Две страны — одна проблема

Главный научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН Александр Фёдоров обозначил ключевой вопрос, который одинаково остро стоит в России и Китае: изменения климата и деградация мерзлоты достигли такого масштаба, что отдельные усилия каждой страны уже не дают эффекта.

«Мы сталкиваемся с одной и той же проблемой — деградацией вечной мерзлоты и вопросом, как жить на территории, где она стремительно разрушается. Именно это объединяет нас с китайскими коллегами и делает сотрудничество необходимым», — отметил Фёдоров.

По словам учёного, изменения, происходящие в мерзлотных регионах, больше нельзя рассматривать как локальные явления. Они затрагивают города, транспортные коридоры и критически важные энергетические объекты. Российские исследователи фиксируют усиление термокарста, повышение температуры верхних слоёв мерзлоты и растущее проседание оснований зданий — эти процессы создают риски для всей инфраструктуры северных регионов.

«Возможна ли устойчивость территорий без глубоких знаний мерзлотоведения? Наш опыт показывает, что нет. И именно поэтому сотрудничество с Китаем приобрело стратегический характер», — подчеркнул Фёдоров. 

История десятилетнего партнёрства

Визит семи ведущих китайских мерзлотоведов в Якутск стал продолжением совместных проектов, которые Россия и Китай вели последние десять лет. Благодаря конференциям, прошедшим недавно в Харбине и Ланьчжоу, сформировалась повестка, включающая мониторинг состояния мерзлоты, долгосрочные прогнозы её развития и оценку устойчивости критической инфраструктуры в условиях деградации.

Китайские специалисты располагают уникальным опытом научных исследований вечной мерзлоты. Эта страна занимает третье место в мире по площади, занимаемой мерзлотой — она покрывает около 22% территории Китая. Опыт, накопленный китайскими учёными на своих территориях, имеет прямое значение для российского Дальнего Востока и Арктики, поскольку схожие процессы уже разворачиваются здесь. 

Китайские регионы как проекция будущего Якутии

Директор Института мерзлотоведения Северо-Восточного университета лесного хозяйства профессор Цзинь Хуэйцзюнь охарактеризовал Арктику как регион, где скорость климатических изменений вдвое превышает глобальный средний показатель. По его оценке, последствия деградации мерзлоты уже привели к повреждению зданий, нарушению дорог и значительным изменениям природных комплексов в азиатских регионах.

«То, что происходит сегодня на северо-востоке Китая и на Тибетском плато, является предвестником процессов, которые ожидают Арктику и Якутию в будущем», — отметил учёный.

Опыт, накопленный китайскими исследователями, показывает конкретные угрозы: для северо-восточных регионов Китая характерны островное распространение мерзлоты, фрагментация массивов, повышение влажности грунтов и формирование новых очагов термокарста. В некоторых зонах уже наблюдаются изменения растительности, уменьшение лесного покрова и ухудшение устойчивости дорожной инфраструктуры и линейных объектов.

Профессор Чжан Цзе подчеркнул, что ситуация в Китае демонстрирует наиболее вероятную траекторию развития событий в Якутии.

«Состояние мерзлоты в Китае — это проекция будущего Якутии. Якутск превращается в тепловой остров, и это ускоряет оттаивание», — сказал он.

Цзе также указал на конкретные последствия, которые азиатские регионы уже переживают: деградация мерзлоты привела к утрате части лесных ресурсов, созданию серьёзных рисков для дорожной инфраструктуры и значительным экологическим последствиям вдоль трасс строительства.

Китайские исследователи убеждены, что объединение данных, координация методик и внедрение совместных инженерных решений — это не только академическая задача, но и необходимость для будущей устойчивости территорий.

«Наши регионы переживают сходные изменения. Мы должны работать вместе, чтобы понимать, какие меры позволят сохранить инфраструктуру и природные системы», — отметил Цзинь Хуэйцзюнь. 

