. По тракту движутся продовольственные грузы, строительные материалы, машины и пр. Нельзя допускать никаких перебоев в движении грузовых потоков. Тем досаднее ока­залась помеха со стороны наледей. На участке Б. Невер—Томмот протяжением 728 км в течение зимы 1927/28 г. образовалось 117 наледей (64 речных и 63 грунтовых) общей площадью 661643 м2.

Самый злокачественный из курганов нам уже известен, но были и другие крупные курганы, вызвавшие на дороге значительные раз­рушения. Некоторые наледи не образовывали курганов, а проявля­лись в виде наплывов льда, толщиною до 2 м, и причиняли много вреда. Такие наледи создают на полотне дороги шишки и косого­ры, постоянно сочащиеся водными ручейками, которые, перемеши­ваясь со снегом, создают оригинальные снежные мокрые трясины. На косогоре возы часто опрокидываются. Возчики, в беседе о наледях, называют проклятием именно эти мелкие препятствия и только вскользь упоминают о больших взорвавшихся наледных курганах, которые обозы обходят большею частью] кружным путем по временно проложенным зимникам.

  Рис. 34. Наледь валила телеграфный столб до половины.


Рис. 34. Наледь валила телеграфный столб до половины.

Грунтовые наледи делают дорогу совершенно непроезжей, так как она загромождается грандиозными наплывными буграми и косогорами, покрывающими иногда телеграфные столбы до половины (рис. 34). Сани, скатываясь с этих бугров, отбрасываются вниз за дорогу, где их ожидают торчащие коряги и пеньки с острыми сучьями и корнями. Наледи всех видов производят деформацию мостов, скашивая их не сразу, но увеличивая из года в год угол скоса (рис. 35). Медленно прогрессирующая деформация в конце концов перекосила мост на р. Макаранда (161-й километр) на 10 гра-. дусов и выпучила его дугой, так что езда по нему стала невозможной и его пришлось разобрать, чтобы построить новый. Иногда мосты оказываются окруженными водой, утрачивая значение переправы (рис. 36).

Но все это — протокол о действии наледей, тогда как важно знать, почему же они в таком изобилии появляются именно на до­рогах, как будто дорога способствует их возникновению. А они не­сомненно тяготеют к полотну дороги и даже следуют за всеми ее. изгибами. В долине р. Онон шесть налѳдных курганов выстроились вдоль дороги, как по нитке. Близ поселка Сосновского расположение наледей в точности воспроизводит все повороты дороги, Очевид­но, дорога пробуждает их к жиэни и держит около себя, обеспечи­вая наиболее благоприятные условия для их развития. Из. опроса местного населения выяснилось, что в некоторых случаях.

наледей вовсе не было, пока не начались земляные работы по про­ведению магистрали. Казалось бы, выяснение этой зависимости не даст никакого облегчения. Однако анализ этой зависимости ока­зался в высшей степени плодотворным. В результате найдены были способыотодвигать наледи в сторону от дороги: стоило только искус­ственно создать на известном расстоянии от дороги те же условия, которые вызывают возникновение на ней наледей, чтобы задача была решена.

При малейших уклонах почвы и при наличии какого-нибудь стока грунтовые воды находятся в движении. Допустим, что мы решили приостановить их поток. Для этого пришлось бы создать под землею какую-нибудь непроницаемую стену, которая приостановила бы течение грунтовых вод. Техника не затруднилась бы привести в исполнение этот замысел. Можно хотя бы вбить в землю сваи вплот­ную одна около другой, создав таким образом подземную плотину для грунтовых вод, и их поток будет приостановлен. Но в районах вечной мерзлоты такие действия, как мы знаем, не проходят безна­казанно. Грунтовая вода будет искать выхода, но перед нею встанет созданная нами стена, а внизу — непроницаемый ледяной экран вечной мерзлоты; в зимнюю пору на нее, кроме того, надавит про­мерзающий сверху слой почвы. На Амурско-Якутской магистрали для воды останется совсем немного простора, так как вечная мерз­лота залегает здесь на глубине всего 1.5 м.

35

Но дорога и является не чем иным, как такого рода плотиной. Сама дорога и вырытые но ее бокам канавы способствуют более глу­бокому промораживанию почвы. Вместе с тем и оттаивание слоя веч­ной мерзлоты под полотном дороги замедляется. Таким образом, непосредственно под самой дорогой начинается непроницаемая для воды преграда. Магистраль дороги и является той линией, где создалась искусственная пробка для грунтовых вод. Теперь пред­ставим себе, что проведены сразу три дороги, идущие параллельно очень близко одна от другой. В таком случае средняя дорога была бы совершенно свободна от всяких наледей. Две подземные пло­тины, в виде двух боковых дорог, оградили бы ее от этой опасности, перехватив и приняв на себя все те наледи, которые возникли бы на ней, если бы она сама явилась причиной приостановки грунтовых вод. Конечно, было бы безрассудно даже и размышлять над соору­жением трех параллельных дорог, но в этом и нет надобности. Создать защитную мерзлотную пробку в некотором отдалении от дороги можно более простыми способами. Сама природа дает ука­зания в этом направлении.

Близ пункта Ороченка дорога спускается по довольно крутому склону. С восточной стороны дороги на расстоянии примерно 15 м 90 проведена канава, направление которой случайно совпадает с на­правлением господствующих здесь западных ветров. Благодаря та­кому совпадению ветер всегда выдувает из канавы снег, обнажая ее дно и обеспечивая тем самым более глубокое промораживание почвы, а следовательно, и возникновение мерзлотной пробки. В резуль­тате — наледи образовывались у канавы и здесь останавливались, тогда как дорога была с этой стороны совершенно свободна от них. Отсюда вывод: имеется возможность перехватить наледи без всяких сложных сооружений, с помощью какого-нибудь промерзающего пояса.

36

Рис. 36. Вода валила дорогу.

Когда Асламов сообщил об этом приехавшему на обследование В. Г. Петрову, то ими были намечены предупредительные меры на тот случай, если грунтовые воды станут обходить дровяную дорож­ку, чтобы восстановить свое течение и вновь проникнуть к маги­страли. На случай такого обхода или прорыва решено было проло­жить новую дорожку наперерез ходу наледи. И действительно, обходное движение грунтовых вод не заставило себя ждать. В конце января Асламов заметил, что они прорываются в сторону, угрожая дороге. Тогда была проложена новая защитная тропа, которая их и перехватила (рис. 37). В результате удалось предупредить воз­никновение наледей на дороге до самого конца зимы, когда уже и сам по себе проходит их сезон. Так была защищена магистраль от всяких повреждений; правильное движение на этом участке ничем не нарушалось, и построенный через реку мост не претерпевал ни­каких деформаций. Очевидно, наблюдательность и творческие за­мыслы везде найдут простор, даже в заброшенной сторожевой будке. А польза была, действительно, огромная.

На основании материалов, полученных при изучении наледей, В. Г. Петров предложил устраивать для защиты дорог так называе­мые «мерзлотные пояса», которые представляют собою подобие мелких канав. К этим канавам не предъявляется требования дре­нировать почву, они должны лишь способствовать ее проморажи­ванию с целью создания мерзлотной пробки. Для этого достаточно на некотором расстоянии от дороги расчистить от растительности и слегка углубить, а затем и прочищать зимой от снега полосу земли в 6 —10 м ширины. Повидимому, эти пояса нужно предохранять в течение лета от оттаивания, чтобы не нарушилась цельность подзем­ной плотины. В противном случае грунтовые воды вновь полу­чили бы возможность прорвать подземную плотину. «Мерзлот­ные пояса» простейшего устройства, очевидно, могут служить за­щитой и от деформации зданий.

Теперь для нас ясны своеобразные условия дорожного строитель­ства в районе вечной мерзлоты. Отсюда же становятся понятными и загадочные явления с «запечатыванием» домов и с водопадами, изливающимися из окон и дверей. Все это разновидности наледей. Разница лишь в том, что место под стенами зданий оказывает наи­меньшее сопротивление для выхода грунтовых вод на поверхность. Достаточно даже не избы, а какой-нибудь ничтожной будки, чтобы нарушилось установившееся в почве равновесие. Какие-то салазки с охапкою дров уплотнили снег, и этого достаточно, чтобы большие курганы выстроились в ряд именно здесь, а не в другом месте.

37Чуткость вечной мерзлоты поразительна. В этом убеждают’ приведенные примеры. Но и они слишком слабо характеризуют те тонкие реакции, на какие способна вечная мерзлота. Даже изба, хотя бы и самая мизерная, даже тропинка, хотя бы и не глубоко­протоптанная, при всем своем ничтожестве оказывают сильное воз­действие вечную мерзлоту. Во дворе одного дома появилась зи­мою вода, которая разлилась, проникнув и в Сарай. Диагноз можно ставить без размышлений, это — наледь! Но по какой причине она возникла? Оказывается, во дворе была брошена пустая бочка, которая стала вверх дном. Обращенная к земле своим открытым концом она даже не прикрывала досками поверхностного слоя почвы. О давлении в данном случае говорить не приходится, а толь­ко о согревании, поскольку вообще дырявая бочка могла принять на себя отепляющую роль. И все-таки вода в ней поднялась и, дойдя до первой щели, залила двор и сарай (рис. 38). По этому поводу В. Г. Петров задается вопросом: «нельзя ли в известных наледных случаях применять «банки*-наледососы для искусственного оттяги­вания наледных вод В тех местах, где это потребуется в интересах дорожного дела? Как бы ни показалось странным применение «ме­дицинских банок» в практике «излечения» дорог от наледей, тем не менее в высказанной мысли как будто бы имеется зерно истины». Но независимо от каких бы то ни было соображений эта бочка должна служить примером тех изумительно тонких реакций, на которые способны почвы и грунтовые воды в районе вечной мер­злоты.

Железнодорожное строительство также должно считаться и с провалами почвы, и с возникновением бугров, и с плывунами, образующимися над мерзлотой, и с деформацией полотна и соору­жений. Известен случай, когда возвышенное место на ст. Могоча, предназначавшееся под железнодорожные пути, оказалось бугром, который стал постепенно понижаться, пока, наконец, не превратил­ся во впадину. Вспучивание путей при эксплоатации железных дорог не редкость. Наибольшее количество пучин возникает в выем­ках; за ними следуют насыпи. По произведенным статистическим подсчетам, образование пучин начинается в ноябре, когда появ­ляется 38% их годового количества, главная же их масса (50%) раз­вивается в декабре и январе. С февраля их появление и развитие резко снижается (7%), почти совершенно затухая к апрелю. Пучины изменяют профиль пути, создавая тем самым опасность для движе­ния поездов. По подсчету Научно-технического комитета НКПС железные дороги Дальнего Востока за все время их существования израсходовали на ремонт зданий и на борьбу с пучинами свыше 50 млн. рублей. Эта сумма в значительной своей части явилась платой за недостаточное изучение вечной мерзлоты в дореволюцион­ное время.

Вечная мерзлота вредна и своим непостоянством. Где был твер­дый как камень грунт, там вдруг земля начинает плыть. Если же оберечь мерзлоту от таяния, то можно было бы безбоязненно воздви­гать на ней любые сооружения. В этом направлении и ведутся ис­следовательские работы, обогатившие строительную практику новы­ми методами борьбы с вечной мерзлотой. Труднее всего на железных дорогах бороться с водой и за воду. В районах вечной мерзлоты избавиться от нее так же трудно, как и ее добыть. Она повсюду, — в наледных буграх, в плывунах, в разливах и просто в почве. Достаточно сказать, что в условиях вечной мерзлоты практика строительства очень часто встречается с влажностью грунтов в 100—200% и более от полной их влагоемкости. Но и при таком изобилии воды наиболее сложной задачей при эксплоатации желез­ных дорог является водоснабжение.

38

Рис. 38. Бочка послужила причиной образования наледи.

В настоящее время проблема водоснабжения в основном решена. Конечно, недостаточно добыть воду, нужно еще передать ее на известное расстояние, прокладывая водопроводные трубы в мерз­лых грунтах и рискуя при этом замораживанием воды. Прежде для защиты труб от холодов устраивали отопляемые галлереи. В настоя­щее время применяется другая система. На Забайкальской и Ус­сурийской железных дорогах трубы укладываются в траншеи на глубину примерно 3 м, где минимальная температура почвы не опу­скается ниже — 3°. Трубу окружают слоем дренирующего грунта.

Конечно, нельзя поручиться, что и впредь она будет действовать без всяких перебоев. Но помощь подошла и с другой стороны. Вновь сконструированный в Союзе паровоз с тендером-конденсатором может пробегать очень большие рас­стояния, не пользуясь по пути водоснабже­нием железнодорож­ных станций. Для района вечной мерз­лоты это имеет огром­ное значение, особен­но для Дальнего Востока.

Паровоз с конден­сатором может совер­шить пробег в 1000 км без пополнения запа­са воды, тогда как обыкновенный товар­ный паровоз требует возобновления запа­сов через каждый 50 — 60 км. При этом обык­новенный паровоз бе­рет при отправлении в рейс 23 т воды, тог­да как паровоз с кон­денсатором довольствуется всего 10 т.

Идея такого паровоза проста: отработанный пар не выпускается на воздух, как у обычных паровозов, а по­ступает в конденсатор, где и превращается в воду, которая затем вновь возвращается в котел.

Для районов вечной мерзлоты с их морозами весьма важно, что вода, полученная в конденсаторе, имеет температуру 90° и, следовательно, для превращения в пар требует меньшего количества топлива, чем вода, забираемая паровозами из станционных водо­качек с температурой, близкой к 0°.

Расчеты показывают, что можно достигнуть сокращения расхода воды в 15—18 раз по сравнению с обыкновенными паровозами.

Развивающаяся промышленность тоже должна считаться с веч­ной мерзлотой, хотя, повидимому, и не встретит с ее стороны сколько- нибудь серьезных препятствий, которые пришлось бы преодолевать ценой исключительных денеясных затрат и чрезмерных усилий.

Неблагоприятен общий фон — суровость климата и огромные, мало населенные пространства, еще не связанные сетью дорог, но эти особенности не обусловлены вечной мерзлотой. Ни пустынность края, ни суровость климата не смутят современную технику, рас­полагающую средствами механизации и методами рационального -строительства. Конечно, добывающая промышленность должна будет спуститься под землю и, следовательно, не избегнет встречи с веч­ной мерзлотой, но в этих встречах будет больше сотрудничества, чем «враждебных столкновений», так как вечная мерзлота не ли­шена и положительных сторон для добывающей промышленности. Исключение составляет едва ли не одна золотая промышленность. Само собою разумеется, что и в других отраслях добывающей про­мышленности потребуются дополнительные условия в таких рабо­тах, как бурение и проведение шахт, но нет основания придавать слишком серьезное значение этим тормозящим влияниям.

39Имеющиеся в районе вечной мерзлоты богатые каменноуголь­ные месторождения могут разрабатываться беспрепятственно, хотя глубина вечной мерзлоты в угленосных районах измеряется значительными величинами. Ее мощность, например, на Шпицбер­гене определяется Хегбомом в 150—200 м. Согласно данным Гриппа, нижняя граница мерзлоты в шахтах Берендсберг и Грин Гарбург расположена на глубине 250 м. Но при работах в подземных шахтах вечная мерзлота оказывается союзником техники. Прежде всего упрощается крепление шахт и штолен бревнами, так как свод веч­ной мерзлоты над разработками является и сам по себе довольно прочным перекрытием; кроме того* вечная мерзлота ослабляет выде­ления столь опасного рудничного газа; наконец, она защищает шахты от подземных вод, за исключением, впрочем, тех случаев, когда в рудники пробиваются ключи. Но борьба с жильной водой, замкнутой в определенных границах, всегда несравненно легче, чем с бесформенной массой напирающих со всех сторон грунтовых вод.

В известных случаях мерзлый уголь обладает свойством рас­сыпаться на мелкие куски, что является результатом воздействия на него вечной мерзлоты. Конечно, раздробившийся на осколки уголь теряет в своей ценности, однако произведенные исследования выяснили, что такое явление, происходящее от пронизывающих уголь тонких прослоек льда, наблюдается лишь в поверхностных пластах и не распространяется на основную толщу породы. Опас­ности от вечной мерзлоты при угольных разработках сказываются лишь на поверхности почвы, а пена ее глубине. На откосах всхол­млений возникают столь распространенные здесь оползни, и притом настолько значительные, что они увлекают за собой и постройки. Ногинский рудник, расположенный на берегу Нижней Тунгуски, начинает испытывать на себе разрушительное действие таких опол­зней, достигающих в отдельных случаях 150 м в длину и 15 м в ширину. Летом 1934 г. наблюдалось 7 плывунных потоков. Как оказалось, причиной их возникновения послужила тропа, проло­женная вверх по склону. Знакомая картина! Уплотнение почвы по этой извивающейся линии, и в результате — подземная пробка, в которую уперлись грунтовые воды.

С добычей золота дело обстоит значительно сложнее. Здесь вечную мерзлоту нужно уничтожить, чтобы приступить к самой до­быче. В противном случае ни кустарные приемы, ни технические усовершенствования не найдут себе применения. Впрочем, техника пришла на помощь золотой промышленности всего лишь несколько десятилетий тому назад, а до тех пор она безучастно стояла в сто­роне, потому что ее и не призывали. Много тысяч лет добывается золото, но стремление захватить его поскорее и побольше настолько ослепляло, что уже не оставалось времени ни для каких размышле­ний. Средневековый алхимик мечтал открыть способ превращения неблагородных металлов в золото; искатель золота надеялся на­пасть на «гнездо» самородков или на богатейшие россыпи, прене­брегая возможностью более скромной добычи. Как свидетельствует Даннеман в своей «Истории естествознания», в XV веке английское правительство издало приказ духовенству и ученым молить бога, чтобы он помог алхимикам открыть способ добывания золота для уплаты государственных долгов. Молитвы имели несомненный успех: началась чеканка монет из алхимического золота. Эти монеты были пущены в обращение и отчасти пошли на уплату государст­венных долгов. Но соседние страны вскоре распознали тайну этой ниспосланной свыше милости: монеты были фальшивые. Впослед­ствии соблазнительному примеру Англии последовал и француз­ский король Карл VII.

При таком нетерпении не было времени задумываться ни над системой добывания золота, ни над усовершенствованием техни­ческих приемов. К тому же и сама природа подсказывала легчай­ший способ добычи. Как известно, рассыпное золото рассеяно в почве золотоносных районов в виде мелких чешуек и зерен. Если по такой золотоносной почве пробежит ручей, образовавшийся хотя бы после выпавшего дождя, то он размоет почву и будет уносить ее по уклону. Тогда и начнется рассортировка ее частиц. Прежде всего осядут на дно самые тяжелые частицы, которым трудно дер­жаться в воде во взвешенном состоянии. Они прежде всего потонут, тогда как более легкие песчинки и взмученный ил будут отнесены дальше и отложатся где-нибудь в нижнем течении ручья. Благодаря такой рассортировке блестки золота собираются вместе и их можно сразу увидеть. Точно так же и река, размывая золотоносные берега, откладывает на своем дне золотые частицы.

Этот указанный природою прием промывки золота прельщал своей простотой. Нужно взять наполненный водою ковш, бросить в него землю и затем взболтать. Недолго приходится ждать, чтобы осело тяжелое золото. Тогда нужно вылить всю мутную воду и соб­рать со дна золотые блестки.

При добывании золота должны быть промыты огромные массы золотоносной почвы. Но как же быть, когда эта почва сцементиро­вана мерзлотой? Задача еще более осложняется тем, что над золо­тоносным пластом залегают бесполезные, не содержащие золота почвы, так называемые «турфы», или, в искаженном произношении, «торфй». Этот бесполезный слой нужно весь снять, чтобы добраться до цели. Если же золотоносный пласт залегает слитком глубоко, на несколько десятков метров от поверхности, то до него доби­раются шахтами и затем ведут выработку пласта под землею, по­давая содержащую золото почву наверх для промывки. При срав­нительно неглубоко залегающем золотоносном пласте наиболее выгодно вести работы открытыми выемками или разрезами. При такой системе получается ряд откосов или стен, откуда и выбирает­ся порода. Разрезы позволяют избежать тех осложнений в работах и тех дополнительных расходов, которые присущи шахтным раз­работкам. Но открытые разрезы не защищены от непогоды и в этом отношении представляют некоторые неудобства для работ.

В данном случае речь идет только о россыпных месторождениях, так как при разработке золотых руд вечная мерзлота не имеет почти никакого значения. Для рудных месторождений техника и, в частно­сти, химическая технология сделала очень много, в отношении же россыпных она ничего специально не создавала, но она приспосо­била к разработке россыпей тот арсенал орудий и механизмов, которые у нее уже имелись, и в этом смысле ее участие в прогрессе золотодобывающей промышленности очень велико. Специальные и притом плодотворные усилия она приложила только к оттаива­нию мерзлых грунтов.

Из имевшихся уже у техники машин и приспособлений было действительно внесено очень многое: буровые инструменты для разведки, взрывчатые вещества, приборы, действующие сжатым воздухом, канатные дороги, мощные водобои для размывки грун­тов, паровые лопаты и, наконец, землечерпалки, переработанные в такое огромное и специально приспособленное сооружение, как драги. Заметные улучшения были внесены и в способы отмывки золота с целью сократить его унос промывными водами. Нам нет надобности останавливатья на всех процессах добывания россып­ного золота, так как нас интересуют лишь особенности добычи в условиях вечной мерзлоты, приобретающие здесь своеобразные черты.

