Морозное пучение и наледеобразование

03.07.2018
Сезонное промерзание насыщенных водой пористых пород при увеличении ее объема в процессе льдообразования приводит к их пучению. При этом возникают бугры пучения, среди которых выделяют два типа.

1. Миграционные бугры образуются в условиях открытой системы за счет увеличения объема замерзающей воды в фунте. При миграции новых объемов воды из нижележащей талой части грунта к фронту промерзания происходит интенсивное образование сегрегационного льда. Часто они наблюдаются в торфяниках. Бугры пучения — клумбовидные байджерахи — описаны А.И. Поповым в Западной Сибири на п-ве Таймыр (рис. 18.5). Такие бугры пучения бывают одно- и многолетними. Высота последних может достигать 1,5 — 2,0 м, реже 4 м.

2. Инъекционные бугры образуются в условиях промерзания закрытых систем, в основном несквозных подозерных таликов. Промерзание подозерных таликов приводит к образованию гигантских многолетних бугров пучения, которые в Якутии называют булгунняхами (рис. 18.6), а в Канаде — пинго (рис. 18.7). При постепенном промерзании таликов образуется закрытая со всех сторон система, внутри которой создается большое гидростатическое давление, вытесняющее воду и водонасыщенный грунт наверх, в результате чего образуется бугор пучения. Иногда бугры лопаются и из трещин с шумом фонтанирует вода. Во время заморозков трещины заполняются льдом, превращаясь в ледяные клинья, которые еще больше разбивают бугор на блоки. В результате растущие на нем деревья наклоняются так, что верхушка оказывается ниже корня. К инъекционным буграм относятся и гидролакколиты (по сходству с лакколитами — одной из форм внедрения магмы в земную кору). Их формирование связано с внедрением различного типа трещинножильных вод, в результате чего образуется ядро, приподнимающее кровлю. Такие многолетние бугры достигают в высоту 10 м при ширине в десятки метров.

Наледи образуются при послойном замерзании воды на поверхности в результате многократного излияния вод при промерзании русла реки или подземных вод.


Речные наледи. При промерзании мелких мест русла реки и образования льда происходит сужение живого сечения русла, гидродинамический напор потока увеличивается, вследствие чего воды прорывают мерзлую кровлю и растекаются по поверхности, замерзая слоем разной толщины. Такой прорыв приводит на время к уменьшению давления, но дальнейшее промерзание и сужение русла вызывает новый прорыв воды на поверхность ранее образовавшегося льда. За одну зиму такие прорывы воды происходят неоднократно, что приводит к образованию гигантских слоистых наледей площадью в десятки квадратных километров и мощностью до нескольких метров.

Наземные наледи подземных вод. При сезонном промерзании деятельного слоя незамерзшая вода, замкнутая между многолетней мерзлотой и уже промерзшей верхней частью слоя, приобретает значительный напор. Под действием напора замерзший слой выпучивается, а вода, найдя ослабленные места, прорывается и при излиянии на поверхность образует наземную наледь. Образование наземных наледей происходит и при выходе источников подземных вод. Такие наледи, называемые в Якутии тарынами, образуются в зонах тектонических разрывных нарушений, по которым на поверхность поступают межмерзлотные воды. Площадь наледей достигает нескольких десятков квадратных километров, а мощность — 7—10 м.