Совместные исследования: от теории к практике

Учёные обе стран согласились на необходимости консолидировать усилия ведущих российских и азиатских научных центров. В стратегической программе предусмотрены обмен новейшими данными о динамике мерзлотных ландшафтов, обсуждение и разработка комплексной программы, а также координация совместных исследований, направленных на оценку состояния мерзлоты, её прогнозирование и разработку адаптационных мер для защиты от последствий деградации.

Отдельное место в дискуссии заняло развитие кадрового потенциала и совершенствование методической базы. Российские и китайские исследователи подчеркнули, что в обеих странах одновременно происходит смена поколений в мерзлотоведении — и именно молодые учёные становятся ключевыми драйверами прикладных решений в этой области.

По словам профессора Цзинь Хуэйцзюня, китайские университеты активно внедряют полевые курсы, стажировки и совместные научные школы с российскими институтами. Кадровая подготовка ведётся в условиях быстрых перемен:

«Сегодня важно, чтобы молодые исследователи владели и классическими методами мерзлотоведения, и современными технологиями моделирования. Это позволит быстрее реагировать на изменения», — отметил он.

Россия также активно усиливает подготовку специалистов. Александр Фёдоров подчеркнул, что в Якутске развивается система полевых школ, где молодые исследователи изучают наиболее современные методы: бурение мерзлоты, термометрию, дистанционное зондирование и работу с геокриологическими базами данных.

Методический арсенал исследователей значительно расширился: «Сегодня методы — это не только термометрические скважины. Это спутниковые наблюдения, георадар, моделирование, а главное — совместная работа команд, которые понимают природу процесса», — сказал Фёдоров.

Профессор Вэнь Чжи, заместитель директора по науке и международным проектам Главной ключевой лаборатории криосферных наук и инженерного мерзлотоведения Северо-Западного института экологии и природных ресурсов Китайской академии наук (Ланьчжоу), добавил, что именно международные молодёжные проекты создают прочную основу для долгосрочных научных связей. По его убеждению, успех зависит от сроков начала подготовки кадров: «Если мы хотим через десять лет получить устойчивую инженерную школу, начинать нужно сейчас — с совместных экспедиций, обменов и подготовки новых специалистов». 

Расширение программ сотрудничества

Российские и китайские университеты, научные центры планируют расширять программы академической мобильности. Благодаря этому студенты и аспиранты смогут проходить практику на мерзлотных полигонах друг друга, получая практический опыт в различных климатических и географических условиях.

Планируется разработка новой серии пилотных проектов — от мониторинга урбанизированных территорий до тестирования технологий охлаждения грунтов, которые могут предотвратить или замедлить оттаивание.

Следует отметить, что совместная работа уже началась. Исследователи из Института мерзлотоведения СО РАН и Института географических исследований и природных ресурсов Академии наук КНР проводят совместные исследования влияния климатических изменений на окружающую природную среду, инженерные сооружения и гидрологию рек.

Значимым событием стало открытие в сентябре прошлого года офиса международного китайско-российско-монгольского центра по изучению холодных регионов Центральной Азии. Центр функционирует на базе Института мерзлотоведения СО РАН и служит площадкой для координации научных усилий трёх стран.

Как не терять почву под ногами

Вследствие глобальных изменений климата на 70% территории арктической зоны РФ несущая способность грунтов к 2050 году может снизиться на 15% и более. Активное таяние вечной мерзлоты чревато серьезными последствиями: потенциальный ущерб от деформации зданий и сооружений к этому времени оценивается порядка 10 трлн руб. (подробно об этих вызовах в материале EastRussia «Узаконивая мерзлоту»).

Под угрозой находятся объекты транспортной инфраструктуры, а также топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. Кроме того, новые объекты, возводимые в том числе в рамках национальных проектов, требуют дополнительных мер по сохранности вечномерзлых грунтов. Например, на Ямале происходили случаи, когда построенный многоквартирный дом уже через несколько лет давал трещины и признавался аварийным.

