КРИОЛИТОЗО́НА

КРИОЛИТОЗО́НА (мёрз­лая зо­на ли­то­сфе­ры) (от крио…, греч. λίϑος – ка­мень и ζώνη  – по­яс), верх­няя часть зем­ной ко­ры с от­ри­ца­тель­ной тем­пе­ра­ту­рой почв, от­ло­же­ний, гор­ных по­род, с на­ли­чи­ем или воз­мож­но­стью су­ще­ст­во­ва­ния под­зем­ных льдов; часть крио­сфе­ры Зем­ли. Тер­мин пред­ло­жен П. Ф. Шве­цо­вым в 1955. К. вклю­ча­ет в се­бя мёрз­лые гор­ные по­ро­ды, мо­роз­ные гор­ные по­ро­ды и ох­ла­ж­дён­ные гор­ные по­ро­ды (ни­же 0 °С). Ох­ла­ж­дён­ные по­ро­ды за­со­ле­ны или на­сы­ще­ны крио­га­лин­ны­ми во­да­ми (крио­пэ­га­ми). Вы­де­ля­ют К. мно­го­лет­нюю, вре­мя су­ще­ст­во­ва­ния ко­то­рой от не­сколь­ких лет до мно­гих ты­сяч лет, и се­зон­ную, об­ра­зую­щую­ся при се­зон­ном про­мер­за­нии по­род. Мно­го­лет­няя К. под­раз­де­ля­ет­ся на суб­аэраль­ную (К. су­ши вне лед­ни­ков), суб­гля­ци­аль­ную (К. под лед­ни­ка­ми) и суб­ма­рин­ную (К. под ак­ва­то­ри­ей мо­рей и океа­нов).

Мно­го­лет­няя суб­аэраль­ная К. сов­па­да­ет по пло­ща­ди с об­ла­стью мно­го­лет­ней мерз­ло­ты (об­ла­стью раз­ви­тия мно­го­лет­не­мёрз­лых гор­ных по­род) на су­ше. Рас­про­стра­не­на гл. обр. в Сев. по­лу­ша­рии Зем­ли; за­ни­ма­ет ок. 25% су­ши, 70–75% тер­ри­то­рии РФ (что со­став­ля­ет ок. 10,5 млн. км 2 ). В Ев­роп. час­ти Рос­сии она раз­ви­та толь­ко в тун­д­ре и ле­со­тун­дре; от Коль­ско­го п-ова её юж. гра­ни­ца идёт к устью р. Ме­зень и да­лее поч­ти по Сев. по­ляр­но­му кру­гу до Ура­ла, где поворачивает на юг и спускается при­мерно до 60° с. ш. В Зап. Си­би­ри гра­ни­ца К. име­ет ши­рот­ное по­ло­же­ние до р. Ени­сей; вбли­зи р. Под­ка­мен­ная Тун­гу­ска она по­во­ра­чи­ва­ет на юг и про­хо­дит по пра­во­бе­ре­жью р. Ени­сей. К вос­то­ку от Ени­сея К. рас­про­стра­не­на на пре­об­ла­даю­щей час­ти тер­ри­то­рии, ис­клю­чая юг п-ова Кам­чат­ка, о. Са­ха­лин, При­мо­рье и не­ко­то­рые др. рай­оны. Суб­аэраль­ная К. под­раз­де­ля­ет­ся на 2 гео­крио­ло­гич. зо­ны – юж­ную (ост­ров­но­го и пре­ры­ви­сто­го рас­про­стра­не­ния мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род) и се­вер­ную (сплош­но­го рас­про­стра­не­ния). На рав­ни­нах и плос­ко­горь­ях с юга на се­вер сред­не­го­до­вая темп-ра мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род у по­дош­вы слоя се­зон­ных ко­ле­ба­ний тем­пе­ра­тур (t_ср) по­ни­жа­ет­ся. В юж. зо­не в сев. на­прав­лении пло­ща­ди суб­аэраль­ных та­ли­ков (гл. обр. ра­диа­ци­он­но-те­п­ло­вых) со­кра­ща­ют­ся, мощ­но­сти мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род, имею­щих позд­не­го­ло­це­но­вый воз­раст (4,5 тыс. лет и ме­нее), уве­ли­чи­ва­ют­ся от 10 до 150–200 м. В сев. зо­не, где та­ли­ки име­ют­ся толь­ко под во­до­ёма­ми, во­до­то­ка­ми и в мес­тах раз­груз­ки под­зем­ных вод, мощ­но­сти мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род из­ме­ня­ют­ся от 300–400 до 1500 м и бо­лее, их воз­раст плей­сто­це­но­вый (от 18 тыс. лет и бо­лее). В пре­де­лах юж. и сев. гео­крио­ло­гич. зон так­же су­ще­ст­вен­но раз­ли­ча­ет­ся строе­ние К. В сев. зо­не в её вер­ти­каль­ном раз­ре­зе, как пра­ви­ло, вы­де­ля­ют­ся яру­сы мёрз­лых, мо­роз­ных и ох­ла­ж­дён­ных по­род. В юж. зо­не К. обыч­но со­сто­ит из яру­са мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род, ко­то­рые на по­бе­ре­жье Сев. Ле­до­ви­то­го ок. со­дер­жат лин­зы ох­ла­ж­дён­ных по­род с крио­пэ­га­ми; мно­го­лет­не­мёрз­лые по­ро­ды под­сти­ла­ют­ся сло­ем ох­ла­ж­дён­ных от­ло­же­ний.

