Что такое вечная мерзлота
Под вечной мерзлотой сегодня понимают часть земной коры, в которой отсутствует периодическое протаивание.
Впрочем, этот термин можно использовать и в другом значении, а именно описывать им «мерзлоту почвы, непрерывно существующую от двух до нескольких тысяч лет», согласно определению Михаила Сумгина, советского ученого и одного из основателей науки о вечной мерзлоте — мерзлотоведения. Под мерзлотой почвы же нужно понимать то, что ее температура сохраняется отрицательной, а грунтовые воды пребывают в состоянии льда.Явление это довольно сильно распространено на планете: в Северном полушарии в таком состоянии находится до 24% почвы, а в России вечная мерзлота покрывает от 60 до 65 процентов всей территории. Притом максимально зафиксированная ее глубина (в Якутии) составляет 1370 метров.
Раньше вечной мерзлоты было больше, ведь она — сохраняющийся по сей день привет от последнего глобального оледенения (110,0–11,7 тысячи лет назад), ныне постепенно уходящий в прошлое.
Примечательно при этом, что вечная мерзлота обнаруживается на всех континентах, кроме Австралии. Да-да, и в Африке она есть тоже, хотя речь там, а также в иных обычно жарких местах, идет о высокогорной вечной мерзлоте.
В 2009 году группа ученых под руководством Кендзи Ёсикавы с Аляски обнаружила участок вечной мерзлоты на вершине горы Килиманджаро, что в трех градусах к северу от экватора.
Растения
Вечная мерзлота, будучи естественным холодильником, хранит в малоизмененном виде свидетельства древней жизни. Так как нынешняя вечная мерзлота, как было сказано выше, возникла в последний период глобального оледенения, то и сохраняет она артефакты как раз из тех времен. Например, древние растения и их семена. Причем последние не просто лежат в замерзшей почве, а зачастую специально «упакованы» для длительного хранения. Именно это случилось с семенами смолёвки узколистой, которые российские ученые нашли на глубине 38 метров в слое вечной мерзлоты в районе реки Колымы в Магаданской области.
Смолёвка узколистая — многолетнее травянистое растение высотой 5–25 см, произрастающее на северо-востоке Сибири, Дальнем Востоке и в Северной Америке сегодня, как и десятки тысячи лет назад. Тогда же, как и сегодня, рядом со смолёвкой жили суслики-евражки, которые как сейчас, так и в древности, имели обыкновение запасать в норах плоды и семена местных растений, упаковывая их в траву, веточки, листики, подпушку крупных животных. Если нора внезапно оказывалась залита водой, засыпана снегом или каким-то еще образом законсервирована, а затем попала в зону вечной мерзлоты, запасы сусликов вполне могли сохраниться до наших дней. В начале XXI века российские ученые обнаружили такое гнездо, и извлекли из него, в частности, семена смолёвки, спрятанные запасливым евражкой примерно 32 тысячи лет назад, согласно данным углеродного анализа. Со временем не без труда ученым удалось прорастить их и получить побег, цветки и плоды смолёвки, доказав таким образом, что оживление растений в возрасте десятков тысяч лет вполне возможно.
Со времени последнего оледенения смолёвка узколистая (на фото) почти не изменилась, как и евражки, благодаря которым до нас дошли ее семена, созревшие тридцать с лишним тысяч лет назад. А вот мамонтов, овцебыков, и шерстистых носорогов, обитавших в те времена, не осталось. Источник: shams bahari / Wikimedia Commons
Животные
Помимо запасов, сделанных доисторическими сусликами, ученые обнаруживали в вечной мерзлоте, в том числе и прямо в норах сусликов, хорошо сохранившиеся тушки животных — мелких грызунов, мышек например. Но обнаруживались в промерзшей тысячелетия назад почве, конечно, и животные покрупнее — значительно крупнее. Причем важно, что эти животные нередко сохранялись в мумифицированном виде и теперь их строение, внешний облик и образ жизни можно изучать.