Конечно, важно упреждать риски, поэтому не обойтись без эмпирической базы. Напомним, летом 2024 года постановлением правительства РФ запущен государственный мониторинг состояния многолетней мерзлоты. Документом предусмотрено проведение долгосрочных наблюдений за процессами, происходящими в грунтах, а также анализа, оценки и прогнозирования их состояния.

В основе системы – фоновый мониторинг в районах многолетней мерзлоты, организация которого возложена на Росгидромет. На сегодняшний момент под эгидой ведомства действуют 78 пунктов наблюдения в 12 российских регионах. «В данном случае измеряем два параметра: глубину промерзания и температуру как таковую», – рассказала и.о. начальника управления в области метеорологии и климатических изменений Минприроды РФ Наталья Соловьева.

В декабре 2024 года в опытную эксплуатацию введена информационная система, которая занимается хранением и обработкой данных о состоянии вечной мерзлоты. Со следующего года, после окончательной ее настройки, она будет открыта для всех пользователей.

Между тем одних возможностей Росгидромета мало. Во-первых, фоновый мониторинг осуществляется в тех местах, где нет явной антропогенной нагрузки. Кроме того, сегодня сказывается дефицит бюджетных средств. По словам Натальи Соловьевой, в этом году предполагалось почти вдвое увеличить число пунктов наблюдения, но пока не определен источник финансирования.

Плотность исследовательской базы недостаточна, вторят эксперты. Фактически вся Аляска в термометрических скважинах, тогда как в России они встречаются эпизодически, обращает внимание руководитель проектов по разработке цифровых продуктов направления «Цифровая трансформация и устойчивое развитие» ФАНУ «Востокгосплан» Сергей Долгачев.

Для максимально объективной картины в регионах предлагают распространять результаты геотехнического мониторинга, который проводят компании, работающие в районах Севера. Соответствующую инициативу, в частности, выдвигал парламент Якутии. Как поясняли в Госсобрании республики (Ил Тумэн), предложение обусловлено тем, что для получения полной информации о вечномерзлых грунтах необходимо учитывать их состояние при эксплуатации различных инженерных сооружений.

За счет получаемых от разных источников сведений возможно разрабатывать адаптивные модели, которые на основе математических алгоритмов и больших данных помогут прогнозировать дальнейшие изменения мерзлоты. Все это позволит обеспечить надежность действующих сооружений и заложить нужные решения в будущем.

Что касается самих объектов эксплуатации, то они должны делиться на несколько категорий, считает Сергей Долгачев: тем, которым, вероятно, уже помочь нельзя, которые находятся в пограничном состоянии и для них следует искать методы термостабилизации, и которые еще не требует мер реагирования, но нуждаются в мониторинге.   

От частных - общему

Сами эксплуатационники с вызовами вечной мерзлоты сталкиваются не одно десятилетие, и имеют определенный опыт как в области наблюдений, так и практического решения проблем. Например, на БАМе вызванные криогенными изменениями деформации земляного полотна негативно влияют на скорость поездов, пропускную и провозную способность, создают помехи для безопасности движения. Приходится быть во всеоружии, чтобы не допустить нештатных случаев. Силами дистанций пути осуществляется визуальный осмотр рельсовой колеи, организованы поездки путеизмерительных вагонов, собственные исследования проводит Тындинская мерзлотная станция РЖД.

В рамках программы модернизации Восточного полигона еще на этапе проектирования закладываются дополнительные мероприятия. Так, при укладке железнодорожного пути на откосах возводится из фракционного камня т.н. охлаждающая наброска, которая должна способствовать сохранению вечной мерзлоты в основании насыпи, предотвращать оттаивание грунта и тем самым стабилизировать земполотно под рельсами.

