Багаторічна мерзлота поширена біля Середнього Сибіру майже повсюдно. Вона є результатом тривалого та глибокого вихолоджування поверхні. Формування мерзлоти відбулося ще льодовиковий час, коли суворий, малосніжний різко континентальний клімат був виражений набагато різкіше, ніж у час. Утворення мерзлоти пов'язане із втратами великої кількості тепла в антициклональних умовах холодного періоду та глибоким промерзанням гірських порід. Влітку породи не встигали повністю розтанути. Так, протягом сотень і тисяч років відбувалося поступове «нагромадження холоду». Знижувалася температура мерзлих порід, збільшувалася їхня потужність. Отже, мерзлота спадщина льодовикового періоду, свого роду релікт.Але на Північно-Сибірській низовині мерзлотою охоплено й голоценові алювіальні відкладення, а на відвалах гірничорудної промисловості в районі Норильська мерзлота утворюється буквально на очах людини. Це свідчить про те, що у північній частині Середнього Сибіру сучасні кліматичні умови сприяють утворенню мерзлоти.
Потужним чинником збереження багаторічної мерзлоти у Середньому Сибіру є суворий різко континентальний клімат. Збереженню мерзлоти сприяють низькі середньорічні температури та властиві цьому клімату особливості холодного періоду: низькі температури, мала хмарність, що сприяє нічному випромінюванню, переохолодженню поверхні та глибокому промерзанню ґрунтів, пізніше утворення снігового покриву та його мала потужність.
Після зміною кліматичних умов з північного сходу на південний захід змінюється і характер мерзлоти (її потужність, температура, льодистість). У північноїчастини Середнього Сибіру поширена Суцільна(злита) багаторічна мерзлота. Південна межа її поширення проходить від Ігарки трохи північніше Нижньої Тунгуски, південніше середньої течії Вілюя до долини Олени поблизу гирла Олекми. Потужність мерзлих порід тут становить у середньому 300-600 м. На узбережжі Хатангської затоки вона сягає 600-800 м, а басейні річки Мархи, за даними Граве (1968 р.), навіть 1500 м. Температура мерзлого шару на глибині 10 м становить -10...-12°С, а включення льоду – до 40-50% обсягу породи. На південьпоширена мерзлота з островами таліків. Спочатку серед мерзлого ґрунту з'являються невеликі ділянки талого ґрунту, але поступово площа збільшується, а потужність мерзлоти скорочується до 25-50 м. Температура мерзлих порід підвищується до -2...-1°С. на крайньому південному заході, в басейні Ангари, талий ґрунт вже переважає за площею. Тут зустрічаються лише острови мерзлоти. Це невеликі ділянки мерзлоти у пониженнях рельєфу чи схилах північної експозиції під покривом торфу і мохів. Потужність їх на півдні становить лише 5-10 м-коду.
У напрямку з півночі на південь змінюється верхня межа мерзлоти, глибина її літнього протаювання, або потужність діяльного шару. Вона залежить не тільки від кількості тепла, що надходить до поверхні, і від температури мерзлого ґрунту, а й від його крижини, тобто від обсягу крижаних включень, від теплоємності та теплопровідності порід, що вміщають. Тому потужність діяльного шару, збільшуючись загалом із півночі на південь, залежить від механічного складу порід, від характеру рослинності. Глибина протаювання складає на півночі в торф'янистих ґрунтах 20-30 см, у глинистих - 70-100 см, а в пісках - 120-160 см; на півдні відповідно 50-80, 150-200 і 220-530 см. Таким чином, у південній частині Середнього Сибіру потужність діяльного шару приблизно в 2 рази більша, ніж на півночі.
Багаторічна мерзлота є могутнім чинником формування природних територіальних комплексів Середнього Сибіру. Вона впливає найрізноманітніші процеси, що визначають характер природи та її специфічні риси.
Як продукт різко континентального клімату, мерзлота сама істотно впливає на клімат, посилюючи його суворість і континентальність. Взимку від підґрунтових горизонтів у приземні шари повітря практично не надходить тепла, а влітку багато тепла витрачається на танення мерзлоти, тому ґрунт нагрівається слабо і мало віддає тепла приземним шарам повітря. Наслідком цього є інтенсивне вихолоджування поверхні в ясні літні ночі, що призводить до заморозків на ґрунті, та збільшення добових амплітуд температури.
Мерзлота впливає і інші компоненти природи. Вона служить своєрідним водоупором, тому впливає стік і рельєф: посилює сезонність поверхневого і підземного стоку, ускладнює глибинну ерозію і сприяє бічній межах діяльного шару, уповільнює карстові процеси і сприяє розвитку кріогенних форм рельєфу по всьому просторі Середньої Сибіру. Мерзлота обумовлює формування особливого типу ґрунтів - мерзлотно-тайгових. Вона суттєво позначається на просторовій диференціації природи, на структурі та функціонуванні ПТК. З мерзлотою пов'язане виникнення специфічних природних комплексів, наприклад, аласів.
Мерзлота впливає господарську діяльність населення, ускладнюючи освоєння території. При капітальному будівництві необхідно враховувати можливість протаювання мерзлоти та спучування ґрунтів під будівельними об'єктами та при порушенні рослинного покриву у процесі будівельних робіт. Це змушує проводити додаткові роботи (наприклад, будівництво будинків на палях), що здорожує та уповільнює будівництво. Мерзлота ускладнює водопостачання населених пунктів та промислових підприємств, потребує теплових меліорацій при землеробському освоєнні території.
Води
У Середньому Сибіру знаходяться найбагатші річки Росії, в окремих районах є маса озер, в надрах є води не тільки в рідкому, але і в твердому стані у вигляді підземних льодів і крижаного цементу в скутих мерзлотою гірських породах.
Річки.Середній Сибір має добре розвинену річкову мережу. Це обумовлено значною піднесеністю та різновисотністю території, тріщинуватістю гірських порід, тривалим періодом континентального розвитку, водотривким ефектом багаторічної мерзлоти, глибоким та тривалим сезонним промерзанням ґрунтів. Мерзлота не тільки перешкоджає просочуванню вологи в ґрунт, а й скорочує випаровування через низьку температуру річкових та ґрунтових вод. Все це визначає особливості водного балансу Середнього Сибіру - збільшення стоку і насамперед його поверхневої складової та зменшення випаровування в порівнянні з аналогічними широтами Російської рівнини та Західного Сибіру. Коефіцієнт стокуу Середньому Сибіру складає 0,65 . Це вище, ніж у середньому у країні й у 2 разу вище, ніж у Західного Сибіру. Звідси велика густота річкової мережі та багатоводність річокСередній Сибір. Максимальний стік (понад 20 л/с/км 2 ) характерний для плато Путорана.
Середня густота річкової сітки перевищує 0,2 км/км 2 поверхні. Густота річкової мережі різна в західній, більш піднятій і краще зволоженій і східній частині. В басейні Єнісеявона становить 0,4-0,45 км/км 2 , а басейні Олени 0,12-0,15 км/км 2 . По ухилах та швидкості течії, за будовою долин річки Середнього Сибіру займають проміжне положення між гірськими та рівнинними. Глибоко врізані долини часто мають щікоподібну форму, розширюючись на ділянках, складених пухкими піщано-глинистими породами, і набуваючи ущелиноподібного характеру з крутими схилами, що нависають над водою («щоками»), у місцях виходу трапів або вапняків.
У Середньому Сибіру розташована більшість басейнів рік Єнісея і Олени. Крім них, безпосередньо в море впадають такі великі річки, як Оленек, Анабар, Хатанга, Таймир, Пясина. Багато приток Єнісея та Олени мають значну довжину. Чотири з них (Нижня Тунгуска, Вілюй, Алдан і Підкам'яна Тунгуска) входять до 20 найбільших річок Росії. Дещо відстає від них по довжині Ангара.
Характернимирисами гідрологічного режиму рік Середнього Сибіру поруч із багатоводністю є виняткова нерівномірність стоку, стислість і потужність весняної повені і маловодність в зимовий період, тривалість льодоставу і потужність льодових утворень, промерзання багатьох малих річок до дна і значне поширення льодів. Всі ці риси пов'язані з особливостями кліматичних умов країни з її різко континентальним кліматом.
за водному режимурічки Середнього Сибіру відносяться до східносибірського типу. Основними джерелами їх харчування є талі снігові та меншою мірою дощові води. Частка ґрунтового живлення дуже невелика через широке поширення мерзлоти і становить від 5 до 10% річного стоку. Лише крайньому півдні вона зростає до 15-20%. Джерела живлення визначають і нерівномірний внутрішньорічний розподіл стоку. Від 70 до 90-95% річного стоку посідає теплий період (чотири-шість місяців). Головна маса води проходить під час короткої та бурхливої весняної повені. На півдні це відбувається наприкінці квітня, на більшій частині території – у травні, а в Заполяр'ї – на початку червня. Снігу тануть протягом двох-трьох тижнів. Промерзлі ґрунти не вбирають талих вод, які швидко скидаються у річки.