Прежде всего обращает на себя внимание гидравлическая раз­работка золотых россыпей, или так называемая «гидравлика». Идея этого способа разработки очень проста. Если направить на грунты очень сильную струю воды, то будут достигнуты одновре­менно две цели: прежде всего почва будет раздроблена хотя бы одним лишь механическим ударом струи, а затем она превратится в раз­жиженную или даже жидкую массу, что является необходимым условием для промывки золота.

Мощность водобоев зависит от напора воды. Вырывающаяся из них струя достигает иногда такой силы, что смывает крупную галь­ку и камни, которые затем и несутся в потоке. Насадка водобоя, из которой выбивается струя, имеет в диаметре 7—15 см. Напор воды достигает в некоторых случаях 90 м, что позволяет перера­батывать в сезон 70 000 м3 гравия. С помощью гидравлических

98 установок размывается и мерзлая порода, что имеет весьма сущест­венное значение для района вечной мерзлоты. Данные Аляски ука­зывают, что в среднем при слабом напоре воды можно размыть и передвинуть в сутки до 2.5 м3 талой породы и до 1.12 м3 мерзлой при затрате 0.012 м3 воды в минуту.

Эффект применения гидравлических установок в Советском Союзе очень велик. И к настоящему моменту вместо десятка гидрав­лик дореволюционного времени мы располагаем сотней гидравлик с большим количеством мониторов. В первые же годы строительства гидравлик добыча золота в 10 раз превысила добычу довоенного времени.

Другим условием, обеспечившим необычайные успехи золотой промышленности, явилось производство драг на советских заводах. Как уже упоминалось, драга представляет собою не что иное, как землечерпалку, но увеличенную до размеров огромного сооружения, где и установлены все механизмы и вся аппаратура по промывке золота. Подобно землечерпалке драга может работать только в воде, но отсюда не следует, что для нее необходимы озера и реки, хотя она работает иногда и на реках, когда в их русле содержится золо­тоносная порода. Для драги нужна сравнительно небольшая поверх­ность воды в виде маленького пруда, который перемещается вместе с драгой.

Своими черпаками, прикрепленными к бесконечной цепи, драга вынимает находящуюся перед нею золотоносную породу, причем может захватывать грунты и с очень значительных глубин. Для Бодайбинских приисков построена драга с глубиной черпания до 28 м. Черпаки или ковши подают породу внутрь драги, где произ­водится раздробление породы и промывка золота. Для переработки огромного количества подаваемых грунтов требуется затрата соот­ветствующих количеств энергии и воды. Поэтому столь простое слово, как «промывка», не дает никакого представления о слож­ности механизмов и мощности двигателей, обслуживающих произ­водственный сектор драги. В течение суток очень большая драга поглощает и должна пропустить 4500 м3 породы, т. е. примерно 7 000 т. На каждую тонну породы расходуется для промывки зна­чительное количество воды. Одно перемещение этих грузов требует затраты большого количества энергии, не говоря уже о работе ков­шей, которые вынимают породы, и элеватора, выносящего ее в сва­лочное место. Мощность двигателей, обслуживающих драгу, зависит от ее величины и колеблется в пределах 75—575 л. с.

Механизмы и все вообще сооружения драг устанавливаются на плоскодонном металлическом понтоне, который сравнительно неглубоко сидит в воде, отличаясь вместе с тем достаточной подъем­ной силой. Драги перемещаются по воде с помощью якорей, канатов и лебедок: при накручивании каната на лебедку драга подтяги­вается к тому месту берега, где закреплен конец каната. При своем поступательном движении драга вынимает породу, удлиняя таким образом тот котлован, в котором она сама плавает. С удлинением котлована ему следует, казалось бы, обеспечить новый приток воды, чтобы он имел постоянный уровень. Однако, этого вовсе не требует­ся. Отработанная порода откладывается хвостовой частью драги на заднем берегу того прудка, по которому она плывет. Вынутые впереди и отработанные грунты идут на засыпку водоема за драгой, благодаря чему и сам пруд перемещается по мере поступательного движения драги.

В Америке драги работают день и ночь, хотя обычно это не со­ставляет полных суток работы, так как поломки случаются доволь­но часто. На приисках Союза продолжительность их работы колеб­лется в пределах 19—20 часов. При отдаленности места разработок от заводских и культурных центров, вопрос о степени обеспечен­ности драги запасными частями приобретает исключительно важное значение, на что и было обращено внимание при организации соот­ветствующего производства на заводах тяжелой промышленности. Драги дают значительную экономию, так как считается, что себе­стоимость дражного золота на 37% ниже себестоимости золота, добываемого другими способами. К тому же драга с выгодою рабо­тает на тех россыпях, где запас золота очень скуден. Драгу пускают и на те места, которые в свое время были уже отработаны ручным способом.

Правильная организация дражных работ зависит во многом от дорог. Конечно, каждая драга сокращает число рабочих рук и, следовательно, освобождает от необходимости завозить большие запасы продовольствия, но доставка самой драги, весящей до 2000 т, и ее монтаж представляют значительные трудности. В районах веч­ной мерзлоты дражные работы должны считаться и с твердостью грунта. Драги специальной конструкции могут снимать своими ковшами мерзлую почву, для чего требуются мощные двигатели и совсем другие расчеты для работы ковшей. Драги обычной кон­струкции не справились бы с вечной мерзлотой, а потому для их работы нужно предварительно оттаивать почвы. Принимая же во внимание очень высокую производительность драг, приходится под­готовлять для них значительные участки земли. Поэтому и способы оттаивания почв должны быть прежде всего дешевыми.

В прежнее время оттаивание производилось огнем; расходы по оттаиванию этим способом едва ли подсчитывались при обилии имевшихся в ту пору лесов. При отогревании почвы огнем на земле раскладывались костры, и на оттаявшем месте вынималась порода, которая затем и шла на промывку. При шахтных работах оттаива­ние производилось дровами или древесным углем. Зажженные около самого забоя дрова горели всего 3—4 часа, но при этом шахта напол­нялась таким количеством дыма и газов, что ее приходилось венти­лировать в течение 12—14 часов. Самая работа по выемке оттаяв­шей породы продолжалась 4—5 часов, а затем забой вновь заря­жался дровами. Применялись и раскаленные камни.

Все это было очень расточительной тратой времени и труда, не говоря уже о безрассудном расходовании топлива. Было бы, конеч­но, проще всего обнажить от бесполезных «торфов» тот пласт земли, в котором имеется золото, и предоставить солнцу работу по оттаи­ванию породы. Однако прогревание солнечными лучами идет слиш­ком медленно. Поэтому техника должна была разрешить задачу дешевого оттаивания почвы. В частности, на всех приисках Союза огневой способ вытеснен в настоящее время оттаиванием с помощью пара. С этой целью в почву вбиваются полые штанги (трубки) или так называемые «пойнты» длиной 1,25—1,5 м, в которые и поступает пар под давлением 7—10 атм. Пар получается от передвижного локомобильного котла и проходит по системе труб в пойнты. Каж­дый из паровых пойнтов оттаивает породу на 0,5—1 м вокруг своей оси. В процессе оттаивания имеет значение то обстоятельство, что пар проходит не только по внутренности штанги, но омывает ее и с наружной стороны, соприкасаясь таким образом непосредствен­но с мерзлой почвой. Это достигается тем, что в нижнем конце штанги имеются отверстия. Дойдя до нижнего конца, пар, очевидно, будет прорываться наверх между наружной стенкой штанги и поч­вой.

Паровое оттаивание применяется и в Америке, но там за послед­нее время все большее распространение получает оттаивание водой. Применяемые в Америке пойнты как для парового,так и для водяного протаивания достигают иногда длины в 12 м, что связано с риском их деформации. Вода при водяном отогревании поступает в пойнты под давлением в 2—5 атм. Продолжительность оттаивания зависит от температуры воды, расстояния между штангами (пойнтами) и свойств породы. На Аляске водяное оттаивание длится примерно 12 дней при расстановке пойнт на расстоянии 3 м друг от друга. В летнее время оттаивание идет быстрее, чем весной, благодаря более высокой температуре воды. Следует, впрочем, заметить, что применявшееся в некоторых случаях искусственное нагревание воды не оправдывается ни экономическими расчетами, ни даже сколько-нибудь значительным ускорением процесса оттаивания. Опыт выяснил, что и холодная вода, не доведенная, конечно, до очень низких температур, успешно разрушает вечную мерзлоту. Она действует, очевидно, не столько запасами своей теплоты, сколь­ко силой размыва. Находясь под давлением и дойдя до нижнего конца штанги, она, как и пар, вырывается наружу, пробивая себе обратный путь между наружной стенкой трубы и стенкой скважины. Применение холодной воды открыло еще более широкие перспек­тивы дражных работ. Теперь уже можно было подготовлять для драги большие плошади с наименьшими затратами времени и де­нежных средств, благодаря чему в обработку поступили наиболее скудные и истощенные золотые месторождения.

Но существует и еще один способ оттаивания вечной мерзлоты. Здесь действуют соединенными усилиями два ее врага — солнце и вода. Очищенная от торфов порода подвергается сначала действию прямого солнечного нагрева, а затем на всю оттаиваемую плошадь напускается вода. При условии хорошего дренажа работа воды ока­зывается весьма эффективной. Вероятно недалеко то время, когда оттаивание почв будет производиться только с помощью электри­чества. Районы вечной мерзлоты богаты реками, которые могут обеспечить огромные количества энергии. Применение электриче­ства для отепления почв является одной из тех проблем, над которой усиленно работают в Советском Союзе. Это в равной степени необхо- ходимо и для промышленности, и для сельского хозяйства.

Золотодобывающая промышленность, подобно железным доро­гам, может в одно и то же время страдать и от недостатка, и от из­бытка воды. Для разработки заболоченных почв существует един­ственный способ: их промораживают в зимние месяцы, а затем в рабочий сезон оттаивают по частям, каждый раз в пределах отво­димого под работу участка. В случае недостатка воды не остается ничего другого, как провести водопровод, хотя бы и из сравнительно дальних мест. Быть может заслуживает внимания и высказанная в печати мысль о накоплении на лето значительных запасов воды с помощью наледей. Если мы имеем возможность искусственно соз­давать наледи, то не значит ли это, что избыточные грунтовые воды могут быть вытянуты из почвы на поверхность и собраны в водохра­нилища в виде ледяных курганов?

Другие виды добывающей промышленности, если не считать зо­лотой, едва ли встретят в районе вечной мерзлоты сколько-нибудь значительные препятствия для своего развития. Золото требует размельчения породы, и здесь вечная мерзлота противодействует основным работам. При извлечении же других рудных и нерудных ископаемых таких затрудений быть не может. С другой стороны, для золотодобывающей промышленности дорожная сеть не имеет такого большого значения, как для других видов добывающей про­мышленности. Хотя организация золотых приисков и требует до­ставки на место работ значительного количества грузов, но полу­чаемое золото, благодаря своей портативности, не обременяет транспорта, тогда как в других видах добывающей промышлен­ности нужно многое доставить и еще больше вывезти. Уголь и же­лезо дают этому наглядное подтверждение.

Успешное развитие промышленности немыслимо также без соот­ветствующего развития сельского хозяйства. Не подлежит сомнению, что добывающая промышленность вызовет рост обрабатывающей промышленности. Все это потребует продуктов, а следовательно, и крайнего напряжения местных сельскохозяйственных ресурсов.

ГЛАВА VII

Сельское хозяйство. — Расчистка земель из-под леса для пастбищ и пашни.— Пожоги и рубка. — Влияние расчисток на вечную мерзлоту. — Провалы пашен и лугов. — Возделывание сельскохозяйственных культур. — Про­должительность лета в районе вечной мерзлоты. — Климатические условия вегетационного периода. — Возникающий для растений риск сгореть и за­мерзнуть. — Продвижение земледелия на Север.—Успехи сельского хо­зяйства. — Влияние вечной мерзлоты на развитие сельскохозяйственных культур. — Своеобразные требования, предъявляемые к агрономии в районе вечной мерзлоты. — Меры борьбы с суровостью климата и с вредным влия­нием мерзлоты. — Повышение плодородия почв, улучшение лугов, выведе­ние морозоустойчивых сортов. — Искусственное изменение климатических условий сельскохозяйственных угодий.

В районах вечной мерзлоты огонь играл такую исключитель­ную роль,как нигде в других частях земного шара. Нам уже изве­стна чуткость вечной мерзлоты к малейшему изменению теплового режима почвы. Несколько опрокинутых буреломом деревьев уже вызывают таяние мерзлоты и образование на этом месте проваль­ного озера. Что же сказать об огне, который и сам несет высокие температуры и, кроме того, обнажает огромные земельные площади для проникновения в них солнечной энергии и талых вод? Несмотря на малочисленность населения Севера, число пожаров здесь было настолько велико, что имеются целые области, где весь лес носит следы пожара, опустошавшего его по частям в различные времена. Не столько для расчистки пашпи, сколько для расширения пло­щади пастбищ, производились пожоги. Случайные же пожары воз­никали и возникают тем чаще, что нет иного способа борьбы с ко­марами, как только при помощи дыма. Комары в этих местах явля­ются настоящим- бедствием. Нет возможности спать, теряется ап­петит, доходит до пределов нервное возбуждение. Изнуряется скот. Олени несутся стадами к морю, чтобы там на ветру спастись от комаров. При таких условиях облегчение можно найти только в дыму, который отваживает комаров. На пастбищах и около жилья горят дымокуры из мха и сыроватого дерева, так как именно эта комбинация дает наибольшее количество стелющегося дыма. Где есть беспризорный огонь, там всегда вероятен пожар.

40

Рис. 40. Озерко близ с. Бютейдях Мегинского улуса ЯАССР, образовавшееся на месте пашни вследствие таяния погребенного льда.

Нельзя также не отметить и истребления лесов на отопление. Казалось бы, при малочисленном населении подобные расчеты должны быть исключены. Однако, простейшие арифметические вы­кладки указывают, что для отопления юрт пришлось бы в одной лишь Якутии вырубить сплошной рубкой 40 000 га. При правильном лесном хозяйстве для такой рубки нужно располагать эксплоатационной лесной площадью в 6 млн. га, что составляет больше 1/і0 части всех лесных пространств Якутии.

Многообразное и безрассудное истребление лесов значительно сократило занимаемую ими площадь, но их количество все еще на­столько велико, что такому богатству позавидовали бы многие дру­гие государства. В той же Якутии учтенных лесов имеется около 226 млн. га. Лесистость некоторых районов достигает 80% общей площади. Из этого сочетания опустошенных пожаром пространств и почти первобытной лесистости возникали изумительные хозяй­ственные контрасты. Например, в Бодайбинском золотопромышленном районе в дореволюционное время считалось невыгодным раз­рабатывать площади с содержанием золота менее трех золотников в 100 пудах [14] породы вследствие дороговизны необходимого для этого леса, вызванной его истощенностью рубками и пожарами: около одной трети стоимости добытого золота приходилось тратить на добывание лесного материала. А в то же время целый ряд при­исков Дальнего Востока не мог развивать животноводства в силу их чрезмерной лесистости. Сено приходится доставлять за многие де­сятки километров.

В результате предумышленного или происходящего по небрежно­сти истребления лесов значительные изменения должны совершаться и под землею, в толщах вечной мерзлоты. Мы уже знаем, что распад вечной мерзлоты начинается иногда из-за ничтожных толчков, вы­водящих ее из равновесия. С этой точки зрения было бы ошибочно пренебрегать тепловым воздействием самого огня. Но прикоснове­ние огня мимолетно, особенно по сравнению с работой солнца, ко­торое получает беспрепятственный доступ для обогрева освобожден­ных от леса площадей. Результаты этой работы тоже известны. Нас не должно удивлять, если расчищенная пашня по истечении несколь­ких лет даст прогибы в виде впадин, а затем превратится в проваль­ное озеро. Всего 15 лет просуществовала пашня на одном из рас­чищенных участков близ села Бютейдях, а когда миновал этот срок, то на месте пашни было маленькое озеро, в котором водились караси (рис. 40). Столь быстрое преобразование колосящейся нивы в рыбное озеро зависело от залегающих в почве пропластков и линз льда.

41

Рис. 41. Озеро Оксобутях, образовавшееся на месте пашни вследствие таяния погребенного льда.

Появившееся на расчищенной из-под леса плошади провальное озеро не всегда остается неизменным. Вода из озера может уйти, прорвавшись в трещины или в размывы берегов, и тогда образуется котловина, поросшая травою и представляющая собою не что иное, как расположенный во впадине луг. Случается также, что образо­вавшееся озеро затягивается болотной зеленью, поверх которой может отложиться и слой приносимых ветрами и водою земляных наносов. В таком случае на месте озера тоже образуется луг, при­годный и для пастбищ, и для сенокосов. 1

С освобождением земель из-под леса создаются условия для рас­ширения площади пашни. Нов некоторых районах климат служит помехой развитию земледелия, а вечная мерзлота требует от агро­номии своеобразных приемов обработки почв и возделывания расте­ний. Суровая зима при незначительном снежном покрове препят­ствует возделыванию озимых хлебов. Это — явление не повсемест­ное, и к тому же с ним возможна борьба, но все же с ним нужно считаться. В районе вечной мерзлоты выпадает мало снега, за исключением северо-западного района и побережья морей и океа­нов. Особенно опасны для растительности зимние ветры, которые несут твердые частицы и, ударяя ими о поверхность земли, уни­чтожают растительный покров, а иногда разрушают и уносят с со­бою почвенный слой. Это наблюдается главным образом на Крайнем Севере, в тех районах, где при малоснежных зимах господствуют сильные ветры. Что же касается огромного центрального массива района вечной мерзлоты, то он расположен в области высокого барометрического давления с малым количеством ветров. Здесь неподвижный холодный воздух застаивается в низинах, которые поэтому и отличаются более низкими температурами, чем всхолмления и горные отроги. Но во всех частях района суровость зимы дает о себе знать сельскому хозяйству в многообразных формах, начиная от промерзания почв и кончая теми трещинами, которые изрезывают землю при лютых стужах, разрывая корни возделы­ваемых растений и обнажая глубины почвы для действия морозов.

Как бы в возмещение зимних холодов лето отличается иногда крайним зноем, сжигающим посевы. На Камчатской опытной стан­ции высокие температуры на поверхности почвы в конце мая и в

В районах вечной мерзлоты, вероятно, немыслимы такие неожидан­ности, какие наблюдались с зарастающими озерами в условиях тоже очень сурового северного климата, но среди талых почв. В Карелии, в двух местах б. Повенецкого уезда (вс. Тайчицах и около б. Лексинского скита), население ловило рыбу прямо на лугах. Вблизи нет ни рек, ни озер, но недостатка в рыбе не бывает. Во время сенокоса, когда наступает время готовить обед, кто-нибудь из косцов отходит в сторону, пробивает колом отверстие в земле и спускает туда удочку. Рыбы — рволю («Землеведение», кн. 1, 1894). Очевид­но, в данном случае озеро затянулось сверху болотной растительностью и наносами вемли, сохранив под этим сводом достаточные запасы воды.

июне вызывают ожоги хлебных всходов позднего посева. На «по­люсе холода», в Верхоянске, летний максимум доходит до 34.2°. В Якутске с его зимним минимумом в —64.4° летний максимум достигает 38.8°. Знойное солнце подавляет всякую жизнь. Камни и песок накаляются. Люди предпочитают работать ночью, несмотря на множество комаров. Если такие жары стоят долго, то послед­ствием их являются сухие туманы. Как всегда во время мглы, солнце походит на большой красный диск с расплывчатыми очер­таниями.

Но и при жарком лете продолжительность безморозного периода в районе вечной мерзлоты все же очень не велика. Весенние замо­розки продолжаются до средины июня, а первые осенние могут наступить уже в первой декаде августа. Если заморозки августа застают хлеба в стадии молочной спелости, то зерно становится щуплым с плохой всхожестью. На Колыме наблюдаются заморозки и в июле. На Игарке в 1933 г. снег выпал 3 июля, а в 1934 г. в ночь с 30 на 31 августа снегом покрыло поля на 3—4 см. На Камчатской опытной станции безморозный период длился в 1933 г. всего 45 дней. При этом сравнительно высокие суточные температуры еще не га­рантируют безопасности посевов. В 1926 г. в Якутске средняя тем­пература 2 июля была 14.1°. Чего же лучше? Однако минимальный термометр показал за те же сутки 1.4°. Конечно, это очень низкая температура для разгара лета, но и она еще не грозит посевам ги­белью. Все было бы благополучно, если бы не низкая температура на поверхности почвы — почвенный термометр показал минус 1.9° на поверхности почвы. Уже в первых числах августа земледельцы с тревогой ждут инея, который может в несколько часов уничтожить урожай.

В течение недолгого летнего периода посевы подвергаются опас­ности и сгореть и замерзнуть. Низкая влажность воздуха вызывает так называемую «атмосферную засуху», которая сушит хлеба сверху, начиная от верхней части стебля. Сухой воздух отнимает влагу повсюду, где только может, в том числе и от растений. Даже и при влажной почве растение может засохнуть. Когда относитель­ная влажность воздуха падает до 40—30%, растение уже начинает страдать. В районе вечной мерзлоты она падает иногда значительно ниже этой цифры. В июне 1934 г. на Алдане относительная влаж­ность воздуха не превышала в течение шести дней 37—21%. В Даль­невосточном крае относительная влажность падает в дневные часы апреля—мая до 20% и ниже, что соответствует влажности такого засушливого места, как пустыня Сахара в Африке.