Сохранение неизменной температуры пород – одно из основных условий для обеспечения устойчивости грунтов, надежности и долговечности воздвигнутых на них сооружений, соглашаются в «Газпром нефти». В настоящее время используются системы термостабилизации, теплозащитные конструкции для скважин и другие методы.

В 2024 году компания открыла центр обустройства и эксплуатации месторождений в криолитозоне (верхняя часть земной коры с отрицательными среднегодовыми температурами), который систематизирует современные подходы к проектированию, строительству и содержанию промышленных объектов на Крайнем Севере. За грунтами под строениями и установками, инженерными системами и скважинами ведется регулярное наблюдение. Этот контроль начинается на этапе строительства и продолжается при эксплуатации инфраструктуры, ранее отмечал генеральный директор «Газпромнефть-Развития» Владимир Крупеников.

О консолидации данных фонового мониторинга с геотехническим говорится часто, но как это можно интегрировать, вопрос дискуссионный. «Каждое здание обеспечить геотехническим мониторингом не реально и экономически не целесообразно. С другой стороны, нам нужны объективные данные по территориям, – говорит замминистра строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ Сергей Музыченко. – Как это сделать, просто взять данные коммерческих компаний, которые есть, а кто будет отвечать за верификацию этих данных? Мы должны понимать, что те сведения, которые передает любая, будь то государственная либо коммерческая структура, верифицированы. Чтобы, заложив в прогноз, который на многие годы ляжет в картографирование для строителей, муниципалитетов, развивающих свою территорию, это были объективные данные».

При этом алгоритмов сбора сведений от разных участников наблюдений за мерзлотой на сегодня нет, констатирует замглавы Минстроя, хотя в Минприроды заявляют о готовности разработать порядок информационного взаимодействия. «Росгидромет готов рассмотреть вопрос интеграции дополнительных данных о температуре, глубине промерзания грунтов, собираемых в районах геотехнического мониторинга, в информационную систему фонового мониторинга. Но должно быть единство параметров измерений», – подчеркнула Наталья Соловьева. 

Не делать большую тайну

Еще один чувствительный момент – в каком объеме компании готовы предоставлять данные для единой системы информирования. Как рассказала Мария Атамас, замдиректора департамента природных ресурсов и экологии ЯНАО (автономный округ на сегодняшний день является достаточно продвинутым российским регионом, где осуществляется подобного рода взаимодействие местной администрации с бизнесом), представители ТЭК не стремятся широко обнародовать результаты своих наблюдений.

«Потому что они расположены по большей части в антропогенно нарушенной среде, и для нашей системы это имеет мало ценности, а плюс они еще находятся в другой системе координат с целью соблюдения промышленной безопасности объектов. И ключевой вопрос – [все данные] не могут быть выложены в публичную плоскость, поэтому компании очень осторожно относятся к такому сотрудничеству», – объяснила чиновник.

Тем не менее экспертное сообщество выступает за появление единой системы геотехнического мониторинга вечномерзлых грунтов. Наличие у компаний собственных данных о мерзлоте – своего рода конкурентное преимущество бизнеса, работающего в сложных климатических условиях, отмечает Сергей Долгачев. Это следует понимать, мотивируя их на подобное сотрудничество.

В этом плане возможно наладить работу на основе государственно-частного партнерства с госкомпаниями, чьи объекты расположены в зоне вечной мерзлоты, говорит председатель правления фонда «Ресурсный центр Арктики» Олег Волков. Кроме того, есть IT-разработчики, которые обещают создать соответствующее платформенное решение. С потенциальными участниками проекта, в том числе с РЖД и «Газпромом», прорабатываются вопросы безопасности относительно предоставления данных.

«Секретность информации, которую имеют госкорпорации, очень преувеличена. Пусть они держат информацию, какую хотят, мы на нее не претендуем. Наши системы геотехнического мониторинга должны принимать данные, являющиеся критически важными для инфраструктуры. Если создаем ядро, то правила игры должны быть понятны всем и госкомпаниям тоже», – убежден директор учебно-консультационного центра ГО и ЧС «Базис» Олег Волков.