Підйом водиу річках у період повені становить середньому 4-6 м. А головних річках, де багато талих вод приносять притоки, повінь у нижній течії сягає колосальних розмірів. У пониззі Олени підйом води перевищує 10 м, на Єнісеї - 15-18 м, у пониззі Підкам'яної Тунгуски і Котуя - 20-25 м, а на Нижній Тунгусці - до 25-30 м. З цим пов'язаний надзвичайно високий рівень заплав на середньо .
У літньо-осінній період дощі, танення мерзлоти та льоду підтримують рівень води в річках, тому для Середнього Сибіру характерна не літня, а зимова межень, коли річки отримують мізерне харчування лише за рахунок підземних вод. Рівень води у річках помітно знижується вже з першими заморозками. Поступове промерзання ґрунтів дедалі більше знижує надходження ґрунтових вод у річки. Маловоддя та уповільнення течії річок призводять до сильного переохолодження річкових вод та утворення потужного льоду.
Замерзання середньосибірських річок відбувається дуже своєрідно. Лід спочатку утворюється не так на поверхні води, але в дні, на переохолодженою гальці, та був піднімається до поверхні.
Льодостав на річках більшої частини території настає у жовтні, а південних річках – на початку листопада. Лише стрімка Ангара місцями залишається вільною від льоду до грудня, інколи ж і до січня. Потужність льоду на річках сягає 1-3 м. Дрібні річки промерзають до дна. На багатьох річках утворюються крижані перемички на перекатах, у результаті річка перетворюється на ланцюг озер, приурочених до річкових пліс. Якщо вода в таких озерах насичена киснем, то вони являють собою «рибні садки», при нестачі кисню - завивальні вири.
Льодохідна сибірських річках – грандіозне видовище. Річка несе величезні маси льоду. На звужених ділянках річкових долин утворюються величезні крижані затори. Піднятий з перекатів лід несе вмерзлі в нього гальку і брили трапів об'ємом 12-15 м 3 , тобто вагою понад 30 т.
Надзвичайно поширеним явищем, особливо у північній частині Середнього Сибіру, є криги. Води льоду затоплюють покриті льодом русла річок, річкові заплави та цілі долини, утворюючи величезні крижані поля. З року в рік криги утворюються на одних і тих же місцях. Починають виникати криги у грудні-січні, а найбільших розмірів досягають у березні. У цей час потужність льоду в льоду може становити 3-4 м. Утворення льоду пов'язане зі звуженням живого перерізу річки при промерзанні алювіальних наносів і зростанні потужності льоду на поверхні річки. Вода тече, як у крижаній трубі, і при збільшенні тиску проривається або вгору утворюється річкова льоду, або вниз - підпирає ґрунтові води, які піднімаються та виливаються по тріщинах на поверхню заплави. Так виникає ґрунтова крижана. Найчастіше льоду утворюються вище за крижані перемички і там, де річка розбивається на рукави серед великих площ галечників. Влітку вони поступово тануть і є додатковим джерелом живлення річок. Великі криги можуть зберігатися все літо.
На великих річках з потужними алювіальними відкладеннями, великою площею живого перерізу та досить глибоким заляганням мерзлоти льоду не розвиваються.
Найбільшою річкою Середнього Сибіру є Олена. Довжина її сягає 4400 км. За площею басейну (2490 тис. км 2 ) вона посідає третє місце в Росії, а по водності друге, поступаючись лише Єнісею. Середньорічна витрата її біля гирла становить близько 17 000 м 3 /сек, а річний стік - 536 км 3 . Олена бере початок на західному схилі Байкальського хребта і у верхній течії є типовою гірською річкою. Нижче впадіння Вітіма і Олекми Олена набуває характеру великої рівнинної річки. При впадінні у море Лаптєвих вона утворює найбільшу у Росії дельту площею понад 32 тис. км 2 . Головними притоками Олени в межах Середнього Сибіру є Алдан та Вілюй.
Озеро.У Середньому Сибіру озер менше, ніж у Західному Сибіру, і поширені дуже нерівномірно. Великою озерністю відрізняються Північно-Сибірська та Центральноякутська низовини, де переважають невеликі та неглибокі термокарстові озера. Великі озера в улоговинах льодовиково-тектонічного походження знаходяться на плато Путорана: Хантайське, Хета, Лама та ін. Ці озера – глибокі, довгі та вузькі – нагадують фіорди Норвегії. Найбільшим у Середньому Сибіру є озеро Таймир, розташоване біля південного підніжжя гір Бірранга. Воно займає тектонічну улоговину, оброблену льодовиком. Площа озера 4560 км 2 , максимальна глибина – 26 м, а середня – близько 3 м.
Підземні води.Близько 75% території Середнього Сибіру займає Східно-Сибірський артезіанський басейн. Він складається з чотирьох басейнів другого порядку: Тунгуського, Ангаро-Ленського, Хатанзького (Північно-Сибірського) та Якутського. Артезіанські води є напірними. Вони залягають на різній глибині під товщею мерзлоти у корінних породах різного віку. Серед підмерзлотних вод є прісні, солонуваті та розсоли. Зазвичай із глибиною солоність вод зростає. Найбільш мінералізовані води, що часто являють собою розсоли з вмістом солей до 500-600 г/л, присвячені солоносним відкладенням девону і нижнього кембрію.
Багаторічна мерзлота ускладнює формування та циркуляцію підземних вод, проте і в її товщі є водоносні горизонти та лінзи в межах таліків. Найчастіше ці міжмерзлотні води присвячені підрусловим і підозерним талікам. Надмерзлотні води представлені ґрунтовими водами діяльного шару. Ці води поповнюються з допомогою атмосферних опадів і мають мінералізацію менше 0,2- 0,5 г/л води. У холодний період надмерзлотні води замерзають. Під час замерзання водоносного горизонту утворюються пагорби пучення і криги.
Ґрунти, рослинність та тваринний світ
На формування та розміщення по території Середнього Сибіру ґрунтів, рослинності та тваринного світу великий вплив надає її специфічний суворий різко континентальний клімат та пов'язане з ним майже повсюдне поширення мерзлоти. Цим зумовлено суттєву відмінність середньосибірських грунтів та біокомпонентів від західносибірських.
Як і в Західному Сибіру, розміщення ґрунтово-рослинного покриву та тваринного світу підпорядковане тут закону зональності, проте зональність простежується менш чітко. Це обумовлено значною піднесеністю території, наслідком чого є висотна диференціаціяприродних умов, що ускладнює прояв зональності У північній частині країни вона простежується з висоти 400-500 м-коду, а на півдні - з 900 м-коду.
Ґрунтив Середньому Сибіру розвиваються переважно на елювії корінних порід, тому вони зазвичай кам'янисті та щебнисті. На величезних просторах формування грунтів відбувається за умов неглибокого залягання багаторічної мерзлоти. На крайній півночітут поширені арктотундрові ґрунти, які змінюються тундровим та глеєвими та тундровими підбурами. У лісовій зоніформуються специфічні тайгово-мерзлотні ґрунти. Уїх зовсім не простежується ні в будові ґрунтового профілю, ні в хімічному складі слідів підзолоутворювального процесу, характерного для тайги. Це зумовлено тим, що багаторічна мерзлота створює непромивний режим ґрунтів та перешкоджає виносу хімічних елементів за межі ґрунтового профілю. Для тайгово-мерзлотних ґрунтів характерні численні сліди огляду в ґрунтовому профілі, особливо в його нижній частині, - результат перезволоження ґрунтів та їх слабкої аерації. Під впливом мерзлотних явищ відбувається постійне перемішування ґрунтової маси, тому для тайгово-мерзлотних ґрунтів характерна слабка диференційованість профілю, відсутність чітких генетичних горизонтів.
Таїжно-мерзлотні ґрунтиСередній Сибір представлений трьома підтипами. Найбільш поширені тайгово-мерзлотні кисліґрунти, що формуються на безкарбонатних породах. На карбонатних породах та трапах розвиваються тайгово-мерзлотні нейтральні (палеві)ґрунти. При хімічному вивітрюванні цих порід у ґрунти надходить значна кількість основ, що забезпечує нейтралізацію кислої реакції ґрунтового розчину. У нейтральному середовищі знижується рухливість гумусових речовин, вміст гумусу досягає 6-7%, відбувається біогенна акумуляція хімічних елементів. Це найбагатші ґрунти середньосибірської тайги. Для північної частини тайги, де потужність діяльного шару особливо мала, а перезволоження ґрунтів надзвичайно велике, найбільш характерні тайгово-глеєво-мерзлотніґрунти. У західній частині Середнього Сибіру, де більша розчленованість поверхні та щебнистість субстрату, а тому менша крижина мерзлої товщі, поширені підбури.