Количество осадков, выпадающих в районе вечной мерзлоты, обычно очень невелико. Мало снега и мало дождей. Специальные исследования определяют среднее годовое количество осадков по многим районам вечной мерзлоты в 200 мм, но в некоторых местно­стях годовая цифра осадков падает до 90 мм, как это наблюдается на Крайнем Севере. В Верхоянске выпадает в год 128 мм, на Ко­лыме — 170 мм, в Якутске —187 мм осадков. Для того, чтобы дать представление о ничтожности этих цифр, следует упомянуть, что в Америке считают целесообразным искусственное орошение в тех районах, где среднее годовое количество осадков падает ниже 500—400 мм.

Признаки пустынь и полупустынь характерны для многих обла­стей вечной мерзлоты. На Колыме, в районе Приморья, в течение лета 1935 г. не выпало за весь вегетационный период ни капли дождя. В Якутии бывают годы, когда за июнь выпадает до 3 мм осадков. К этому следует добавить, что и во влажные годы распределение осадков неблагоприятно. Дожди выпадают главным образом в период созревания и уборки хлебов.

Может ли земледелие при таком климате получить сколько- нибудь значительное развитие? В прежнее время преобладали от­рицательные ответы на этот вопрос. Как мы уже знаем, первыми скептиками, обнаружившими полное неверие в самую возможность земледелия в районе вечной мерзлоты, были якутские воеводы. Но в то время, как они «отписывали» в Москву, что хлебной пашни в здешних местах «не чаять» (1640—1643 гг.), на заимке Ерофея Ха­барова, который в 1632 г. обосновался на Куте и обзавелся «своим пожитишком», убирался уже не первый урожай. Если стать на путь отрицаний, то не трудно очутиться в положении якутских воевод, чье «предвидение» привело к великому их посрамлению. При отри­цаниях ссылались обычно и на распад уже возникших на Севере земледельческих хозяйств. Так было на Таймыре, где к 1912г. исчезли последние посевы зерновых культур. Но мы уже знаем, что Север требует системы и упорства, чего не было в прежние времена.

Далеко ли продвинется земледелие на Север и достигнет ли оно значительного развития в тех районах, где оно теперь существует лишь ценой незаурядного напряжения? Наука, лишь недавно вступившая на Север, уже многое приобрела и на основании накоп­ленного опыта уже многое дала. По первому впечатлению климат кажется безотрадным, но на самом поле, в пределах культурных площадей, его можно изменять. Достигнутые в этом направлении успехи уже дают представление об открывающихся перспективах. Рост земледелия на Севере настолько стремителен, что самые све­жие статистические данные о площади посевов и северных пределах продвижения сельского хозяйства становятся устаревшими на про­тяжении одного года. За последнее десятилетие посевная площадь на Крайнем Севере увеличилась с 53 000 до 338 000 га. Уже имеются сведения о небольших посевах овощей и картофеля в Аксарке, Новом порту, Хальмер-Саде и Ныде, расположенных почти на 68° северной широты. Игарка, расположенная на 67° 27′ северной ши­роты и отличающаяся очень суровым климатом, обеспечивает но только себя выращенными в полевых условиях репой и брюквой, но и снабжает ими команды морских пароходов.

Кроме климата, распространение сельскохозяйственных куль­тур на Севере зависит также и от вечной мерзлоты. Ее влияние на растения нельзя считать достаточно выясненным. Много мнений, но слишком мало цифр. Согласно одному из крайних взглядов, вечной мерзлоте только и обязано земледелие своим существованием. Экран вечной мерзлоты служит преградой для проникновения дождевой воды в подпочвенные глубины, благодаря чему влага все время сох­раняется в непосредственной близости к корням растений. При засушливом климате Севера это, конечно, имеет большое значение. Кроме того, и сама вечная мерзлота, оттаивая в течение всего лета, восполняет запасы влаги в почве. Среди специалистов преобладает мнение, что «наличие постоянного мерзлого слоя представляет пре­красный механизм не только для сбережения весенней и летней дождевой воды в почве, по и для длительной консервации ее, начи­ная уже с периода осенних дождей. Глубоко протаявшая и пересох­шая к концу лета почва почти полностью впитывает в себя все коли­чество воды, получающейся от осенних дождей. Как только она на­сытится водою, наступают морозы и быстро превращают весь этот водный запас в ледяные кристаллы, распределяющиеся между частичками почвы. На следующее лето, при постоянном от­таивании более глубоких горизонтов, этот водный запас освобож­дается и путем капиллярного поднятия поступает в пользование растительности, являясь, таким образом, источником воды в продол­жение всего лета. Не будь этого источника воды в почве, вся Лено- Вилюйская равнина при ничтожном количестве годовых и, в осо­бенности, летних осадков превратилась бы в безводную пустыню и ни о какой земледельческой культуре нельзя было бы и мечтать». [15]Следует отметить, что и в отчете опытной станции Аляски вечная мерзлота рассматривается как «резервуар влаги».

Но кроме сбережения почвенной влаги вечная мерзлота должна оказывать непосредственное влияние на корневую систему растений своими низкими температурами. Наблюдения показывают, что корни растений, еще не доходя до вечной мерзлоты, уже реагируют на низ­кую температуру и разбегаются в стороны, распластываясь в гори­зонтальном направлении. Это, конечно, тем больше ограничивает их распространение, чем ближе к поверхности почвы находится уровень вечной мерзлоты. Глубина же оттаивания почвы колеблется в очень широких пределах. К концу августа в Якутии можно найти места, оттаявшие всего на 20—30 см, но в отдельных местах глу­бина оттаивания достигает 2.25 м.

Холод вечной мерзлоты подавляет деятельность корней, вслед­ствие чего замедляется их работа по подаче влаги к надземным частям растений. Здесь и может сказаться в очень острых формах несоответствие между летним зноем и низкими температурами около корней. В жаркий день и, особенно, при низкой относительной влажности воздуха растение усиленно испаряет воду, требуя от корней самой энергичной работы по подаче воды. Но низкие тем­пературы мерзлоты подавляют их деятельность. Тогда нарушается соответствие между приходом и расходом воды. Почва может быть насыщена водой, но растение сохнет. Нагнетательный насос действует слишком замедленно.

Нельзя, конечно, отрицать влияния вечной мерзлоты на сохра­нение почвенной влаги. Даже больше того, вечная мерзлота способ­ствует усиленной конденсации (сгущению) водяных паров из воз­духа. Конденсация происходит и в нормальных почвах, не подсти­лаемых мерзлотой, но низкая температура вечной мерзлоты как бы притягивает парообразную воду, заставляя ее перемещаться в нижние слои почвы.

Способствуя сохранению почвенной влаги, вечная мерзлота приносит пользу сельскому хозяйству, но, конечно, у нее имеется и много теневых сторон. Когда у накопившейся в почве воды нет естественного стока, происходит заболачивание земельных пло­щадей. Обработка таких почв требует особых навыков и техни­ческих приемов. Иначе почва будет прилипать к обрабатывающим орудиям. Когда на приисках копают такие почвы, то работают сменными лопатами: одна лопата — на костре, другая — в работе. К сильно разогретому железу разжиженная глина не прилипает, но железо сравнительно быстро стынет при соприкосновении с хо­лодными почвами. При сменных лопатах нет надобности терять время на нагрев. Уже самая необходимость этих ухищрений показывает, что плуг непригоден для обработки таких полужидких почв.

Но и на луговых плошадях, где нет надобности каждый год взме­тывать землю, вечная мерзлота создает хозяйству большую помеху для механизации работ. Бугры и кочки являются здесь одним из величайших бедствий. Трава на заболоченных землях отличается низким качеством, но все же при раннем покосе и при машинной уборке она могла бы дать хозяйству сносное и недорогое сено. Однако всякая попытка механизировать уборку терпит неудачу. Зубцы ножей сенокосилки впиваются в первую же кочку. Большие просторы гибнут бесполезно, а между тем дальнейшее развитие про­мышленности неразрывно связано с развитием животноводства, которое, в свою очередь, всецело зависит от кормовой базы. При уничтожении же кочек не только устраняются препятствия к меха­низации работ, но и значительно повышается урожай трав.

В заболоченных почвах содержится избыточное количество кис­лот, вредно влияющих на растение. С этим явлением столкнулись опытные станции и нашего Севера, и Америки, с успехом применяв­шие известкование кислых почв. Для сельского хозяйства не без­различен и тот факт, что в районе вечной мерзлоты жизнь почвен­ных бактерий оказывается подавленной. Имеющие столь важное значение для плодородия почв азотособирающие бактерии совер­шенно отсутствуют на целине и появляются лишь на старопахотных почвах. Отсюда следует, что даже и простейшая культура почв способствует развитию в них бактериальной жизни. Но, кроме того, возможна и искусственная прививка бактерий к почвам.

Нам нет надобности подробно останавливаться на тех агроно­мических мероприятиях, которые обычно применяются для исправ­ления почв и предотвращения угроз со стороны сурового климата. Следует лишь отметить, что в районы вечной мерзлоты нельзя просто переносить тот агрономический опыт, который накоплен в нормаль­но ных почвенных условиях. Каждый позаимствованный из этого опыта прием требует переоценки, ибо на каждый из них вечная мерзлота отвечает своей реакцией, подчас совсем неожиданной. Нужно всегда помнить, что всякое воздействие, каким бы слабым оно ни казалось, произведет изменения в вечной мерзлоте, а следовательно, нарушит прежний тепловой и водный баланс почвы. Озеро на месте пашни является картинным выражением тех «провалов», которыми ри­скует агрономия, если она не будет обладать такою-же чуткостью, как и сама вечная мерзлота. Здесь нельзя пренебрегать никакой мелочью. Даже и такой, казалось бы, совершенно безвредный пустяк, как оставшийся на сенокосе в течение зимы стог сена, даже и он изменит рельеф почвы, а следовательно, повлияет на ее режим. Сено защитит почвы от морозов, и на этом месте возникнет западни­ка, которая может послужить началом провала. Места, прикрытые навозом, «растут», вследствие чего возникают причудливые всхолм­ления поля. Это и понятно. Неравномерно разбросанный навоз создает пестроту в дневном обогреве почвы. Где имеются островки навоза, там солнце не проникает в почву, вследствие чего и не от­таивает мерзлота, а на соседних местах, куда не попал навоз, ничто не будет мешать таянию, и эти места будут оседать. По сравнению с ними окажутся приподнятыми и как бы выросшими островки, прикрытые навозом.

Население знает эту подвижность вечной мерзлоты и принимает меры, чтобы оградить свои жилища от провала. При временных отъездах усадебная земля особенно тщательно предохраняется от возможной «ломки». В тех районах, где кочевой образ жизни сме­нился оседлым, еще и до сих пор остались какие-то слабые отзвуки прежних перекочевок. В летнюю пору покидают зимние жилища, чтобы «перекочевать» на «летник». Это нельзя даже рассматривать как перекочевку, ибо летник находится тут же рядом, а сам хозяин посещает каждый день свое зимнее жилье, чтобы проверить сохран­ность сложенных там припасов. Это скорее переезд на дачу, чем былое скитание по необозримым степным просторам. На лето зим­ники прикрываются соломой или каким-нибудь мусором, чтобы предохранить жилой участок земли от протаивания, а следовательно, и от провала. Так же поступают, например, обитатели селения Кой- мары в Тункинском районе, прикрывающие почву у своих домов и построек соломой и навозом.

На вечной мерзлоте отражается и тот сельскохозяйственный «быт», который даже не может быть отнесен к числу агрономичес­ких воздействий. Выпас скота внесет свои изменения и в вечную мерзлоту, и в почву. Агрономия, действующая на талых почвах, не имеет представления о тех условиях, которые могут встретиться в районе вечной мерзлоты. Здесь весенняя вспашка часто произ­водится тогда, когда земля оттаяла всего на глубину поднимаемого пласта, причем борозда блестит на солнце ледяными кристаллами. Сама мерзлота выворочена на поверхность. Когда же настает время жатвы, мерзлая почва оказывается приспустившейся на глубину 2—3 м. Нередки случаи, когда лемехи плуга, взметывая сравнитель­но тонкий пласт земли, скользят по слою мерзлоты, как по камню. И никакие указания на пользу глубокой вспашки здесь не могут помочь, пока не будут осуществлены меры для понижения уровня вечной мерзлоты.

Вопрос об удобрении почв в районе вечной мерзлоты тоже не лишен сложности, хотя путь к его разрешению уже вполне опреде­лился. Залегающие на вечной мерзлоте почвы в большинстве слу­чаев не обладают нужной для земледелия структурой. При обработ­ке они распыляются, а при слеживании образуют сплошной за­твердевший массив. Во время дождей такие почвы сплываются, образуя затем на своей поверхности корку, которая сжимает, как в клещах, шейку растения и не пропускает воздуха для дыхания его корней. Наиболее благоприятным для земледелия считается комко­ватое строение почвы. Самое лучшее, если она состоит из маленьких комочков. При такой структуре почва обладает достаточной скваж­ностью, обеспечивающей свободный доступ воздуха к корням и беспрепятственное проникновение влаги в нижние почвенные гори­зонты. Это предохраняет также поверхность полей от заплывания в сплошную корку.

Навоз обладает необходимыми для растения питательными ве­ществами, и в этом отношении его ценность как удобрения очень высока. Но он почти незаменим благодаря его способности склеивать пылеобразные частицы почвы в маленькие комочки. Отсюда ясно, что от него в значительной степени зависит и успех земледелия в рай­оне вечной мерзлоты. Между тем земледельческое население его почти не применяет* Это — результат отсталости населения, иногда пренебрегающего самыми полезными приемами сельского хозяй­ства. Однако и в специальной литературе можно встретить несколь­ко опасливое отношение к навозному удобрению полей в районе вечной мерзлоты. Некоторые наблюдения указывают, что на унаво­женных землях хлеб вызревает позднее, а при коротком лете каждый день запоздания может оказаться гибельным. Августовский иней грозит захватить задержавшийся хлеб. Это соображение нельзя считать безосновательным, но оно относится только к полям, чрез­мерно унавоженным и потому отличающимся слишком жирной почвой.

Некоторая часть земледельческого населения в районе вечной мерзлоты склонна утверждать, что их земля «навоза не любит». В засуху все сгорает. Зеленая масса развивается на навозе слишком буйно, вследствие чего солома ложится и гниет. Все это верно, но виною здесь не навоз, а неосторожное и неумеренное его приме­нение. Прежде всего ненормален самый способ его внесения в поля. В зимних помещениях скот держат не на подстилке, а следовательно, навоз получается без примеси соломы. Когда его выбирают из-под скота, то просто берут на лопату и выносят во двор, где его сразу же схватывает мороз, превращая в ледяные кирпичи. Эти кирпичи, так называемые «балбахи», вывозятся в конце зимы в поле и раскла­дываются там сплошным слоем, вплотную друг к другу. Немудрено, что на таких полях слишком буйно разрастается зелень, и хлеба 112 «нежатся», как и всегда при слишком обильном удобрении. А когда они «нежатся», это прежде всего значит, что они не спешат с вызре­ванием. В таком случае они действительно рискуют попасть под осенний иней, а их сочные и вытянувшиеся стебли обнаруживают склонность к полеганию. Но здесь вполне применима латинская пословица: «злоупотребление не должно исключать употребления».

Данные всех опытных станций Севера подтверждают исключи­тельное значение навозного удобрения в районе вечной мерзлоты. Урожаи не только повышаются, но и приобретают устойчивость, держась в течение ряда лет примерно на одном и том же уровне. Наряду с улучшением структуры почв навозное удобрение способ­ствует изменению в благоприятную сторону температур того слоя, в котором сосредоточена главная масса корней. При удобрении неко­торых почв навозом в них появляются азотные и нитрифицирующие бактерии. Весьма важно также, что в районе вечной мерзлоты действие навоза отличается большею длительностью, чем на нормаль­ных почвах. Это можно объяснить двумя причинами. На талых поч­вах весенние воды и дожди проходят вниз сквозь почву в глубокие горизонты и уносят с собою, «вымывают» некоторую часть внесен­ных в почву удобрений. Этому «вымыванию» и препятствует непро­ницаемый пласт вечной мерзлоты. Все остается в деятельном слое. Кроме того, и самое разложение навоза в почве идет не так энергично, как в теплых почвах. Согласно данным Улангинского опытного поля, урожай яровой ржи на третий год после внесения навоза все еще превышал урожай неудобренного поля на 80%. За пятилетний период действие навоза выражалось в повышении урожая в среднем на 64%, а в отдельные годы на 144%. Это длитель­ное действие удобрений несомненно нужно отнести к числу преиму­ществ вечной мерзлоты, удерживающей питательные вещества в верхнем почвенном горизонте.

Нам уже известно, какое огромное влияние на промерзание и оттаивание почв имеет снег. При его накоплении на полях промер­зание почв менее глубоко, благодаря чему оттаивание деятельного слоя происходит в более ранние весенние сроки. Однако, если зи­мою снег оберегает почву от морозов, то весною он мешает ее от­таиванию. Поэтому и накопление снега на полях требует известной осмотрительности. Нужно не только его накопить, но и обеспечить его быстрое весеннее таяние. В этом отношении интересно наблюдение, сделанное на Камчатке. Там условия для урожая склады­ваются особенно благоприятно в те годы, когда на снег выпадает пепел вулкана. Тогда снег сходит рано с полей и возможен ран­ний посев, благодаря чему хлеба успевают созреть до наступления губительных осенних заморозков.

Сама природа указывает выход из затруднительного положения. Мы знаем, что если поверхности снега придать темную окраску, то он уже будет не отражать, а поглощать солнечные лучи. Когда корабль Нансена «Фрам» в северно-полярной экспедиции 1893— 1896 гг. застрял во льдах, то команда насыпала на лед золу и уголь­ную пыль в виде дорожки, благодаря чему лед впереди корабля таял. С помощью такого же приема вышел из льдов и корабль «Гаусс», прорывавшийся в 1901—1903 гг. к южному полюсу. И в сельском хозяйстве, особенно при современной технике, не соста­вило бы труда развеять перед весною по посевным площадям пере­молотый шлак или пепел. С помощью такого приема удалось бы из­влечь всю пользу из снегонакопления, предотвратив в то же время риск позднего таяния снегов.

Совещание при Всесоюзной академии с.-х. наук имени В. И. Ле­нина установило, что сельскохозяйственное производство Край­него Севера уже и теперь отстает от развития промышленности. Конечно, трудно сказать, какую из отраслей сельского хозяйства нужно выдвинуть на первый план. Как отдельные колеса в системе зубчатых колес, основные отрасли хозяйства находятся в зависимо­сти друг от друга. Все — во взаимном сцеплении и все одинаково важно. Продукты полеводства и животноводства составляют основу, но разве овощи не необходимы при распространенной на Севере цынге? Поэтому поставленные на очередь задачи охватывают и освоение новых земель под полевые культуры, и повышение произ­водительности лугов, и орошение засушливых районов, и осушение заболоченных пространств, и развитие овощного и садового хо­зяйств, и все это — при условии неослабного и общего наступле- ния на самые крайние северные широты.

Едва ли есть надобность упоминать о значении дорожной сети для сельского хозяйства. Без транспортной связи с промышлен­ными районами сельское хозяйство могло бы обслужить лишь окрестное население, не достигнув важнейшей из поставленных перед пим задач.

При малочисленности населения в районах вечной мерзлоты вопросы механизации сельского хозяйства и дорожного строитель- ства приобретают исключительное значение. Предстоит создать трактор, не увязающий в болотистых почвах, для чего он должен оказывать минимальное давление на почвы, не превышающее, по расчетам специалистов, десятых долей килограмма па 1 см 2. Канавокопатели для осушения болот с погребенным лесом и корче­вальные машины должны обеспечить освоение новых земель (рис.42). Для расширения кормовой базы ничто не могло бы принести такой пользы, как удачно сконструированная машина для срезания кочек. Работами Пиканского опытного поля (ДВК) установлено, что на лугу со срезанными кочками мерзлота уходит вглубь на 84—95 см. тогда как на кочковатом лугу она держится на глубине 53—65 см. Урожай сена при срезывании кочек и укатывании луга повышается до 3.5—4 т на гектар.

Одновременно с воздействием на почву идет работа и с самими культурными растениями. Опыты с яровизацией и различными приемами закалки растений дали и в районе вечной мерзлоты по­ложительные результаты. Чаще же всего оказывается необходимым преобразовать культурные растения с целью закрепить в самом их организме такие свойства, как выносливость к климату и спо­собность развивать корневую систему применительно к условиям вечной мерзлоты. Но не всегда привозные культурные сорта выдер­живают этот путь преобразования. В таких случаях местные сорта и представители дикой растительности используются, как весьма ценный материал, для культуры. Отчет Пиканского опытного поля отмечает, что первогодние посевы культурного клевера начинают цвести в нашем Приамурье лишь в последних числах июля и в пер­вых числах августа, тогда как местный клевер цветет в конце июня.

42Причиной зимостойкости местных сортов ржи Якутская опытная станция считает строение корневой системы. «Весною, когда расте­ния начинают оживать, корневая система пришлых сортов]’еще находится в мерзлом слое почвы, в то время как корневая система местных сортов, имея корешки у самой поверхности почвы, вскоре после схода снега начинает функционировать».