Вот как это получалось: однажды полугодовалый мамонтенок ростом около метра и массой около 90 кг беззаботно гулял по тундростепи, по неосторожности свалился в яму, наполненную водой и грязью, не смог оттуда выбраться, замерз и утонул. Грязь и лед стали бедняге не только похоронным саваном, но и отличным консервантом. Неприятность эта с малышом приключилась в промежутке от 40 до 13 тысяч лет назад, а нашли его случайно в 1977 году, когда рыли яму бульдозером в Сусуманском районе Магаданской области, километрах в 300–400 к северу от Магадана. Пока до туши добирались ученые с консервантами, та успела немного оттаять и с нее опала шерсть, но в целом она отлично сохранилась, как можно видеть на фото внизу или в зале зоологического музея Зоологического института РАН, что на стрелке Васильевского острова в Санкт-Петербурге.
В последние пару десятилетий каждый раз, когда ученым удается найти в вечной мерзлоте мумии вымерших в древности животных, либо они, либо авторы сообщений о находках непременно упоминают возможность клонирования таких животных. Особенно популярна идея возродить мамонтов, хотя ни их, ни какое-либо животное из вечной мерзлоты пока восстановить не удалось. Мамонтенок Дима (на фото — муляж мумии) уже не сможет стать источником подходящего генетического материала, зато его обнаружение, помимо прочего, стало поводом для создания трогательного мультфильма «Мама для мамонтенка». Источник: Ben2 / WikimediaCommons
Это первая в истории полностью сохранная туша мамонтенка. Назвали его Димой в честь ручья, близ которого было сделано открытие. Это, конечно, далеко не единственное живое существо, сохранившееся в вечной мерзлоте в мало поврежденном виде — там находили и туши шерстистых носорогов и бизонов, и прекрасно сохранившегося жеребенка вымершей ныне породы, и многих других животных. Одна из последних громких находок — обнаруженный в 2018 году на севере Якутии мумифицированный детеныш вымершего пещерного льва. А что уж говорить о многочисленных костях и мамонтовых бивнях, которые стали предметом промысла для жителей российского Заполярья.
Индивидуальная защита. Скидка −53%.
Содействие в подборе финансовых услуг/организацийЗалог под квартиру! За 1 день!Люди
Раз мороз может сохранить на долгие тысячелетия мумии крупных животных, значит, должны быть и мумии людей? Да, и такое находят! Причем не только в Сибири (хотя как раз на Алтае в вечной мерзлоте нашли в 1993-м прекрасно сохранившуюся мумию «принцессы Укока», знатной молодой женщины, умершей и захороненной с почетом в V–III вв. до н. э.) и не только в толще ледников высоко в горах, как это случилось со знаменитым Э(т)ци, и даже не только в Северном полушарии, хотя большинство замороженных человеческих останков обнаруживают, конечно, тут. Вот пример из Южной Америки: у тамошних культур, в частности у инков, как известно, практиковалось принесение в жертву людей, причем одной из форм таких жертвоприношений было оставление детей и подростков — свежеумерщвленных или еще живых, но одурманенных — на вершинах гор в зоне вечной мерзлоты, где они замерзали насмерть и присоединялись к предкам, чтобы вместе с ними надзирать за землями лежащими у подножия гор. Именно это, по-видимому, случилось с тремя детьми, мумии которых были обнаружены в 1999 году на вершине горы Льюльяйльяко, на высоте более 6700 метров, на границе Чили и Аргентины (предполагается, хотя доподлинно неизвестно, что именно там могут существовать южноамериканские зоны высокогорной вечной мерзлоты). Детей поместили в рукотворную могилу глубиной примерно 1,5 метра около1500 года н. э., где они благодаря морозу (среднегодовая температура на вершине горы у поверхности почвы сегодня составляет –13 °C) и крайне низкой влажности, препятствующей развитию микроорганизмов, находились пять веков в удивительно сохранном виде. Некоторые ученые считают, что дети Льюльяйльяко — наиболее сохранные мумии из всех когда-либо обнаруженных. На коже рук у них сохранились даже индивидуальные волоски, внутренние органы оказались неповрежденными, а в сердце одного из детей сохранилась замороженная кровь. Это произошло благодаря тому, что замораживание тел произошло еще до их высыхания, считают ученые.