На півдні,де мерзлота займає невеликі ділянки, поширені дерново-підзолисті ґрунти.на Центральноякутської низовиниу зв'язку з відсутністю промивного режиму, сильним прогріванням влітку та підтягуванням вологи до поверхні утворюються ґрунти засоленого ряду: солоді, солонці та солончаки(переважно карбонатні).
Північна частина Середнього Сибіру зайнята тундровою рослинністювід плямистих арктичних тундрів до чагарникових південних ерниково-івнякових. На південь своєрідні умови для розвитку рослинності створюють контрастне поєднання низькотемпературних перезволожених ґрунтів та відносно теплого приземного шару повітря, тривалий період зимового спокою та відносно короткий теплий період. До серйозних умов природи пристосувалася досить обмежена кількість видів рослин. З деревних порід таким видом є модрина даурська порода, вельми невимоглива до тепла та ґрунтів, пристосована до умов неглибокого залягання мерзлоти і задовольняється при цьому вкрай малою кількістю опадів. Панування світлохвойних листяних лісів найбільш характерна риса рослинного покриву Середнього Сибіру. У південній частині країни до модрини приєднується сосна. У західнийприенісейської частини, де більше опадів і потужніший сніговий покрив, поширена темнохвойна тайга.
З високими літніми температурами та значною сухістю повітря, обумовленою різкою континентальністю клімату, пов'язане саме північне на земній кулі поширення лісів у Середньому Сибіру.На 300-500 км на північ, ніж у Західному Сибіру, заходять тут ліси. На Таймирі деревна рослинність зустрічається близько 72 ° 50 "пн.ш.
У центральній Якутіїблизько 60 ° пн.ш. по сусідству із заболоченими лісами є ділянки справжніх степівта степових солончаків. Вони є реліктом ксеротермального періоду і зберігаються в даний час завдяки теплому не за широтами літу, малій кількості опадів і наявності багаторічної мерзлоти, що перешкоджають вилуговування грунтів і видалення з них солей.
Відмінність тваринного світуСередній Сибір від західносибірського обумовлено фауністичними та екологічними відмінностями двох сусідніх фізико-географічних країн. Єнісей є важливим зоогеографічним кордоном, через який не переходять багато східносибірських видів. Фауна Середнього Сибіру характеризується більшою давниною, ніж фауна Західного Сибіру. Тут особливо широко представлений комплекс тайгових тварин. У Середньому Сибіру відсутня ряд європейсько-сибірських видів (куниця, норка, заєць-русак, їжак та ін), але з'являються східносибірські види: східний лось, сніжний баран, кабарга, північна пищуха, ряд видів землерийок, кам'яний глухар, чорна ворона, качка-касатка та ін. Спостерігається глибоке проникнення в тайгу Центральної Якутії тварин і птахів, які зазвичай мешкають у степах: довгохвістного ховраха, чорношапкового бабака, польового жайворонка, скелястого голуба та ін.
Тварина населення Середнього Сибіру відрізняється деякими специфічними рисами, зумовленими особливостями її природи: холодною тривалою зимою, поширенням багаторічної мерзлоти, кам'янистістю ґрунтів та пересіченістю рельєфу. З суворістю зимових умов пов'язана розмаїтість серед тварин хутрових звірів з густим, пухнастим і шовковистим хутром, яке особливо високо цінується: песець, соболь, горностай, білка, колонок та ін. Сибір: північний олень, лось, сніговий баран, кабарга. Мерзлота обмежує поширення земноводних, плазунів та черв'яків. У холодних водах зменшується кількість риб. Різка континентальність клімату сприяє більшому пересування тундрових тварин на південь у зимовий період та тайгових на північ – влітку.
Тваринний світ тайги відрізняється досить одноманітним видовим складом, але великим коливанням чисельності її межах. Для тваринного населення тундри характерна значна схожість з тваринами західносибірських тундрів.
Природні зони
Незважаючи на величезну довжину території Середнього Сибіру по меридіану, набір природних зон у межах невеликий: тундра, лісотундра і тайга. Найбільш повно представлені тайга, що займає близько 70% площі, та тундра.
Посилення континентальності клімату в Середньому Сибіру сприяє зсуву меж природних зон на північ проти Західного Сибіру. Однак це добре простежується лише у північній частині країни, де не лише лісотундра, а й північний кордон лісової зони заходить за 70° пн.ш. Що стосується південного кордону лісової зони, то вона, навпаки, виявляється зміщена на південь через висотне положення території (вище 450-500 м). Тут, біля підніжжя Східного Саяна, на широтах, у яких у Західному Сибіру розміщені степу, поширені тайгові ліси з островами лісостепів.
Тундрова зоназаймає північ Середнього Сибіру. Її південний кордон проходить від Дудинки на північ від озера Пясине і долини Хети до злиття її з Котуєм (приблизно до 72°30" пн.ш.), потім огинає північний кордон Анабарського плоскогір'я (кряж Хар-Тас), перетинає річку Анабар, на міжріччі Анабара і Оленека дещо відхиляється на південь, огинає Оленекське плато з півночі і кряж Чекановського з півдня, виходячи до Олени, ширина зони коливається від 100 км у східній частині до 600 км на меридіані мису Челюскін.
Основні риси зони, що відрізняють її від західносибірської тундри: менша заболоченість, переважання чагарникових та лишайникових тундрів на тундрових щебнистих та тундрово-глеєвих ґрунтах, наявність гірських гряд і масивів з характерними для них гірськими тундрами та кам'янистими розсипами.
Рослинний та ґрунтовий покрив тундр мозаїчно розподілений по поверхні залежно від мікрорельєфу, механічного складу ґрунтів та характеру зволоження. У північній частині Таймиру поширена арктична плямиста тундра з примітивними полігональними арктичними грунтами. Понад 70% поверхні тут зайнято плямами оголеного ґрунту. Рослинність присвячена морозобійним тріщинам, що розділяють ці плями. Серед рослин арктичної тундри переважає дріада, або куріпкова трава. Пониження з глинистими ґрунтами зайняті полігональними гіпново-трав'яними болотами з осокою та гарматою на торф'янистих ґрунтах. У горах Бірранга кам'янисті арктичні тундри поступово переходять в арктичну пустелю, представлену великоглибокими розсипами з накипними лишайниками. Тут проявляється висотна поясність у розміщенні ґрунтово-рослинного покриву.
У підзоні типових тундри, які займають північну частинуПівнічно-Сибірської низовини, переважають чагарникові та лишайникові тундри на типових тундрових, тундрових ілювіально-гумусових ґрунтах та тундрових підбурах. Ці тундри приурочені до підвищення рельєфу, щебеневих і супіщаних ґрунтів. У їх ґрунтах відсутні ознаки оглеєння. У чагарникових тундрах домінують дріада та касіопея. На піщаних ґрунтах у східній частині зони широко поширені тундри з пануванням кущових лишайників алекторії та корнікулярії та меншою участю цетрарії. Мохові тундри на тундрових грунтових глеях займають невеликі площі і більш характерні для західної частини зони.
Південна частиназони зайнята чагарниковими вербняно-єрниковими тундрамиз пануванням берізки худої (на відміну Західного Сибіру, де переважає берізка карликова). Берізкою зазвичай зайняті вищі місця, а верболози переважають за пониженнями, тому вони проникають далі на північ. Висота та густота чагарників збільшується на південь, особливо в долинах, улоговинах, навколо озер, що залежить від збільшення потужності снігового покриву, вище якого чагарники зазвичай не піднімаються.
Тваринний світ середньосибірських тундр представлений лемінгами обським і копитним, лемінговою полівками і економкою. Вони приваблюють песців та полярних сов. У середньосибірських тундрах дуже багато диких північних оленів. З птахів у тундрі звичайні біла та тундрова куріпки, сніговий та лапландський подорожники.
Влітку тундра оживає. На озера, річки і морські узбережжя прилітають гуси, качки, гагари, гаги, чайки, кулики та ін. Повертаються з тайги типові тундрові тварини, що відкочували туди на зиму (олень, песець). Проникають сюди і лісові види - бурий ведмідь, росомаха та ін. У горах Бирранга зустрічається сніговий баран, якого немає на захід від Єнісея.
В даний час із природних ресурсів тундри використовуються головним чином оленячі пасовища. Розробка корисних копалин поки нерентабельна через відсутність робочої сили та шляхів сполучення.
Лісотундрова зонапростягається вузькою смугою (до 50-70 км) вздовж південної околиці Північно-Сибірської низовини. Кордон зони проходить по північному уступу Середньосибірського плоскогір'я.