Характер взаимоотношений по обмену данными мониторинга предполагается отразить в новом федеральном законе «О многолетней (вечной) мерзлоте». Пока что прорабатывается его концепция, с которой начинают знакомиться профильные ведомства.

По словам Сергея Долгачева, работа над законопроектом идет не столь быстро. Прежде казалось, что можно взять за основу соответствующие законы таких регионов, как Якутия и ЯНАО, но анализ показал, что работают они не очень хорошо. Кроме того, существует немалое число СНиПов и ГОСТов, определяющих условия для строительства и эксплуатации зданий, что требует логической увязки. «Здесь, наверное, нужно более системную работу дальше проводить», – резюмировал представитель ФАНУ «Востокгосплан».

Сегодня необходимо определить федеральный орган исполнительной власти, который возьмет на себя активную роль по разработке закона о мерзлоте и единой системы геотехнического мониторинга, полагает председатель правления фонда «Ресурсный центр Арктики». «Мы получили письма от Минстроя, Минприроды и Минвостокразвития, что все готовы участвовать в создании, но никто из данных ФОИВов на себя ведущую функцию не готов взять. Все говорят, это не наше, но мы готовы участвовать», – заявил Олег Волков.

Риски потепления климата

Потепление климата представляет собой серьезную угрозу для вечной мерзлоты. Эксперты отмечают, что в Арктике изменения климата происходят с особенно высокой скоростью. За последние 25 лет средняя температура в этом регионе выросла почти на 0,7 градуса.

В Якутии климатические изменения приводят к таянию мерзлоты и разрушению природных и искусственных ландшафтов, включая дороги и здания. «В результате образуются провалы. В этом регионе находится самый большой в мире Батагайский кратер вечной мерзлоты, достигающий глубины до 100 метров и площадью около 1 квадратного километра. Каждый год этот провал увеличивается на 10-30 метров. Таяние мерзлоты также приводит к тому, что арктическое побережье Якутии теряет около 10 квадратных километров суши ежегодно —она подмывается и уходит в океан. Для сравнения, это эквивалентно площади пяти княжеств Монако», — сообщил на сессии заместитель министра по развитию Арктики и делам народов Севера Республики Саха (Якутия) Михаил Погодаев.

По словам Погодаева, в последние годы к негативным природным процессам добавились и масштабные лесные пожары в Арктике. «В Якутии большие территории подвергаются пожарам как в лесной зоне, так и в тундре. Из-за потепления климата и изменений ландшафта в тундровой зоне возникшие пожары способствуют дальнейшему ухудшению климатической ситуации и таянию льдов», — отметил он.

Глобальные изменения климата также влияют на ареалы обитания животных, таких как дикие северные олени. Сокращение ресурсов вынуждает коренные малочисленные народы Арктики уменьшать долю традиционных продуктов питания — рыбы и мяса, в своем рационе. «Это негативно сказывается на иммунной системе и повышает заболеваемость среди коренных жителей. Безусловно, эти факторы сильно влияют на наше население», — подчеркнул Михаил Погодаев.

Если потепление продолжится, это приведет к значительным экономическим потерям. Согласно расчетам группы мерзлотоведов по заказу Министерства по развитию Дальнего Востока и Арктики, к 2050 году ущерб от таяния мерзлоты для жилых и промышленных зданий в Арктических регионах может превысить 7-10 триллионов рублей.

Фоновый или геотехнический?

Как отметил один из соавторов исследования, заведующий кафедрой геокриологии МГУ Анатолий Брушков, для минимизации ущерба необходимо внедрение программы фонового и геотехнического мониторинга мерзлоты. Сейчас силами Росгидромета ведется фоновый мониторинг. Геотехнический мониторинг проводится силами отдельных предприятий. Общее число наблюдательных скважин составляет более 10 тысяч. «К сожалению, отсутствует единая техническая политика, общие стандарты и регламенты, а качество получаемых данных не позволяет проводить полноценный анализ, в том числе из-за недостатка наблюдаемых параметров», — говорит ученый.

