Wieczna zmarzlina

Wieczna zmarzlina i zachodzące tam zjawiska

W warunkach suchego i jednocześnie zimnego klimatu (o średniej temperaturze powietrza niższej niż: -11oC) powstaje warstwa, w której temperatura jest niższa niż 0 oC, niezależnie od poryroku. Mówimy wtedy o „wiecznej zmarzlinie”. Obejmuje ona większość Alaski, północnej Kanady i Syberii, sięgając na ogół do kilkudziesięciu metrów głębokości, choć osiąga też 1500 m we wschodniej Syberii.

Co ciekawsze wieczną zmarzlinę odkryto również obecnie w północno-wschodniej Polsce! W okolicy Suwałk, na głębokości 357 metrów poniżej poziomu gruntu, temperatura spada poniżej 0 oC. Jest to pozostałość po ostatniej epoce lodowcowej, która sięgała do północnej Polski. Mimo strumienia ciepła płynącego z głębi Ziemi, ta zimna warstwa przetrwała 13 000 lat dzięki specyficznym warunkom geologicznym, w tzw. suwalskiej anomalii geotermicznej – patrz więcej w [1]. Według naukowców z Państwowego Instytutu Geologicznego to są najzimniejsze skały w Europie i jedyny taki obiekt w Europie. Niestety, jak łatwo się domyśleć, dla turystów raczej niedostępny – chyba, że ktoś wybuduje szyb z windą na te 357 m J.

Na Syberii i Alasce, w miesiącach letnich, wierzchnia warstwa gruntu – do około 2 metrów – rozmarza, wskutek czego staje się często grząskim bagnem. Ten cykl wielokrotnego rozmarzania i zamarzania prowadzi do wielu ciekawych efektów. Jednym z nich jest stopniowe zagłębianie się budynków z fundamentami postawionymi na wiecznej zmarzlinie.  Innym zjawiskiem obserwowanym na wiecznej zmarzlinie są imponujące lodowe lakkolity (lepiej znane jako pingo) – stożki o wysokości do 80 m i średnicy do 400 m. Na wierzchu pokryte są warstwą zamarzniętych osadów, lecz pod nimi znajduje soczewka lody gruntowego powstała z zamarzania wody przenikającej ku górze z głębiej położonych warstw gruntu – Rys. 1. Podobne, lecz znacznie mniejsze, są palsa o wysokości od 2 do 10 metrów.

Pingo w Kanadzie

Rys. 1 Pingo w pobliżu Tuktoyaktuk, Terytoria Północno-Zachodnie, Kanada. Autor zdjęcia Emma Pike, 2007. Public domain.

Różne utwory wiecznej zmarzliny to kolejny przykład, jak uczeni badający Ziemię mogą się uczyć jednocześnie o Marsie. Przykładem jest praca [2] gdzie badano możliwość topienia się wody wiecznej zmarzliny na Marsie i powstawanie w ten sposób uwodnionych minerałów. Można jej metody zastosować do Antarktydy Także interpretując obecny strumień ciepła z wnętrza Ziemi (jak robimy to w [3]), musimy pamiętać, że wciąż on jest zaburzony przez ostatnie zlodowacenie, które ustąpiło już tysiące lat temu.

L. Czechowski

 

[1] Honczaruk, M. , Śliwiński, Ł. 2011. Wyniki badań hydrogeologicznych w strefie występowania głębokiej wieloletniej zmarzliny w otworze wiertniczym Udryń PIG 1. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 445 Hydrogeologia z. 12/1, 203-216.

[2] Losiak A., L. Czechowski L., M. A. Velbel, 2015, Ephemeral liquid water at the surface of the martian North Polar Residual Cap: Results of numerical modelling. Icarus, 262, 131-139.

[3] J. Puziewicz, Leszek Czechowski, Lech Krysiński, J. Majorowicz, M. Matusiak-Małek, M. Wróblewska. 2012. Lithosphere thermal structure at the eastern margin of the Bohemian Massif: a case petrological and geophysical study of the Niedźwiedź amphibolite massif (SW Poland). International Journal of Earth Sciences, 101, 5, 1211-1228.