У рослинному покриві лісотундр переважають чагарникові чагарники з берізки худих, вільховника (чагарникової вільхи), верби, багна стеленого і болотного на тундрових торф'яних та мерзлотно-тундрових глеєвих ґрунтах. Дерева розкидані окремими екземплярами чи невеликими групами. У західній частині зони дерева часто мають пригнічений вигляд, а східне Хатанги деревостої стає рівномірнішим і густішим, більша висота дерев та нормальніший розвиток крони. Це пов'язано з поліпшенням дренованості ґрунтів, завдяки поширенню піщаних ґрунтів, а також зі збільшенням літніх температур та переважанням узимку безвітряної погоди. Крім чагарникових тундр і рідкісних лісів, тут зустрічаються мохові, кочкарні пухові тундри, особливо в західній частині, і лишайникові тундри, характерні для східних районів.
Лесотундри є найціннішими зимовими пасовищами для оленів. Взимку тут ведеться промислове полювання на песця.
Таїжна зонапростягається з півночі на південь більш ніж на 2000 км. від північної околиці Середньосибірського плоскогір'я до південних меж країни.
Специфічнимирисами середньосибірської тайги, що різко відрізняють її від тайги Західного Сибіру, є різко континентальний клімат і майже повсюдне поширення мерзлоти, незначна заболоченість, панування монотонної модрини і мерзлотно-тайгових грунтів. Підкреслюючи специфіку тайгової зони Середнього Сибіру, її називають тайгово-мерзлотною зоною. Типовими ПТК цієї зони є пластово-ярусні денудаційні та вулканічні рівнини та плато з модриновими лісами на мерзлотно-тайгових ґрунтах.
У ґрунтово-рослинному покриві середньосибірської тайги підзональні відмінності простежуються менш чітко, ніж довготривалі, обумовлені збільшенням континентальності клімату та зменшенням зволоженості, а також висотні, зумовлені зниженням літніх температур.
Зональнимиґрунтами тайги Середнього Сибіру є мерзлотно-тайгові.На карбонатних породах поширені дерново-карбонатні мерзлотні ґрунти. На всьому просторі зони панують світлохвойні ліси. Щоправда, на півночі – це рідкісні листяничні ліси на глеєво-мерзлотно-тайгових ґрунтах. Кущовий ярус і грунтовий покрив у них утворені видами, загальними з чагарниковою тундрою. У центральній частині тайги збільшується зімкненість деревного ярусу та висота дерев. У підліску, крім чагарникових верб, берізки та вільхи, зустрічаються черемха, горобина, бузина, ялівець, жимолість. Трав'яно-моховий покрив - типово тайговий. Під лісами розвиваються кислі мерзлотно-тайгові ґрунти.
У південній тайзі збільшується різноманітність хвойних лісів. Поряд із модриновими та модриновими лісами тут поширені чисті соснові бори. Підлісок та трав'яний покрив багатші. У ґрунтовому покриві переважають дерново-підзолисті ґрунти, хоча зустрічаються і мерзлотно-тайгові.
Уздовж підніжжя Східного Саяну смугою від 70 до 250 км. ширини простягається. підтаїжна підзона з островами лісостепів. Основну площу тут займають соснові та березові трав'яні ліси з численними плямами лугових степів, площа та кількість яких збільшуються внаслідок діяльності людини. На найбільш піднесених і краще зволожених ділянках зустрічаються ялинові та модринові-кедрові ліси на дерново-підзолистих ґрунтах. На карбонатних породах ґрунти дерново-карбонатні. Під березовими гаями та луговими степами розвинені сірі лісові ґрунти та вилужені чорноземи.
Від північного кордону тайгової зони до південної вздовж Єнісея простяглася смуга, де випадає більше опадів, ніж решті території, вища потужність снігового покриву, менше річні амплітуди температур. Це створює умови збільшення вологості грунтів і потужності діяльного шару, острівного поширення мерзлоти. Поряд із мерзлотно-тайговими тут поширені підзолисті та дерново-підзолисті ґрунти. До цієї смуги, що має ширину від 300 до 450 км, присвячені темнохвойні ліси. Тут ростуть ялина, кедр та ялиця. Зустрічаються масиви березняків і плями модрини лісово-соснових.
Схід зростає суворість зими, зменшується кількість опадів і посилюється промерзання грунтів, зі складу деревостою випадають темнохвойні породи і модрина сибірська. Лише у південній частині тайги на найбільш високих ділянках ще зустрічаються кедр та ялиця. У східній частині зони безроздільно панує модрина даурська. У Центральній Якутії серед модринових лісів на мерзлотно-тайгових нейтральних (пальових) ґрунтах зустрічаються невеликі плями типчаково-ковилових степів на терасах Олени.
Таким чином, у напрямку із заходу на схід досить чітко простежуються зміни у ґрунтово-рослинному покриві, пов'язані зі збільшенням суворості та сухості клімату.
Значні коливання висотасередньосибірській тайзі зумовлюють висотні зміни ґрунтово-рослинного покриву, що найбільш чітко простежуються в північній частині зони, де амплітуди висот місцями перевищують 1000 м, а верхня межа поширення деревної рослинності знаходиться на висоті 300-500 м і ліси змінюються гірськими.
Тваринний світтайгової зони Середнього Сибіру типовий для лісів. З хижаків тут зустрічаються бурий ведмідь та росомаха, соболь та горностай, ласка і колонок, рідше рись та лисиця. З гризунів багато білки, бурундука, зайця-біляка та польок. Рясні та різноманітні землерийки. З копитних поширені лось, рідше кабарга, у північній частині – північний олень, але в півдні – марал і козуля. З птахів численні типово тайгові, що живуть тут цілий рік і мають промислове значення, глухар і рябчик. Багато дрібних птахів – дятлів, дроздів, сплюшок, козодоїв, сибірської сочевиці, сибірської мухоловки та ін.
Займаючи понад 2/3 території Середнього Сибіру, тайгова зона має і основні запаси її природних ресурсів мінеральних та гідроенергетичних, хутрових та рибних. Тут зосереджено всі лісові та земельні ресурси.
На просторі тайгової зони Середнього Сибіру чітко простежуються внутрішньозональні відмінності, пов'язані з характером літогенної основи. Вони визначають особливості природи кожної з провінцій, що відокремилися у межах країни.
Природні ресурси Тунгуськоїпровінції (вугілля, деревина та ін.) поки що знаходяться в резерві народного господарства. Населення зосереджено у невеликих селищах по долинах великих річок, зайняте полюванням, рибальством та оленярством для місцевих потреб.
У провінції Путоранавидобуваються мідно-нікелеві руди та кам'яне вугілля. Тут розташоване північне місто Росії - Норильськ.
Для Центральноякутськійпровінції Характерні й ділянки лугових степів на лугово-чорноземних мерзлотних ґрунтах із вмістом гумусу до 12-15%. Вони не займають великих площ (всього 3-4%), але надають неповторної своєрідності природі цієї провінції. Рослинний покрив їх утворений ковилою-волосатиком, типчаком, тонконогом, луговим і ксерофітним різнотрав'ям. Ділянки степів розташовані по сусідству із заболоченими, моховими листяничними лісами на низьких надзаплавних терасах (перший і другий) і приурочені до схилів і вершин невисоких гряд (2-3 м). У пониженнях між грядами та в нижніх частинах схилів зустрічаються плями солончаків та солонців зі свідом і солеросом.
Територія провінції є одним із найбільш заселених у Середньому Сибіру. Велика кількість природних пасовищ і сінокосів забезпечує розвиток тваринництва -основної галузі господарства корінного населення провінції-якутів. Ґрунтово-кліматичні умови сприятливі у розвиток землеробства. Перспективи використання гідроенергетичних ресурсів Олени, Вилюя і Алдана великі. Але особливо великі запаси мінеральних ресурсів-вугілля, газу, солей та алмазів (біля північно-західної околиці провінції). Територія провінції вважається перспективною на нафту.
Природні ресурси
Середній Сибір – одна з найбагатших на природні ресурси фізико-географічних країн. Особливо вона виділяється мінеральними, гідроенергетичними та лісовими ресурсами.
Мінеральні ресурсиСередній Сибір різноманітні. Тут зосереджено більше 70% розвіданих запасів кам'яного та бурого вугілляРосії. Щоправда, більша їхня частина припадає на частку басейнів, розміщених у малонаселених районах, експлуатація яких за природними умовами дуже складна. Тут знаходиться найбільший у світі Ленський басейніз прогнозними запасами понад 2,6 трлн. т вугілля переважно крейдяного віку. Він простягся вздовж долини Олени майже 1,5 тис. км. Тунгуський басейн верхньопалеозойського вугілля із запасами понад 2 трлн. т займає площу понад 1 млн. км2. Вугільні пласти тут часто залягають близько до поверхні. Найменшими запасами відрізняється Таймирський басейн (200-250 млрд т). У південній, найбільш освоєній частині Середнього Сибіру розташований Канський басейн (понад 100 млрд т; східна частина Кансько-Ачинського) та Іркутсько-Черемхівський басейн (понад 30 млрд т). Обидва ці басейни містять вугілля юрського віку, інтенсивно розробляються й у час мають найбільше господарське значення.
