В этом очерке не ставится цель подробно осветить историю изучения мерзлых горных пород и подземных льдов в них. Это сделано советскими мерзлотоведами, и в первую очередь М. И. Сумгиным, П. А. Шумским и П. Ф. Швецовым. Мы остановим внимание читателя лишь на отдельных знаменательных моментах, вехах на пути познания подземных льдов и связанного с ним научного поиска.
Коренные жители Крайнего Севера — эскимосы, чукчи, ненцы и другие издавна знали о постоянно мерзлом состоянии грунтов на небольшой глубине под оттаивающим летом слоем почвы. Они видели тающие по берегам рек, озер и морей залежи подземных льдов, а летом пользовались мерзлыми грунтами как естественными холодильниками, сохраняя мясо убитого зверя и рыбу. С распространением постоянно мерзлых грунтов связаны некоторые обычаи северных народов, например обряд захоронения. Даже само слово «захоронение» здесь не всегда подходит. Ненцы не закапывают ящики с телами умерших, а оставляют их на поверхности, иногда ставя врытые в грунт опоры-сваи. Их кладбища — хальмеры напоминают путешественнику скопления игрушечных домиков на ножках-столбиках. На Чукотке, прибрежные районы которой были, как и сейчас, заселены эскимосами и береговыми чукчами, уже во II, I тысячелетиях до новой эры существовал обряд погребения, когда тело умершего с полным набором охотничьего снаряжения укладывали на плоских вершинах сопок между каменными останцами или глыбами и заваливали сверху камнями, щебнем, землей. Иными словами, хоронили не на приморских равнинах и в речных долинах, где жили, но где невозможно без лома и кайла вырыть яму в мерзлых и прочных, как камень, песчано-глинистых грунтах, а на каменистых вершинах и у подножия склонов гор.
На Руси о постоянно мерзлых земных слоях на севере Европы, а затем и в Азии узнали в средние века. Уже во второй половине XVI века ладьи русских мореплавателей ходили из Белого моря и устья р. Печоры через Баренцево и Карское моря в Обскую губу, низовья впадающих в нее рек и доходили до могучего Енисея. Естественно, что плывшие вдоль берегов морей, рек и озер люди неизбежно сталкивались с постоянно мерзлыми грунтами и не могли не видеть подземные льды в береговых обрывах. Торговый путь в г. Обдорск (ныне г. Салехард) и «златокипящую» Мангазею — известный торговый город, существовавший в конце XVI — начале XVII веков на севере Западной Сибири недалеко от устья р. Таз, впадающей в Тазовскую губу, соединяющуюся в свою очередь с Обской губой, — проходил через среднюю часть п-ова Ямал. Ладьи русских мореплавателей не огибали этот полуостров, далеко вдающийся на север и большую часть лета окруженный почти сплошными полями плавучих льдов, а плыли по двум рекам, которые насквозь прорезают полуостров в широтном направлении и обе называются Сеяха. Они вытекают из системы озер Нейто, расположенных в центральной части п-ова Ямал. Одна река, получившая русское название Мутная из-за мутной илистой воды в низовьях, течет на запад и впадает в Карское море, другая — на восток и впадает в Обскую губу. Эта река получила русское название Зеленая также, вероятно, по цвету воды в низовьях, которая летом бывает насыщена микроскопическими водорослями — диатомеями. Берега этих рек, озера Нейто, Обской и Тазовской губ часто обрывистые, мерзлые, изобилуют залежами крупных скоплений подземных льдов в виде вертикальных жил, горизонтальных прослоев и линз. Проплывая вдоль мерзлых береговых обрывов, купцы неоднократно видели все разнообразие льдов, не раз рядом с их судами с грохотом сваливались льдистые твердокаменные глыбы, поднимая фонтаны брызг. Безусловно, любознательные путешественники задумывались о причинах столь необычного явления, как многолетнемерзлая горная порода. В описаниях, составленных в 1598 г., т. е. в год смерти царя Федора (сына Ивана Грозного) и избрания на престол Бориса Годунова, русские поморы говорили о причинах существования снежных и ледяных гор на Новой Земле следующее: поскольку солнце здесь поднимается лишь на 33 градуса 40 «минутов» и «лучи своя сквозь к земле оной низспускает, а вследствие того силы не имеет, чтобы снега и льды растаять».
