Причины
- Повышение температура в Арктике (арифметическая и региональная аномалия) вследствие антропогенного потепления: большее тепло приводит к длительному таянию верхних слоёв почвы и деградации мерзлоты.
- Изменение осадков, нарушение растительного покрова, пожары и осушение участков способствуют термокарсту и ускоренной оттаиванию.
- Локальные факторы: строительство, добыча полезных ископаемых, дренаж и нарушенная гидрология.
Масштабы
- Общий запас углерода в мерзлых грунтах Северного полушария: примерно $\sim 1,400$–$\sim 1,600\mathrm{GtC}$ (гигатонн углерода).
- Ожидаемые выбросы в зависимости от сценариев к концу века: порядка $\sim 10$–$\sim 50\mathrm{GtC}$ при сильном смягчении и $\sim 30$–$\sim 200\mathrm{GtC}$ при высоких выбросах (оценки зависят от модели и скорости обратной связи).
- Скорости: постепенная эмиссия в течение десятилетий–веков, но возможны участки с быстрым (абруптным) оттаиванием и термокарстом в течение десятилетий.
Последствия
1) Углеродная обратная связь
- При оттаивании органического материала микробиологическое разложение высвобождает $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ при аэрации и $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$ при анаэробных условиях (болота, стоячая вода).
- Метан обладает большим радиационным эффектом: примерно $\approx 28$–$\approx 34$ раз сильнее $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ за $100$-летний период по потенциалу глобального потепления.
- Это усиливает глобальное потепление, создавая положительную обратную связь: больше потепления → больше оттаивания → больше выбросов → ещё больше потепления.
2) Угрозы для инфраструктуры
- Оседание грунта, нестабильность фундаментов, разрушение дорог, аэродромных полос, трубопроводов, складов топлива и хранилищ; увеличение эрозии береговой линии при таянии вечной мерзлоты.
- Примеры механизма: потеря несущей способности, образование термокарстовых оврагов, оползни.
- Экономические оценки уязвимости и ремонта на местном и национальном уровнях варьируются, но суммарные затраты по регионам при продолжающемся потеплении — десятки–сотни миллиардов долларов в этом веке ($\$10$–$\$500$ млрд по разным оценкам).
3) Воздействие на жизни коренных народов
- Нарушение традиционных путей охоты и рыболовства из‑за изменения миграций животных, замены экосистем и ухудшения ледовой безопасности.
- Повреждение жилья и социальной инфраструктуры, принуждающее к дорогим адаптациям или переселению; утрата культурных и археологических памятников.
- Ухудшение продовольственной и энергетической безопасности, рост риска аварий (утечки топлива и токсичных веществ при разрушении хранилищ), а также психологические и социальные последствия.
Адаптационные меры (локальные и региональные)
- Инфраструктурные решения: свайные и регулируемые фундаменты, термосифоны и пассивное охлаждение фундамента, дренажные меры, применение геотекстилей и утеплителей при строительстве.
- Планирование и стандарты: обновлённые карты мерзлоты, обязательные оценки устойчивости при проектировании, корректировка маршрутов дорог и трубопроводов, запрет строительства в наиболее рискованных зонах.
- Мониторинг и раннее предупреждение: сеть датчиков температуры грунта, спутниковые наблюдения, локальные наблюдательныя сети с участием сообществ.
- Социальная адаптация: программы переезда по согласованию с общинами, укрепление продовольственной безопасности, поддержка традиционных практик с учётом изменившихся условий, финансирование местных инициатив и контрактов по восстановлению.
- Экологические меры: восстановление и сохранение поверхностной растительности и торфяников, предотвращение дренажа и излишних пожаров, укрепление берегов.
Смягчающие меры (глобальные)
- Быстрое сокращение антропогенных эмиссий $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ и парниковых газов — единственный надёжный путь ограничить масштаб оттаивания путём ограничения глобального потепления (цели: удержание потепления ближе к $1.5^{\circ }\mathrm{C}$ или $2^{\circ }\mathrm{C}$ существенно снижают риски).
- Снижение эмиссий метана из добычи нефти и газа, мусоросжигания и животноводства (локальные программы обнаружения и устранения утечек, контроль свалок).
- Сохранение и восстановление торфяников и влажных экосистем (редукция дренажа, восстановление водного режима) — уменьшает окисление органики и выбросы.
- Инвестиции в исследование: улучшение моделей пермафроста, мониторинга выбросов, оценок рисков и вариантов вмешательства (включая оценку этических и экологических последствий возможного прямого вмешательства).
- Международное финансирование и механизмы помощи (помощь в адаптации, компенсация потерь для уязвимых общин, обмен знаниями).
Приоритетные рекомендации
- Совместные действия: привлечение коренных сообществ к планированию и мониторингу; координация инженерных и природоохранных мер.
- Сочетание локальной адаптации (инфраструктура, планы переселения, мониторинг) с глобальным сокращением выбросов — только такое сочетание ограничит как локальные ущербы, так и усиление углеродной обратной связи.
- Увеличение финансирования исследований и инфраструктуры наблюдения для быстрого выявления критических точек (абруптного оттаивания) и оперативного реагирования.
(Кратко: оттаивание мерзлоты — источник значительного углерода и значимых локальных рисков; смягчение требует срочного глобального сокращения выбросов, адаптация — инженерных, плановых и социальных мер с активным участием местных сообществ.)