У 1962 р. у верхів'ях Олени було відкрито Марківське родовище кембрійської нафти. Нині розробляється також Ярактинське родовище. На півострові Нордвік нафту добували з відкладень верхнього палеозою. Родовища газу відкриті у Центральній Якутії, у східній частині Північно-Сибірської низовини, на міжріччі Хатанги та Ангари, Олени та Вілюя (Таас-Тумусське, Балахнінське, Собінське та ін.). Середній Сибір залишається одним із перспективних районів на сході країни для пошуків нафти та газу.
Кам'яна сількембрійського та девонського віку видобувається у верхів'ях Ангари (Усолля Сибірське), у басейні Вілюя (Кемпендяй), у Норильському районі та в пониззі Хатанги. Потужність соляних пластів сягає тут 400 м-коду.
У Середньому Сибіру є ряд рудних і нерудних з корисними копалинами, що з сибірськими траппами і мезозойським магматизмом. Величезне значення мають родовища алмазів, які пов'язані з трубками вибухів, заповненими ультраосновними породами – кімберлітами та їх брекчією. Деякі з цих родовищ (трубки "Світ", "Вдала", "Айхол") розробляються. Найбільш перспективні алмазоносні райони знаходяться у басейні Вілюя та Оленека.
Найбільші у Росії родовища графіта – Курейське та Ногінське – розташовані в північно-західній частині Середньосибірського плоскогір'я. Тут же розробляються мідно-нікелеві руди, що містять платину(Натовп та ін). Поблизу гирла Ангари відкриті родовища свинцево-цинкових руд(Горівське) та марганцю(Порожинське). Поліметалічні, ртутні та молібденові рудивідомі у горах Бірранга. У Єнісейському кряжі видобувається золото. Виявлено золотоносність Анабарського масиву. Знайдено низку родовищ алюмінієвих руд, з яких найбільше значення мають боксити приангарської частини Єнісейського кряжу.
Серед руднихродовищ Середнього Сибіру особливо численні родовища залізних руд, розвідані та розроблювані в Ангаро-Пітському, Ангаро-Ілімському та Середньоангарському басейнах. Відомі родовища заліза в Норильському районі та у басейні Підкам'яної Тунгуски.
Гідроенергетичні ресурсисередньосибірських річок становлять понад 40% загальноросійських. Перлиною гідроенергетики є швидка та повноводна Ангара, стік якої зарегульований Байкалом. Це створює дуже сприятливі умови для гідроенергетичного будівництва. На Ангарі вже працюють на повну потужність Іркутська (600 тис. кВт), Братська (4,5 млн. кВт), Усть-Ілімська ГЕС (4,3 млн. кВт), споруджується Богучанська (4,5 млн. кВт) та проектується Нижньоангарська. Крім ангарських ГЕС, у Середньому Сибіру споруджено Красноярську (6 млн. кВт), Вілюйську (близько 650 тис. кВт) та Хантайську ГЕС (440 тис. кВт). Намічається будівництво Середньонісейської ГЕС поблизу гирла Ангари. Гідроенергетичне освоєння рік Ленського басейну лише починається. На Олені можуть бути збудовані гідроелектростанції загальною потужністю понад 16 млн. кВт. Малі зимові витрати среднесибирских річок (крім Ангари) несприятливо позначаються ефективності роботи ГЕС, але попри це собівартість вироблюваної тут електроенергії найнижча країни.
Великий транспортне значення рік: найважливішою транспортною магістраллю є Олена, судноплавна до Усть-Кута Судноплавні її притоки (Вілюй, Алдан) та найбільші притоки Єнісея. Використовуються річки для лісосплаву. Використання річок як шляхів сполучення обмежується їх порожистістю та тривалістю льодоставу.
Лісові ресурсиСередній Сибір представлений великими запасами деревини - понад 40% республіканських запасів у стиглих і перестійних насадженнях. Лісопокрита площа Середнього Сибіру займає близько 200 млн. га, а запас деревини у лісах перевищує 20 млрд м 3 . Продуктивність лісів зростає від 30-50 м 3 /га в заполярних рідкісних колесах до 250-300 м 3 /га і більше в соснових лісах Пріангар'я. Особливо велику цінність становлять соснові та сосново-листяні ліси басейну Ангари, де зосереджено понад 35 млн. га соснових лісів.
Переважна частина території відноситься до лісомлишковим районам. За режимом використання та цільовим призначенням ці ліси входять у розряд експлуатаційних. Ліси найбільш обжитих районів, прилеглих до залізниці, переважно освоєно. Понад 80% деревини, що заготовляється тут, становить сосна. Ліси внутрішніх районів – резервні. Вони використовуються поки слабко, оскільки відрізняються нижчою якістю та важкою транспортною доступністю. Велику шкоду тайзі завдають пожежі. Охорона від них - найважливіше завдання лісового господарства Середнього Сибіру.
Пушні ресурсиСереднього Сибіру - об'єкт промислового полювання, одного із занять корінного населення. хутро цих районів славиться високою якістю і користується особливо високим попитом. За кількістю шкірок, що заготовлюються, переважають білка, песець, горностай, соболь, ондатра і заєць-біляк.
Кормові ресурсипредставлені величезними майданами оленячих пасовищ. Долинами річок поширені заплавні луки, що відрізняються найбільш стійкими врожаями. Особливо цінними в кормовому відношенні є аласні та приозерні луки, що дають поживне сіно, багате на білки. Але врожайність їхня дуже нестійка. Ці луки поширені головним чином Центральній Якутії. Є суходолові та заболочені луки серед лісових масивів тайги. Вони використовуються як пасовища і сіножатей. Тваринництво – головний напрямок сільського господарства майже на всій території.
Через велику пересіченість рельєфу, суворий клімат і високу залісненість тут набагато менше, ніж у Західному Сибіру, земельзручних для землеробства. Більшість їх зосереджена Півдні в лісостепових островах і південній тайзі Предсаянья, де коефіцієнт зволоження близький до одиниці. Є невеликі площі ріллі (близько 150 тис. га) у Центральній Якутії, де сума активних температур у період короткого літа дозволяє вирощувати ранні та середньостиглі сорти зернових культур та багато овочів, проте у перший період літа спостерігається дефіцит вологості. Близько третини ріллі тут розташовано в долинах рік і майже стільки ж на аласах. У межах Середнього Сибіру розташоване найбільше нашій країні заполярное землеробське господарство, у парниках і відкритому грунті якого вирощуються різноманітні овочі.
Антропогенні зміни природи
У XV-XVI ст. в Середньому Сибіру жили нечисленні народності та племена, розкидані на величезній території. Лише якути, що населяли Лено-Вілюйську (Центральноякутську) рівнину і прилеглі до неї долини річок, займалися скотарством (конярством), полюванням та рибальством, інші - полюванням та рибальством. Деякі племена мали оленів.
Після приєднання території до Росії господарський уклад населення насправді не змінився, лише посилилося освоєння хутрових ресурсів. Господарське життя XVII в. тією чи іншою мірою була пов'язана з хутром «м'яким мотлохом». Освоєння хутрових багатств Середнього Сибіру тривало й у XVIII–XIX ст., але у Предсаянні поступово почало розвиватися землеробство. Вже на початку XVIII століття в Предсаяні проживало 40% населення, а до кінця XIX ст. 80% населення Середнього Сибіру. На середину XVIII в. тут було прокладено Московський (Сибірський) тракт до узбережжя Тихого океану, а 1893–1899 гг. залізниця – частина Транссибірської магістралі. Це сприяло подальшому зростанню населення та розвитку сільського господарства для задоволення потреб всього місцевого населення. На решті території продовжував розвиватися хутровий промисел.
З середини ХІХ ст. проявилися осередки золотовидобування в Єнісейському кряжі, а останні роки століття, коли знадобилося вугілля у зв'язку з експлуатацією залізниці, почався його видобуток у Черемхівському басейні. У Передсаянні та в окремих місцях поблизу Ангари почалися лісорозробки. Все це призвело до змін природи у південно-західній, передсаянній частині Середнього Сибіру. На решті території зміни торкнулися лише тваринного світу. Через непомірне полювання основний об'єкт промислу - соболь у багатьох місцях зник майже повністю. Значно скоротилася і чисельність білки.
Сформоване напрям господарства у Середньому Сибіру зберігалося й у післяреволюційні роки. У цьому осередкове землеробство просувалося більш північні райони, збільшувалося поголів'я худоби, зростали обсяги лісозаготівель у басейні Ангари й у верхів'ях Олени. У радянські часи з'явилися нові осередки промислового освоєння Середнього Сибіру з урахуванням використання її мінеральних ресурсів у районах Норильська і Мирного. Все це спричинило збільшення впливу людини на природу, але при цьому зберігся локальний характер самого впливу. Лише ненавмисне впливом геть рослинність охопило значні території. Це з поширенням лісових пожеж, найчастіше виникають з вини людини.