Неисчерпаемой по богатству самых разнообразных растений нущно считать нашу Уссурийскую область, где среди диких заро­слей встречается виноград, выдерживающий морозы в 60—65°, и другие представители южной флоры, приспособившиеся к самым лютым стужам. При соответствующей переработке весь этот мате­риал может культивироваться, преодолевая и суровость климата и многообразные препятствия, с которыми встречается растение на вечномерзлых почвах. Широкие перспективы отрывают также «помеси» культурных и диких растений. Эти помеси (гибриды) сочетают выносливость диких и ценные особенности культурных растений. Наиболее упорная и систематическая работа в этом на­правлении ведется в Советском Союзе. Известно, с какой последо­вательностью проводятся у нас работы с гибридами, которые исп( тываются и применяются не только на опытных делянках, но и широких масштабах на полях крупных хозяйств — колхозов и сов­хозов.

Наряду с воздействием на почву и на растение, возможно еще внести поправки и в самый климат. Конечно, было бы утопично по­сягать на атмосферу, пытаясь повысить ее температуры, но климат самого поля можно изменить. Этот «малый» климат, или так назы­ваемый «микроклимат», может иногда обеспечить все необходимые условия для развития и вызревания растения. Южный склон холма, обращенный к солнцу и защищенный от непосредственного действия холодного ветра, будет отличаться от окружающих равнин и всех других склонов более благоприятным климатом. Достаточно ограды из мелкой лесной поросли, чтобы стало возможным выращивание таких культур, которые на открытом месте были бы обречены на гибель. Среди низкорослого березняка или просто под защитой травы возделываются на Игарке те овощи, которые обычно погибают в открытом грунте. По долинам реки Лены возможны на полях только яровые хлеба, но среди лесных расчисток население успешно возделывает озимые хлеба, которые не подвергаются действию инея благодаря защите окружающего леса.

Очевидно, микроклимат можно искусственно видоизменять. Полосы искусственного лесного насаждения послужат защитой от суховеев или от холодных ветров; обращенная к югу каменная стена будет в известной степени обладать преимуществами южного склона. Но возможны и более простые меры для изменения микроклимата. Путем механической обработки почвы нетрудно приподнять на поле гребни. Этого достаточно, чтобы получить различные температуры на поверхности гребней и на дне впадинок. Данные опытов на Игарке показали, что растение, расположенное на гребне, может спастись от опасных заморозков. Так, 31 июля в ложбинках между гребнями температура поверхности почвы упала до минус 2.5°, тогда как на гребне она была всего минус 0.2°. Еще более резкая разница наблюдалась 4 августа, когда на гребне было минус 0.2°, а в ложбинках минус 3.6°.

Микроклимат отличается на Севере той же чуткостью, что и веч­ная мерзлота. Чем суровее климат, тем нагляднее сказывается вся­кая защита поля от неблагоприятных условий. К тому же борьба агротехники с климатом сводится на Севере к уменьшению влияния тех температур, которые могут оказаться роковыми для растения. Очень часто вопрос сводится не к улучшению, а к спасению жизни растения. Когда температура колеблется около нуля, угрожая даль­нейшим понижением, то задержать ее хотя бы на нуле — значит спасти урожай. Конечно, и на Юге термометр покажет разницу тем­ператур меясду гребнем и ложбиной: на гребне — теплее, в ложби­не — менее тепло и весь вопрос сводится к тому, где «лучше» и где «хуже», но это различие не имеет решающего значения. Иное дело на Севере, когда в июле на гребне минус 0.2°, а в ложбине минус 2.6°. Здесь уже десятые доли градуса могут решить участь посевов. Отсюда ясно, что нигде борьба за улучшение микрокли­мата не может дать такого исключительного эффекта, как на Севе­ре, и главным образом в районе вечной мерзлоты, где участь расте­ний зависит не только от атмосферных условий, но и от ледяного горизонта почвы. А этот горизонт, как мы уже знаем, отзывается на всякое изменение микроклимата.

Значение микроклимата наглядно иллюстрируется следующим фактом: на опытной станции Бомнак (Дальний Восток), располо­женной на 54°43′ северной широты, был выделен участок, назван­ный «Полтавской губернией». Это был южный склон. На нем дей­ствительно возделывались огурцы и помидоры, вызревавшие гораздо раньше, чем на смежном, отстоящем всего метрах в ста, ровном участке. Чуткость микроклимата к агротехническим прие­мам может быть подтверждена довольно обширным материалом, в том числе и данными той же опытной станции Бомнак. Два участка, расположенные на расстоянии 140 м друг от друга, отличаются тем, что один из них представляет собой целину, а другой — паро­вое поле. Эта разница в состоянии поверхностей почвы определила и температуру нижних слоев воздуха. В данном случае, как и всегда на Севере, улучшение микроклимата сказалось на тех температурах, которые являлись угрожающими для растений. Результаты были следующие: в первую декаду сентября на целине отмечено 7 дней с заморозками, причем общая сумма минимальных температур была равна минус 24.3°, тогда как на пару наблюдалось в течение того же времени только два заморозка с общей суммой минимальных температур минус 2.4°. Эту разницу можно считать огромной, если помнить, что борьба идет вокруг смертельных для растения температур.

Приведенных данных достаточно, чтобы формулировать весьма важный вывод. Неблагоприятные метеорологические показания еще не позволяют заключать о непригодности тех или иных районов для сельского хозяйства. Решающее слово остается за агрометеороло­гией, которая имеет возможность изменять микроклимат и тем самым создавать благоприятные для сельскохозяйственной культуры усло­вия даже и в безнадежных в климатическом отношении областях. Нигде агрометеорология не нашла бы себе такого плодотворного применения, как в районе вечной мерзлоты. Метеорология, дающая общую характеристику района, должна сочетаться с агротехникой, как средством изменения климата сельскохозяйственных угодий. Прямым следствием такого сочетания явится воздействие на вечную мерзлоту.

Широкое применение агрометеорологии в районе вечной мерзло­ты принесет еще и побочную пользу. Весь материал по изучению жиз­ни почв, исследованию их теплового баланса, их водного режима, картины их промерзания и оттаивания, причин их вспучиваний и провалов и, наконец, многообразных изменений, выражающихся в колебаниях уровня вечной мерзлоты, может быть использован и в дорожном строительстве. Две цели достигаются одновременно. Но, в сущности, это — одна цель, ибо сельское хозяйство без се дорог имело бы слитком узкие перспективы. Значение дорог, как известно, еще более возрастает на Дальнем Востоке.

Все дальше на Север продвигается сельское хозяйство, преодо­левая и суровость климата, и вечную мерзлоту. Разумная воля под­чиняет себе природные стихии. И прежде всего нужно решить, вести ли нам наши работы в направлении ликвидации вечной мерзлоты или в направлении ее сохранения?

Внятного ответа еще нет, ибо имеющиеся материалы сравни­тельно скудны, но можно с уверенностью сказать, что при незначи­тельном количестве осадков, выпадающих в районе вечной мерзлоты, было бы слишком рискованно убирать тот водонепроницаемый слой мерзлоты, который удерживает влагу в пахотном горизонте. Пови- димому, задача должна быть сведена к увеличению мощности дея­тельного слоя и к его более раннему оттаиванию в весеннюю пору. Иначе говоря, нужно защитить почвы от глубокого промерзания и опустить уровень вечной мерзлоты в том случае, когда она зале­гает слишком близко к поверхности. Разрешение этих задач в наших руках. И если судить по тем данным, которыми в настоящее время располагает наука, то со стороны сельского хозяйства и не может быть предъявлено к вечной мерзлоте никаких других требований, кроме понижения ее уровня. Но вечная мерзлота и сама не остается неизменной. Есть основание полагать, что она убывает.

Подводя итог тем данным, которые характеризуют сельское хозяйство в районе вечной мерзлоты, мы должны признать, что, хотя сельское хозяйство Севера и претерпевает известные ограни- ѵенгя со стороны климата, но все же открывающиеся перед ним перспективы очень широки. На это указывает сама жизнь. Сельско­хозяйственные культуры уже водворились в тех широтах, которые еще не так давно считались совершенно непригодными для земле­делия. При этом нельзя забывать, что агротехнические работы на Севере только начались. Но и эти первые шаги уже свидетельствуют о многом. Север повернулся своей новой гранью. Его суровость была известна давно, но его чуткость к агротехническим приемам обнаружилась только теперь. С его суровостью связывалось пред­ставление о его неподатливости. Он действительно суров, но если он, как чуткий инструмент, отзывчив на малейшее прикосновение, то он уступит разумной управляющей воле. Своеобразны должны быть способы воздействия и обширен опыт, но впереди нас ждут победы.

ГЛАВА VIII

Убывание (деградация) вечной мерзлоты. — Уход ее в глубину. — Климат и вечная мерзлота в далеком прошлом и в настоящее время. — Наблюдения и аналитические исследования. — Ненормальное распределение температур и пластах вечной мерзлоты как показатель ее деградации. — Причины дегра­дации.— Исчезновение вечной мерзлоты. — Значение деградации вечной мерзлоты для целей строительства. — Управление приходом и расходом тепла на сельскохозяйственных угодьях. — Возможное накопление тепла в почвах. — Влияние искусственно измененного теплооборота на вечную мерзлоту.

Предложенная М. И. Сумгиным в 1931 г. гипотеза об убывании (деградации) вечной мерзлоты основывалась на отдельных наблю- дениях и, главным образом, на его анализе температур в пласте вечной мерзлоты на опытной станции Сковородино (Дальневосточ­ный край). Из общеизвестных фактов, подтверждающих деградацию вечной мерзлоты, можно указать на провальные озера, которые уже и теперь поражают своей многочисленностью и все еще продолжают возникать. Затем следует упомянуть и о тех случаях, когда вечная мерзлота залегает глубоко под поверхностью земли. Можно с уве­ренностью сказать, что ее первоначальное положение было иным. Под влиянием каких бы причин опа пи возникала, трудно допустить, чтобы она зародилась в почвенных глубинах вне всякой связи с ат­мосферными явлениями и вне зависимости от перемен, происходив­ших на поверхности земли. Более правдоподобным кажется, что этот глубокий слой мерзлоты не всегда был расположен так глу­боко, как теперь, а залегал близко от поверхности и лишь впослед­ствии ушел вглубь.

Повидимому, потеплением климата можно было бы объяснить этот уход вечной мерзлоты. Но эволюция климата растягивается иа многие тысячелетия, тогда как наши систематические наблюде­ния охватывают лишь десятки и в лучшем случае сотню лет. При таких условиях вековые перемены климата как будто не вмещаются в наш ограниченный кругозор. Однако сохранившиеся в земле остатки далекого прошлого могут свидетельствовать и о климате былых времен. Это не дает цифр, но дает картины, которые могут быть сопоставлены с картинами современного климата земли. Най­денные в Нижнеудинской пещере остатки песца свидетельствуют, что в далеком прошлом климат Нижнеудинска был более суровым, чем теперь. Как обитатель самого крайнего Севера, песец не при­мирился бы с современным, слишком для него мягким климатом Нижнеудинска. Вероятно, так это и было. Климат стал теплее, и песец перекочевал в более северные широты, а его оставшиеся кости свидетельствуют о прошлых температурах Нижнеудинска.

Но и термометр может кое-что уловить. При сопоставлении мно­голетних метеорологических данных удалось установить, что за период 1877—1909 г.г. в Барнауле и Нерчинском заводе произошло потепление по сравнению с периодом 1838—1877 гг. в среднем на 0.6° в год. Конечно, не слишком велика эта цифра, но в распоряже­нии климата имеются тысячелетия, а потому в результате накопле­ния даже самых ничтожных величин может произойти существен­ная перемена. Однако эти десятые доли градуса еще не дают права на обобщения. Может быть в данном случае мы имеем дело с периоди­ческими колебаниями климата, а не с его эволюцией. В этом отно­шении несравненно более надежными представляются те выводы, которые могут быть получены из исследования температур вечной мерзлоты.

На станции Сковородино, как и во всем прилегающем к ней райо­не, залегает мощный пласт вечной мерзлоты. Начнем измерять его температуры. Они должны воспроизвести ту же закономерную кривую, которая нам уже знакома хотя бы по Шергинской шахте. Начиная с известной глубины, температуры должны возрастать. Мерзлота будет отстаивать свои права, но чем глубже, тем все силь­нее будет сказываться влияние повышенных температур, проби­вающихся из горячих недр земли. Но, как оказывается, показания почвенных термометров на ст. Сковородино путают все наши пред­ставления о распределении температур в толще вечной мерзлоты. Не входя в тонкости этих показаний, можно установить, что сред­няя внутренняя часть пласта неожиданно оказалась наиболее холодной. Закономерность нарушена. В Шергинской шахте темпе­ратура вечной мерзлоты начинает повышаться уже с глубины 2.13 м. То же самое наблюдалось и в Манганской шахте. Подобного рода повышения температур только и могут быть признаны нормаль­ными. На станции же Сковородино правильное понижение темпе­ратуры идет до такой значительной глубины, как 28 м, и лишь затем наступает перелом в сторону повышения температур (рис. 43). Пласт вечной мерзлоты в Сковородине кончается на глубине 60 м, где и пролегает его нижняя граница. Дальше уже идет талая земля. На этой пограничной линии температура вечной мерзлоты не изме­рялась, но в этом и нет никакой надобности. На той линии, где вечная мерзлота переходит в талую землю, и не может быть другой температуры, кроме нуля или весьма близкой к нулю, а глубже пойдут положительные температуры.

Это ненормальное распределение температур в Сковородине дает основание для весьма важных умозаключений. Пласт вечной мер­злоты подвергался, очевидно, воздействию тепла и сверху и снизу. Теплота, действующая снизу, вполне понятна: она и дает законо­мерное повышение температур по мере углубления в землю. Но от­куда же взялась «верхняя» теплота? Она может быть объяснена только потеплением климата. Когда-то, в давние времена, когда климат был более суровым, распределение температур вечной 120

мерзлоты в районе Сковородина не отступало от нормы. Лютые стужн проникают через поверхностные слои почвы в глубину, но, конечно, свою суровость они могут передать только поверхност­ным слоям, которые и окажутся наиболее холодными. По мере углубления в почву влияние внешней стужи будет ослабевать, ибо верхние слои почвы служат защитой для нижележащих горизонтов. Нельзя допустить, чтобы средняя толща вечной мерзлоты имела более низкие температуры, чем верхние ее слои, подверженные непосредственному воздействию внешних холодов.

43С потеплением кли­мата или при каких- либо иных отепляющих воздействиях темпера­тура верхней части пла­ста могла повыситься.

Если эта теплота еще не успела проникнуть глубже, то средняя тол­ща мерзлоты будет хра­нить прежние запасы холода. Такое именно распределение темпера­тур получилось в Сковородине. Пласт отогре­вается и снизу и сверху.

Только внутри его оста­лись еще нетронутыми те температуры, которые отложились в нем с очень давних времен.

Отсюда и ненормаль­ность кривой распреде­ления температур. Что касается причин, вызывающих верхнее потепление, то, повиди- мому, здесь одновременно сказывается и влияние более теплого климата, и воздействие человека, которому достаточно притти и просто поселиться, чтобы вечная мерзлота была выведена из состояния равновесия. Такие выражения, как «тайга отап­тывается» или «тайга обживается», вовсе не предполагают ка­ких-нибудь специальных мер для борьбы с вечной мерзлотой. Просто идет жизнь, хотя бы и самая будничная. Поставлен домик, протоптана тропинка в лес для носки дров, вывезен мусор на бли­жайший пустырь, скошено сено для коровы… Больше ничего и не нужно. Достаточно малейшего прикосновения культуры, чтобы началась деградация вечной мерзлоты.

Имеются и прямые указания на ее деградацию. В бассейне реки Вихоревой, как раз в том районе, где намечено место для Ангарстроя, верхняя граница мерзлоты отступает в глубину, на что ука­зывают и местные жители, и анализ температурных разрезов. Инте­ресны также признаки деградации вечной мерзлоты на трассе канала Иркут — Байкал. Случаи исчезновения вечной мерзлоты отмечены экспедицией Академии Наук СССР в районе г. Мезени (в Европейской части Союза). В том месте, где Шренк наблюдал в 1837 г. вечную мерзлоту, там в 1933 г. она не обнаружена.

Для практических и особенно для строительных целей далеко не безразлично, находится ли вечная мерзлота в данном месте в со­стоянии устойчивости, или в ней уже начались процессы деградации. В последнем случае вечная мерзлота рано или поздно исчезнет, что повлечет за собою осадку грунта и разрушение возведенных сооружений. Конечно, нельзя забывать, что каждое вновь возво­димое сооружение явится и само по себе причиной значительных изменений даже и в устойчивой вечной мерзлоте. Однако, если ее деградация уже началась, то это обязывает исходить из других расчетов и быть наготове, предвидя очень беспокойное состояние грунта. В таком случае было бы целесообразно предварительное уничтожение вечной мерзлоты на месте намечаемых крупных по­строек. При таких грандиозных проектах как Ангарстрой, которые предположено осуществить в районах вечной мерзлоты, вопрос о ее деградации приобретает исключительное значение.

Отзывчивость вечной мерзлоты на всякое изменение, происхо­дящее на поверхности почвы, позволяет в известных пределах упра­влять тепловым оборотом как в самых почвах, так и в прилегающих к ним самых нижних слоях атмосферы. Отсюда и возникла идея тепловой мелиорации в районах вечной мерзлоты. Эта идея принад­лежит П. И. Колоскову, который привел для ее обоснования ряд цифр. При одном и том же количестве поступающей на поверх­ность земли тепловой энергии расход ее может иметь весьма различный характер. Способность поверхности почвы отражать и излучать тепло, а также степень теплопроводности ее поверхностных горизонтов влияет как на температуру самых почв, так и на тепло­обмен между почвами и атмосферой. С помощью искусственных мер можно повысить температуру почвы и воздуха в течение того периода, когда растение проходит свой жизненный путь от прорас­тания семени до полного вызревания колоса. Если бы удалось по­высить эти температуры, хотя бы и обрекая почвы на более силь­ное охлаждение в течение зимы, то выигрыш был бы несомненный. Но вполне осуществимо и накопление в почве тепла в течение всего года и длинного ряда лет.

Очевидно, при разрешении этих вопросов наибольшее значение имеют температуры корнеобитаемого слоя почвы, с которыми мы еще не встречались. Исходя из известных нам данных о микрокли­мате, пе трудно заключить, что температура корнеобитаемого слоя находится в зависимости от покрова почвы и способа ее обработки. Об этом дают представление приводимые на стр. 123 цифры.

Из приведенных цифр видно, насколько значительно повышение температур корнеобитаемого слоя, который, собственно говоря, и решает участь растений. Очевидно, и температуры воздуха,

Глубина в м

Июнь

Июль

Август

целина пашня целина пашня целина пашня

0.2

6.5

14.2

9.7

18.4

8.7

17.9

0.3

2.4

12.0

7.3

16.0

7.6

17.3

0.4

1.3

11.2

6.7

15.9

7.5

16.5

43-1

прилегающего непосредственно к поверхности пашни, будут выше, чем температуры воздуха над целиной. Но этот выигрыш температур достигается за счет более сильного промерзания пашни зимой, осо­бенно при слабом снежном покрове. Наблюдения показывают, что глубина зимнего промерзания незанятой никакими растениями пашни (черного пара) настолько велика, что в почве происходит накопление холода. Даже усиленное летнее прогревание пашни не может уничтожить тех низких температур, которые отложились в почве за зиму.

Температуры в °Ц. на станции Бомнак

Глубина в м

Декабрь

Январь

Февраль

целина

пашня

целина пашня целина пашня

0.2

— 8.8

— 20.0

— 13.5 — 23.0 — 11.7 — 17.0

0.3

— 7.5

— 19.5

— 12.4 — 21.5 — 11.6 — 16.4

0.4

— 5.2

— 14.8

— 10.3 — 17.6 — 9.2 — 14.0

43-2

Как видим, плата довольно высока. Целина, защищенная дерном, несравненно успешнее противостоит морозам, чем обнаженная пашня. Однако от нас зависит, вносить ли эту плату за летнее оте­пление почв. Если искусственно накопить на поле достаточно мощ­ный снежный покров, то зимние температуры корнеобитаемого слоя будут одинаковыми как на целине, так и на пашне.

Следует отметить, что в условиях практического хозяйства совер­шенно недопустимо существование из года в год на одном и том же месте обнаженной, никакими растениями не занятой пашни. В таком виде она может находиться только периодически, через известное число лет, когда в севообороте наступит очередь черного пара. Поэтому с практической точки зрения было бы более важно выяс­нить баланс тепла на культурных землях, занятых какими-либо растениями.

В наихудшие условия для накопления тепла будет, очевидно, поставлен вспаханный с осени полевой участок, который только с весны будет занят какими-нибудь густыми посевами. В таком случае действию морозов будет предоставлено легко промерзающее обнаженное поле, а с весны, когда черная почва могла бы жадно поглощать тепло, она окажется покрытой густым ковром растений и, следовательно, будет изолирована от солнечных лучей. Значи­тельные преимущества перед густыми посевами имеют культуры пропашных высокостебельных растений (подсолнечник, кукуру­за и др.). Они не слишком сильно затеняют почву и в то же время могут в зимнюю пору служить для задержания снега. Известно, что если при уборке урожая стебли таких растений будут срезаны высоко, то они удержат снег от сдувания ветром. Наконец, искус­ственный луг, как один из видов культурных угодий, имеет то пре­имущество, что его дернина в течение всей зимы защищает почву от промерзания. К тому же на дернине удерживается больше снега, чем на обнаженной почве. Все это настолько способствует накопле­нию тепла, что, например, на Амурской станции почва была в 1914 г. холоднее, чем на соседних станциях в среднем на 0.9°, а в 1918 г. она стала теплее на 1.2°, что составило общее повышение температуры на 2°. Это отепление почвы объясняется превращением пашни в искусственный луг.