В пре­де­лах рав­нин тол­щи мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род пред­став­ле­ны дис­перс­ны­ми кон­ти­нен­таль­ны­ми, мор., ле­до­во-мор. и лед­ни­ко­вы­ми эпи­крио­ген­ны­ми по­ро­да­ми разл. льди­сто­сти, ко­то­рые пе­ре­кры­ты син­крио­ген­ны­ми вы­со­коль­ди­сты­ми кон­ти­нен­таль­ны­ми от­ло­же­ния­ми. Час­то в пре­де­лах сев. гео­крио­ло­гич. зо­ны мно­го­лет­не­мёрз­лые по­ро­ды со­дер­жат мо­но­ми­не­раль­ные за­ле­жи раз­лич­ных по ге­не­зи­су под­зем­ных льдов. Пло­щадь рас­про­стра­не­ния син­крио­ген­ных вы­со­ко­льди­стых от­ло­же­ний, их мощ­ность и льди­стость уве­ли­чи­ва­ют­ся к се­ве­ру, где выде­ля­ют­ся от­ло­же­ния «ле­до­во­го ком­плек­са», объ­ём­ная льди­стость ко­то­рых дос­ти­га­ет 90–95%. «Ле­до­вый ком­плекс» вклю­ча­ет мощ­ные син­ге­не­тич. по­втор­но-жиль­ные льды, со­дер­жит мно­го­числ. ос­тат­ки ис­ко­пае­мых мле­ко­пи­таю­щих «ма­мон­то­во­го ком­плек­са» (ма­мон­тов, шер­сти­стых но­со­ро­гов, ов­це­бы­ков, ло­ша­дей, се­вер­ных оле­ней и др.), а так­же го­ри­зон­ты тор­фа. При от­таи­ва­нии вы­со­ко­ль­ди­стых от­ло­же­ний и за­ле­жей под­зем­ных льдов фор­ми­ру­ют­ся тер­мо­кар­сто­вые озё­ра, а при их осу­ше­нии – тер­мо­кар­сто­вые де­прес­сии (ала­сы в Яку­тии, ха­сы­реи в Зап. Си­би­ри). На Вос­точ­но-Ев­ро­пей­ской и За­пад­но-Си­бир­ской рав­ни­нах, сло­жен­ных с по­верх­но­сти дис­перс­ны­ми от­ло­же­ния­ми, на глу­би­не от не­сколь­ких де­сят­ков до 200 м и бо­лее рас­про­стра­не­ны ре­лик­то­вые плей­сто­це­но­вые мно­го­лет­не­мёрз­лые по­ро­ды мощ­но­стью от 20 до 500 м. Там, где над ни­ми име­ют­ся позд­не­го­ло­це­но­вые мно­го­лет­не­мёрз­лые по­ро­ды, об­ра­зу­ют­ся двух­слой­ные мёрз­лые тол­щи.

