ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 77, № 2, с. 164-168
БЫЛОЕ
В настоящее время мы многое знаем о вечной мерзлоте - об этом уникальном геофизическом явлении, научились учитывать и использовать её положительные свойства, а также противодействовать отрицательным. Познание вечной мерзлоты достигалось благодаря подвижничеству, упорному труду и любознательности нескольких поколений путешественников, деловых людей и, конечно, учёных.
ЧТО МЫ ЗНАЕМ О ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЕ
Р. М. Каменский
Когда русские начали селиться на Печёре, а затем на рубеже XVI-XVII вв. казаки Ермака, спускаясь вниз по Оби, основали в 1601 г. городок на р. Таз, они уже тогда знали, что в этих местностях почва в глубоких слоях остаётся всегда мёрзлой. Об этом утверждал академик Бэр в своих "Материалах к познанию нетающего почвенного льда в Сибири" [1], которые он по поручению Петербургской академии наук подготовил для научной экспедиции (1843-1846) профессора, впоследствии академика А.Ф. Миддендорфа.
Немецкий учёный Д. Вуд, посетивший в 1676 г. Новую Землю, писал: "Если в местностях, в которых нет снега ... начать копать землю приблизительно до глубины 2 фута, то встретится лёд. факт, о котором раньше ничего не было слышно" [2]. В этот же период якутские воеводы П. Головин и М. Глебов сообщали в Москву: "А в Якуц-ком-де государь, по сказкам торговых и промышленных служилых людей, хлебной пашни не чаять: земля-де государь и среди лета вся не растаивает"[2].
Жители Якутии - и якуты, и тунгусы, и юкагиры, а также другие северные народы - с незапамятных времён знали о существовании вечной мерзлоты и использовали её свойства в бытовых целях - для хранения и замораживания продуктов в тёплый период года, но об этом никаких сведений в научной,и не только в научной,литературе не было. Можно с достаточным основанием счи-
КАМЕНСКИЙ Ростислав Михайлович - доктор технических наук, советник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН.
тать, что первые доступные сведения о существовании вечной мерзлоты появились на 100 лет раньше в сообщениях американского (английского) путешественника Фробишера, который в описании своих трёх экспедиций в поисках золота в районе Гудзонова залива (1576-1578) сообщал: ".Источников здесь не должно быть, ибо земля промерзает настолько глубоко, что оледенение захватывает также и источники." [1].
В 1685-1686 гг. в Якутске по инициативе воеводы М.О. Кровкова в вечной мерзлоте был прорыт колодец до глубины 30.5 м, о котором Кров-ков сообщил в Москву: "А колодезя, великие государи, в Якуцком сделать некоими мерами нельзя, потому что земля летом только тает в полтора аршина, а больше двух аршин земля никогда не тает, а в исподи на дне бывает земля всегда мёрзлая".
Академик Петербургской академии наук И.Г. Гмелин, совершивший длительное путешествие по Сибири в 1733-1743 гг., в своём 4-х томном труде "Флора Сибири" утверждал, что в Якутске почва оттаивает лишь на глубину 1.2 м. Он также сообщил о колодце Кровкова, о котором ему рассказали местные казаки, но информация Гмелина была подвергнута сомнению многими западными учёными. Даже в первой половине XIX в. известный естествоиспытатель, геолог Л. фон Бух писал: "Я вполне убеждён, что должно считать совершенно ненадёжным все известия, в которых утверждается, будто на глубине нескольких футов земля даже и летом была находима замёрзшею в странах, где произрастают кустарниковые растения, и что известия Гмелина о том, что в Якутске при рытье колодца нашли мёрзлую землю до 100 футов, не следовало повторять в учебниках, как доселе делается. Показания казаков не должно было бы употреблять для подкрепления столь странного и неверного факта" [1].
В начале XVIII в. В.Н. Татищев - историк, географ - сделал первое обобщение данных о мёрзлых породах, а М.В. Ломоносов в известной рабо-
те "Слово о рождении металлов от трясения земли. - О слоях земных" (1757) высказывает ряд интересных положений о природе образования "замёрзлой земли", о значении рельефа и суровых климатических условий в развитии толщ мёрзлых пород и создании запасов холода и подземных льдов, о длительности этого процесса, о необходимости учитывать строение "внутренности" Земли для понимания распределения тепла и холода в недрах. Он, в частности, писал: "...Теплота и огонь в недре земном жительствует беспрерывно. И так надлежит посмотреть далее, есть ли там холод и мороз, оным противный. Правда, что обширные сибирские стороны, а особливо к Ледовитому морю лежащие, равно как оные поля пространные, составляющие хребет превысокой, которою Китайское государство от Сибири отделяется, землю в глубину около двух или трёх футов во все лето замёрзлую имеют. И хотя сие приписано быть может больше зимнему холоду, летний жар преодолевающему, что сии места, одно ради близости холодного климата, другое для высокого положения к студёному слою атмосферы поднявшегося, лишаются кроткого небес действия. подземный огонь много сильней оной стужи: затем, что она прихожая с земной поверхности, и плод холодного внешнего воздуха; огонь, напротив того, как в своём отечестве господствует" [2].