Изменения температур на различных культурных угодьях П. И. Колосков выражает в тепловых единицах. Для сравнения с культурными угодьями взят лес. Расчет производится для слоя почвы толщиною в 12.8 м, так как ниже этого уровня периодиче­ские колебания почвенных температур совершенно затухают. Содержание тепла выражено в малых калориях на каждый квад­ратный сантиметр почвы.

По сравнению с лесом черный пар потеряет в год тепла на 303 мал. калорий больше. Искусственный луг, наоборот, уменьшит коли­чество теряемого тепла на 62 малые калории, а пропашные, высоко­стебельные культуры выиграют по сравнению с лесом 124 малых калорий. Это значит, что, превратив лес в искусственный луг или в пропашное поле, мы тем самым отеплим каждый квадратный сан­тиметр почвы на 62—124 малых калорий в год. Чтобы дать пред­ставление о значительности этих цифр, П. И. Колосков приводит следующий расчет: если в течение десяти лет утеплять почвы на 124 малых калорий в год, то с помощью этого тепла моясно расто­пить слой вечной мерзлоты мощностью в 30 см. Не менее эффект­ные, но прямо противоположные результаты дает и черный пар. Так как он теряет по сравнению с лесом 303 малых калорий в год, то эти потери вызовут в течение десяти лет добавочный слой мер­злоты мощностью в 80 см.

Таким образом, с помощью агротехнических мероприятий можно в известных пределах управлять приходом и расходом тепла в корне­обитаемом слое почвы и в непосредственно к ней прилегающем слое воздуха. А с накоплением в почве тепла создадутся более благо­приятные условия для развития растений, и вечная мерзлота начнет отступать вглубь.

ГЛАВА IX

Приспособление организмов к холодам в зависимости от времен года и кли­матических условий. — Способность организмов впадать в оцепенение под влиянием низких температур. — Опыты с искусственным замораживанием и последующим оживлением организмов. — Анабиоз. — Неожиданные ре­зультаты анабиоза в районе вечной мерзлоты. — Оживление извлеченных из почвы зародышей животных и растений. — Возрождение жизни после ее оцепенения в течение столетий. — Определение давности пребывания заро­дышей в состоянии анабиоза. — Исключительное значение районов вечной мерзлоты для разрешения важнейших биологических, проблем.

Как раз в том месте, где, разбившись на множество рукавов, река Лена впадает в Ледовитый океан, работала в течение двух лет (1883—1884 гг.) Ленская полярная экспедиция. Она закончила свои работы, и ее участники уже могли считать себя свободными, за исключением одного лишь доктора А. Бунге, которому были пору­чены поиски мамонта, залегавшего, по слухам, в вечной мерзлоте на острове Мостах. Нам нет надобности следить за производившимися поисками, тем более, что в действительности от этого чудовища сохранились только жалкие остатки: местные жители «разобрали» его на домашние потребности. Из костей изготовляли ложки; его великолепную кожу употребили на выделку сбруи для собак, а жир послужил для обмазки лодок.

Поиски происходили в июле, и все же, несмотря на разгар лета, холод давал себя знать. По ночам термометр показывал иногда минус 4°, а снег выпадал почти ежедневно, сопровождаемый силь­ными порывами ветра. Нужно было все время поддерживать пламя костра. Люди страдали от холода. В эту летнюю пору доктор Бунге был одет в оленью шубу с подкладкой из песцового меха, под нею — кожаная куртка с подкладкой из овчины, а поверх белья — шер­стяная рубашка. И все-таки летом он страдал от холода больше, чем зимою в тридцатиградусные морозы. «Надо заметить, — пишет он,— что холод летом для нас гораздо ощутительнее. Осенью эта восприим­чивость к холоду проходит сама собою. Это основано, как мне ка­жется, на разочаровании». С понятием лета мы связываем понятие тепла, и чем сильнее ошибка, тем невыносимее холод.

Это происходило в 1884 г. И та чрезмерная зябкость, которая ощущается людьми в летнюю пору, еще не находила себе научного объяснения. Но в словах А. Бунге есть уже некоторая разгадка этого явления, хотя и выражена она в описательной форме. Осенью организм готов к зимним холодам, и потому восприимчивость к ним проходит сама собою. Возрастает выносливость.

Потребовался срок в 30 лет, чтобы эти ощущения были измерены и научно доказаны. Первые опыты производились с гусеницами. В результате выяснилось, что зимою они переносили мороз в 20°, но та же температура оказывалась для них смертельной в весен­нюю пору. Исследование различных насекомых подтвердило, что их сопротивляемость холодам повышается по мере приближения зимы. Эта закономерность является общей для всех организмов. Конечно, степень их выносливости зависит также и от климатиче­ских условий: житель Севера выдержит несравненно более низкие температуры, чем обитатель южных стран.

Но и для всякой выносливости существует предел. Слишком низкие и упорно действующие температуры добьют даже и самый закаленный организм. Тогда наступит смерть. Однако это бесспор­ное положение требует некоторых оговорок. Замерзший человек, в котором как будто уже нет никаких признаков жизни, иногда может быть спасен. Есть одно наставление, выработанное народ­ным опытом: замерзшего никогда нельзя вносить сразу в теплое помещение, а в какие-нибудь сени или почти нетопленую горницу; только здесь и можно отстоять ясизнь, если она еще теплится. Именно «теплится», ибо нигде это выражение не нашло бы такого точного приложения, как в тех случаях, когда организм ведет борьбу с холодом. Казалось бы, в таких случаях было бы разумнее всего влить в окоченевшее тело возможно больше тепла. Но народ­ная мудрость предостерегает от этого. Только постепенное отогре­вание, иначе — верная гибель! И наука подтвердила этот вывод.

До каких же пределов может дойти противодействие холоду? Повидимому, для низших организмов нет никакого предела. Как известно, в межпланетных пространствах термометр показывал бы минус 273°. Эту температуру нельзя назвать ни морозом, ни стужей; она называется абсолютным нулем. Для такого холода всякое определение было бы слишком слабым. Немногие из нас ощущали морозы в 50—60°, но и в этих температурах имеются еще огромные запасы тепла. Только минус 273° являются тем преде­лом, ниже которого температура уже не может упасть. Чтобы она падала, от нее нужно отнимать тепло. Когда же нечего отнимать, тогда и не может быть никакой убыли.

Но если опыт повседневной жизни не дает никакого представ­ления о такой температуре, как минус 273°, то путем научного опыта удалось настолько усовершенствовать технику получения «холода», что в настоящее время уже может быть искусственно соз­дана температура в минус 272.2°, не доходящая всего на несколько десятых долей градуса до абсолютного нуля. Таким образом, при выяснении вопроса о степени выносливости организмов к холоду,— мы располагаем предельно низкими температурами, которые, каза­лось бы, должны убивать всякую жизнь. Однако низшие организмы выдерживают это испытание.

Замораживание бактерий при температуре минус 272°не вызывало их гибели. При очень низких температурах сохраняется и жизнь спор, с помощью которых размножаются такие растения, как папо­ротники, мхи, грибы и пр. Известно также, что всхожесть хлебных семян не понижается при воздействии на них температур в минус 200°. В свое время шведский ученый Аррениус высказал предпо­ложение, что низшие организмы и споры растений могут перено­ситься с одной планеты на другую. По этому вопросу еще нельзя высказать окончательного суждения; однако представляется бес­спорным, что некоторые низшие организмы не погибли бы даже и в абсолютном холоде межпланетных пространств.

Тем не менее при температурах, близких к абсолютному нулю, жизнь бактерий претерпевает какие-то изменения. Известно, напри­мер, что светящиеся бактерии перестают светиться. А так как свет они излучают всегда, когда живут полною жизнью, то уже самое отсутствие излучения указывает, что их жизнь подавлена. Бакте­рии не гибнут, но они впадают в оцепенение, как будто жизнь в них на время замерла. Она и действительно замирает, выжидая лишь благоприятного случая, чтобы воспрянуть с прежней силой. При повышении внешней температуры бактерии вновь начинают све­титься, что и служит доказательством их возвращения к нормаль­ному существованию.

Этот период оцепенения в высшей степени знаменателен. Он дает понять, что для организмов существует переходное состояние между жизнью и смертью, когда жизнь как бы совсем прекрашается, ни в чем себя не проявляя, а в то лее время эта внешняя смерть еще не является окончательной смертью. В сущности это не что иное, как своеобразное приспособление организмов к неблагоприятным вне­шним условиям.

Довольно давно было известно, что именно в такое состояние пол­ного оцепенения впадают некоторые простейшие животные, когда они не имеют возможности получить то количество воды, которое требуется для поддержания их жизни. Организм высыхает, но не гибнет. Он перестает существовать и вместе с тем обладает способ­ностью вернуться к жизни, когда получит достаточное количество влаги. Но все это относится лишь к простейшим организмам. Коло­вратки и тихоходки продоллсают сохранять скрытую жизнь при самых крайних степенях высыхания. Черви, лягушки и змеи обна­руживают эту способность лишь в сравнительно слабой степени. И чем сложнее и совершеннее организм, тем меньше он обладает этой своеобразной способностью впадать в оцепенение, чтобы спа­стись от недостатка воды.

Такая же мнимая смерть обнаруживается у организмов и при низких температурах. Защищаясь от окончательной гибели, орга­низм замирает. Никаких жизненных потребностей у него уже нет. Он окоченел и выглядит как мертвый. Довольно давно было из­вестно, что когда речки и озера промерзают до дна, то вмерзшая в лед рыба сохраняет способность оживать при оттаивании. Вообще, каждый осколок такого льда переполнен оцепеневшими жизнями, которые возрождаются с возвращением тепла. Даже черви, случайно попавшие в лед, выходят из состояния оцепенения при таянии льда. Когда под дном пруда промерзает грунт, то и он содержит множество мнимо умерших существ. Это особенно необходимо отметить, имея в виду вечную мерзлоту.

Подтвержденная опытами способность организмов временно выключаться из жизни и вновь к ней возвращаться называется анабиозом [16] (термин заведомо неполный, так как он охватывает только часть этого сложного явления). В нем обозначено только возвращение к жизни, тогда как о периоде оцепенения нет никакого упоминания.

Исследование этого явления обнаружило, что замерзание дей­ствует на организмы так же, как и высыхание. При низких темпера­турах должно рано или поздно последовать замерзание жидкостей, наполняющих каждую клеточку тела. Но когда замерзает вода, то она выключается из общего оборота, как замерзшая вода в водо­проводной сети. Анабиоз при высыхании и анабиоз при замерза­нии — оба идут по одному пути, хотя их отправные точки различны.

Состояние анабиоза, вызываемое низкими температурами, еще не наблюдалось у высших организмов, хотя он и охватывает более широкий круг живых существ, чем анабиоз, вызываемый высыха­нием. Трудно сказать, может ли вообще «анабиоз холода» распро­страниться на высоко организованные существа, но было бы прежде­временно ставить ему в этом направлении какие-либо границы. После первых опытов, когда анабиоз был доказан, некоторые отда­лись безудержным фантазиям. Главным действующим лицом этих фантастических картин являлся человек, обладавший способностью впадать в оцепенение на многие десятки лет. В наиболее обстоятель­ных книгах по анабиозу приводятся примеры такого рода мечтаний, не отличавших возможного от несбыточного. Знаменитый английский хирург и анатом Джон Гентер (XVIII век) тоже отдал дань научным грезам. Он писал: «Я вообразил, что, пожалуй, было бы мыслимо бес­конечно продлить жизнь человека, поместив его в очень холодный климат. Я исходил из того соображения, что всякая трата энергии и вещества устранена, пока тело находится в замороженном состоя­нии. Я полагал даже, что если бы человек пожелал пожертвовать последние 10 лет своей жизни на то, чтобы поочередно прекращать свою жизнедеятельность и затем вновь пробуждать ее, то можно было бы, пожалуй, продлить его жизнь до 1000 лет. При оттаивании через каждые сто лет человек мог бы узнавать все, что произошло за время его пребывания в замороженном состоянии. Как все изобретатели, я даже собирался разбогатеть на этом деле, но про­изведенный мною опыт разочаровал меня».

Очевидно, Гентер так же быстро воспламенялся, как и угасал. Его предположение о возможности пробуждать человека через каж­дые сто лет не могло бы быть оправдано наукой, но и тот опыт, который сразу остудил его фантазию, не должен был повлечь за собою такого крайнего упадка надежд. Замороясенные Гентером два карпа не ожили. Это побудило его отказаться от дальнейших опытов. Но в наше время замороженные рыбы оживают. Не следует ли отсюда, что должны ожить и надежды Гентера? Такое заключе­ние было бы слишком смелым. Однако его нельзя ни утверждать, ни отрицать. Больше всего нужно остерегаться отрицания. Сколько раз науке ставились пределы, но она опрокидывала их один за другим.

Если бы всего несколько лет назад кто-нибудь дерзнул утверж­дать, что можно вернуть к жизни организмы после их тысячелетнего оцепенения, то едва ли эта тема подверглась бы серьезному обсуж­дению. Однако именно такого рода открытие было сделано в Совет­ском Союзе. Вечная мерзлота сберегла жизни минувших тысячеле­тий. Она сохранила не самые жизни, а их зародыши, но если яйцо или семя начинают развиваться с присущей им энергией, являясь первым звеном в цепи новых поколений,— значит возродилась сама жизнь. Исследованиями П. Н. Каптерева на опытной станции Сковородино (1934—1936 гг.) было установлено, что извлеченные из недр земли зародыши организмов могут быть оживлены, причем их развитие возобновляется, как будто их жизнь никогда и не пресе­калась. Появляется потомство, которое, в свою очередь, плодится и размножается: жизнь вышла из оцепенения.

Существует группа мелких организмов, объединяемых общим наименованием «ветвистоусые» ракообразные. Они живут в воде, населяя различные водоемы, от мелких луж до морей. Предста­вители этой группы бывают разного размера, но не превышают 10 мм. Наиболее мелкие из них измеряются всего долями милли­метра. Их способность к размножению настолько значительна, что иногда лужи и пруды, в которых они кишат, окрашиваются в цвет их тела. В соответствии с разнообразием их окраски вода принимает оранжевый, коричневый или зеленовато-коричневый цвет. Их раз­множение происходит путем откладывания яиц г. Яйца бывают летние и зимние. Летние яйца по своим размерам меньше зимних, беднее желтком и почти беззащитны от всякого рода невзгод. Они имеют только то преимущество, что из них развиваются и самцы, и самки, тогда как из зимних яиц появляются только самки.

Зимние яйца одеты оболочкой и обладают способностью выносить и высыхание, и замораживание. В подсушенном состоянии они могут переноситься ветром, что способствует их распространению повсюду на земле, где только имеется вода. Перелетая вместе с пылью боль­шие пространства, они овладевают новыми водоемами, отстоящими, быть может, на огромном расстоянии от их первоначального место­обитания. Зимние яйца, в зависимости от их строения и удельного веса, плавают в толще воды или погружаются на дно. С наступлением[17] морозов плавающие яйца почти неизбежно захватываются льдом и вмерзаютз пего, но, оттаивая весной, оживают и затем раз­виваются вполне нормально.

Рис. 45. Рачок хидорус придавлен покровным стеклом. Видны г ди ■ добавочный глазок; иавнлвотая темная полоса—пища рачка в кишечнике. Около рачка нитчатая водороодь.  Фото П. Н. Каптерева

Рис. 45. Рачок хидорус придавлен покровным стеклом. Видны глаза добавочный глазок; извилистая темная полоса—пища рачка в кишечнике. Около рачка нитчатая водоросль.
Фото П. Н. Каптерева

Летние яйца, вследствие их беззащитности, не могли бы пере­нести ни высыхания, ни морозов. В таком случае было бы вполне понятно возникающее недоумение: если из зимних яиц выходят только самки, то не обречены ли они на бесплодие? Как же проис­ходит их оплодотворение? Ж откуда в таком случае могла бы возоб­новляться мужская ветвь ракообразных? Это недоумение рассеи­вается без труда, если принять во внимание, что размножение рако­образных, как и мно­гих других низших организмов, может происходить и без оплодотворения. Отсюда следует, что для появления сам­цов не обязательно наличие двух роди­телей. Но когда сам­цы появились, то дальше все идет нор­мальным порядком.

Один из предста­вителей этих рако­образных и был из­влечен из недр веч­ной мерзлоты вместе с почвой, а при оттай вании мерзлого груц- та он ожил. К сожа­лению, у этого рачка нет русского имени; по-латински он называется хидорус (Скуіотш вукаегіеш). Из всей рассмотренной группы ракообразных он отно­сится к числу самых ничтожных по размерам (всего 0.3 мм), по зато самых распространенных. Он имеет вид шара с двумя очень развитыми конечностями и при движении в воде перекатывается как шарик (рис. 44 и 46). Он кишит в лужах и в болотах, питаясь главным образом продуктами распада органических веществ. Как и вся рассмотренная группа ракообразных, он размножается летними и зимними яйцами.

Но этот оживший хидорус должен еще доказать давность своего происхождения, так как ничем не отличающиеся от него рачки в изобилии населяют и в настоящее время лужи и пруды. Найден­ный мамонт не возбудил никаких споров: он вымер много тысяче­летий тому назад и потому связан с определенной эпохой. Но хидо­рус и доныне существует. Что же в таком случае представляет собою этот оживший экземпляр? Предок ли он или современник? А если даже.и предок, то какую давность он имеет?

В исследованиях П. Н. Каптѳрева извлекалась с известной глу­бины мерзлая почва. Для этого достаточно было вырыть глубокую яму (шурф) или взять из глубины почвенные срезы о помощью бура (рис. 46). На рисунке видно отверстие того шурфа, откуда были добыты ожившие яйца хидоруса и споры растений. Верхняя гра­ница вечной мерзлоты залегает в этом районе на глубине 2.5 м. Температура поверхностного слоя, почвы, как всегда, подвержена значительным колебаниям, в зависимости от времен года, но уже начиная с глубины 3—4 м она выравнивается и держится в преде­лах, наиболее благоприятных для анабиоза.

При исследовании шурфа выяснилось, что на глубине 3.6 м залегает тонкая прослойка, всего в 10 см толщины, в которой сохра­нились потемневшие, но еще не вполне разложившиеся остатки торфянистой растительности. По-видимому, когда-то на этом месте залегала торфянистая лужа с обитавшими в ней рачками и различ­ными водорослями. С течением времени ее постигла участь всех мел­ких водоемов. Ветер наносил на нее пыль и песок. Но и после того, как он ее занес, он продолжал свое дело. Из года в год, из столетия в столетие он все наращивал землю над бывшей лужей, и к нашему времени она уже оказалась погребенной в вечной мерзлоте на глу­бине З.6 м.

Эта глубина и является одним из документов, которые предъ­являет оживший хидорус в доказательство своего очень древнего происхождения. Чтобы толща земли наросла, требуется время. Определяя толщину наносов, можно определить и продолжитель­ность геологических периодов. Этот метод измерения времени назы­вается «геологическими песочными часами». Если для данного места известно, во сколько времени наносится та или иная толща песков, то не трудно рассчитать, сколько столетий или тысячелетий назад какой-нибудь глубокий горизонт почвы представлял собою поверх­ность земли. Джинс говорит, что экскаватор должен снять слой почвы толщиною в 2—3 м, чтобы дойти до поверхности Египта времен Рамзеса И. Д^ія наращивания этого слоя потребовалось более 3000 лет. Так на основании измерений земляных наносов

определяется давность глубоких почвенных горизонтов. Остатки торфяной лужи, обнаруженной на глубине З.б м, свидетельствовали о давности даже не в сотни, а в тысячи лет.

Имеются еще и другие методы, позволяющие с известным при­ближением установить возраст глубоко залегающих почвенных горизонтов. В этом отношении можно считать доказанным право именовать хидоруса очень древним предком современных ракооб­разных. Но наука выдвигает одно сомнение за другим, чтобы все­сторонне проверить каждое новое открытие, и только после тогр, как пройден этот путь критической оценки, наука произносит свое окончательное суждение. Так и в данном случае. Пусть доказана давность торфянистой прослойки, но, может быть, в ней и не было никаких яиц хидоруса, а попали они туда извне, с поверхности поч­вы, где ими переполнена каждая лужа? Нет ничего легче, как зане­сти их в любое место. В этом отношении-зимние яйца ракообразных, как мы уже отчасти видели, отличаются совершенно исключительной способностью к распространению. Их переносит ветер, смывают с поверхности почв дождевые потоки, благодаря чему их можно обнаружить и в нижележащих почвенных горизонтах. Они обла­дают и специальными приспособлениями для самого широкого рас­пространения. Они ко все­му прилипают и прицеп­ляются. Их неоднократно находили в перьях и лап­ках плавающих птиц, их обнаруживали закрепив­шимися на различных предметах. Они могут при­цепиться и к платью иссле­дователя, и к лопате, ко­торой роют землю, и к то­пору, которым вырубают мерзлый пласт. Бур, начи­ная свою работу с поверх­ности почвы, может захва­тить и увлечь с собою в глубину и яйца хидоруса.

45В производившихся исследованиях все это было предусмотрено. Ни при добывании породы, ни при последующем ее оттаивании в нее не могли быть занесены извне зародыши каких-либо орга­низмов. Деятельность воды, конечно, нельзя было предотвратить, но вполне надежный заслон про­тив нее создала сама природа. Прежде всего почвы ют. Сково­родило представляют собою очень плотно слежавшиеся пылевато­иловатые суглинки, сквозь которые с трудом проникает вода. Только самые верхкие их слои могли бы промокнуть. Но если бы вода и преодолела это препятствие, то она была бы остановлена вечной мерз­лотой. Поэтому нет никакого осно­вания опасаться, чтобы какие-ни­будь зародыши могли профиль­троваться вместе с водою в почвен­ные глубины.