Тысячи скважин, которые находятся в периметре той или иной компании, не взаимодействуют друг с другом. «Здесь важно отметить очень хороший опыт пилотного проекта в ЯНАО, где коллеги договорились, по крайней мере в рамках одного региона, осуществлять такой обмен данными», — подчеркнул руководитель Центра компетенций технологического развития ТЭК при Министерстве энергетики Российской Федерации Олег Жданеев.

По мнению Анатолия Брушкова, наиболее значительной проблемой является отсутствие прогноза. «Современная система мониторинга должна базироваться на применении цифровых технологий и искусственного интеллекта, сочетаться с разработкой прогнозов и технических решений. Вот в этой области, на мой взгляд, очень важен обмен информацией, которая в настоящее время в стране не регламентирована и не реализована», — подчеркнул ученый.

Система мониторинга должна быть единой, согласен с мнение коллеги директор Института мерзлотоведения СО РАН Михаил Железняк. «Сейчас мы должны сделать единую программу, не делить ее на фоновый и геотехнический. Если мы будем их стыковать, у нас ничего не будет получаться, а в конечном итоге прибегут к ученым и скажут, а вы сделаете прогноз? А как можно на этих данных сделать прогноз, когда они разные?», — отметил директор института.

Эксперты призвали объединить усилия министерств и ведомств по созданию единой системы мониторинга. «Причем нам кажется исключительно важным создание федерального органа или центра мониторинга, который бы не только обеспечивал предназначение технической политики, но и позволил бы выполнить хранение, обмен, анализ данных, разработку прогнозов на различном уровне, включая федеральный», — отметил Анатолий Брушков.

Полностью солидарен с коллегами ректор Дальневосточного государственного университета путей сообщения Владимир Буровцев, где начали подготовку геокриологов. «Здесь необходим основательный, профессиональный, государственный подход. Необходимы системные решения. В частности, поддерживаю создание государственной программы мониторинга для того, чтобы мы могли на качественно ином уровне иметь базу для принятия управленческих решений по развитию инфраструктуры Восточного полигона Железных дорог России», — отметил ректор. 

Нужен федеральный закон 

Эксперты единодушно подчеркивают важность преодоления ведомственных и региональных преград. «Сейчас крайне актуально создать законодательство, посвященное вечной мерзлоте, и принять федеральный закон. В этом документе следует предусмотреть создание федерального органа, отвечающего за мониторинг состояния вечной мерзлоты, а также его территориальных подразделений и подведомственных организаций. Кроме того, необходимо наладить взаимодействие с органами местного самоуправления, юридическими лицами, предприятиями и организациями, включая финансовые и страховые структуры», — считает Анатолий Брушков.

Как отметил депутат Государственной Думы и член Комитета по развитию Дальнего Востока и Арктики Павел Симигин, работа по созданию законопроекта о вечной мерзлоте уже начата. «Мы договорились с Минвостокразвития России о том, что концепция законопроекта может быть представлена уже к концу текущего года», — сказал депутат Госдумы.

Как отметил директор ФАНУ «Востокгосплан» Михаил Кузнецов, основная цель разработки законопроекта о вечной мерзлоте заключается в обеспечении опережающего развития территории. Это включает создание системы мониторинга состояния мерзлоты, геотехнического контроля зданий и сооружений, возведенных на мерзлоте, а также установление особых правил ведения хозяйственной деятельности и мер по охране и стабилизации мерзлоты, что предполагает проведение научных исследований и внедрение инновационных решений.

Системному решению проблемы помогло бы включение мероприятий по борьбе с деградацией вечной мерзлоты в один из национальных проектов, уверен руководитель Центра компетенций технологического развития ТЭК при Министерстве энергетики Российской Федерации Олег Жданеев.