Пожежі іноді охоплювали величезні простори. Так, катастрофічна пожежа 1915 р. поширилася від Саян до низин Єнісея і від Обі до верхів'їв Підкам'яної Тунгуски. Під час цієї пожежі було знищено близько половини лісів у Єнісеєвому басейні в межах Середнього Сибіру. Особливо численні та великі пожежі характерні для сухих років (1925, 1927, 1962, 1971 та ін.). Аналіз розподілу площ старих гарей показав, що вони виявляють безпосередній зв'язок із населеними пунктами та трасами доріг.
Цілеспрямована зміна рослинного покриву відбувалася у процесі розширення орних земель. У Передсаянні природна рослинність замінена посівами сільськогосподарських культур на значних площах. Тут розташовані два великі масиви орних земель: навколо Красноярська – Канська та Іркутська – Черемхово. У Центральній Якутії, в басейнах Ангари та Підкам'яної Тунгуски землеробство носить, як і раніше, осередковий характер. Орні землі тут приурочені до низьких терас річок із найбільш родючими ґрунтами. У Центральній Якутії є аласи, створені людиною на місці спеціально спущених термокарстових озер з метою збільшення високоврожайних лугових угідь. У басейні Ангари та поблизу Олекмінська на Олені суттєво змінився віковий та видовий склад лісів у зв'язку з проведеними тут у значних масштабах лісозаготівлями.
Економічною основою розвитку господарства Середнього Сибіру нині є наближення промисловості до джерел сировини. Але освоєння природних ресурсів за умов суворого сибірського клімату потребує великих витрат і дбайливого ставлення до природи у процесі експлуатації її ресурсів. Останні десятиліття XX в. з'являлося дедалі більше вогнищ локальної зміни природи під час видобутку з корисними копалинами, при транспортному і енергетичному будівництві.
Людина активно вторгається у природу і часто змінює режим багаторічної мерзлоти, що тягне у себе як зміна грунтово-рослинного покриву, а й рельєфу. Ці зміни виявляються часто незворотними хоч і не охоплюють поки що великих площ. Основними районами впливу людини на природу є басейн Ангари, райони Норильська, Західної Якутії та Центральноякутської рівнини.
Для збереження унікальних та типових природних комплексів, для охорони тварин та реакліматизації вівцебиків було створено один із найбільших у країні Таймирський заповідник (1979) на площі 1,3 млн. га. У 1985 р. у пониззі Олени створено Усть-Ленський заповідник (близько 1,5 млн. га), а Тунгуської провінції Центральносибірський (площа трохи менше 1 млн. га). У 1988 р. у центральній та південно-західній частинах плато Путорана було організовано Путоранський заповідник, що має площу понад 1,8 млн. га. На узбережжі Таймиру знаходиться кілька ділянок Великого Арктичного заповідника.
Виникла багаторічна мерзлота у льодовиковий період розвитку нашої Землі. У тих районах, де клімат був сухим і морозним, а товщина наземного льодовикового покриву була незначною, відбулося промерзання ґрунтів та утворення районів багаторічної мерзлоти.
Мерзлі породи мають температуру нижче за 0°С; частина чи вся вода в них знаходиться у кристалічному стані. У середніх широтах промерзає взимку лише невеликий поверхневий шар, тому тут панує сезонна мерзлота. У північних широтах за довгу морозну зиму земля промерзає дуже глибоко, а коротким літом вона відтає лише з поверхні лише на 0,5-2 м у глибину. Відтаючий шар називається діяльним шаром, потужність якого залежить від клімату та складу гірських порід. Нижче його в породах цілий рік зберігаються негативні температури. Ці місця і називаються районами багаторічної мерзлоти.
Багаторічна мерзлота може існувати від десятків до багатьох тисяч років. Потужність мерзлого шару до 400 м-коду, місцями (Якутія) до 600 м-коду. Гірські породи містять лід, кількість якого від декількох % до 90% за обсягом. Багаторічна мерзлота займає у Росії близько 10 млн. км 2 . Найбільші у світі області, зайняті багаторічною мерзлотою – Сибір та північна частина Північної Америки.
Територія, де поширена багаторічна мерзлота, називається ще областю підземного заледеніння Однак мерзлі породи поширені тут не повсюдно. У долинах великих річок, під великими озерами, у районах циркуляції підземних вод товщі багаторічної мерзлоти перериваються. На околицях областей підземного заледеніння існує острівна мерзлота у вигляді окремих плям. Іноді в областях поширення багаторічної мерзлоти виникають таліки – ділянки талого ґрунту під озерами чи руслами річок. Таліки можуть пронизувати всю товщу багаторічної мерзлоти або замикаються знизу мерзлими породами. Іноді підземний лід або мерзлий ґрунт витаюють, що супроводжується просіданням і утворенням провалів верхніх шарів ґрунту. Таке явище отримало назву термокарст. При цьому утворюються просадні озера або заболочені западини.
У мерзлих породах крига стає своєрідним породоутворюючим мінералом. Різноманітні крижані включення в гірських породах земної кори називаються викопним льодом. Причини виникнення різні: замерзання води в товщі мерзлотних грунтів; засипання гірських льодовиків осипами. Викопний лід існує у вигляді жил, клинів, лінз, тонких стеблин. Іноді лінза льоду, що утворюється, піднімається водою, розташованою знизу, і виникає горбок, який називається гідролаколітом . Поширені вони в Якутії, довжина їх сягає 200-300 м-коду, а висота до 40 м-коду.
Під впливом відтавання ґрунтів і гірських порід на схилах, а також через силу тяжіння діяльний шар в областях поширення багаторічної мерзлоти починає сповзати навіть із пологих схилів зі швидкістю від сантиметра на рік до кількох метрів на годину. Цей процес називається соліфлюкцією . Вона широко поширена в Сибіру, Канаді, у високогір'ї та в тундрі. При цьому на схилах виникають напливи, а якщо на схилах є деревина, то ліс нахиляється. Це явище отримало назву «п'яний ліс».
Мерзлотні процеси дуже ускладнюють будівництво та експлуатацію будівель, доріг, мостів. Для того, щоб зберегти мерзлі грунти в природному стані, споруди встановлюють на опори, прокладають труби, що охолоджують, в свердловини занурюють палі. Але мерзлота стає і помічником людини, коли в ній влаштовують склади та величезні природні холодильники.
Отже, багаторічна мерзлота - постійне промерзання гірських порід у верхній частині земної кори, поширене головним чином умовах холодного клімату у Північній півкулі. Потужність багаторічномерзлого шару в районах максимального її поширення може досягати 600 м. Для районів багаторічної мерзлоти характерним є явище соліфлюкції. Відсоток вмісту льоду у різних гірських породах різний. Багаторічна мерзлота створює значні труднощі за всіх видів господарського освоєння території, особливо під час будівництва.
Вода, що у надрах і поверхні, промерзає на глибину до 500 м і більше. Понад 25% поверхні всієї суші Землі зайняті вічномерзлими породами. У нашій країні понад 60% такої території, адже у зоні її поширення лежить майже весь Сибір.
Це явище отримало назву багаторічної, або вічної мерзлоти. Проте клімат згодом може змінюватися у бік потепління, отже термін «багаторічна» більше підходить цього явища.
У літні сезони – а вони тут дуже недовгі та швидкоплинні – верхній шар поверхневих ґрунтів може розморожуватися. Однак нижче 4 м знаходиться шар, який ніколи не відтає. Ґрунтова вода може бути або під цим мерзлим шаром, або зберігатися в рідкому стані між багаторічномерзлими товщами (вона утворює водяні лінзи - таліки) або над мерзлим шаром. Верхній шар, який піддається промерзанню та відтаванню, називається діяльним шаром.
ПОЛІГОНАЛЬНІ ГРУНТИ
Лід у ґрунті може утворювати крижані жили. Часто вони виникають у місцях морозобійних (при сильних морозах) тріщин, що заповнюються водою. При замерзанні цієї води ґрунт між тріщинами починає стискатися, адже лід займає більшу площу, ніж вода. Утворюється трохи опукла поверхня, обрамлена пониженнями. Такі полігональні ґрунти покривають значну частину поверхні тундри. Коли настає недовге літо і крижані жили починають розморожуватися, утворюються цілі простори, схожі на ґрати зі шматочків суші, оточених водними «каналами».
Серед полігональних утворень широко поширені кам'яні багатокутники та кам'яні кільця. При багаторазовому промерзанні та відтаванні землі відбувається виморожування, виштовхування льодом на поверхню більших уламків, що містяться в ґрунті. Таким шляхом відбувається сортування ґрунту, оскільки його дрібні частинки залишаються в центрі кілець і багатокутників, а великі уламки зміщуються до країв. В результаті з'являються вали каміння, що обрамляють дрібніший матеріал. На ньому іноді селяться мохи, і восени кам'яні багатокутники вражають несподіваною красою: яскраві мохи, іноді з кущиками морошки чи брусниці, оточені з усіх боків сірим камінням, схожі на спеціально зроблені садові клумби. У діаметрі такі багатокутники можуть досягати 1 -2 м. Якщо поверхня не рівна, а похила, то багатокутники перетворюються на кам'яні смуги.