Кроме яиц ракообразных, ві извлеченных мерзлых почвах были обнаружены еще и споры различ­ных растений, главным образом водорослей и мхов (рис. 47 и 48). Из водорослей оживлено 60 видов. Классификация оживших мхов и грибов еще не установлена, так как не удалось наблюдать их плодоношения. В числе оживленных организмов имеется до- 16 видов бактерий. Характерно, что среди них нет ни одного представителя гнилостной группы. Путем предварительных иссле­дований удалось выяснить, что они отличаются от современных форм, но этот предварительный вывод еще требует проверки. К тому же следует иметь в виду, что и современные формы, оби­тающие в районе вечной мерзлоты, еще недостаточно изучены. Не исключена возможность, что бактерии Крайнего Севера откло­няются от общего типа, обладая какими-то особыми приспособле­ниями для защиты от холодов.

Полученные результаты с оживлением организмов оказались тем более поразительными, что в этом направлении научная мысль и не предполагала продвигаться, считая, вероятно, тысячелетние сроки совершенно неправдоподобными для сохранения жизни. Но, очевидно, в районах вечной мерзлоты науку ждут и еще более неожиданные открытия. Можно утверждать, что и опыты с анабио­зом дали бы другие результаты, если бы для испытания брались организмы, приспособившиеся и к суровым холодам Севера, и к веч­ной мерзлоте. На это указывают хотя и единичные, но достоверные наблюдения. Так, имеются показания, что обитающая в реках Аляски черная рыба сохраняет жизнь, когда в зимнюю пору ее сковывает лед. Поставленные опыты выяснили, что она способна оживать после того, как на нее действовали 20-градусные морозы. У нас эта рыба водится на Чукотском полуострове.

Много еще неожиданностей таит в себе вечная мерзлота. Припод­нят только самый край завесы. Но и то, что уже приоткрылось, приводит в изумление. Теперь остается только еще дальше продви­гаться в глубь почвы, что равносильно продвижению в глубину тысячелетий. Быть может, оттуда будут извлечены необычайные для нашего времени формы организмов. И тогда по живым организ­мам можно будет, страница за страницей, возродить историю давних тысячелетий. Пусть это будут только мелкие организмы, но и в них восстанет неведомая и, казалось, безнадежно для пас утраченная жизнь Земли.

ГЛАВА X

Памятники прошлого, их ценность и значение. — Научные экспедиции и раскопки погребенных памятников прошлого. — Значение остатков жи­вотных и растений для эволюционной теории.—Пробелы в истории Земли и истории человечества. — Случайность находок, уцелевших от минувших веков. — Вечная мерзлота как хранитель доисторического прошлого. — Воз­можность сохранить в вечной мерзлоте научные и культурные ценности нашего времени для пользы будущих поколений. — Идея всемирного музея, сооруженного в вечной мерзлоте. — Значение такого хранилища. — Сохра­нение форм вымирающих организмов. — Опыты с анабиозом. — Хранение исторических документов. — Общий взгляд на музей.

46Властитель древнего Египта фараон XII династии Амепемхет думал, что нашел самый надежный способ утвердить свое имя во всех последующих веках. Он сказал: «Я выстроил дворец и покрыл его золотом, сделал двери из бронзы. Соорудил навеки: вечность пугается золота». Конечно, и следа не осталось от его дворца. Зато в начале текущего столетия из развалин Египта было извлечено 77 древних свитков бумаг (папирусов), над расшифров­кой которых работали в течение десяти лет лучшие английские египтологи. Выяснилось, что это были счета от портных и ведо­мости расчетов с поденными рабочими. Эти ничтожные документы, хотя и в слабой степени, отражали быт и повседневность угасшего народа.

В том же Египте наше время ознаменовалось одной замечатель­ной находкой. Случайно была открыта гробница фараона Тутап- хамона. [18] Там оказалось не мало ценностей, в том числе и изделий из золота. Но денежная ценность этих сокровищ ничтожна по срав­нению с их культурной ценностью. В них развертывалась повесть об обычаях народа, о его художественных вкусах, о степени разви­тия искусства, об оружии тех времен, об уровне техники, о способах обработки металлов и драгоценных камней, о бывших в то время в обращении денежных знаках, о тканях и покрое одежд, о домаш­ней обстановке и утвари. Сохранившиеся на стенах и предметах ри­сунки дают представление о системе ведения войн на суше и на море, о разработке недр земли, о домашних и диких животных, об обра­ботке земли и даже о тех фантастических существах, в которых, как и в каждом творчестве, сказываются характерные черты на­рода.

Если бы сохранившиеся письмена и предметы не рассказывали о жизни исчезнувших народов, то все минувшие века совершенно выпали бы из нашего кругозора. Каждый вновь найденный памятник прошлого является научным событием, ибо только в преем­ственной связи с прошлым могут быть установлены законы исто­рии. Вот почему так настойчивы попытки вырвать хоть что-нибудь новое из мрака минувших веков. То золото, которое израсходовано культурными странами на экспедиции и раскопки, вероятно во много раз превышает ту сумму, которую можно было бы выручить за золо­тую крышу дворца Аменемхета. Фараон, кичившийся своим сооруже­нием, был бы вероятно возмущен, если бы ему сказали, что какой- нибудь глиняный черепок с сохранившимися на нем знаками стбит дороже золота.

Исключительное внимание уделяет Советский Союз научным экспедициям, имеющим целью пролить свет на прошлую жизнь народов. Нет остановки даже перед раскопками древних городов, находящихся в настоящее время под дном моря. Много разнооб­разных народов обитало в давние времена на тех землях, которые входят в состав Советского Союза (Кавказ, Крым, Сред­няя Азия, Дальний Восток), многие из народов этих террито­рий были в свое время сильны своей политической мощью, а иногда и своей культурой. Их наследие должно быть добыто на общую пользу человечества.

47Но не одни только древние времена, а и сравнительно близкие к нам средние века не всегда могут быть достаточно полно освещены из-за недостатка документальных данных. Опустошительные войны и пожары истребляли города. Мы знаем, что и последняя мировая война не щадила ни культурных центров, ни исторических ценно­стей. Варварство «культурных» народов обнаруживается в полной мере и в наши дни, когда агрессоры разрушают в Испании и Китае по только университеты, библиотеки и архивы, но и такие памятники культуры, которые уже никогда не могут быть восстановлены. Нередко исторические документы уничтожались умышленно, чтобы «замести следы».

Во многих других научных областях недостаток материалов для познания давно минувших веков вызывает не мало затруднений, препятствующих успешному поступательному движению науки. Только прозорливость человеческого гения могла восстановить по отдельным намекам самые темные страницы прошлого. Лучшим доказательством этого является созданная Дарвином эволюцион­ная теория, благодаря которой удалось хотя бы в общих чертах восстановить картину развития животного и растительного мира за все время их существования. Но и сам Дарвин досадовал на те пробелы, которые имеются в истории Земли. Нет сомнения, что кар­тина развития животных и растений приобрела бы наибольшую полпоту в том случае, если бы давно вымершие представители этого мира сохранились в своих действительных формах.

Но они пе могли сохраниться в течение тех тысячелетий, кото­рые отделяют время их древнейшего существования от наших дней. Их тела подверглись разложению. Различные виды насекомых и бактерий превращают с течением времени в ничто даже гигантские трупы.

Однако мы знаем пример, когда разрушительное действие вре­мени не коснулось одного из таких «допотопных» существ. Это — мамонт, сохранившийся в вечной мерзлоте, как живой. У мамонта, найденного на реке Березовке (приток Колымы), сохранился даже во рту пучок травы, которую он пережевывал в тот момент, когда его настигла смерть. Отсюда следует, что имеется возможность спасти от разложения те организмы, которые желательно было бы сохранить на будущие времена. Ни насекомые, ни бактерии не нахо­дят в вечной мерзлоте подходящих условий для своей разрушитель­ной работы. Трупы не истлевают. Церковь, присвоившая «нетлен­ность» тел только святым угодникам, могла бы встретить в вечной мерзлоте вполне сохранившихся представителей весьма «грешного» мира. В Березове (на Оби) была вскрыта в 1821 г. могила сослан­ного в Сибирь сподвижника Петра I весьма многогрешного Менши­кова, — и его тело оказалось «нетленным». ВИорке, около реки Хей (Америка), гробы с телами, похороненными 200 лет назад, были выкинуты на берег во время половодья и оказались прекрасно сохранившимися благодаря вечной мерзлоте.

Уцелевшие на протяжении многих тысячелетий трупы мамонтов навели М. И. Сумгина на мысль о необходимости соорудить в вечной мерзлоте подземный музей, в котором запечатлелись бы важнейшие стороны жизни и культурные достижения человечества. С извест­ным отбором здесь могут быть помещены представители животного и растительного царства всех стран света, а также представлены различные народы с их бытовым и культурным укладом. Все это может хранить вечная мерзлота. За судьбу такого хранилища, можно быть спокойным. Те толщи вечной мерзлоты, для которых еще не найдено «дна», выдержат еще много тысячелетий.

48Этот проект навеян думами о будущем человечестве. Какое наследие получит оно от нашего века? Во многих углах мира выми­рают в наши дни целые народности. Даже и такой, когда-то много­численный и могучий народ, как индейцы, надломился и гибнет под. натиском беззастенчивых завоевателей, движимых одною только корыстью. Ему угрожает полная гибель. В таком случае, производя раскопки, будущие поколения найдут только скелеты. Но скелет’ индейца и скелет европейца мало чем различаются, тогда как по­ставленные рядом европеец и индеец заметно отличаются друг от друга. Может быть, и другие народности оставят п воспоминание о себе только кости. Между тем, весьма важно установить те изме­нения, которые происходят не только во внешних очертаниях тела и в эволюции костяка, но и в строении внутренних органов чело­века. Культура изменяет условия жизни, что, в свою очередь, сказывается и на всем организме, не исключая и самой ничтожной его части. Но уловить происшедшие изменения внешних очертаний и внутренних органов нельзя будет иначе, как только имея для сравнения вполне сохранившиеся тела, а не одни скелеты.

Несравненно быстрее идет вырождение среди животных. Еще наши былины помнят тура и воспевают его дикую силу, а наши предки пили «круговую» из турьего рога. Но где этот тур? От него остались только отдельные кости. На паших глазах вымирает зубр. Для него был создан заповедник в Беловежской пуще, но и там он вымирал. Около тридцати лет назад в газетах промелькнула теле­грамма, сообщавшая, что на опушке одного из лесов Кавказа была найдена куча помета, которая, по словам старожилов, принадлежала зубру. Тотчас же были приняты меры для обследования всей этой местности. Зубра не нашли, но вполне понятны те усилия, которые были приложены, чтобы выяснить самый факт его существования в диком состоянии. Это имело научное значение, ибо он считается исчезнувшим из природы. Та же участь ожидает теперь и бизона.

В мире растений происходят также большие изменения. На остро­вах, рассеянных у южного берега Азии, буйная тропическая расти­тельность вытесняется различными плантациями — чайными, ко­фейными, каучуковыми, хинными. Те места, где первобытная ра­стительность исчезает, ботаника называет «центрами угасания фло­ры». Конечно, не приходится сожалеть о том, что дикие заросли превращаются в культурные угодья, но все же было бы желательно сохранить те растения, которым угрожает исчезновение. И если у нас исчезает степь, то вполне понятны принимаемые в Советском Союзе меры, чтобы сохранить ее растительность в том виде, в каком •она произрастала на целинных землях. В Аскании-Нова (Южная Украина) отведен под степь заповедный участок, где первобытная -степная растительность является памятником былого. Здесь наука может вести наблюдения и исследования.

Подземный музей в вечной мерзлоте сохранит в веках все суще­ствующие формы животпых и растений. Некоторые из них исчез­нут с лица земли в недалеком будущем, а те, которые будут продол­жать существовать, не останутся без изменений. Как известно, дикие животные и растения под влиянием различных причин при­обретают повые и утрачивают прежние признаки. Иногда их внеш­ний вид претерпевает значительные изменения, и хотя это происхо­дит медленно, но все же малейшая перемена условий существования влечет за собой и соответствующую эволюцию организма. Куль­турные породы скота и сорта растений могут видоизменяться до­вольно быстро, так как путем скрещивания и искусственного под­бора человек создает наиболее пригодные для культуры типы живот­ных и растений.

Законы эволюции животного и растительного мира могут быть установлены только в том случае, если известно, какие именно изме­нения в нем произошли. Поэтому подземный музей должен через более или менее значительные сроки пополняться теми представи­телями ягавотпых и растений, которые претерпели те или иные изменения и отступают от имеющихся в музее типов. Тогда на про­тяжении веков отразится вся картина эволюции организмов, бла­годаря чему наука будущего получит возможность управлять изме­нениями животпых и растений, исходя из всей полноты познания этого вопроса.

Но не только целям далекого будущего послужит этот подзем­ный музей. Мы уже видели, какие неожиданные и поражающие результаты дал анабиоз в природных условиях. Это побуждает к еще большей смелости в научных опытах. Длительность замирания жизни превзошла все ожидания, но это относится только к низшим организмам. Теперь нужно итти от низших к высшим, испытывая па . них различные сроки анабиоза. Это, конечно, достижимо и в лабораторных условиях. При непрерывной работе холодиль­ных машин в течение десятилетий и при неослабном наблюде­нии за постоянством температуры возможно создать необходимые условия для изучения анабиоза. Но даже и в самой крупной лабо­ратории с искусственным холодом можно производить лишь незна­чительное количество опытов. И какой вообще смысл в непрерывно действующих силовых установках и в постоянном регулировании температуры, когда вечная мерзлота представляет собой готовый холодильник с выравненными температурами. А его емкость может быть увеличена до любых пределов.

Наконец, еще одно важное соображение подтверждает целесо­образность такого музея. Современные книги и документы не отли­чаются долговечностью из-за непрочности бумаги. В древнем мире материалом для письма служил папирус; в течение пяти-шести тысяч лет Египет был поставщиком папируса, отличавшегося, как извест­но, изумительной прочностью. В парижской библиотеке имеется свиток папируса, которому уже насчитывается 5400 лет. Письмена Греции и Рима запечатлены главным образом на папирусе. Но вся потребность культурных стран удовлетворялась путем ручной обработки болотного растения из зарослей в низовьях Нила. Этот ничтожный фонд сырья характеризует и ничтожность спроса.

Позднее, примерно с V века, входит в обращение пергамент, представляющий собой обработанную кожу животных, а еще позд­нее господствующее положение окончательно закрепляется за бу­магой. Она выделывалась из тряпья и обладала известной прочностью, но возросший спрос па нее сказывался иногда на пониже­нии ее качества. Уже в XIV веке появляются законодательные акты, обязывающие пользоваться для документов и нотариальных записей бумагой высшего качества, так как бумага, выпускавшаяся в общее обращение, быстро разрушалась.

С необычайным ростом книгопечатания тряпичная бумага, при всех ее хороших качествах, не поспевала за возраставшим спро­сом. В 1860 г. началось производство бумаги из древесины. Это был по внешнему виду мало заметный, но в действительности исключи­тельный по своему значению переворот в истории культуры. Только при использовании таких богатых фондов сырья, как лес, можно было удовлетворить неимоверно возрастающий спрос на газеты и книги.

Мировое производство бумаги претерпевает довольно значи­тельные колебания. В настоящее время оно достигает, примерно, 20 млн. т. В Советском Союзе в связи с небывалыми тиражами газет и журналов, а также благодаря всеобщему обучению, обязывающему к печатанию огромного количества учебников, производство бумаги по сравнению с довоенным временем возросло за период 1913—1932 гг. на 372%.

Но древесная бумага недолговечна. В противоположность тряпью, которое состоит из длинных растительных волокон и по­тому дает прочные переплетения в бумажной массе, клетки дре­весины коротки и к тому же содержат химические вещества, спо­собствующие распаду бумаги. Между тем, наша исключительная эпоха должна быть отражена и навсегда закреплена в «нетленных» документах. Особую заботу должны вызвать наиболее ценные руко­писи. Для них нужно найти такое место хранения, где они были бы ограждены от разрушения. При этом нельзя не принять во вни­мание; что бумага имеет свои болезни, в том числе и бактериального происхождения. При температурах вечной мерзлоты эта опасность совершенно исключена. В подземном музее найдут себе самое на­дежное хранилище ценнейшие и для всего человечества нужпые документы нашей эпохи.

Есть, конечно, помимо вечной мерзлоты и другие способы хра­нения «навеки»: безвоздушпое пространство, особые приемы фото­графирования документов, пропитывание предметов разными соста­вами, консервирование в смолах. От давних тысячелетий природа донесла до наших дней различных насекомых в прозрачном янтаре. Но все это имеет слишком узкое значение. Где же здесь простор для таких процессов, как эволюция органического мира или для таких длительных научных работ как исследование анабиоза? Не вместится это ни в лабораторию искусственного хо­лода, ни в безвоздушное пространство, ни в янтарную оправу. Только вечной мерзлоте можно вверить на хранение культурные ценности на многие тысячелетия.

Итак, где-нибудь в глухом месте, вдалеке от оживленных цен­тров, возникает подземный музей. Он расположен в непосредствен­ной близости к одной из тех больших рек, которыми славится Сибирь. Это обеспечит сообщение с морем, а при всемирном значе­нии музея он должен быть связан с мировыми путями. Выбор места определяется также и мощностью вечной мерзлоты. Внутрен­няя архитектура музея может быть и крайне простой и сказочно прекрасной. Колоннады и облицовка стен дают простор для худо­жественного творчества.

Ничто па поверхности земли не будет намекать на то гран­диозное сооружение, которое будет укрыто в ее недрах. Может быть, только над штольнями будут возвышаться башни с подъемными машинами и централизованным управлением осветительной сетью и автоматическими приборами, установленными в шахтах. Так как музей пужпо оградить от внешних температур, то спуск в штольни долясеи быть огражден изолирующими отсеками от вторжения теп­лого воздуха внутрь галерей. И электрические лампы с их оби­лием света угрожали бы вечной мерзлоте своим теплом. Поэтому их свет должен быть холодным. Если их будет омывать подаваемый снаружи холодный воздух, то никакой опасностью они уже не будут грозить.

В несколько этажей идут галереи, одна над другой. Это даст возможность располагать различными температурами. На опреде­ленной глубине уже не дает о себе знать смена холодных и теплых сезонов. Там, на поверхности, зимние стужи чередуются с летним зноем; вешние воды бегут ручьями и потоками, а затем, по осени, вновь сковываются морозами; но здесь, на глубине, нет этих коле­баний.

А в некотором отдалении от подземного музея, чтобы не нару­шить устойчивости вечной мерзлоты, возникнет город с научными кабинетами, лабораториями, домами для ученых — город науки. Он вызовет, конечно, оживление и всего прилегающего края. От всего этого веет фантастикой, но нет здесь ничего несбыточного.

Несомненно одно, что если возникнет когда-нибудь такой музей, то нигде не найдет он для себя более благоприятных условий, чем в Советском Союзе. Прежде всего на территории Союза расположены наиболее мощные пласты вечной мерзлоты. Кроме того, при социа­листическом строе, по самым своим основам проникнутом интере­сами будущего человечества и заботой о его судьбах, с наибольшей полнотой может быть осуществлена эта идея. Наконец, и самим работам будет обеспечена свобода научных выводов, тогда как в ка­питалистических странах всегда существует риск предвзятого отно­шения к важнейшим научным вопросам.

Во всем мире пе было бы более грандиозного и вместе с тем более своеобразного сооружения! И ничто так полно не служило бы жизни, как эти безмолвные галереи. Их молчание наука перевела бы на свой язык. Здесь проходила бы перед глазами вся эволюция жизни. Следовательно, здесь обнаружились бы с полной отчетливостью и законы жизни. Для будущих поколений такой музей явился бы неоценимым даром, так как перед ними открылась бы вся куль­тура, вся эволюция, вся папорама прошлого.

ГЛАВА XI

Взгляд вперед. — Преобразование Севера. — Использование холодов Севера для отепления Севера. — Разница температурных уровней как одно из усло­вий получения энергии. — Температурные контрасты на Севере. — Вечная мерзлота и летние температуры воздуха. — Зимние морозы и теплая вода морей. — Проект Баржо. — Ограниченное значение проекта. — Расшире­ние задач. — Аккумулирование холодов с помощью газов. — Зависимость успешного разрешения энергетической проблемы от выбора газа. — Преиму­щество углекислоты. — Увеличение разницы температурных уровней с по­мощью горючих материалов Севера.—Подземное сжигание горючего для полу­чения высоких температур и углекислоты. — Значение углекислоты для сель­ского хозяйства. — Защита растени от заморозков. — Углекислота как сред­ство повышения урожая. — Результаты отепления Севера. — Оседание и затопление почв. — Предупредительные меры. — Дренажные каналы и водосборные бассейны. — Высыхание почвы при понижении уровня вечной мерзлоты. — Орошение. — Водосборные бассейны как источники питания оросительной сети. — Постепенность преобразования Севера.