Одна из трех мумий, названная Девой Льюльяйльяко, — тело девочки в возрасте примерно 15 лет. Предполагается, что ее принесли в жертву, чтобы обеспечить здоровье жителям страны, плодородие и хорошие погоды. Ее волосы заплетены в косы и украшены перьями, за несколько месяцев до церемонии ее, как и двух других детей, 6-летнюю девочку и 7-летнего мальчика, стали кормить высокобелковой пищей, а незадолго до смерти напоили маисовым пивом и дали жевать листья коки. В результате они заснули и замерзли насмерть. Сейчас мумии хранятся в Музее высокогорной археологии в аргентинском городе Сальта. Источник: grooverpedro / Wikimedia Commons
Бактерии, вирусы, микроорганизмы
Итак, мы установили, что оживить что-нибудь безобидное и/или полезное по его извлечении из вечной мерзлоты либо очень трудно, как растения, либо невозможно, как животных. А вот что-то неприятное, пугающее и смертельно опасное и оживлять особенно не нужно — достаточно просто разморозить. К примеру, в начале XXI века ученые обнаружили в вечной мерзлоте (опять-таки в норах сусликов, причем примерно там же, где семена растений, о которых мы писали выше) микроскопических (примерно 0,5 мм длиной) круглых червей нематод двух видов, возраст которых оценивался в 30–40 тысяч лет, разморозили их, а те проявили признаки жизни — стали двигаться и питаться. Большая часть видов нематод, вообще-то, паразиты растений и животных, хотя найденные пришельцы из прошлого к таковым, скорее всего, не относятся.
Другой не очень приятный на первый взгляд пример — вирусы. Да не простые, а гигантские, крупнейшие из обнаруженных на сегодняшний день: если в среднем вирусы имеют размеры 20–300 нм (так, частицы вируса SARS-CoV-2, вызвавшего бушующую на планете в 2020 году пандемию COVID-19, имеют размеры 50–200 нм), то Pithovirus sibericum, обнаруженный в 2014-м в образце льда, извлеченном из вечной мерзлоты в Сибири французскими учеными, значительно крупнее: 1000×500 нм. Это чýдное создание пролежало в замороженном виде примерно 30 тысяч лет, а после разморозки встретилось в лаборатории с амёбами (вирус поражает исключительно их) и замечательно с ними расправилось — так его и открыли. Учитывая приспособляемость микроорганизмов, можно предполагать, что такая живучесть для них скорее правило, нежели исключение, и исследования вечной мерзлоты могут принести нам еще немало открытий такого рода. Вероятно, не все из них будут приятными.
Помимо червей-паразитов и вирусов — пожирателей амеб, вечная мерзлота хранит штуки куда более опасные для самого человека. Например, возбудителей инфекционных заболеваний, которые по мере таяния многолетнего льда могут поражать людей и животных. Так, предполагается, что вспышка сибирской язвы, опаснейшего заболевания, вызываемого бактерией Bacillus anthracis, в Ямало-Ненецком автономном округе в 2016 году могла быть вызвана оттаиванием туши давно (десятилетия назад) умершего от болезни животного: споры Bacillus anthracis (на фото; цвета искусственные) распространились по тундре, поразили сначала пасшихся неподалеку оленей, а затем и оленеводов. Погибло более 2500 животных, заболело 36 человек, один умер. Источник: National Institute of Standards and Technology / Wikimedia Commons
Парниковые газы
Одним из следствий изменения климата на Земле является таяние вечной мерзлоты, и это создает человечеству в целом и жителям районов вечной мерзлоты серьезные проблемы. Дело в том, что скованные льдом на протяжении тысячелетий почвы содержат в себе много углерода в форме органических остатков — частей растений и животных, замороженных тысячи лет назад, — а также микроорганизмов, питавшихся ими. Последние, как мы показали выше, при размораживании оживают и принимаются питаться недоеденной когда-то органикой. В результате к разогреву почвы из-за повышения температуры воздуха прибавляется биологический разогрев, и в атмосферу попадает углекислый газ и метан — парниковые газы, из которых последний обладает в 20 раз большим парниковым эффектов, чем диоксид углерода. Причем эти процессы не останавливаются даже зимой и идут как в почве, так и в водоемах под коркой льда.
