Источник: Фото - ФИЦ КНЦ CO РАН
Невечная мерзлота: как ученые исследуют арктический "фундамент" северной Сибири
21.08.2025
Учёные из Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН не только следят за тем как вечная мерзлота — одна из самых стабильных и одновременно хрупких природных систем — начала меняться, но и предсказывают, как этот процесс будет развиваться. Специалисты разрабатывают уникальные технологии для мониторинга, моделирования и прогнозирования этих процессов, опираясь на междисциплинарный подход и спутниковые данные. Об этом рассказывает Евгений Пономарев, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН.
Зачем знать, как ведет себя мерзлота
Стабильность мерзлотных почв — один из ключевых факторов, обеспечивающих устойчивость экосистем и инфраструктуры в северных регионах. Однако эта стабильность всё чаще оказывается под угрозой. Она напрямую зависит от климата, который, в свою очередь, стремительно меняется. В Арктике и Сибири теплеет быстрее, чем в среднем по планете. Та часть мерзлоты, что годами оставалась неподвижной и служила своеобразным «фундаментом» для всей территории, всё чаще реагирует на потепление, увеличивает сезонный талый слой, теряет устойчивость. При этом активно осваивается территория: расширяются промышленные участки, ведётся добыча полезных ископаемых, строятся инфраструктурные объекты. Всё это дополнительно нагружает хрупкие природные системы.
Двойная нагрузка природных и антропогенных факторов грозит нарушением природного баланса и разрушением инфраструктуры. Если верхние слои мерзлоты начинают таять, промышленные площадки, дороги и посёлки, построенные на вечной мерзлоте, начинают испытывать всё больше проблем: появляются просадки, деформации, трещины.
На фоне роста техногенного освоения арктических территорий и климатических трендов последних лет, становится критично важно научиться прогнозировать поведение почв в зонах многолетней мерзлоты.
Кто и как предсказывает поведение криолитозоны
Понять, как ведёт себя вечная мерзлота под действием климата и человека, — это один из сложных вызовов для науки. Проект, который ведут ученые Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН при поддержке Российского научного фонда (№ 23-14-20007) и Красноярского краевого фонда науки, объединяет специалистов из разных направлений: экологи, климатологи, теплофизики, программистов и специалистов по дистанционному зондированию Земли и геоинформационным системам. Их цель — научиться не просто фиксировать изменения, но и строить надёжные прогнозы: где мерзлота уже теряет устойчивость, какие зоны наиболее уязвимы, и где риски станут критическими в ближайшие годы.
Работа строится на сочетании трех ключевых компонентов: спутниковые снимки, наземные обследования и численное моделирование. Один из важнейших инструментов в руках учёных — это спутниковые данные. Благодаря технологии дистанционного зондирования с орбиты можно наблюдать огромные территории, фиксировать изменения характеристик почвы и растительности. На их основе разрабатываются технологии картографирования и мониторинга ландшафтных изменений. Оцениваются спектральные индексы, отражающие нарушенность растительного и почвенного покрова, а также анализируются временные ряды этих показателей, позволяющие понять, насколько сильна трансформация ландшафта в результате деятельности человека.
Другая важнейшая часть работы разворачивается непосредственно на земле. Учёные проводят замеры, собирают данные о температуре и влажности почв на разных глубинах, теплофизических и диэлектрических свойствах почвенных горизонтов. Отдельным блоком выполняются работы с применением средств подповерхностного георадарного сканирования пробных площадей и выявления двух- и трёхмерной картин залегания мерзлотных слоёв на участках различной степени антропогенной нарушенности. Это нужно для калибровки результатов дистанционного зондирования — без неё спутниковые наблюдения теряют точность и информативность. Весь комплекс получаемых данных объединяется в моделях, которые рассчитывают тепловой режим почв в разных сценариях. Всё это помогает не просто оценивать текущее состояние арктических ландшафтов и почв, но и понимать, моделировать, прогнозировать, оценивать потенциальный ущерб и уязвимость будущих проектов на этапе планирования.
Читайте полную версию статьи на сайте Красноярского научного центра СО РАН
Зачем знать, как ведет себя мерзлота
Стабильность мерзлотных почв — один из ключевых факторов, обеспечивающих устойчивость экосистем и инфраструктуры в северных регионах. Однако эта стабильность всё чаще оказывается под угрозой. Она напрямую зависит от климата, который, в свою очередь, стремительно меняется. В Арктике и Сибири теплеет быстрее, чем в среднем по планете. Та часть мерзлоты, что годами оставалась неподвижной и служила своеобразным «фундаментом» для всей территории, всё чаще реагирует на потепление, увеличивает сезонный талый слой, теряет устойчивость. При этом активно осваивается территория: расширяются промышленные участки, ведётся добыча полезных ископаемых, строятся инфраструктурные объекты. Всё это дополнительно нагружает хрупкие природные системы.
Двойная нагрузка природных и антропогенных факторов грозит нарушением природного баланса и разрушением инфраструктуры. Если верхние слои мерзлоты начинают таять, промышленные площадки, дороги и посёлки, построенные на вечной мерзлоте, начинают испытывать всё больше проблем: появляются просадки, деформации, трещины.
На фоне роста техногенного освоения арктических территорий и климатических трендов последних лет, становится критично важно научиться прогнозировать поведение почв в зонах многолетней мерзлоты.
Кто и как предсказывает поведение криолитозоны
Понять, как ведёт себя вечная мерзлота под действием климата и человека, — это один из сложных вызовов для науки. Проект, который ведут ученые Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН при поддержке Российского научного фонда (№ 23-14-20007) и Красноярского краевого фонда науки, объединяет специалистов из разных направлений: экологи, климатологи, теплофизики, программистов и специалистов по дистанционному зондированию Земли и геоинформационным системам. Их цель — научиться не просто фиксировать изменения, но и строить надёжные прогнозы: где мерзлота уже теряет устойчивость, какие зоны наиболее уязвимы, и где риски станут критическими в ближайшие годы.
Работа строится на сочетании трех ключевых компонентов: спутниковые снимки, наземные обследования и численное моделирование. Один из важнейших инструментов в руках учёных — это спутниковые данные. Благодаря технологии дистанционного зондирования с орбиты можно наблюдать огромные территории, фиксировать изменения характеристик почвы и растительности. На их основе разрабатываются технологии картографирования и мониторинга ландшафтных изменений. Оцениваются спектральные индексы, отражающие нарушенность растительного и почвенного покрова, а также анализируются временные ряды этих показателей, позволяющие понять, насколько сильна трансформация ландшафта в результате деятельности человека.
Другая важнейшая часть работы разворачивается непосредственно на земле. Учёные проводят замеры, собирают данные о температуре и влажности почв на разных глубинах, теплофизических и диэлектрических свойствах почвенных горизонтов. Отдельным блоком выполняются работы с применением средств подповерхностного георадарного сканирования пробных площадей и выявления двух- и трёхмерной картин залегания мерзлотных слоёв на участках различной степени антропогенной нарушенности. Это нужно для калибровки результатов дистанционного зондирования — без неё спутниковые наблюдения теряют точность и информативность. Весь комплекс получаемых данных объединяется в моделях, которые рассчитывают тепловой режим почв в разных сценариях. Всё это помогает не просто оценивать текущее состояние арктических ландшафтов и почв, но и понимать, моделировать, прогнозировать, оценивать потенциальный ущерб и уязвимость будущих проектов на этапе планирования.
Читайте полную версию статьи на сайте Красноярского научного центра СО РАН