Настоящая глава в отличие от предыдущих рисует не ближай­шие, а более далекие перспективы, почему набросанные в ней кар­тины кажутся фантастическими. Это еще не значит, что она отры­вается от реальности. Ояа опережает действительность, но остается все время в границах строгой научности. Ленин на XI съезде пар­тии говорил, что «даже открытие дифференциального и интегрального исчислений невозможно было бы без фантазии. Фантазия есть каче­ство величайшей ценности» (Соч., 3-е изд., т. XXVII, стр. 266). Мысль должна дерзать. Но когда речь идет о практических меро­приятиях очень широкого охвата, то всегда возникает вопрос о сте­пени их осуществимости. С этой точки зрения они останутся спор­ными, пока не будут испытаны и, хотя бы отчасти, реализованы.

Намечаемая в настоящей главе схема преобразования Севера может быть проверена в малых масштабах. Это особенно необходимо в районах вечной мерзлоты, отличающихся, как мы знаем, многими неожиданностями. Самая проблема будет дискредитирована, если ее решение, хотя бы и правильное в теории, окажется оторванным от жизни. Сатирическая литература нашла бы здесь благодарный материал, чтобы добить подобные проекты своим смехом.

Когда Селлерс, один из юмористических героев Марка Твэна, задумал пересоставить климат Земли, он тоже исходил из научных соображений. «Мои ученые труды, — писал он, — вполне убедили меня в том, что производство новых сортов климатов из старого запаса — вещь вполне достижимая. Я буду доставлять климаты по заказу за чистые деньги, принимая старые климаты в уплату 142 части долга, разумеется с изрядной скидкой и при условии, чЛ исправление их не потребует крупных затрат. Со временем их можно будет продавать более бедным и отдаленным народам, кото- рые не в состоянии купить себе порядочного климата».

Эта злая насмешка Марка Твэна над грандиозными, но заведомо не реальными проектами не должна подавлять творческую фанта­зию, но обязывает считаться с реальными возможностями. Конечно, и по отношению к районам вечной мерзлоты нельзя задаваться та­кими задачами, как изменение самого климата. Да в этом даже и нет надобности. Достаточно, если будет решена проблема отепле­ния земель и обеспечена защита сельскохозяйственных культур от тех холодов, которые оказываются гибельными для растений. В этих пределах Север можно преобразовать. При всей его кажу­щейся скудости он весьма богат различными источниками энергии. И каким бы парадоксом это ни звучало, но и его холода могут быть использованы для получения любых количеств энергии. А где энергия, там и источник тепла. Даже и морозы Севера могут слу­жить отогреванию Севера. Этому не противоречат ни законы меха­ники, ни современные технические возможности. [19]

Чтобы правильно оценить энергетические ресурсы Севера, нужно прежде всего отрешиться от некоторых условностей, пора­ботивших нашу мысль и вследствие этого ограничивающих свободу наших действий. Морозы вызывают определенные ощущения в на­шем теле, причем наш организм может существовать лишь в очень узких пределах температур. Ничтожная разница в 100—120е охватывает две такие крайности в наших ощущениях, как невыно­симый зной и столь же невыносимая стужа. Но температурная шкала природы измеряется многими тысячами градусов. Впрочем, окружающая нас природа сама как бы потворствует нашим условным представлениям о границе холода и тепла. При температурах ниже нуля замерзает вода и видоизменяются ландшафты земли. Север сковывается льдами, зимние морозы подавляют жизнь. Это услов­ное представление было еще сильнее закреплено с той поры, как паровые машины убедили всех, что для их работы прежде всего нужно тепло. Количеством тепла мы привыкли определять и коли­чество получаемой энергии.

Вода действительно, превращаясь при нагревании в пар, про­изводит работу. Переломная точка нуля действительно суще­ствует в природе, определяя момент такой исключительной важ­ности, как замерзание воды и таяние льда. Но это только на Земле. Ж. Гильом допускает, что на Нептуне, температура атмосферы кото­рого предполагается в минус 180—200°, роль воды должен исполнять воздух, превращающийся при таких температурах в жидкость или в твердое тело. Текут реки из жидкого воздуха, а при понижении температуры они замерзают, покрываясь твердым воздухом, как льдом. Воздух падает в виде снега, он же покрывает предметы инеем или каплями росы. При таких условиях и паровые машины могли бы работать только на жидком воздухе. Все то же самое, что и на Земле, но с понижением температур на 180—200°. Это смутило бы жителя Земли, по природа знает только свой абсолютный нуль — минус -273°, тогда как всякие промежуточные обозначения должны быть отнесены к «внутреннему распорядку» и «быту» различных планет.

Нужно отрешиться от предвзятого отношения к так называемым северным морозам, чтобы извлечь из них огромную пользу. Когда философ Гегель проявлял полную силу своих диалектических даро­ваний, он умел сводить сложные явления к простым и ясным фор­мулам. Наиболее успешное покорение естественных сил достигается, по его мнению, в том случае, когда человек пользуется средствами, взятыми из природы, и направляет их затем против нее же самой. Нигде эта формула не нашла бы такого плодотворного применения, как на Севере. От него нужно взять его холод и, пользуясь тем, что и низкие температуры обладают некоторой потенциальной энер­гией, заставить их работать.

Нам на помощь придет механика, но не та обиходная механика которая внушила нам односторонние представления о высоких •температурах, как о непременном условии для работы машин, а та, которая выходит за пределы нашего повседневного опыта.

Как известно, для получения какого бы то ни было вида энергии нужна только разница уровней. В качестве классического примера приводятся обычно водопады, когда вода срывается с высоты в ни­зину. Эти удары падающих струй тем сильнее, чем значительнее разница уровней между верхним порогом и нижним ложем водо­пада. Река обладает тем большей стремительностью, чем круче ее падение. Если бы выравпилось ее ложе, утратив уклон, то она превратилась бы в стоячий водоем. Как много энергии могло бы дать горное озеро, приподнятое на высоту облаков, но у него пет стока, нет нижнего уровня, и оно остается бездейственным. Это отно­сится и к электричеству с его разницей потенциалов, и к темпера­турам. Между двумя сообщающимися комнатами с одинаковой температурой не возникают никакие воздушные потоки. Но при разнице температурных уровней начинается деятельный обмен воз­духа или, иначе говоря, его движение, которое может быть исполь­зовано для получения хотя бы и незначительной энергии. Работа паровой машины, как известно, зависит от разницы температур котла и холодильника.

Для получения энергии нужна только разница уровней. Воз­никнет ли эта разница между двумя положительными температу­рами, которые мы связываем с понятием тепла, или двумя различ­ными степенями морозов, — это не имеет никакого значения. Ведь и водопады, в нашем обычном представлении, срываются с гор, но в действительности их можно встретить и под землею. И если раз­ница температур возникнет где-нибудь ниже нуля градусов, то и тогда начнет падать с верхнего уступа к нижнему температурный «водопад», который и может послужить источником энергии.

С этой точки зрения морозы Севера представляют не меньшую ценность, чем зной тропиков. В своей «Эволюции сил» Густав Лебон обронил одну мысль, не имея в виду ее практического применения и лишь иллюстрируя с ее помощью то положение, что для получе­ния энергии необходима вообще какая бы то ни было разница уровней. Он говорит, что если на Солнце температура распреде­лена повсюду равномерно, то, находясь на нем, мы не в состоянии были бы извлечь никакой энергии из его раскала, исчисляемого, примерно, в 6000°. На самом Солнце, снабжающем теплом всю пла­нетную систему, нельзя было бы получить энергии даже для ра­боты швейной машинки. Повсюду одинаковая температура! Ника­кой разницы уровней, никакого падающего потока… Между тем па Севере, в царстве сплошных льдов, где все так безжизненно и безнадежно, можно было бы получить температуру Солнца.

В подтверждение этого Лебон приводит следующую схему: в се­верных льдах мы выроем глубокие колодцы наполним их жидким воздухом, имеющим температуру минус 195°. По сравнению с этой температурой лед обладал бы огромными запасами тепла. При со­прикосновении с жидким воздухом лед вызвал бы тот же эффект, что и раскаленный кусок металла, брошенный в воду. При сбра­сывании в колодцы ледяных глыб жидкий воздух превращался бы в газ, давление которого и можно было бы обратить на работу мощ­ных двигателей. А с помощью энергии можно уже получить и тем­пературу Солнца.

Приводя свою схему, Лебон отмечает, что в данном случае лед играл бы ту же роль, что и уголь в паровых котлах. Но чтобы лед стал топливом, необходимо располагать запасами готового жид­кого воздуха, а жидкий воздух не дается даром. На его изготовление потребовалась бы затрата известной работы, что, в свою очередь, было бы связано с расходованием настоящего топлива и, следова­тельно, не дало бы никакой выгоды. Этого, конечно, не мог не ви­деть Лебон, а потому он и не придавал своей схеме практического значения. Интересно, что и Ж. Клод, иллюстрируя относительность наших понятий о холоде, указывает на бурное кипение жидкого воздуха при его соприкосновении со льдом.

Двигатели, работающие на жидком воздухе, в свое время были осуществлены, но, так как получение низких температур стоило сравнительно дорого, то эти попытки были вскоре оставлены. Не подлежит сомнению, что Север удешевил бы производство жид­кого . воздуха, предоставляя природный холод, но все же недобор низких температур был бы слишком велик. Север располагает морозами в 40—65°, тогда как для жидкого воздуха требовалась бы температура в минус 185—195°. Поэтому не на жидком воз­духе нужно строить энергетическую схему Севера.

В районах вечной мерзлоты разница температур уже имеется в готовом виде. Залегающая сравнительно не глубоко от поверхности земли вечная мерзлота обеспечивает несколько градусов холода, тогда как в летний день температура воздуха достигает 30—35° тепла. По первому впечатлению кажется, что эта разница недо­статочно велика, но техника сумела бы ее использовать. В тече­ние последних лет в газетах и журналах всего мира шумел проект Клода и Бушеро, имевший в виду получение энергии из разницы температур морской воды. В тропических морях и океанах вода на поверхности имеет температуру в 20—25°, а на глубине 1500 м— всего 4°. Оказывается, можно сконструировать двигатель, который способен использовать даже и эту, сравнительно ничтожную разницу температур — всего в 20—21°. На рассмотрение Парижской акаде­мии наук была представлена модель такого двигателя, и академия дала о нем и о всем проекте положительный отзыв. К тому же и самое имя Клода являлось ручательством за безупречность замысла.

Попытка осуществить этот проект встретила технические труд­ности. Труба длиною в 1.5 км переламывалась и сминалась при опускании в морские глубины. Но эта практическая неудача не порочит самого проекта: ошибки в нем нет. Разница температур в 20° достаточна для получения энергии. А в таком случае районы вечной мерзлоты обещают несравненно больше, чем тропические моря. Не нужно никаких громоздких труб, нет надобности бороться с бушеванием моря, разница температур в 25—30° сама дается в руки, не требуя сложных технических установок. Конечно, эта разница температурных уровней будет держаться только в течение короткого летнего периода, но в зимнее время наступят холода, которые тоже могут быть обращены на получение энергии.

Однако сам по себе зимний холод, как глубокий нижний уровень, еще ничего не даст, если не будет найден в виде контраста к нему какой-нибудь источник тепла, который по­служил бы верхним температурным уровнем. Тогда только и будет обеспечен температурный перепад, как необходимое усло­вие для получения энергии. Найти ‘этот верхний уровень не составит труда. Весь Север омывается морями, температура ко­торых даже и зимой держится около 0°. Таким образом, мы имеем па Севере два необъятных резервуара различных тем­ператур: холодного воздуха и сравнительно теплого моря. Разница уровней выразится, примерно, в 25—35°. Отсюда и можно извлечь любое количество дешевой энергии.

Что бы превратить в действительность эти многообещающие пер­спективы нужно дать техническую схему, которая показала бы, каким путем разница температурных уровней может быть практи­чески переведена в тот или иной вид энергии. Посредничество техники здесь необходимо. Контраст морозов и теплоты морей 146 сам по себе не создаст энергии, хотя бы разница температурных уровней и была весьма велика.

Природа дает в этом направлении некоторые указания. Замер­зающая вода, превращаясь в лед, аккумулирует холод, но лед не вбирает в себя всего холода, а удерживает только его ничтожную часть. Немного ниже нуля градусов — и лед уже образовался. Для наших же целей необходимо найти такой поглотитель холода, который был бы способен вбирать и удерживать самые низкие тем­пературы. В этом отношении незаменимую услугу технике оказы­вают газы.

При низких температурах газы сжижаются. Газ только потому и стал жидким, что вобрал в себя и удержал определенное коли­чество холода. Из невидимого он превратился в видимый, из лету­чего и бесформенного он перешел в состояние ограниченного и оформленного тела. При этом он сильно сжался в своем объеме. Если отнять у него холод, то он вновь станет невидимым и развеян­ным, а следовательно, и бесформенным. Тогда он снова займет очень большой объем, который занимал до своего превращения в жидкость.

Имея в своем распоряжении жидкие газы, мы без труда можем получить энергию. Если взять какой-либо газ, превращающийся в жидкость при минус 30—50°, то работу по его сжижению мог бы принять на себя Север, не требуя за это никакой платы.

С другой же стороны, и море тоже отдаст свое тепло безвоз­мездно. Остается только ввести в соприкосновение жидкий газ и теплую воду. От высокой температуры воды жидкий газ перейдет в парообразное состояние, что вызовет очень значительное расши­рение его объема. А если расширение произойдет в каком-нибудь замкнутом пространстве, в котле или цилиндре, то будет получено высокое давление, которое уже и само по себе могло бы выполнять ту или иную работу.

Если не задаваться более сложными схемами, то поставленная проблема должна считаться решенной. Морозы Севера обращены на отогревание Севера. Но остаются еще некоторые практические неясности, и прежде всего — добывание газа. Морозы Севера не­исчерпаемы, и море готово без всякого ограничения служить своими температурами, но так как посредником между ними является газ, то и его количества должны быть велики. Впрочем, одно и то же его количество может оборачиваться много раз, не требуя возоб­новления. Жидкий газ превратится в «пар», который снова может быть переведен в жидкое состояние. Потери будут лишь от случай­ных утечек. И все же вопрос о получении его первоначальных запа­сов становится слишком серьезным, если иметь в виду не какие- нибудь местные силовые установки, а получение энергии для преобразования огромных территорий Севера.

Одной из важнейших задач при построении энергетической схемы является выбор наиболее подходящего газа. Следует заме­тить, что и заграничная техника ищет путей для использования низких температур Севера в целях получения дешевой энергии при посредстве сжижающихся газов. Но возникающие там в этом направлении замыслы определяются общим характером капитали­стического строя: мысль замыкается в пределы отдельных пред­приятий, приискивая способы повышения доходов. В кругозор вмещаются только частные интересы. Этой ограниченностью стра­дает и проект физика Баржо, предназначенный в первую очередь для обслуживания канадских горнопромышленных предприятий.

Согласно проекту Баржо, холода Севера служат для сжижения газа бутана, который превращается в жидкость при температуре минус 17°. Таким образом, морозы Севера используются далеко по в полной мере. Выбранный газ не способен реализовать холодов ниже минус 17°. Это — нижний уровень. Верхним же температур- . ным уровнем служит море с его 2—3° тепла. Остальное попятно само собою. При соприкосновении с морской водой жидкий бутан превращается в газ, расширяясь в объеме и производя тем самым соответствующее давление. При такой схеме разность температур­ных уровней не превышает 20°.

Но уже из приведенной схемы видно, что автор проекта ставит себе очень ограниченные задачи. Если все основано на бутане, полу­чение которого связано с известными трудностями, то, очевидно, п самая схема имеет в виду отдельные предприятия, а не государ­ственные масштабы и не преобразование больших земельных площа­дей. Кроме того, и самая схема связана с морем, а следовательно, и с береговой линией. Конечно, передача электрической энергии на довольно значительные расстояния является для техники обычным делом, но для этого нужно располагать очень большими количе­ствами энергии, тогда как проект Баржо, повидимому, не предпо­лагает выходить за пределы местных силовых установок.

Предлагаемая нами схема основывается на сжижении угле­кислоты, обладающей весьма важными преимуществами по срав­нению с другими газами. Прежде всего она дает возможность использовать самые низкие температуры, какие только существуют в полярных странах. Затем она играет исключительную роль в жизни растений, обеспечивая пе только их потребность в углероде, по и являясь для них защитой от морозов. К тому же и самое полу­чение углекислоты может быть организовано без специальных оборудований и в любых количествах.

Единственным ее недостатком является слишком низкая точка сжижения. При обыкновенном давлении нужна температура минус 78°, чтобы углокислота перешла в жидкое или твердое состоя­ние [20]. Север «по дотягивает» до такой температуры. Достаточно, впрочем, самого незначительного воздействия извне, чтобы воспол­нить этот недостаток. Техника получения жидких газов подсказы­вает, что «ведомороженный» газ нужно подвергнуть давлению, которое и доведет его до жидкого или твердого состояния. Но вло­женный в него холод не пропадает даром. Чем ниже были действо- вавпше на него температуры, тем меньшее потребуется давление для превращения его в жидкость. Таким образом, он аккумулирует даже предельные морозы, какие только существуют на Севере.

Однако необходимость добавлять давление в 2—1 атм. оказа­лась бы весьма существенным недостатком схемы, если бы для этого приходилось постоянно затрачивать энергию. Но это потребуется лишь в начальный момент производства; достаточно пустить в оборот ничтожное количество жидкой углекислоты, чтобы начать получать энергию для любой работы. О развиваемой углекислотой энергии дает представление тот факт, что каждый килограмм твердой угле­кислоты образует при расширении 600 л газа. В свое время твердая углекислота применялась для двигателей малой мощности, в том числе и в известных минах Уайтхэда. Интересно также использо­вание углекислоты в качестве грузоподъемной силы.

Перед нами стоит и другая задача. Нужно добиться независимости от моря, для чего в свою очередь необходимо найти или создать на материке столь же высокий температурный уровень, как и морская вода. Бели бы при этом удалось еще шире раздвинуть разницу температурных уровней, то проблема преобразования Севера была бы решена с еще большей полнотой.

Древние летописи свидетельствуют, что среди диковин, приво­зимых с Севера различными кораблями, были, между прочим, и какие-то минералы, обладавшие способностью гореть. Эти мине­ралы встречались в изобилии, устилая иногда всю поверхность земли, что дало повод некоторым путешественникам принимать их за очень старый лед. Отсюда и возникло странное предположение, что слишком долго залежавшийся лед обладает способностью гореть. Вероятно, это были сланцы, которыми так богат Север. С давних времен встречаются также упоминания и о каменном угле, пласты которого выклинивались на откосах крутых берегов и по склонам оврагов. Производимые в паши дни разведки открывают все новые залежи. Даже в толщах вечной мерзлоты залегают высококаче­ственные угли. По сравнению с ними бурые угли почти не заслу­живают внимания. Что касается торфа, то его запасы также значительны, но насыщенный влагою торф требует в противополож­ность углю довольно длительной обработки, чтобы стать годным для горения. Необходимо также упомянуть о нефти, которая в боль­шинстве случаев не имеет здесь промышленного значения, но до­вольно обильно пропитывает подпочвенные слои песчаников и глин, причем из заложенных в таких местах буровых скважин выделяются горючие газы. Наконец, нельзя не отметить и такой своеобразности Севера, как погребенные леса. [21]

За много тысячелетий до нашего времени на Севере произрастали хвойные леса, которые так и доживали бы на корню свой долгий век, если бы их не размывала вода. Срывающиеся с гор потоки, разливы весенних вод и могучие реки — этого было достаточно, чтобы валить деревья и нести их по течению до самого моря, если по пути не встречались препятствия в виде пологих берегов, отме­лей и островов. Этот процесс размыва и естественного сплава длился многие тысячелетия, и в тех местах, где ряд за рядом наслаивались деревья, возникала своеобразная геологическая прослойка, напо­минающая лесной склад. С течением времени эти штабели стволов заносились песками и глинами, предохранявшими их от гниения. Вместе с деревьями встречаются и сгустки смол. На некоторых островах можно видеть в разрезе всю толщу погребенных стволов, выклинивающихся по обрывам и откосам. Характерно, что такого рода отложения леса именуются в Сибири «адамовщиной» или «ноевщиной», что говорит о незапамятной давности их происхождения. Кроме хвойных деревьев в подземных отложениях встречается и бе­реза. При недостатке дров местные жители употребляют «адамовщину» на топку (Ф. Врангель).

Север поражает обилием горючих материалов, но нельзя всем им приписывать промышленное значение. Даже некоторые залежи каменного угля часто остаются нетронутыми, потому что они по своему качеству не заслуживают разработки. Уголь в них или очень золистый, или листоватый, легко рассыпающийся на мелочь и по­тому не выдерживающий перевозки. Но он вполне пригоден для выгонки на месте летучих и смолистых веществ. Пласты такого угля нередко достигают значительной мощности, до 4—б м (В. Обручев). Еще меньшее промышленное значение имеют бурые угли, сланцы и пропитанные нефтью почвенные недра.

Север поразителен. Где только есть земля, там почти всегда воз­можен и огонь. Даже и в море появляются огни. Во время одной из зимних геологических работ в проливе Лаптева наблюдалось бур­ное выделение метана, поднимавшегося со дна моря послевзрыва. Газ горел синеватым пламенем над поверхностью замерзшего моря.

Всю массу горючих материалов, не имеющих промышленного зна­чения, было бы разумнее всего обратить на служение самому Северу. Пусть горят заведомо непригодные к разработке залежи каменных и бурых углей, и сланцы, и пропитанные нефтью пласты с выделяю­щимися из них газами, и подземные отложения лесов,—от этих огней будет получена двоякая польза — высокая температура и угле­кислота. При этом нет надобности извлекать горючие материалы из недр, — нужно лишь поджечь самые недра, воспроизведя тем самым столь известные в природе подземные пожары. На этот путь вступила вся наша техника, введя в практику подземную газифи­кацию углей.