Много ли углерода связано в вечной мерзлоте? О да: по оценке российского эколога Сергея Зимова, если вся промышленность ответственна за выбросы в атмосферу 8 млрд тонн углерода в год, а всего его в атмосфере 200 млрд тонн, то в вечной мерзлоте запасено еще 1670 млрд тонн. И не менее чем треть этого объема может высвободиться в течение следующих двух-трех десятков лет. Что может привести к подъему температуры на планете на 10 °С, полагает Сергей Зимов. Напомним, что в рамках Парижского соглашения государства договорились о действиях, которые позволили бы удерживать ежегодное повышение температуры в пределах 1,5–2,0 °С, и соглашение это реализуется с большим трудом.
Но и это еще не все проблемы! Почва, скованная льдом, при его таянии распадается, образуя воронки, провалы и целые кратеры. Пример: кратер Батагайка в Якутии, образовавшийся из-за таяния вечной мерзлоты в 1960-е (его появление спровоцировала вырубка леса) и увеличившийся с тех пор до километровый длины и 100-метровой глубины. К счастью, поселений и сооружений в этом районе нет, а из людей встречаются почти исключительно редкие ученые. Но что, если такой провал образуется в городе, под полотном железной дороги или трубопроводом? Разрушения, экономический и экологический ущерб будут очень и очень велики.
Таяние вечной мерзлоты, причем ускоренными темпами, происходит сегодня не только в Сибири, но по всему Северному полушарию, и проседания почвы, как показанное на фото (сделанном на принадлежащим Канаде острове Гершеля, территория Юкон), — только одно из негативных явлений, сопровождающих этот процесс. Источник: Boris Radosavljevic / Wikimedia Commons
Плейстоценовый паркМожно ли остановить или замедлить выделение метана и двуокиси углерода в атмосферу? Упомянутый выше эколог Сергей Зимов считает, что да. Для этого, по его мнению, нужно воссоздать в зоне вечной мерзлоты вместо существующей там сегодня заболоченной тундры тундростепь (ее также называют мамонтовой степью) — крупнейший биом Земли на протяжении 100 тысяч лет, прекративший существование около 12 тысяч лет назад. Засеять для этого степными травами обширные территории недостаточно — нужен еще один элемент: крупные и средние травоядные млекопитающие, которые съедали бы траву и удобряли почву, способствуя ее обогащению и высыханию, что в свою очередь привело бы к снижению выбросов метана. Заболачивание тундры, по мнению Зимова и ряда других ученых, произошло как раз из-за исчезновения таких животных. Кстати, а каких? Все тех же оленей, диких лошадей, бизонов, шерстистых носорогов, мамонтов. На базе этой идеи в 1996 году на северо-востоке Якутии, в нижнем течении Колымы, в 150 км к югу от побережья Северного Ледовитого океана, был создан Плейстоценовый парк — заказник площадью 144 кв. км, где ведется эксперимент, притом успешный, по воссозданию тундростепи. Интересно, что первый опыт по интродукции в природу стада якутских лошадей был проведен там еще в 1988-м, до официального основания парка, и принес замечательные результаты: фактически лошади восстановили на небольшой территории фрагмент степи в том виде, как она существовала при мамонтах. Со временем там поселили оленей, бизонов, зубров, лосей, медведей. В планах парка также заселение крупных хищников, включая амурских тигров и львов (последние, кстати, здесь успешно обитали десять и более тысяч лет назад и отлично переносят морозы). А если ученым удастся клонировать шерстистых носорогов и мамонтов, то им, конечно, будет место тоже в парке.
|
Свежие комментарии