Виморожування з ґрунту уламків призводить до того, що на вершинних поверхнях і схилах гір і пагорбів у зоні тундри виникає хаотичне нагромадження великих каменів, що зливаються в кам'яні «моря» та «річки». Їх існує назва «куруми».
БУЛГУННЯХІ
Цим якутським словом позначається дивовижна форма - пагорб або бугор із крижаним ядром усередині. Він утворюється завдяки збільшенню обсягу води під час замерзання в надмерзлотному шарі. В результаті лід піднімає поверхневу товщу тундри і виникає бугор. Великі булгунняхи (на Алясці їх називають ескімоським словом «пінго») можуть сягати 30-50 м висоти.
На поверхні планети виділяються не лише пояси суцільної багаторічної мерзлоти у холодних природних зонах. Існують ділянки з так званою острівною. Вона існує, як правило, у високогір'ях, у суворих місцях з низькими температурами, наприклад у Якутії, і є залишками — «острівцями» — колишнього більшого поясу багаторічної мерзлоти, що збереглася з часу останнього.
Буду вдячний, якщо Ви поділитеся цією статтею у соціальних мережах:
Пошук по сайту.
Перші письмові свідчення існування незвичайного стану грунту, пізніше позначеного як “вічна мерзлота”, залишилися від російських землепроходців XVII століття, підкоряли Сибір. Першовідкривачем став козак Я. Святогоров, а члени експедицій І. Реброва та С. Дежнєва вже вивчили питання більш детально. У своїх депешах до двору вони описали особливість окремих зон у тайзі, у яких навіть улітку земля зберігає зимову мерзлість. У 1640 р. воєводи М. Глєбов та П. Головін у посланні російському цареві не приховували свого щирого подиву:
Земля, пане, і серед літа вся не розтає.
Остаточно утвердилися існування районів «вічної мерзлоти» під час початку промислового освоєння Півночі. У 1828 р. прохідник Ф. Шергін прорубав перший метр крижаного ґрунту в Якутську, за 9 років досягнувши позначки трохи менше 116 з половиною метрів і не зустрівши на шляху жодного водоносного горизонту. А. Міддендорф, вимірявши температуру протягом усього шахти Шеригіна, підвів межу під відповідь. Таким чином, неймовірне стало очевидним фактом географії та геології країни.
Вічна мерзлота півострова Ямал північ від Західного Сибіру, біля Ямало-Ненецького автономного округу Росії.
Поняття «вічна мерзлота» вперше з'явилося у науковому середовищі 1927 року. Автором терміна став радянський вчений М.І. Сумгін, один із засновників вітчизняної науки з вивчення цього явища.
Наукове визначення
Під вічною мерзлотою прийнято вважати кріолітозону з температурним режимом від 0°C і нижче і відповідно наявністю в ній підземних льодів. По Сумгін це грунтова мерзлота з віком від 2 років і вище, максимальні величини накопичення вимірюються тисячоліттями.
Якийсь час існувала певна сум'яття в термінології. Значення слова "мерзлота" не мало чіткого визначення, що призводило до різночитань. Таке становище зазнавало справедливої критики і тому пропонувалися інші назви. Були спроби широко розповсюдити найменування «багаторічномерзлі гірські породи», «багаторічна кріолітозона». Але внаслідок цього прижився термін Сумгіна.
Термін, протягом якого утворюється мерзлий стан порід, поділяє їх на три види:
- Короткочасно-мерзлі породи (за години та добу),
- Сезонно-мерзлі породи (за місяці),
- Багаторічні мерзлі породи (за роки)
До окремої категорії належать проміжні або перехідні форми мерзлих порід. Їх називають перельотами. Прикладом може бути випадок, коли сезонно-мерзла порода не встигає протаїти за літній період і зберігається протягом декількох років.
Велика частка сучасної вічної мерзлоти виникла внаслідок дії останнього льодовикового періоду. Обсяги льоду у промерзлих породах можуть становити до 90 відсотків. У наші дні спостерігається процес їхнього повільного танення.
Особливості мерзлих ґрунтів
Низькі температури в умовах мерзлоти, що носить тривалий сезонний або постійний характер, природно накладають свій відбиток на стан місцевого грунту. У ньому протікають своєрідні хіміко-біологічні процеси. Один із прикладів зображений на фото зліва.
Над мерзлим водотривким шаром у процесі коагуляції (згущення) органічних речовин накопичується гумус. Причому його надмерзлотна регенерація або так зване надмерзлотне огляд дуже не залежать від милостей природи. Щоб процес пішов, достатньо невеликої кількості річних опадів.
Шліри (крижані шари), що утворюються в землі, розриваючи водоносні капіляри, перекривають доступ вологи з верхніх надмерзлотних горизонтів до нижнього коренежитного середовища. Всі явища, що відбуваються в ґрунті в умовах вічної мерзлоти, особливо притаманні. В результаті механічних змін, що відбуваються через наявність мерзлого шару в грунті, тундра набула свого особливого вигляду. Кріогенні деформації у вигляді кріотурбації (перемішування під впливом різниці температур ґрунтової маси) та соліфлюкації (сповзання ґрунтової маси, насиченою водою, зі схилів по мерзлому шару) надали рельєфу тундри хвилеподібні обриси, коли спучені бугри чергуються з провалом. З тієї ж причини утворилися плямисті тундри.
Мінусові температури впливають і на оструктурування ґрунту, викликаючи його кріогенний характер. Вони змушують продукти ґрунтоутворення переходити в більш конденсовані стани, при цьому різко уповільнюючи рухливість. Внаслідок мерзлотної коагуляції колоїдів відбувається залізнення ґрунтів. На думку деяких дослідників, кріогенні явища також збагачують кремнекислотою середню частину профілю підзолистих ґрунтів. Ці вчені вважають білу присипку результатом мерзлотної диференціації плазми ґрунту.
Ареали розповсюдження
Вічна мерзлота має глобальні масштаби розповсюдження. Вона захопила щонайменше ¼ частини суші землі, зокрема високогірні райони Африки. Австралія є єдиним материком, де це явище відсутнє взагалі.
Великі простори Росії є осередком вічної мерзлоти. Більше половини території найбільшої країни світу посідає кріотозон. Найбільшого поширення вона набула в Забайкаллі та Східному Сибіру, де у верхній частині річки Вілюй на глибині 1370 метрів залягає найнижча точка вічної мерзлоти. Рекорд зафіксовано 1982 року.
Економічний вплив
Облік вічної мерзлоти важливий щодо будівництва, геологорозвідки та інших господарських робіт у районах Півночі. Вона може як створювати проблеми, так і приносити користь. Здатність служити природним холодильником для зберігання продуктів лежить на поверхні. Крім цього, в умовах вічної мерзлоти можливі утворення покладів гідратів газів, що використовуються людиною, зокрема метану.
Висока міцність померзлих порід сильно ускладнює видобуток копалин. Але в той же час є інша, сильна сторона: мерзлота цементує породи, що дозволяло в кар'єрах Якутії успішно проводити розробку кімберлітових трубок, доводячи стінки чаш до вертикального стану. Яскравим свідченням останнього є приклад якутського кар'єру Трубка Вдала.
Ігарський музей вічної мерзлоти – явище унікальне, і не лише тому, що основні його експозиційні зали знаходяться в товщі вічно мерзлого ґрунту, а й тому, що головний експонат музею – сама вічна мерзлота.
З перших років будівництва міста вчені вели її дослідження, мерзлотна станція була відкрита у 1931 році. Принагідно ж виношувалась ідея демонстрації населенню результатів дбайливого ставлення до природи. Ця ідея належала вченому-мерзлотознавцю Михайлу Івановичу Сумгіну, який відвідав наукову станцію в 1938 році. На той час були вириті шахтні колодязі та зустрічні штреки до них. За рік до початку Великої Вітчизняної війни шляхом вилучення грунту було обладнано п'ять камер, відокремлених від коридору перегородками та дверима. Їхні стіни, як і коридор, були облицьовані тонким шаром льоду. Об'єм вийнятого ґрунту становив 468 кубічних метрів.
Збудовані приміщення мали науково-дослідницьке значення, проте для бажаючих, насамперед школярів та гостей міста, вже тоді проводилися співробітниками станції перші екскурсії. Так, одна з камер по суті вже тоді почала використовуватися як біомузей. Його експонатами стали заморожені ящірки, йоржі, що знаходиться в анабіозі метелик бражник, комахи: джмелі, сонечко і муха. Вчені поповнювали біомузей у міру своїх можливостей та приймали відвідувачів.