В первой половине XVII в. русские торговые и промышленные люди, казаки проникают в самые отдаленные северные районы Сибири — Якутию и на Чукотку. Опорным пунктом продвижения на крайний северо-восток Азии становится заложенный в 1632 г. Якутский острог. А в 1640—1643 гг. ленские воеводы П. Головин и М. Глебов сообщали в Москву, что в районе Якутского острога «… земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает, и потому здесь… по сказкам торговых и промышленных служилых людей хлебной пашни не чаять». В г. Якутске была предпринята в 1685—1686 гг. попытка вырыть колодец в мерзлых грунтах. Колодец был прорыт до глубины около 30 м, но так и не прошел насквозь мерзлых толщ. Якутский боярский сын Аксентьев спускался в колодец и убедился в этом. В Москву было сообщено, что колодца в г. Якутске сделать никак нельзя, поскольку летом земля оттаивает не больше чем на два аршина (1,42 м), а глубже всегда мерзлая.
В России, следовательно, давно знали о мерзлых земных слоях на европейском Севере и в Сибири и достаточно правильно объясняли причины этого природного феномена. Сведения о нем проникали и в Западную Европу, но не получали там широкого резонанса. Летом 1676 г. Д. Вуд, прокопав на Новой Земле грунт до глубины Двух футов (0,61 м), установил, что ниже встречается лед, твердый как мрамор. О находках мерзлых трупов мамонтов в Сибири сообщал в 1692 г. в Западную Европу Н. Визен.
Нарастали темпы освоения Сибири русскими купцами и промышленниками, появлялось все больше сведений о мерзлых горных породах. Одним из широко распространенных промыслов в Сибири становится промысел высоко ценившейся, как и ныне, слоновой кости, т. е. бивней мамонтов, в изобилии встречающихся под обрывами-на размывающихся берегах рек. Так, С. И. Дежнев, в 1648 г. проплывший Беринговым проливом, после более чем 20-летних поисков «новых землиц» в районе
Чукотки привез в Москву 196 пудов (3,21 т) «костяной казны». «За кровь и за раны, и за ясачную прибыль» он был «поверстан» впоследствии в атаманы. В 1720 г. по указу Петра I в Сибирь отправляется известный русский географ, историограф, государственный деятель В. Н. Татищев для розыскания «рудных мест, размножения промыслов и устроения заводов». В изданных в 1725 и 1736 гг. работах он сообщает, что в Сибири, добывая слоновую кость, находят в мерзлой почве не только бивни, но и целые неразложившиеся трупы момонтов. В географическом описании Сибири он указывает, что севернее 59° с. ш. во многих местах глубже пол-аршина (35,56 см) земля никогда не растаивает.
Поступавшие из разных источников сведения о мерзлой земле Сибири были научно обобщены великим русским ученым-энциклопедистом М. В. Ломоносовым, без упоминания имени которого не обойтись в историческом очерке по любой отрасли науки. В 1757 г. М. В. Ломоносов говорил, что мерзлые земли на обширных пространствах Сибири, прилегающих к Северному Ледовитому океану, и в горах южной Сибири возникли под влиянием холодного климата в первом случае и высокого положения над уровнем моря, т. е. близости к студеному слою атмосферы, — во втором. Строго научно и с самых современных позиций звучат его слова о том, что нахождение постоянно мерзлых горных пород под слоем, оттаивающим летом, может быть приписано «зимнему холоду, летний жар преодолевающему». Этот избыток зимней стужи находится в равновесии с потоком тепла земных недр. Как увидим далее, данный вывод далеко не всеми и не всегда разделялся. М. В. Ломоносов вслед за В. Н. Татищевым упоминает о находках в Сибири погребенных и сохранившихся нетленными туш мамонтов.
В начале XIX в. под руководством Федора, Шергина, служащего русско-американской компании, была предпринята вторая попытка вырыть колодец и получить надежный круглогодичный источник питьевой воды в г. Якутске. Небольшие речки и озера, находящиеся близ г. Якутска, зимой при морозах —50° С и ниже промерзают до дна. Летом вода городской ленской протоки мало пригодна для питья. Жители получали хорошую питьевую воду только изо льда, который летом хранили в погребах. Таким образом, проблема снабжения качественной питьевой водой жителей г. Якутска стояла очень остро.
К этому времени стало известно, что в более южных районах Якутии многие рытые колодцы легко проходили толщу мерзлых горных пород и вскрывали в нижележащих талых слоях питьевую воду. И вот с 1827 г. под руководством Ф., Шергина в Якутске начали рыть колодец шириной сажень на сажень (2,13X2,13 м). Глубина его за 10 лет достигла 116,4 м! Но он так и не прошел всю толщу мерзлых горных пород и не вскрыл питьевой воды. Несмотря на крушение практических надежд, возлагавшихся на колодец, эта попытка достичь воды имела огромное научное значение. Впервые были получены надежные сведения о том, что мерзлые толщи уходят в глубь земли более чем на 116 м. Были измерены температуры мерзлых слоев: на глубине около 16 м они оказались самыми низкими: —6° С.