В гор­ных рай­онах на­ли­чие К. обу­слов­ле­но вы­сот­ной по­яс­но­стью. На Ал­тае ост­ро­ва мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род на­чи­на­ют­ся с выс. 2000–3000 м, на Кав­казе – ок. 2500 м. С вы­со­той уве­ли­чи­ва­ет­ся сплош­ность и мощ­ность (до 2000 м и бо­лее) мно­го­лет­не­мёрз­лых толщ, ко­то­рые час­то под­сти­ла­ют­ся мо­роз­ны­ми по­ро­да­ми; t_ср по­ни­жа­ет­ся до –15 °С и ни­же. На выс. св. 5000 м на­блю­да­ет­ся лишь крат­ко­вре­мен­ное про­таи­ва­ние мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род ле­том (в днев­ные ча­сы) на юж. скло­нах гор.

Суб­гля­ци­аль­ная К. раз­ви­та под лед­ни­ка­ми с от­ри­ца­тель­ны­ми темп-ра­ми по­род на кон­так­те лед­ни­ко­во­го льда и под­сти­лаю­щих по­род; ши­ро­ко рас­про­стра­не­на в Ан­тарк­ти­де. В Рос­сии из­вест­на под лед­ни­ка­ми Зем­ли Фран­ца-Ио­си­фа, Но­вой Зем­ли, Сев. Зем­ли, где для неё ха­рак­тер­ны ано­маль­но ма­лые для вы­со­ких ши­рот мощ­но­сти мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род и вы­со­кие зна­че­ния t_ср, а так­же под лед­ни­ка­ми гор сев.-вост. час­ти стра­ны и Ал­тая. На су­ше суб­гляци­аль­ная К. пред­став­ле­на гл. обр. мно­го­лет­не­мёрз­лы­ми по­ро­да­ми, под­сти­лае­мы­ми мо­роз­ны­ми, а под лед­ни­ка­ми, спус­каю­щи­ми­ся на дно мо­ря, – ох­ла­ж­дён­ны­ми по­ро­да­ми. Мощ­ность и t_ср суб­гля­ци­аль­ной К. варь­и­ру­ют в ши­ро­ких пре­де­лах (мощ­ность от не­сколь­ких мет­ров до 500 м и бо­лее; t_ср от 0 до –20 °C и ни­же) в за­ви­си­мо­сти от тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­ма лед­ни­ков, их ди­на­ми­ки, гео­тер­мич. ус­ло­вий и др. При от­таи­ва­нии лед­ни­ков в мес­тах их бы­ло­го су­ще­ст­во­ва­ния мощ­но­сти мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род со­хра­ня­ют­ся мень­ши­ми, чем мощ­но­сти мёрз­лых толщ вне лед­ни­ков.

