Ученые: из-за потепления 30-50% критически важной инфраструктуры на севере к 2050 году будет находиться в группе высокого риска

«По прогнозам, в условиях антропогенного потепления ущерб инфраструктуре будет продолжаться, и к 2050 году 30–50% критически важной инфраструктуры на циркумполярном севере будут находиться в области высокого риска», — считают ученые.

«В связи с этим ко второй половине века затраты на инфраструктуру, связанные с деградацией вечной мерзлоты, могут возрасти до десятков миллиардов долларов США».

Исследование под названием Impacts of permafrost degradation on infrastructure («Воздействие деградации вечной мерзлоты на инфраструктуру») было опубликовано 11 января в журнале Nature Reviews Earth & Environment.

В нем международная группа экспертов провела литературный обзор примерно 170 научных статей, посвященных тем местам в Северном полушарии, где встречается вечная мерзлота — как Арктике, так и Альпам и Тибетскому нагорью.

Авторы пришли к выводу, что к усилению деградации вечной мерзлоты приводят как изменения климата, так и само строительство инфраструктуры.

«Эти воздействия, часто связанные с антропогенным потеплением, усугубляются расширением деятельности человека», — говорится в статье. В ней отмечается, что в наиболее уязвимом положении оказываются железные дороги, а также нефте- и газопроводы.

По словам ведущего автора исследования, профессора отдела географических исследований Университета Оулу (Финляндия) Яна Хьорта, полное воздействие можно будет ощутить уже в течение 80 лет.

«Мы должны учитывать, что в этой аналитической работе с большим географическим охватом было невозможно учесть «тепловую нагрузку», вызванную самим строительством и зданиями, поэтому угрозы могут легко превратиться в ощутимый ущерб зданиям еще до конца этого века», — приводятся слова Хьорта в пресс-релизе.

Географические различия в Арктике

Согласно выводам исследования, наиболее значительный ущерб инфраструктуре наблюдается в некоторых районах российской Арктики, где в некоторых городах пострадало до 80% зданий.

Наименьший ущерб инфраструктуре был отмечен в европейской Арктике в таких регионах, как Шпицберген.

Исследователи отмечают, что продолжение потепления может поставить под угрозу целые населенные пункты.

«Около 500 деревень и городов в Арктике расположены в районах, где вечная мерзлота, как ожидается, растает к середине этого века», — заявил один из участников исследования Миска Луото, профессор факультета наук о Земле и географии Хельсинкского университета.

В Канаде деградация вечной мерзлоты привела к повреждению около 30% инфраструктуры.

На Юконе, Северо-Западных территориях, в Нунавуте и Нунавике на севере Квебека встречаются как нельдонасыщенные многолетнемерзлые грунты, которые в условиях потепления не влияют на устойчивость инфраструктуры, так и льдонасыщенные, которые при оттаивании влияют на устойчивость инфраструктуры.

По словам одного из авторов статьи Ги Доре, представляющего факультет гражданского строительства и гидротехники Лавальского университета (Канада), на севере Канады больше всего страдает инфраструктура, пролегающая по различным типам местности, например дороги и взлетно-посадочные полосы.

«Часто страдают дороги, так как они представляют собой линейную инфраструктуру, которая проходит через разные типы окружающей среды и льдонасыщенные многолетнемерзлые грунты», — рассказал Доре в интервью по телефону.

«Еще один тип линейной инфраструктуры, который страдает, но в меньшей степени — это взлетно-посадочные полосы, которые также могут проходить по участкам с льдонасыщенными грунтами».

Здания и мосты на севере Канады страдают меньше, так как они занимают небольшую площадь и при правильном обследовании их устойчивость можно обеспечить за счет проектирования.

«На севере Канады встречаются поврежденные здания или мосты, но доля поврежденной инфраструктуры этого типа намного меньше, чем среди дорог и взлетно-посадочных полос», — сказал Доре.

«Для небольших объектов инфраструктуры, таких как здания и мосты, требуется изыскания на очень небольшой площади, и если у вас льдонасыщенный грунт, это можно учесть при проектировании и получить относительно устойчивое здание».

«Но этот тип обследования проводится не всегда, и многие проблемы, с которыми сталкиваются эти сооружения, вызваны недостаточным объемом инженерно-геологических изысканий или упущением важной информации по той или иной причине».

Подготовка к решениям

В исследовании говорится, что затраты на ремонт и обслуживание инфраструктуры, поврежденной в результате деградации вечной мерзлоты, могут только в Арктике к 2060 году достичь 30 млрд евро.

«Только в России затраты могут превысить 20 млрд евро», — заявляют исследователи.

Для обеспечения устойчивости северной инфраструктуры могут использоваться отсыпка грунта для отвода тепла, термосифоны и свайные фундаменты, но одни лишь технологии не смогут решить проблему, говорится в исследовании. Более точное прогнозирование состояния вечной мерзлоты позволит повысить качество обследования опасных зон и более подробно планировать затраты.

«Инженерные решения способны смягчить последствия деградации вечной мерзлоты, но их экономическая стоимость часто высока», — заявляют исследователи.

«Необходимы дополнительные усилия для количественной оценки экономических последствий и возникновения отказов инфраструктуры, связанных с вечной мерзлотой».

В исследовании говорится, что залогом успеха также будет являться расширение международного сотрудничества между принимающими решения, строителями и учеными.