Это уникальное для своего времени сооружение вошло в науку под названием «Шергинская шахта». Долгое время она была единственным пунктом на Земле, где большая толщина мерзлых слоев доказывалась непосредственными наблюдениями. В 1844—1846 гг. известный исследователь Сибири, русский академик А. Ф. Миддендорф измерил температуру мерзлых горных пород на всей глубине. Шергинской шахты и вычислил геотермическую ступень — расстояние, на котором температура меняется на 1° С. Она оказалась равной примерно 100 футам (30,48 м). На основе этой величины он рассчитал глубину залегания подошвы мерзлой толщи — 183 м от дневной поверхности. Истинная ее глубина в районе колодца, заложенного на одной из террас р. Лены, составляет 210—214 м, т. е. весьма близка к расчетной, а в целом в окрестностях г. Якутска толщина мерзлых горных пород достигает 450 м.
Несмотря на очевидные и достоверные факты существования постоянно мерзлых горных пород, поступавшие из России, многие видные ученые Западной Европы, проживая в условиях мягкого европейского климата, долго не хотели верить, что под лесами Сибири находится вечномерзлая земля. Известный немецкий исследователь Леопольд фон Бух в первой половине XIX в. заявил, что «должно считать совершенно ненадежными все известия, в которых утверждается, будто на глубине нескольких футов земля даже и летом была находима замерзшею в странах, где произрастают кустарниковые растения, и то, что в Якутске при рытье колодца нашли мерзлую землю на глубине 100 футов (30 м), не следовало бы повторять в учебниках, как доселе делалось». Казалось совершенно невероятным, что кустарниковая, а тем более высокоствольная лесная растительность может существовать в районах, где земля на глубине 2—3 м постоянно мерзлая.
Но факты, как известно, вещь упрямая, тем более столь необычные, поражавшие воображение людей, на основе которых создавались легенды о загадочном «сибирском сфинксе». С удивлением и налетом мистики были восприняты известия о находках нетленных тел казаков на Чукотке, умерших там во времена Петра I, Елизаветы и Екатерины II. В 1821 г., через 92 года после захоронения, в поселке Березово, что находится близ устья р. Северной Сосьвы, впадающей в р. Обь, среди болот Западной Сибири был вырыт труп сподвижника Петра I светлейшего князя А. Д. Меншикова. Он оказался нетленным. Любителя жизни, выскочку, при Петре фельдмаршала, а при Екатерине I генералиссимуса, нелюбимого знатью, никто не счел возможным объявить «святым» и тем объяснить сохранность его праха, как это произошло ранее с нетленным телом «блаженного мученика Василия Мангазейского», перевезенным в Туруханский монастырь для поклонения.
Поражали ученых известия о все более частых находках хорошо сохранившихся в мерзлых толщах мамонтов — давно вымерших, покрытых шерстью и приспособившихся к холоду слонов, а также покрытых густым волосяным покровом носорогов. Даже находимые отдельные фрагменты туш доисторических животных, не то, что целые туши, производили настолько сильное впечатление, что порождали самые невероятные догадки, легенды. Древние китайцы, например, в V в. до новой эры считали, что огромные бивни мамонтов принадлежат исполинскому подземному животному, которое они называли «прячущейся мышью». В средние века, даже в XVI в. оно описывается как сходное с мышью животное, но гораздо более крупное, приближающееся по размерам к быку, лишенному хвоста, очень сильное, роющее пещеры в горах и лесах. Некоторые китайские авторы той поры представляли его себе как подземное, не переносящее света животное наподобие слона, живущее исключительно в областях холодного климата.
Подобные суждения о подземном образе жизни и любви к холоду вполне понятны, так как китайцы слыхали от народов Севера рассказы о находках в мерзлых толщах трупов мамонтов. Например, в береговом уступе одного из притоков р. Индигирки был найден труп мамонта, который по описанию Г. Майделя, заимствованному у местных русских жителей, выглядел так. Мамонт находился в стоячем положении, из обрыва были видны низко опущенная голова и передние ноги. Остальная часть туловища заключалась в мерзлой земле. Безусловно впечатляющее зрелище!