Судя по опыту Сибири и других мест, подземные пожары могут длиться 100 и более лет, причем их влияние на отогревание почвы оказывается иногда настолько значительным, что вся местность над пожарищами отличается своим зимним и летним пейзажем от окрестных земель. Снежный покров не так устойчив, как везде вокруг, и по весне сходит раньше, чем при нормальных условиях. На этих «теплых» местах можно даже наблюдать иногда изменение состава луговой растительности. Очень продолжительные пожары вызы­вают в некоторых случаях видоизменение рельефа почвы, как резуль­тат обвалов в образующихся подземных пустотах. Но почва может и не оседать. Когда перекрытием для угольных пластов служит глина, то, под влиянием высоких температур пожара, она подвер­гается естественному обжигу, образуя над выгоревшим местом ка­менный свод.

Советский Союз уже накопил довольно ценный опыт по подзем­ной газификации углей. Заведомо нерабочие пласты оказались при­годными для газификации (Бобровский пласт Лисичанской шахты). Успешно подвергались газификации и некоторые из углей Подмо­сковного района, отличающиеся таким низким качеством, что они не горят в печке, если к ним не добавить хороших углей. Что же касается сибирских углей, то они сами напрашиваются на газифи­кацию, так как многие из них склонны к самовозгоранию. Запасы богатейших угольных месторождений истребляются пожарами. Даже и после прекращения возникшего в шахте пожара все же приходится забрасывать часть пласта без разработки. Эти огромные площади самовозгорающихся углей сами указывают путь их эксплоатации. Вместо того чтобы давать волю стихийному огню, нужно призвать к работе управляемый огонь, или, иначе говоря, газификацию. Температура горящего пласта достигает 500—600°. Примерно 30— 40% тепла уходит на отогревание почвы, расположенной над уголь­ным пластом.

Необходимо отметить, что в проблему газификации включены не одни только угли, но также сланцы и нефтяные пласты. Еще Мен­делеев предвидел все выгоды газификации сланцев, которые не вы­держали бы значительных эксплоатационных расходов из-за высо­кого содержания в них минеральных примесей. Подземная газифи­кация битуминозных сланцев предусмотрена и технической схемой Гувера и Броуна. Газификация нефти не представляет никаких трудностей, отличаясь тем преимуществом, что позволяет исполь­зовать без остатка всю нефть, тогда как при обычном способе раз­работки в нефтяных пластах остается неизвлеченной, а следова­тельно и потерянной, так называемая «пленочная» нефть.

При газификации угля поджигаются недра, и нет надобности извлекать уголь на поверхность. Твердое и громоздкое топливо превращается при подземном горении в подвижные и легко транспор­тируемые газы. По трубам их можно передавать на большие рас­стояния, не стесняясь ни рельефом местности, ни условиями климата. Чтобы поддерживать подземное горение, нужно лишь обеспечить горящую толщу угля достаточным количеством воздуха, что дости­гается работой нагнетательных насосов. В зависимости от количества подаваемого воздуха, можно или «раздувать» пожар или удерживать его в подавленном состоянии.

Опыты показали, что когда воздух поступает в шурфы с временными перебоями, то это не только не вредит происходящим про­цессам, но, наоборот, способствует образованию весьма ценных газов. Само собою разумеется, что техника должна быть озабочена качеством получаемых газов, вследствие чего ее задачи значительно осложняются. В нашей же схеме важен только огонь, а не состав газов, и ничего, кроме организации подземных пожаров, не нужно. В соответствии с размерами огня, будет выделяться и улекислота, на которой построена вся схема.

До сих пор речь шла о подезмном сжигании только того горючего, которое с промышленной точки зрения не представляет никакого ин­тереса. Но без всякого ущерба могли бы быть подвергнуты подземной газификации и высококачественные угли. Ничего не будет потеряно из тех ценных газов, которые из них выделяются. Нам нужны только углекислота и теплота. Если бы эти угли эксплоатировались путем газификации, то были бы собраны и полезные газы. Поэтому и высо­кокачественные угли могли бы служить преобразованию Севера, внеся свою долю в виде излучающегося при газификации тепла, которое все равно будет потеряно, и углекислоты,которая все равно никому не нужна.

Конечно, не в каждой точке Севера встретятся горючие мате­риалы, но в этом и нет никакой надобности. Достаточно огромных площадей, которые могут гореть, чтобы они снабжали горючими газами и энергией те районы, где нет никаких топливных ресурсов. На расстояние хотя бы в несколько десятков километров не трудно транспортировать и газы и энергию.

С появлением огня мы имеем возможность значительно раз­двинуть разницу температурных уровней, подняв верхнюю линию до температуры выделяющихся из подземного пожара газов. В та­ком случае уже нет нужды в теплой морской воде,—можно оторваться от прибрежной полосы и раскинуться по всему материку. При этом верхний уровень значительно приподнимется: на нижней отметке— морозы, на верхней — горячие газы. И если, согласно одному из основных принципов механики, разности температур обеспечивают условия для получения энергии, как и разности высот падения тяжелых тел, то Север своими морозами повысит то количество энергии, которое дал бы один огонь.

Действие всей системы едва ли нуждается в подробных поясне­ниях. С помощью холода получается твердая углекислота, которая за­тем, при соприкосновении с огневыми температурами, переходит в газ. Если в котел с жидкой или твердой углекислотой провести змеевик, по которому проходили бы из-под земли горячие потоки, то это вызвало бы мгновенное расширение углекислоты, а следо­вательно, и необходимое давление. При этом горячие газы, отдав свою теплоту жидкой углекислоте, сами охладились бы при сопри­косновении с нею почти до температуры сжижения. Таким образом, если бы для сжижения углекислоты понадобилось в начальной ста­дии работ добавить к северным морозам давление в несколько ат­мосфер, то при наличии огня мы располагали бы для этого доста­точными запасами энергии.

Намеченная схема разрешает энергетическую проблему, но от нее кое-что выпадает и на долю сельского хозяйства: оно получает теплые почвы. Но сельскохозяйственные культуры еще не будут в безопасности даже и после того, как оттает вечная мерзлота и отогреются почвы. Холодное дыхание Полюса не перестанет давать знать о себе. Сельское хозяйство всегда должно быть готово к внезапным наступлениям очень резких весенних и осенних похо­лоданий, могущих иметь роковой исход для возделываемых расте­ний.

Здесь и обнаруживается исключительное значение углекислоты для преобразования сельского хозяйства Севера. Добываемая с целью аккумулирования холода, она может быть вместе с тем использована для защиты посевов от морозов и для повышения урожая сельскохозяйственных культур. При наличии значитель­ных запасов углекислоты, легко направляемой на любой участок культурных земель, борьба с заморозками значительно упрощается: стоит только в нужный момент окутать посевы дымовой завесой, чтобы предохранить их от гибели. Как известно, огородничество уже с давних времен практикует этот прием. Раскладываемые по краям огорода костры имеют целью разостлать над посадками пелену из дыма, в котором главную роль играет углекислота, ограж­дающая землю от теплового излучения. Существует гипотеза, объясняющая мягкий климат Севера в доледниковый период энер­гичной деятельностью вулканов, обусловливавшей высокое содер­жание углекислоты в атмосфере. Под такой защитой и вся поляр­ная область напоминала в те времена оранжерею, воспринимающую солнечное тепло, но не отдающую его обратно в виде излучения.

Конечно, не с помощью костров можно защитить обширные поля от холодов. Для этого нужны большие огни. Для предохранения растений от заморозков применяются даже и грелки. Это — резер­вуары вроде ведер, наполненные нефтью. На гектар нужно расста­вить примерно 200—300 грелок, чтобы отеплить воздух над сельско­хозяйственными культурами на 2—3°. На первый взгляд такой прием кажется безрассудным, но если он спасает урожай очень ценных культур, как это было, например, в наших субтропиках, то оправдываются и произведенные расходы, и затраченный труд. Таким образом, даже прямое нагревание воздуха считается выгод­ным. С этой точки зрения оргннизованные подземные пожары заняли бы по отношению к грелкам такое же положение, как фаб­рично-заводское производство к мелкому кустарничеству. Конечно, не под каждым полем будет подземный огонь, но нет более легкой задачи, чем транспортирование газов.

При подземных пожарах нет ничего легче, как регулировать поступление в надлежащих количествах углекислоты, закутываю­щей сельскохозяйственные культуры защитным пологом. Выход буровых скважин из-под земли на поверхность поля обеспечииает легкость срочного вызова углекислоты при наступлении заморозкой.

Для этого стоит только открыть определенное число скважин, а по миновании надобности их выключить. Даже и при ветре воз­можно все время поддерживать над посевами предохранительную завесу.

Для северных широт углекислота имела бы еще значение и как средство повышения урожаев. Произведенные за границей опыты по обогащению воздуха углекислотой давали повышение урожая на 100—150%. В этом не было ничего неожиданного. Тело растения состоит, главным образом, из углерода, источником которого и является углекислота атмосферы. Усвоение углерода растением идет тем энергичнее, чем сильнее и продолжительнее дневной свет. Отсюда можно заключить, что если в широтах средней Европы по­вышенное содержание углекислоты в зоне распространения полевых культур давало столь значительный прирост урожая, то на Севере этот прием должен дать еще больший эффект. Круглые сутки длится там день, растение непрерывно работает, вследствие чего его потреб­ность в углекислоте значительно повышается. И если обеспечить сельскохозяйственным культурам углекислое питание, то и повы­шение урожая на Севере должно быть более значительным, чем в средних широтах.

Опыты по углекислому питанию растений неоднократно повто­рялись в различных районах и неизменно подтверждали плодотвор­ность этого метода, но, в виду трудности его практического приме­нения, он не получил сколько-нибудь широкого распространения. Трудно доставить углекислоту на поля, а удержать ее там еще труднее. Малейшее движение воздуха, и вся система распределения газов по степени их тяжести становится неустойчивой. Если же допустить, что распределение и постоянное возобновление угле­кислоты на полях не потребовало бы никакого сложного оборудо­вания, то для северных широт этот метод повышения урожая не оставлял бы желать ничего лучшего.

До сих пор все в схеме было благополучно. Отдельные части ее согласованы между собой. Но вот возникают смущающие мысли. С разрушением вечной мерзлоты влага уже не будет удерживаться в верхних горизонтах почвы, в результате чего даст себя знать засушливость климата, столь губительная для сельского хозяйства. А дальше возникают еще более грозные картины. Начинаются про­валы и катастрофы. Оттаивание подземных ледяных пропластков и вечной мерзлоты влечет за собою провалы земли с образующимися в котловинах озерами, или заболачивание почв. От самых ничтож­ных причин возникают провальные озера. При подземном же по­жаре катастрофа неизбежна. Чем значительнее площадь подзем­ного огня, тем опаснее. На очень больших территориях земля даст самые причудливые провалы и всхолмления. Но главное — вода: она зальет. Это уже не провальные озера, а наводнение.

Напрасно было бы искать отсрочки этого бедствия, основываясь на плохой теплопроводности грунтов. Конечно, тепловые излучения подземного пожара будут с трудом пробиваться к поверхности скозь пласты почвы. Для этого нужны годы. Но ведь малейшее воздействие на вечную мерзлоту выводит ее из равновесия. А здесь — огонь! В данном случае ему даже не нужно самому пробиваться сквозь толщи земли, так как для вывода газов на поверхность зало­жены скважины. При этом возможны деформации почвенных слоев. Грозят провалы, грозит затопление. Но повсюду ли неизбежны эти бедствия? И нельзя ли выделить на Севере земельный фонд, где можно было бы осуществить намечаемую схему, не опасаясь за бу­дущее? В этом отношении наибольшую удачу обещает Европейская часть Союза, где вечная мерзлота не является типичным признаком северных земель. Здесь огромные территории могли бы быть пре­образованы без всякого риска. Затем— Сибирь. Конечно, там нет на­добности подходить к «ископаемым» льдам, от которых можно ждать только потопа. Но районам талых земель и островам таликов не угрожало бы никакой опасности. Здесь тоже не будет риска, как и на большинстве земель Европейской части Союза. Только с вечной мерзлотой невозможны никакие сделки. Но тем лучше: эта несго­ворчивость исключает средние решения, обязывая сразу же принять какие-либо радикальные меры.

В предстоящей борьбе на стороне человека имеется то преиму­щество, что он заранее знает ожидающие его удары. В таком случае решающее слово переходит к технике. Пусть она ответит: в ее ли силах предотвратить те опасности, которые связаны с таянием веч­ной мерзлоты? «Управлять — значит предвидеть». Но здесь не тре­буется даже дара предвидения. Все известно — и причины и результаты. Можно, как с натуры, писать будущую картину по­коробленных и затопленных земель. Таким образом, задача упро­щается: в уравнении нет никаких неизвестных. К тому же и самые процессы, которые возникнут в результате таяния вечной мерз­лоты, могут быть по желанию или усилены или ослаблены, согласно регулирующей воле.

Техника не оправдала бы своей репутации, если бы при таких условиях она не нашла способов разрешить поставленную задачу. Однако даже и пе предрешая тех путей, которые она выберет, можно предвидеть, что та или иная система очень энергичного дренирова­ния почв будет положена в основу ее плана. Сеть глубоких дрени­рующих каналов, направленных к водосборному бассейну, должна быть заранее подготовлена, чтобы обеспечить сброс всяких излиш­ков воды по мере их появления. Первая же полученная от Севера энергия будет направлена на работу по проведению каналов. Раньше, чем начнет оттаивать вечная мерзлота, будут готовы к дей­ствию стоки, которые предупредят застаивание вод и заболачи­вание почв.

А те огромные водосборные бассейны, куда будет стекать вся масса грунтовых и талых вод, найдут применение в общей системе в качестве водохранилищ для орошения земель. Уже теперь неко­торые районы вечной мерзлоты ждут своего включения в план оро­шения. С разрушением же вечной мерзлоты орошение станет обязательным. Но водоемы, которые соберут воды вечной мерзлоты, будут возвращать эти воды почвам. А так как искусственное оро­шение регулирует поступление влаги к растениям, сообразуясь с их потребностями, то оно не только возместит потери, вызванные разрушением вечной мерзлоты, но и обеспечит самые высокие урожаи.

Приведенная схема преобразования Севера свободна от каких бы то ни было произвольных допущений, а если она и кажется фан­тастической, то только потому, что ей противостоит Север, такой упорный в своей суровости, оледеневший до глубоких недр, а по пространству хотя и измеримый, но безмерный по способности поглощать человеческие силы. И тем не менее вся эта схема могла бы одновременно послужить темой и для научно-фантастического ро­мана, и для серьезных проектных работ. Все зависит от того, взять ли весь Север или какую-нибудь незначительную его часть. Если бы из его подавляющих пространств выбрать какой-нибудь земельный массив сравнительно незначительных размеров, то дело­вая мысль не увидела бы в предположениях о его преобразовании ничего несбыточного. А если бы испытание этой схемы оказалось успешным, то сами собой обозначились бы й дальнейшие перспек­тивы — более широкий охват земельных массивов с залегающими в их недрах запасами горючего. Этот количественный охват будет зависеть только от тех сил и средств, которыми будет располагать государство.

В намеченной схеме нет ничего непосильного для современной техники, хотя с некоторыми задачами ей здесь пришлось бы встре­титься впервые. Но пусть возникают и другие схемы. Нужно толь­ко дерзать, иначе нельзя справиться с Севером. И если механика го­ворит, что и холода Севера могут служить для получения энергии, то для технических замыслов путь свободен. Атак как в Советском’Союзе в противоположность капиталистическим странам нет надобности считаться с частным землевладением, то весь простор северных земель открыт для творческой мысли, а ее вдохновлять и ею упра­влять будут интересы народа.


[1] Эолова арфа — своеобразный музыкальный инструмент, с несколь­кими натянутыми на нем жильными струнами. Вследствие неравно­мерной толщины струн и неодинакового их натяжения они издают при малейшем ветре различные аккорды. При известных условиях ветер вообще может давать музыкальные созвучия. В Египте была известна ста­туя Мемнона, которая звучанием приветствовала восход солнца. Это ветер поднимался на ранней заре и, прорываясь в одно из отверстий статуи, про­изводил мелодичные звуки.

1 «Советская Арктика», № 6, 1937.

[3] Эти цифры, равно как и последующие цифровые данные, взяты із статей и отчетов «Советской Арктики» за 1937 г.

[4] Завоевание Севера

[5] «Проблемы Арктики», № 2, 1937.

[6] «Советская Арктика», № 9, 1937.

[7] Следует иметь в виду, что такие выражения, как «накопление холода» в почве или «аккумулирование холодов», не соответствуют научной термино­логии. Очевидно, здесь подразумевается потеря почвой тепла. Но эти выра­жения оставлены как дающие более наглядное представление о процессе образования вечной мерзлоты. Выражение «напустить холод в комнату» очень понятно и реально ощутимо, хотя и здесь, с научной точки зрения, было бы правильно говорить только о потере тепла.

[8] Число найденных остатков мамонтов довольно велико. Но этих находок было бы еще больше, если бы в дореволюционное время полицейские власти не противодействовали этому. Когда Петербург заинтересовывался слухами о каком-нибудь новом местонахождении мамонта и требовал проверки полу­ченных сведений, то это доставляло много хлопот всей местной администра­ции, начиная от губернатора и кончая самым мелким полицейским чином. Неоднократно случалось, что заявление какого-либо кочевника о найденном мамонте замалчивалось, причем нашедшие подвергались для устрашения телесному наказанию (Э. Толь).

[9] Ортштейн — каменистые образования, залегающие на некоторой глу­бине от поверхности, главным образом в лесных почвах (в подзолах).

[10] Скрытая теплота льдообразования.

[11] Незамерзающие реки Окружены обычно теплыми почвами. При наличии теплых ключей в этом явлении нет ничего загадочного. Но В. Г. Петров до­пускает, что здесь может также, сказаться влияние залегающих в почвах радиоактивных пород, которые, как известно, непрерывно излучают тепло. Это соображение об отеплении почв радиоактивными породами нельзя приз­нать безосновательным, но, вероятно, такие случаи довольно редки.

[12] При твердых грунтах бурение производится алмазным наконечником.                                                                                                                                                

[13] При работе на Севере нет той технической мелочи, в которой можно было бы пренебречь силой мороза. При объезде Амурско-Якутской дорож­ной магистрали В. Г. Петров построил крытый возок на полозьях, обогре­ваемый внутри печкой. Это вовсе не было стремлением к комфорту. «В про­цессе работ выяснилось, что повозка-грелка необходима не только для ра­ботников, но и для приборов. Так, например, фотографический аппарат при сильных морозах отказывается действовать, так как механизм его затвора сконструирован за границей с расчетом коэффициентов расширения металлов для обычных европейских температур, но в 50—60-градусные морозы прихо­дилось отогревать аппарат в теплой повозке, а самую съемку спешить закон­чить в 5—10 минут».

[14] 1 пуд приблизительно равен 16.4 кг; 1 золотник — 4.3 г;

[15] Количество осадков в Вилюйске достигает 223 мм в год; за летний пе­риод —152 мм. Эти цифры, как мы видели, характерны почти для всего района вечной мерзлоты.

[16] По гречески «биос» означает «жизнь». Приставка «ана» значит «снова»»

[17] Насколько быстро может итти размножение ракообразных, показы­вают следующие расчеты. Принадлежащая к этой группе так называемая «большая дафния» начинает производить потомство на 8—10-й день после того, как она сама вышла из яйца. Через каждые 3—4 дня появляется по 80 новых дафний. И каждая зэ них на 8—10-й день начинает следовать примеру своей матери. При таком размножении достаточно Одной самки, чтобы через полтора-два месяца водоем кишел дафниями.

[18] Этой находке посвящена прекрасно изданная у нас книга Картера и Мейса “Тутанхамон (гробница египетского фараона)”. ГИЗ, М.—Л. 1927.

[19] В 1935 г. Московским и Ленинградским Домами ученых, по инициативе Межрабпомфильма, был объявлен конкурс на научно-фантастические темы. Премированные темы должны были послужить основой для составления науч­но-фантастических фильмов. По условиям конкурса, предпочтение отдавалось темам, имеющим практическое значение. Экспертиза представленных тем производилась силами соответствующих научных специалистов, а в состав жюри конкурса, кроме представителей Домов ученых, были включены представители партийных, профсоюзных и общественных организаций.

На этот конкурс Б. Н. Демчииским была представлена схема преобра­зования Севера. Эта тема была премирована и рекомендована для составления научного фильма. Тема имела в виду использование холодов и природных ре­сурсов Севера для его отепления на больших площадях. В настоящей главе эта тема дана в ее научной части и только в тех пределах, которые позволяют при современном положении техники приступить к практическому осуществлению намеченной схемы.

[20] Это таи называемая «тройная» точка углекислоты. При указанной тем­пературе углекислота может находиться в газообразном, жидком или твердом состояниях.

[21] В 1879 г. ганноверский учитель В. Райт вызвал сенсацию своим пред­ложением поднять камень со дна Кильской верфи без помощи механических приспособлений. И действительно, камень, весом 300 ц, был поднят с глубины в 10 м. С этой целью к лежащему на дне камню Райт прикрепил не наполнен­ную никаким газом оболочку воздушного шара, в который была помещена твердая углекислота. Под влиянием окружающей теплоты моря углекислота превратилась в газ и заполнила шар, который и поднялся, вытащив за собою камень.

При копировании материала с данного сайта присутствие ссылки обязательно!

Top.Mail.Ru