Суб­ма­рин­ная К. при­уро­че­на к тер­ри­то­рии Сев. Ле­до­ви­то­го ок. Вклю­ча­ет К. океа­нич. впа­дин и шель­фо­вую К. Пер­вая ох­ва­ты­ва­ет зна­чит. часть впа­ди­ны Арк­ти­че­ско­го бас­сей­на, от­сут­ст­вуя на его за­па­де, в об­лас­ти влия­ния вет­вей Се­ве­ро-Ат­лан­ти­че­ско­го те­че­ния. Пред­став­ле­на по­ро­да­ми, на­сы­щен­ны­ми мор. во­дой с от­ри­ца­тель­ны­ми темп-ра­ми (до –1,7–1,8 °С), и име­ет мощ­ность неск. де­сят­ков мет­ров. Шель­фо­вая К. об­ра­зо­ва­лась в ре­зуль­та­те по­гру­же­ния в пе­риод го­ло­це­но­во­го по­те­п­ле­ния под уро­вень мо­ря толщ мно­го­лет­не­мёрз­лых пород. В про­цес­се транс­грес­сии са­мые верх­ние го­ри­зон­ты льди­стых эпи- и син­крио­ген­ных от­ло­же­ний бы­ли час­тич­но раз­ру­ше­ны тер­мо­кар­стом, а за­тем пе­ре­ра­бо­та­ны мо­рем. Сред­не­го­до­вая темп-ра дон­ных от­ло­же­ний по­вы­си­лась до –1–2 °С, под­зем­ный лёд в от­ло­же­ни­ях был час­тич­но рас­тво­рён и за­ме­щён мор­ски­ми крио­га­лин­ны­ми во­да­ми. В ре­зуль­та­те об­ра­зо­ва­лись ох­ла­ж­дён­ные от­ло­же­ния в тол­ще ре­лик­то­вых мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род. Пре­ры­ви­стость шель­фо­вой К. уве­ли­чи­ва­ет­ся от по­бе­ре­жья к бров­ке шель­фа, а её мощ­ность умень­ша­ет­ся. Наи­боль­шей сплош­но­сти и макс. мощ­но­сти шель­фо­вая К. дос­ти­га­ет в пре­де­лах мо­рей Лап­те­ва и Вос­точ­но-Си­бир­ско­го (300–500 м), а так­же в м. Бо­фор­та (700–800 м). В Ба­рен­це­вом и Кар­ском мо­рях К. име­ет спо­ра­ди­че­ское и ост­ров­ное рас­про­стра­не­ние и макс. мощ­ность 50–100 м. На мел­ко­во­дье про­ис­хо­дит се­зон­ное от­таи­ва­ние и се­зон­ное про­мер­за­ние от­ло­же­ний. Вбли­зи усть­ев круп­ных рек шель­фо­вая К. мо­жет от­сут­ст­во­вать или иметь ост­ров­ное рас­про­стра­не­ние. В пре­де­лах шель­фо­вой К. и под ней из­вест­ны ско­п­ле­ния гид­ра­тов при­род­ных га­зов, на­хо­дя­щих­ся как в ста­биль­ном, так и в ме­та­ста­биль­ном со­стоя­ни­и.

Се­зон­ная К. под­раз­де­ля­ет­ся на зо­ны сис­те­ма­ти­че­ско­го (еже­год­но­го) и не­сис­те­ма­ти­че­ско­го (не­еже­год­но­го) се­зон­но­го про­мер­за­ния по­род. В Рос­сии ох­ва­ты­ва­ет б. ч. тер­ри­то­рии за пре­де­ла­ми мно­го­лет­ней К. Мощ­ность се­зон­но­мёрз­ло­го слоя умень­ша­ет­ся в ря­ду рых­лых кон­ти­нен­таль­ных от­ло­же­ний: га­леч­ник, пе­сок, су­песь, суг­ли­нок, торф; она воз­рас­та­ет с умень­ше­ни­ем влаж­но­сти от­ло­же­ний, по­вы­ше­ни­ем сред­не­го­до­вой темп-ры по­род и сте­пе­ни кон­ти­нен­таль­но­сти кли­ма­та. Наи­боль­шей мощ­но­сти (4–6 м) се­зон­номёрз­лый слой дос­ти­га­ет при сред­не­го­до­вых темп-рах по­род 0 °С в сла­бовлаж­ных гру­бо­об­ло­моч­ных по­ро­дах и су­пе­сях в рай­онах с рез­ко кон­ти­нен­таль­ным кли­ма­том (в Рос­сии – в Юж. За­бай­ка­лье, Зап. Си­би­ри; в Мон­го­лии). Мощ­ность се­зон­но­мёрз­ло­го слоя оп­ре­де­ля­ет глу­би­ну за­ло­же­ния ком­му­ни­ка­ций, фун­да­мен­тов зда­ний и др.

