XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайна разрушенного мерзлотника
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Объект исследования
В 1930 году в посёлке Тазовский (Халмер-Седе, до 1945 года) был основан рыбозавод. Несколько позже (примерно 1935-1936 годах), для хранения рыбы и оленины в центре посёлке был построен мерзлотник.
По воспоминаниям старожилов посёлка это был самый первый мерзлотник. В 1950 году был сооружён второй мерзлотник на берегу реки Таз на территории рыбозавода, который функционирует до настоящего времени.
Интерес к исследованию самого первого в районе мерзлотника возник после посещения краеведческого музея посёлка Тазовский. Там мы узнали, что первый мерзлотник служил, в своё время, бомбоубежищем, холодильником для хранения мяса и рыбы. На входе в мерзлотник в пятидесятые и в шестидесятые годы прошлого столетия был организован рыбзоводской магазин. В этом магазине, кроме местных рыбы и мяса, торговали другими завозными продуктами.
Первый мерзлотник «врезался» в память старожилам Тазовского одним очень примечательным событием. 30 октября 1961 года всех жителей посёлка поместили в мерзлотник. Они пробыли в нем с 10:00 до 18:20 этого же дня. По интернету была найдена информация, что в этот день (30 октября 1961 года в 11 часов 33 минуты московского времени) самолётом Ту-95 на архипелаге Новая Земля была сброшена и взорвана самая большая за всю историю человечества водородная бомба мощностью 58 мегатонн под названием «Царь-бомба». Фото самолета Ту-95, сбросившего эту бомбу, и фотография самой большой водородной бомбы показаны на фото1 и фото2 в приложении 1.
Пришлось заняться предварительным историческим расследованием, чтобы ответить на следующие вопросы. Почему жителей поселка поместили в мерзлотник? Зачем их так долго там удерживали?
Архипелаг Новая Земля находится на значительном расстоянии от поселка Тазовский. Неужели мощности этого заряда хватило для поражения людей и животных на таком удалении?
Используя спутниковую карту SaSPlanet, c возможностью определения расстояния было проведено измерение от эпицентра взрыва водородной бомбы до нашего поселка. Стало ясно, что поселок Тазовский расположен по прямой линии всего лишь 1100 км от взорвавшейся бомбы (Смотри фото 3 в приложении 1).
Дальнейшее историческое расследование показало, что самолет Ту-95 с высоты своего полета 11000 метров от земли сбросил водородную бомбу, которая взорвалась на высоте 4 000 метров от земли. Взрыв был настолько мощным, что его ударная волна несколько раз обогнула Земной шар.
Теперь становиться ясно, почему жителей поселка «спрятали» в мерзлотник и удерживали там длительное время. Это было сделано для того, чтобы сделать минимальным воздействие первичных поражающих факторов (световое излучение и ударная волна) на жителей нашего поселка.
Это событие осталось в долгой памяти у всех жителей посёлка Тазовский. Нас эти события заинтересовали, и было принято решение найти и исследовать первый мерзлотник посёлка Тазовский.
Таким образом, исследуемый нами первый в поселке Тазовский мерзлотник является своеобразным историческим памятником, который как мы позже поймем, стал интенсивно разрушаться.
Цели и задачи исследовательской работы.
Основная цель работы – определить местоположение и исследовать нынешнее состояние заброшенного первого мерзлотника в посёлке Тазовский.
Провести экспериментальное моделирование процесса разрушения мерзлотника, с целью изучения процесса таяния вечной мерзлоты и влияние его на разрушение подземных строений, которые «выдалбливались» раньше без всякого укрепления изнутри. Многолетомёрзлый грунт позволял производить подземные выемки без всякой боязни обрушения. Твердость мерзлого грунта сопоставима с некоторыми марками строительных бетонов и растворов.
Основные задачи исследовательской работы:
1. Обследовать и определить степень обрушения мерзлотника в результате таяния многолетней мерзлоты.
2. Провести экспериментальное моделирование процесса обрушения мерзлотника.
3. Сделать выводы по исследовательское работе.
Поиск места первого Тазовского мерзлотника.
Искать мерзлотник долго не пришлось. Пожилые жители поселка указали нам на холм в центре поселка, на котором установлена рекламный стенд «Тазовский», за которым стоит, построенная в 2012 году церковь (смотри фото 4). Старожилы пояснили, что вход в мерзотник расположен в нижнем основании холма, зарос кустарником и надо спуститься к ручью, где должны быть двери этого строения.
Обследование мерзлотника.