Путешественники-исследователи XVIII в. и первой четверти XIX в. по крупицам собирали данные о вечной мерзлоте и льдах, в ней содержащихся. П.С. Паллас (1742-1811) в описании своего путешествия поместил ценные сведения, собранные в 1771 г. его сотрудником-студентом В.Ф. Зуевым (впоследствии академиком), о неглубоком залегании многолетней криолитозоны в тундре у г. Обдорска на р. Оби и о наличии её в нижнем течении р. Енисей.
В самом конце XVIII - начале XIX в. начальник тунгусов (эвенков) [1] Шумахов обнаружил недалеко от уреза Ледовитого океана на Быковском полуострове (дельта р. Лена) бесформенную глыбу льда, которая несколько лет медленно таяла в условиях сурового климата, и оказалось, что она заключала в себе труп мамонта, много веков назад погребённого в грунтовых отложениях (мамонт Шумахова-Адамса). Это была очень важная находка, так как она указывала на продолжительность существования криолитозоны сложной структуры.
Барон Врангель, Матюшкин и штурман Коз-мин в 1820-1824 гг., исследуя обширные пространства северо-восточной окраины Азиатского материка, собрали многочисленные данные о многолетнемёрзлых грунтах. Врангель писал: "В Нижне-Колымске на глубине четырёх с половиной сажень (9.6 м) я нашёл землю ещё замёрз-
шей. В более высоких местах я часто находил трещины и пещеры, в которых на глубине четырёх сажень (8.54 м) нижний слой земли содержал ещё большее количество льда, чем верхний" [2].
Два других спутника Врангеля - мичман Ф.Ф. Матюшкин и врач Кибер - наблюдали мно-голетнемёрзлую толщу со льдом в обрыве высокого правого берега р. Малый Анюй, заключавшую кости мамонтов, носорогов и других животных, то есть мамонтовую фауну. Ф.Ф. Матюшкин -лицейский товарищ Ä.C. Пушкина - в письме к директору лицея Э.Г. Рейнгольду сообщал: ".От Якутска до самого Нижне-Колымска и далее корень лиственницы стелится всегда по земле и почти совершенно снаружи, и это на всех почвах земли. В нижнем течении р. Колымы она растёт почти на одном мхе, потому что и посреди лета в лесах под мхом чистый лёд" (по Врангелю, 1948).
В тот же период (1820-1823) на побережье моря Лаптевых и Новосибирских островах работала экспедиция Гидрографического департамента под руководством лейтенанта П.Ф. Анжу. Её участник, медик А.Е. Фигурин, исследовал многочисленные обнажения залежей подземных льдов и отнёс большинство их к жильным. По его мнению, ледяные жилы образовались в результате проникновения воды и её замерзания в многочисленных морозобойных трещинах. Эту точку зрения разделял и академик К.М. Бэр, а затем в 1882 г. её поддержал А.А. Бунге. Справедливость её подтвердилась в результате полевых исследований, научных споров и дискуссий лишь во второй половине 40-х годов XX столетия.
Ф.П. Врангель, А.Е. Фигурин и другие исследователи не получили объективных данных о вечной мерзлоте в виде её отрицательной температуры, но собранные ими сведения не оставляли места сомнениям в существовании многолетней криолитозоны на северо-востоке Сибири и побуждали Санкт-Петербургскую академию наук обратить внимание на это геофизическое явление.
Первые температурные измерения мёрзлых грунтов были проведены профессором А. Эрма-ном в скважине, которую он пробурил в декабре 1825 г. до глубины 18.2 м в районе Берёзова. Но безусловным прорывом в нашем знании следует считать шахту Ф. Шергина [4]. Служащий Русско-американской компании Ф. Шергин во дворе своего дома в Якутске решил выкопать колодец, так как проблема питьевой воды всегда была острой. Он начал проходку колодца в 1828 г. и вёл её в течение девяти лет [1]. Работы велись только зимой, так как вентиляция выработки осуществлялась естественным путём за счёт инверсии. Шахта была пройдена до глубины 116.4 м. После крушения надежд на вскрытие водоносного горизонта работа шла благодаря любознатель-
ности Шергина, на средства Русско-американской компании и поощрялась её влиятельным представителем Ф.П. Врангелем. Стоимость проходческих работ в зиму 1835-1836 гг. в сумме 1362 руб. не была оплачена компанией, что стало причиной ухода Ф. Шергина со службы и отъезда его на родину - в Устюг. Бэр приводит такие интересные данные: министр просвещения доложил о шахте Ф. Шергина императору Николаю I, тот очень высоко оценил его труд, наградив кольцом с бриллиантом и золотой медалью [1]. Это был действительно и человеческий, и научный подвиг. Член-корреспондент АН СССР П.Ф. Швецов, уделявший особое внимание истории геокриологических исследований, оценивает значение Ф. Шергина в геокриологии наравне со значением А. Ле-венгука в микробиологии [2].
Первые температурные измерения в шахте Ф. Шергина проводил также профессор А. Эрман в апреле 1829 г. На глубине 15.75 м (температура оказалась равной -6.0°R, как мы теперь знаем, заниженной вследствие охлаждения стенок шахты за счёт конвекции воздуха). Затем геотермические наблюдения вёл сам Ф. Шергин. Он переписывался с Петербургской академией наук, сообщая сведения о температуре горных пород в шахте, о глубине ле
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.