Освоюючи території, зайняті вічною мерзлотою. людина стикається з величезними труднощами. Жавна мерзлота ще далеко не вивчена, багато її прояви несподівані і незрозумілі.
Простору, зайняті вічною мерзлотою, - це комора різноманітних природних ресурсів. Тут зосереджено багато родовища газу, нафти, вугілля, алмазів, золота, нікелю, міді, олова, мінеральних добрив. Північні райони багаті ресурсами прісної води, ліси. Величезна екологічне значення північних територій з їх неповторною природою, незабрудненій господарською діяльністю людини.
Будувати на вічній мерзлоті складно ще й тому, що її властивості, в першу чергу температура і механічні характеристики, найтіснішим чином пов'язані з природним середовищем. Досить ущільнити або видалити сніг взимку, зняти рослинний покрив або осушити територію, як властивості вічної мерзлоти починають кардинально змінюватися. Споруди будуть стійкими, якщо зберігати стабільність вічної мерзлоти і по можливості не турбувати її. Як цього досягти, особливо під будівлями, що виділяють тепло?
Якщо зазирнути в історію, то можна виявити, що ще в кінці 20-х рр. XX століття мерзлотоведи запропонували будівельникам влаштовувати між фундаментом будівлі і його вічній підставою повітряну теплоізоляцію. Конструкція будівлі передбачає влаштування провітрюваного в зимовий час підпілля з природною вентиляцією. Влітку отвори підпілля закривають, щоб тепле повітря не проникало під будівлю і не отепляющее фунти підстави будівлі. Пол будівлі повинен бути добре ізольований та утеплений, щоб забезпечити комфортні умови всередині будівлі. Найкраще для цього підходять пальові фундаменти. Палі поміщають в пробурені свердловини, і вони вмораживали в вічну мерзлоту з таким розрахунком, щоб сили змерзання палі з вічною мерзлотою були набагато більше сил витріщення, що діють на палю в шарі сезонного відтавання.
Першим промисловим спорудою на палях стала будівля Якутській теплової електростанції. Минуло понад 50 років експлуатації станції, а вона абсолютно не деформувалася. На пальових фундаментах у області вічної мерзлоти побудовано більшість сучасних багатоповерхових будівель в Воркуті, Норильську, Мирному, Якутську. Будинки начебто стоять на ніжках. Житлові будинки мають всі необхідні для нормального життя умови: центральне опалення, гарячу та холодну воду, каналізацію і т. Д. В останні роки конструкції паль на вічній мерзлоті були покращені. Несучі палі стали робити холодними: в них поміщають охолоджуючі пристрої - термосифонного, наповнені незамерзающим холодоагентом (гасом, фреоном, аміаком). Взимку внаслідок природної циркуляції холодоагенту вічна мерзлота ще сильніше охолоджується, що збільшує сили змерзання і підвищує несучу здатність пальового підстави. Пальові фундаменти - наочний приклад того, як вічна мерзлота може служити людині. Застосування таких фундаментів дозволяє економити будівельні матеріали, настільки дефіцитні і дорогі у віддалених, малоосвоєних районах.
Термосифонного у вигляді металевих замкнених труб використовуються також для зміцнення підстав опор магістральних ліній електропередач. Широко застосовуються термосифонного і в гідротехнічному будівництві, щоб створити водонепроникний мерзлий екран в земляних насипних греблях та дамбах. Уже багато років працює Вилюйская ГЕС, що постачає електроенергією підприємства з видобутку алмазів. Експлуатується Хантайская ГЕС, що дає енергію великим центрам гірничодобувної промисловості - Норильську і Талнах. Мерзлотоведи розробили цілу систему способів, що забезпечують стійкість і надійну роботу споруд різних типів будівель, трубопроводів, доріг, насипів, каналів і т. Д. Але як показала практика, в кожному конкретному випадку необхідні фахівці-мерзлотоведи, провідні наукові дослідження.
Масштаби освоєння територій вічної мерзлоти грандіозні. Досить назвати Байкало-Амурську магістраль, Західно-Сибірський газонафтової комплекс, тисячокілометрові газопроводи. Наукове обгрунтування цих грандіозних індустріальних об'єктів зажадало велетенської обсягу мерзлоти досліджень, оскільки будівельників треба забезпечити детальною технічною інформацією про вічну мерзлоту на величезних територіях. Необхідно виявити також особливо несприятливі для споруд райони, де вічна мерзлота насичена льодом, а температура може змінюватися протягом десятків метрів. Але проблема полягає не стільки в незвичайності властивостей власне мерзлих товщ, скільки у виключній мінливості вічної мерзлоти в просторі.
Навіть в найсуворіших кліматичних умовах вічна мерзлота - не однорідні природне тіло. Вона складається з окремих масивів, розділених островами талих фунтів, що мають складні, примхливі обриси.
За характером рослинності. грунтів. рельєфу вчені-мерзлотоведи визначають температуру, умови залягання, льдонасищенних мерзлих товщ. Це дозволяє в короткі терміни вибрати оптимальне місце для розміщення комплексу спорудженні. Цей метод ландшафтно-мерзлотной оцінки величезних територій півночі Західного Сибіру дозволяє економити значні фінансові кошти за рахунок скорочення дорогих геофізичних і бурових робіт. В основі методу ландшафтно-мерзлотной оцінки лежить висока чутливість вічної мерзлоти: її реакція на зміни клімату, рослинності, гідрологічного режиму майже миттєва. Мерзлі товщі існують тільки в зв'язку з окремими елементами природного середовища та з їх ландшафтами в цілому. Інформація про ландшафтної структурі - це основа всіх проектів освоєння території вічної мерзлоти і охорони природного середовища Півночі. Тільки розуміння, що вічна мерзлота - вирішальний фактор стабільності природних ландшафтів, дозволило розробити і застосувати на практиці засоби захисту ландшафтів при прокладці газопроводів.
Вразливість північної природи залежить від нестабільності мерзлоти і нестійкості тонкого шару грунтів і рослинності. За мерзлотою треба постійно стежити, вона дуже чутлива до впливу людей, і потрібно жорстко дотримуватися правил експлуатації споруд. Для цього в ряді пунктів вже кілька десятиліть діють мерзлотние стаціонари. Система моніторингу включає контроль за експлуатацією будівель і споруд, для чого створені спеціальні лабораторії і стаціонари у всіх містах, великих селищах і на промислових об'єктах - газопроводах, гідростанціях, шахтах. «Вічна мерзлота - ворог чи союзник, боротися з нею або охороняти?» - це питання часто задають мерзлотоведам люди, не обізнані з цим явищем природи. Але таке протиставлення навряд чи правомірно. Для високих широт пашів планети вічна мерзлота - це таке ж природне явище природи, як піски пустелі, безводні степи або непрохідні джунглі.
Поняття про корисність і некорисно властивостей вічної мерзлоти змінюється в часі, залежить від конкретних умов - району, його ресурсів і їх цінності, від намірів людини, рівня техніки і, найголовніше, рівня знань про сутність явища. Легендами про підступність вічної мерзлоти приходить кінець. У багатьох випадках мерзлота стала добрим помічником, союзником людини і вірно йому служить. Зі свого боку людина повинна ставитися до територій, зайнятим вічною мерзлотою, як до унікального спадщини, яка потрібно використовувати дбайливо і розумно.