Як своєрідний науковий експеримент з дослідження можливості збереження паперу і на згадку про Велику Вітчизняну війну співробітниками станції 6 квітня 1950 року було зроблено закладку газет військового періоду – «Правди», «Известий», «Праці» та «Красноярського робітника» із заповітом розкрити ящик з замурованими в ньому газетами 9 травня 2045 року.
Датою офіційного відкриття музею вічної мерзлоти в Ігарці вважається 19 березня 1965 року. Першими експонатами, крім вищезазначених, стали книги з мерзлотознавства та вморожені в лід рослини. Природа ніби йшла назустріч ентузіастам, відкриваючи свої багатовікові таємниці. В одній зі стін коридору при проході оголилися стовбури дерев, їх зрізи, що дозволяють судити про вік – понад 50 тисяч років.
І все-таки це ще був музей на громадських засадах, інші приміщення використовувалися як наукові лабораторії. І вчені продовжували експериментувати: так народилася поки що не втілена ідея будівництва підземної ковзанки, з можливістю її цілорічного використання спортсменами та аматорами.
З 25 жовтня 1996 підземні лабораторії Науково-дослідної мерзлотної станції були прийняті в муніципальну власність. Були проведені масштабні роботи з капітального ремонту підземної частини, розширення та створення нових експозиційних залів. Безперечно, що основним у краєзнавчому комплексі «Музей вічної мерзлоти» вважається підземна частина музею. Але також цікаві експонати є і у відділах природи, історії, 503-го будівництва, виставково-експозиційному залі. У залі природи, наприклад, що знаходиться перед входом у підземелля, – знайдені на околицях Ігарки кістки доісторичних тварин, у тому числі зуб мамонта. А екскурсоводи, розповідаючи про особливості виростання дерев, демонструють стовбур десятирічної ялинки з горизонтальним корінням – так дерева шукають у відталеному шарі грунту потрібну їм для зростання вологу.
Велику роль у розвитку музею, його популяризації відіграли перший екскурсовод музею Павло Олексійович Євдокимов, колишній директор музею Марія В'ячеславівна Мішечкіна та її нині покійний чоловік Олександр Ігорович Тощев. До їхніх заслуг належить не лише збереження ґрунтів від вивітрювання від зіткнення з людьми (а це також цілий комплекс заходів), а й відкриття та модернізація нових залів, впровадження музейних традицій, широка видавнича діяльність.
Багаторічна мерзлота поширена у районах, де середні річні температури негативні, а атмосферних опадів дуже мало. У разі грунти і гірські породи верхніх верств земної кори завжди перебувають у мерзлом стані. Мерзлотою на суші зайнято понад 21 млн. км2, або 14% площі. Найбільші масиви багаторічної мерзлоти знаходяться на території Росії (вони займають близько 11 млн км 2 - більше половини території країни), на Алясці та Канаді. У Південній півкулі мерзлота займає лише 1 млн км 2. Є підстави вважати, що під льодовиковим куполом Антарктиди, як і Гренландії, суцільного шару мерзлотного немає.
За походженням багаторічна мерзлота є реліктом минулих льодовикових епох четвертинного часу. Потепління клімату в післяльодовиковий час зумовило розмерзання мерзлих порід і поступове скорочення ареалів їх поширення. Доказами цього процесу є острівний характер поширення багаторічної мерзлоти, інтенсивний процес розморожування, знахідки в товщі мерзлих порід вимерлих видів флори та фауни (наприклад, мамонтів).
Однак не всі вчені згодні з цією точкою зору. Деякі дослідники вважають, що багаторічна мерзлота є сучасним явищем. На підтвердження вони наводять численні спостереження виникнення мерзлоти на островах, які нещодавно утворилися в дельтах великих сибірських річок. Основною причиною формування мерзлоти є низькі температури під час тривалої малосніжної зими та короткочасного літа, коли лід не встигає розтанути та накопичується у ґрунті.
Лід як цементує частки породи, а й, заповнюючи у яких пори, розширює їх розміри внаслідок збільшення обсягу води за її замерзанні. Поступово в мерзлому ґрунті утворюються жили, клини, маси льоду неправильної форми і довгасті лінзоподібні шари, які можуть досягати великих розмірів. Особливо сприятливі умови для формування великих лінз виникають на слабо дренованих землях, наповнені торфом або глинами, що підстилаються.
У районах розвитку багаторічної мерзлоти утворюються специфічні структури ґрунту, у складі яких є торф'яні та кам'яні кола, полігональні тріщини, кам'яні гірлянди та смуги. Подібні структури, що утворилися під впливом кріогенних процесів, можна спостерігати на багатьох вершинах гір, хоч зараз мерзлоти там немає.
Кільцеві структури можуть утворюватися в результаті замерзання води, так і промерзання грунту. У першому випадку формуються переважно торф'яні кола, пов'язані зі змінним замерзанням і відтаванням води, розривом ґрунтового шару та розсування його, а там, де відбулося відділення, виникають морозобоїни тріщини. Інший характерний випадок – утворення кам'яних кілець, пов'язане з промерзанням землі та виникненням тріщин просідання. Весняні талі води стікають у ці тріщини і виносять тонкозернистий матеріал, залишаючи на поверхні грубий уламковий матеріал. Так з'являється полігональна система тріщин.
На схилах, де є подрібнені маси порід, внаслідок поступового руху порушених ґрунтів ізометричні кам'яні кола витягуються в еліпси чи вузли. їх називають гірляндами. Коли такі гірлянди потрапляють на крутіші схили, вони продовжують видовжуватися і таким чином набувають вигляду кам'яних смуг, паралельних кам'яних гребенів, витягнутих на сотні метрів.
До особливостей рельєфу областей багаторічної мерзлоти належить поширення термокарстових заглиблень, що утворюються внаслідок танення шарів льоду у ґрунті. На територіях з мерзлих ґрунтів іноді зустрічаються гідро лаколіти – пагорби з ядрами льоду всередині. На горбистій земній поверхні досить поширеним є процес соліфлюкції - сповзання мерзлих мас ґрунту схилами.
Товщина багаторічної мерзлоти в областях із дуже холодним кліматом коливається від нуля поблизу озер та гарячих джерел до 300 м і більше. Максимальна глибина постійного промерзання порід перевищує 600 м-коду.
Багаторічна мерзлота створює особливі умови для розвитку рослинності, що позначається на її стані. Рослини тривалий час перебувають у умовах фізіологічного спокою. Коріння рослин не може заглибитись у ґрунт через шар мерзлоти. Дерева з поверхневою кореневою системою погано тримаються в землі, внаслідок чого у тайзі часто трапляються ділянки буреломів.
Вивчення особливостей різних компонентів природи в областях поширення багаторічної мерзлоти має велике значення не тільки для освоєння величезних природних ресурсів відповідних регіонів (лісів, гідроресурсів, різних видів корисних копалин тощо), а й для запобігання шкідливим наслідкам господарської діяльності людини. Природно-територіальні комплекси за умов тривалого панування холоду відрізняються великою вразливістю. Порушені ландшафти відновлюються дуже повільно. Тому особливої гостроти набувають питання, пов'язані з охороною природи в областях поширення багаторічної мерзлоти.
Контрольні питання та завдання
1. Які складові гідросфери?
2. У чому полягає єдність гідросфери?
3. Які основні властивості води? Які є аномальними?
4. Які основні фактори формують океанічні течії?
5. Які типи океанічних течій? Наведіть кілька прикладів кожного типу.
6. Як впливають океанічні течії на розподіл ізотерм?
7. Яка середня солоність вод Світового океану?
8. Які іони визначають сольовий склад води? Чи він постійним?
9. Як діляться річки за характером харчування та особливостями їх водного режиму?
10. На які типи поділяють підземні води?
11. Поясніть, чому у екватора солоність вод океану нижча, ніж у тропіків.
12. Який відсоток води гідросфери знаходиться у Світовому океані?
13. Як розподіляються океанічні течії за температурою води?
14. Які основні форми рельєфу утворюють дно Світового океану?
15. Що стосується вод суші?
16. Поясніть походження озерних улоговин. Наведіть конкретні приклади.
17. Назвіть найдовшу річку світу.
18. Як називають фонтануючих гарячі джерела в районах вулканічної діяльності?
19. Яка частина річкової долини затоплюється під час повені?
20. Яке значення для України має річка Дніпро?
21. Яке значення має для України Чорне море?
22. Чим відрізняються верхові болота від низинних? До якого типу належать болота Полісся?
23. Які епохи зледеніння виділяють історія Землі?
24. Яка площа сучасного заледеніння?
25. Яку роль у формуванні сучасного рельєфу України відіграло четвертинне зледеніння?
26. Поясніть, чому у Кримських та Карпатських горах немає льодовиків. Чи були вони тут у минулому?
27. Що таке кріосфера?
28. Чому багаторічна мерзлота поширена майже виключно у Північній півкулі? Яка її максимальна товщина?