На фото 5 показаны металлические двери старого мерзлотника. Если бы двери были бы деревянными, то обнаружить вход в мерзлотник было бы сложно. Все остальное деревянное обрамление входа в мерзлотник сгнило и упало на землю (смотри фото 6). За дверью мерзлотника все входное пространство засыпано обрушившимся грунтом. На что указывает, образовавшийся в верхней части холма над входом в мерзотник, провал грунта (смотри фото 7).
Исследование величины протаявшего слоя многолетней мерзлоты.
Это исследование мы проводили с помощью щупа «Непра» с наставкой до 240 см общей длины (смотри фото 8 и 9).
В результате потепления климата начала интенсивно таять многолетняя мерзлота, но совершенно по-разному. По нашим измерениям с помощью щупа толщина оттаявшего слоя грунта на бугре, под которым расположен мерзлотник составляет от 0,7 метров до 2 метров. Под кустарниками глубина таяния составляет 1,2 … 2 метра. На глинистых почвах, где нет растительности, глубина таяния составляла 0,7…1,2 м. У разрушившегося входа глубина таяния составила 1,5…2 м. Это обстоятельство указывает на то, что неслучайно за входом в мерзлотник произошло полное разрушение и завал входа песчаным грунтом (смотри фото 7).
Моделирование процесса разрушения мерзлотника.
Основная цель моделирования процесса разрушения мерзлотника заключается в изучении поведения мерзлого грунта в результате его таяния.
В деревянный короб высотой 80 мм со сторонами 500×450 мм были уложены два плоских куска льда объемом по одному литру каждый. Куски льда укрыли слоем опилки, засыпали натуральным песком, взятым с речного берега. Затем, поверх песка, уложили разными слоями от 20 до 40 мм глину, взятую со школьного двора. Во вход в модельную копию мезлотника установили воздушные шарики диаметром 50-60 мм (смотри фото 10). Всю подготовленную конструкцию заморозили на улице при температуре -24С°.
Процесс размораживания в комнатных условиях был очень долгим. Только на второй день конструкция видимо полностью разморозилась. Просадка оттаявшего грунта справа говорит о том, что слой глины в этом месте оказался более тонким (смотри фото11). В результате проведенного моделирования можно отметить, что внутренние разрушения могут проходить в любом месте где, тает мерзлота и теряется прочность грунта. Прочность грунта напрямую зависит от его состава. Песчаник и супесь (в общем составе глины менее 14%), при размораживании становится очень слабыми грунтами и моментально разрушаются в полости мерзлотника. Суглинок и глеевые глины, распространенные в основном в южных областях, несколько прочнее чем наш грунт донного отлажения.
Основные выводы по исследовательской работе.
1) В результате потепления климата начала таять многолетняя мерзлота. По нашим измерениям с помощью щупа «Непра» толщина оттаявшего слоя грунта на бугре, под которым расположен мерзлотник, составляет от 0,7 метров до 2 метров. Под кустарниками глубина таяния составляет 1,2-2 метра. На глинистых почвах, где нет растительности, глубина таяния составляла 0,7-1,2 метра.
2) У разрушившегося входа глубина таяния составила 1,5-2 м. Это обстоятельство указывает на то что за входом в мерзлотник произошло полное разрушение и завал входа песчаным грунтом.
3) Моделирование процесса разрушения мерзлотника показало, что внутренние разрушения могут проходить в любом месте где, тает мерзлота и теряется прочность грунта. Прочность грунта напрямую зависит от его состава. Песчаник и супесь при, размораживании становится очень слабыми грунтами и моментально обрушается в полость мерзлотника.
4) Обнаруженный нами мерзлотник, не подлежит восстановлению. Его внутренняя полость при, дальнейшим размораживанием многолетней мерзлоты, окончательно обрушится и возможно произойдет просадка верхних слоев грунта на поверхности холма.
Литература источники информации:
Статья о самолете ТУ-95. https://ru.m.wikipedia.org> wiki> Ту-95
Бомба-Ria.ru
Свойства супеси, суглинка и глины https://samostroy74.ru/suglinki-i-supesi
Приложение I.
Фото 1. Самолёт Ту-95. Фото 2.Водородная бомба (Царь-Бомба).
Фото 3. Измерение расстояния с помощью спутниковой карты SAS Planet.
Фото 4. Холм в центре посёлка, под которым находится мерзлотник.
Фото 5. Входные металлические двери мерзлотника.
Фото 6. Деревянное обрамление входа мерзлотника, упавшее на землю.
Фото 7. Провал над входом в мерзлотник.
Фото 8, 9. Исследование протаявшей мерзлоты с помощью щупа «Непра» с наставкой до 240 см общей длины .
Фото 10. Обрушение входа на модели мерзлотника.
Фото 11. Просадка оттаявшего грунта справа говорит о том, что слой глины в этом месте оказался более тонким.