27 авг. 2025 г.
Красноярские ученые впервые подробно классифицировали ландшафты зоны вечной мерзлоты и зафиксировали масштабные изменения, вызванные изменением климата и промышленной нагрузкой в районе Норильска. С помощью спутниковых данных и материалов натурных полевых исследований оценено, как протаивает мерзлота, теряется растительность и разрушается почвенный покров — процессы, которые могут повлиять на устойчивость всей арктической экосистемы и инфраструктуры региона. Результаты исследования опубликованы в журнале Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса.
Ускоренное освоение Арктики: строительство, добыча ресурсов, прокладка дорог, вместе с изменениями климата приводит к заметному разрушению природной среды и трансформации ландшафтов в зоне многолетней мерзлоты. Нарушается верхний органический слой почвы, который в естественных условиях служит теплоизоляцией — удерживает холод и защищает мерзлоту от перегрева. В результате ускоряется таяние мерзлых почв и фиксируются аномалии глубины сезонного протаивания. Арктические экосистемы особенно чувствительны к таким процессам. Они восстанавливаются крайне медленно и подвержены каскадным эффектам — когда одно изменение запускает целую цепочку нарушений. Мониторинг этих процессов имеет большое значение для понимания и прогнозирования устойчивости экосистем криолитозоны — зоны мерзлоты. Это критически важно для оценки рисков, связанных с деградацией мерзлоты, изменением гидрологических режимов в почвах, что определяет стабильность, как инфраструктурных объектов, так и биоразнообразия в Арктике.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН провели комплексные исследования на серии пробных площадей в различных условиях в районе Норильска. С помощью спутниковых данных специалисты впервые классифицировали ландшафты криолитозоны и выявили характеристики двух крайних состояний: участков с практически нетронутым состоянием растительности, почвы и мерзлоты, и территорий, сильно изменённые под воздействием промышленной деятельности или аэротехногенных загрязнений.
Постоянные пробные площади были заложены в пределах 50 км от города Норильска так, чтобы охватить всю территорию Норильского промышленного района. Чтобы понять, как меняется ландшафт и что происходит с мерзлотными почвами в условиях техногенного воздействия, учёные использовали многолетнюю серию спутниковых снимков, дополненных измерениями на местности температуры и глубины протаивания почвы. Спутниковый мониторинг в сочетании с полевыми наблюдениями позволяет эффективно отслеживать происходящие природные и антропогенные процессы, оценивать текущее состояние ландшафтов и прогнозировать, как они будут меняться в будущем. Такие данные важны не только для науки, но и для принятия решений при планировании освоения северных территорий.
Исследователи проанализировали два ключевых спектральных показателя: вегетационный индекс, показывающий состояние растительности, и температурный индекс поверхности земли. По значениям этих индексов и их динамике во времени, как показали результаты, можно судить не только о степени трансформации ландшафта, но и о том, насколько нарушен почвенный покров, как изменилась температура поверхности и почвенного профиля, а также какие значения может принимать глубина сезонного протаивания. Это особенно важно для районов Арктики, где необходимо развивать систему непрерывного мониторинга крайне чувствительных к внешним воздействиям природных экосистем, которые и формируются и восстанавливаются очень медленно. Эта задача приобретает особую актуальность в свете недавнего поручения президента о создании центра по изучению вечной мерзлоты.
Учёные обнаружили отчетливые проявления деградации ландшафтов в зоне вечной мерзлоты на севере Красноярского края: степень изменений зависела от уровня промышленной нагрузки и достигала 77% на сильно нарушенных участках. Там наблюдались аномально низкие значения вегетационного индекса, что указывает на значительную утрату растительного покрова. Температурный индекс также показал существенные отклонения от фоновых значений. В результате нарушаются теплоизолирующие свойства почвы, что приводит к перераспределению тепла и вызывает необычно глубокое протаивание в тёплое время года. Наблюдаемые изменения — появление провалов, проседания поверхности, усиленное таяние мерзлоты и утрата растительности — указывают на серьёзную трансформацию ландшафтов. Как правило, основная первопричина этого – деградацией верхнего органогенного слоя почвы, который играет ключевую роль в защите многолетней мерзлоты от разрушения.
Результаты наблюдения на местности подтвердили предварительные выводы, сделанные на основе спутниковых данных: на нарушенных участках глубина сезонного протаивания почвы в течение летнего периода увеличивалась в 1,5–2 раза по сравнению с нетронутыми территориями.
Личный кабинет