Индикаторы многолетнемерзлых пород

Разведка подземных вод в арктических районах сводится по существу к отысканию водопроницаемых немерзлых зон (таликов), насыщенных пресной водой. При этом необходимо избегать отдельных островов многолетней мерзлоты, пользуясь типичными индикационными признаками на поверхности. Характер растительных сообществ, микрорельеф, гидролакколиты, формы рельефа, вызванные протаиванием, и различные гидрологические и гидрогеологические проявления могут быть полезными ключевыми признаками для определения распространенности многолетнемерзлых пород. Многие из этих признаков, в частности особенности микрорельефа, лучше всего могут быть изучены по аэрофотоснимкам. Такие объекты, как обнажения ископаемых льдов в берегах рек, лучше всего изучать наземными методами.

Растительный покров оказывает важную помощь в распознавании мерзлотных условий, но нельзя ограничиваться только этим фактором. Замечено, что на Аляске такие деревья, как лиственница и пихта черная, произрастают в условиях развития мерзлых пород на небольшой глубине, так как обладают поверхностной корневой системой. Высокие ивы на поймах и взрослая осина имеют более глубокую корневую систему и поэтому они произрастают там, где нет многолетней мерзлоты. К северу от лесной зоны кустарниковый растительный покров обычно служит индикатором таликов.

Полигональные формы микрорельефа обычно указывают на распространение многолетнемерзлых пород. Они образуются на относительно плоских участках в результате развития крупных полигональных трещин, которые заполняются клиновидным льдом. Диаметр полигонов от 20 до 400 футов. Поскольку лед в полигонах с ледяными клиньями редко обнажается с поверхности, эту форму рельефа ошибочно принимают за аналогичные формы, не обязательно связанные с многолетней мерзлотой. Большая часть других полигональных форм имеет меньшие поперечники, и некоторые из них развиваются в условиях такого же рельефа. Полигоны морозобойных трещин образуются в результате сжатия грунтов сезонно промерзающего слоя во время исключительно сильных морозов. Полигоны морозобойных трещин подстилаются как мерзлыми, так и оттаивающими грунтами. Их труднее различить, но они обладают несколько более крупными размерами, чем полигоны с ледяными клиньями на той же территории. Каменные полигоны возникают при морозном пучении грунта, они меньших размеров и указывают на интенсивное действие зимнего промерзания, не обязательно связанного с мерзлотой. Трещины усыхания грунтов в аридных районах достигают ширины нескольких футов. Они обычно возникают на поверхности такыров, подверженных спорадическому затоплению. Трещины усыхания имеют достаточно большие размеры, позволяющие выделять их на аэрофотоснимках. Но в арктических районах крупные трещины усыхания образуются редко вследствие круглогодичного избыточного увлажнения.

Гидролакколиты, или пинго, представляют собой холмы, возникающие в результате замерзания воды в виде ледяных линз, которые вызывают вспучивание почвенного слоя. Такие холмы достигают 300 футов в высоту и 800 футов в поперечнике, но мелкие формы более распространены. Верхние участки многих гидролакколитов рассечены трещинами, напоминающими кратеры, что придает гидролакколитам внешнее сходство с конусами вулканов. Гидролакколиты — надежные индикаторы многолетней мерзлоты.

Многочисленные формы протаивания обычно указывают на развитие подстилающего слоя многолетнемерзлых пород. Сезонное промерзание редко вызывает заполнение льдом пор пород или образование ледяных клиньев столь значительной мощности, чтобы при их таянии возникали термокарстовые дренажные борозды или происходили крупные обрушения грунта у дорог, построек и других объектов культурного освоения территории.

Некоторые гидрологические явления связаны с участками, где нет мерзлых пород. Резкое уменьшение расхода реки при пересечении ею зоны водопроницаемых отложений, впадение крупного водотока в небольшое озеро, бессточные озера и необычайно резкие колебания уровня воды в озерах указывают на ускоренную инфильтрацию, а, следовательно, на то, что мерзлые породы здесь не распространены по крайней мере до некоторой глубины. Подобным образом родники, пятна пышной растительности и другие признаки разгрузки подземных вод указывают на наличие водоносных горизонтов в незамерзающих породах.