В 1787 г. флота капитан Гавриил Андреевич Сарычев, впоследствии адмирал и почетный член Петербургской Академии наук, плавал вдоль северо-востока Сибири по «Ледовитому морю и Восточному океану», слыхал от жителей селения Алазея, что в ста верстах выше по течению реки того же названия, впадающей в Восточно-Сибирское море между Колымой и Индигиркой, из песчаного берега вымыт до половины остов большого животного величиной со слона в стоячем положении, совсем целый и покрытый кожею, на коей местами видна длинная шерсть. Позднее он приводит бытовавшие в конце просвещенного XVIII в. представления о том, каким образом звери могли обитать в столь бесплодном и совсем неестественном для них климате, когда стужа бывает до сорока и более градусов. Некоторые думают, — сообщает он, — что слоны-мамонты не водились на Севере, а только завезены сюда во времена давно минувших походов из теплых стран. Другие полагают, что мертвые тела сих животных занесло в Сибирь водой, когда был всемирный потоп. На самом же деле, в местах их обитания был некогда теплый и мягкий климат, сродный натуре сих животных, который резко изменился на всем земном шаре. Впрочем, — замечает он, — я оставляю решить сие сомнение испытателям натуры.
Представления о теплом климате Сибири во время обитания там мамонтов и носорогов были весьма широко распространены среди ученых, вплоть до недавнего времени. Однако, если предположить, что мамонты обитали в теплом климате, можно объяснить сохранение костных остатков, бивней, но никоим образом не целых туш или их частей. В условиях теплого влажного климата это невозможно, поскольку очень активно идут процессы разложения органических остатков и даже минеральных веществ. Иное дело в мерзлых грунтах. В них процессы гниения — разложения отмерших организмов практически прекращаются, и они могут сохраняться до тех пор, пока существуют сами мерзлые горные породы.
В 1799 г. в низовьях р. Лены был обнаружен труп одного из наиболее хорошо сохранившихся мамонтов, названный мамонтом Адамса по имени ученого М. Ф. Адамса, откопавшего его и доставившего в Петербург. Здесь в 1808 г. впервые в истории науки был смонтирован и выставлен на всеобщее обозрение полный скелет мамонта. Чучело сделать не удалось, так как кожа не сохранилась. В 1901 г. стало известно о находке прекрасно сохранившегося трупа почти целого мамонта в долине р. Березовки — правого притока р. Колымы, названного Березовским. Эта находка получила в дальнейшем всемирную известность. Специально снаряженная экспедиция под руководством зоолога О. Ф. Герца откопала тушу мамонта, и в Петербург были доставлены скелет, кожа с шерстью и мягкие ткани. После препарации в 1902 г. чучело мамонта в естественной позе его гибели было экспонировано в Зоологическом музее Академии наук. И по сей день оно находится в этом музее в Ленинграде. Мамонты в определенной степени сами ответили на вопрос о том, в каком — теплом или холодном — климате они жили. Был исследован состав пищи Березовского мамонта, остатки которой сохранились в желудке и даже во рту между зубами животного. Состав остатков пищи полностью соответствовал местным северным растениям в районе р. Колымы. Однако эти же растения произрастают и в условиях более теплого и мягкого климата в более южных районах, но важным и бесспорным представляется вывод о быстром замерзании Березовского мамонта и сохранении его непрерывно в мерзлом состоянии вплоть до откапывания. Об этом красноречиво свидетельствовало прекрасное сохранение внутренностей туши и даже подкожного жира.
Находки нетленных останков мамонтов и носорогов сыграли огромную роль в естественно-историческом познании мерзлых горных пород и содержащихся в них подземных льдов. Поскольку тела животных нередко залегали среди толщ очень сильно льдистых отложений и скоплений чистого льда, был сделан важнейший вывод о том, что крупные скопления подземного льда образовались в ту эпоху, когда жили мамонты. Окончательно утвердилось мнение, что мерзлые толщи и подземные льды широко распространены в Сибири и существуют давно, с «мамонтовых времен». Именно в связи с этим обстоятельством в научную литературу вошло новое понятие «вечная мерзлота», т. е. длящаяся продолжительное время, веками.
С наступлением XX в. в истории изучения подземных льдов начинается качественно новый этап, заключающийся в переходе от собирания и накопления разрозненных сведений о них к их систематизации и научному осмыслению. Выдающееся значение в этом отношении имеет обобщающий труд М. И. Сумгина, вышедший в 1927 г., — «Вечная мерзлота почвы в пределах СССР», где сведены все накопившиеся к тому времени данные о вечномерзлых горных породах и подземных льдах, много внимания уделено их происхождению и условиям образования.
Источник: И.Д. Данилов. Подземные льды. Издательство «Недра». Москва. 1990