Фор­ми­ро­ва­ние мно­го­лет­ней К. на се­ве­ре Ев­ра­зии и Сев. Аме­ри­ки на­ча­лось ок. 2–2,5 млн. лет на­зад (в кон­це нео­ге­на). На се­ве­ре Рос­сии она не­пре­рыв­но су­ще­ст­ву­ет 600–800 тыс. лет. Наи­боль­ше­го рас­про­стра­не­ния и макс. мощ­но­сти К. дос­тиг­ла в пе­ри­од позд­не­п­лей­сто­це­но­во­го по­хо­ло­да­ния (40–10 тыс. лет на­зад). Во время го­ло­це­но­вого кли­ма­тич. оп­ти­мума (8,5–4,5 тыс. лет на­зад) пло­щадь суб­аэраль­ной К. со­кра­ти­лась за счёт пол­но­го или час­тич­но­го от­таи­ва­ния толщ мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род на юге, при этом на рав­ни­нах со­хра­ни­лись ре­лик­то­вые мёрз­лые тол­щи; на се­ве­ре вслед­ст­вие транс­грес­сии мо­ря воз­ник­ла шель­фо­вая К. В пе­ри­од позд­не­го­ло­це­но­во­го по­хо­ло­да­ния (4–2,5 тыс. лет на­зад) гра­ни­ца К. вновь сме­сти­лась в юж. на­прав­ле­нии; об­ра­зо­ва­лись двух­слой­ные мёрз­лые тол­щи. В совр. эпо­ху про­ис­хо­дит гло­баль­ное по­вы­ше­ние t_ср, про­таи­ва­ние ма­ло­мощ­ных мёрз­лых толщ, уве­ли­че­ние глу­бин се­зон­но­го от­таи­ва­ния, обу­слов­лен­ное ко­рот­ко­пе­ри­од­ны­ми ко­ле­ба­ния­ми тем­пе­ра­тур и, воз­мож­но, тех­но­ген­ны­ми про­цес­са­ми, спо­соб­ст­вую­щи­ми раз­ви­тию пар­ни­ко­во­го эф­фек­та ат­мо­сфе­ры и по­вы­ше­нию темп-ры воз­ду­ха.

В пре­де­лах К. на­блю­да­ют­ся разл. крио­ген­ные про­цес­сы и крио­ген­ные яв­ле­ния. Для ра­цио­наль­но­го ос­вое­ния тер­ри­то­рии К. не­об­хо­ди­мо осу­ще­ст­в­лять учёт её рас­про­стра­не­ния, со­ста­ва, строе­ния, льди­с­то­сти, свойств сла­гаю­щих от­ло­же­ний и по­род, тем­пе­ра­тур­но­го ре­жи­ма, крио­ген­ных про­цес­сов и яв­ле­ний, а так­же ди­на­ми­ки кли­ма­та. При всех ви­дах хо­зяй­ст­вен­ной и при­ро­до­охран­ной дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка про­во­дит­ся мерз­лот­ный про­гноз, по­зво­ляю­щий пред­ви­деть ха­рак­тер из­ме­не­ния крио­ген­ных ус­ло­вий в ре­зуль­та­те ес­те­ст­вен­ной ди­на­ми­ки кли­ма­та и тех­но­ген­ных ме­ро­прия­тий, пра­виль­но вы­брать ме­то­ды строи­тель­ст­ва, раз­ра­бо­тать при­ро­до­охран­ные ме­ро­прия­тия и ме­то­ды за­щи­ты от не­га­тив­ных крио­ген­ных про­цес­сов.