CC BY
23ШАХТА ШЕРГИНА: НОВЫЕ ВРЕМЕНА - НОВЫЕ ПОДХОДЫ
Рудольф Владимирович Чжан,
доктор технических наук, директор Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН.
Лев Геннадьевич Ли,
заместитель директора по общим вопросам Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН.
Марк Михайлович Шац,
кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И Мельникова СО РАН.
История создания шахты Шерги-на, а также проводимых на её базе уникальных научных исследований детально описана П. А. Соловьевым. Его рассказ об истории создания этой уникальной горной выработки начинается так: «В ст арой части города Якут ска, во дворе деревянного здания бывшей школы, на пересечении улиц Ярославского и Кулаковского, под дощат ой кровлей ст оит невзрачный бревенчатый сруб с небольшой т абличкой и оттиснутой на ней надписью: «Исторический памятник - шахта Шергина. Охраняет ся государством». Внутри сруба -большой люк, закрытый двустворчат ой крышкой. Под ней - вертикальная шахта глубиной около 117 м.
Эт а шахта носит имя инициа-т ора ее сооружения и являет ся известным памятником российской истории и науки. Здесь впервые в мире была измерена отрицательная температура горных пород на мно-гомет ровой глубине. Тем самым было доказано существование в Сибири мерзлых толщ значительной мощности. Михаил Иванович Сумгин, основоположник науки о вечной мерзлоте, называл город Якутск колыбелью мерзлотоведения» [1, с. 3].
Брошюра, написанная Петром Алексеевичем, выдержала 8 изданий на русском и английском языках и пользуется неизменным успехом как у специалистов, так и у гостей Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН (ИМЗ) в г. Якутске.
Для своего времени (1827 -1837 гг.) проходка этой шахты явилась настоящим открытием мирового значения, приоритет которого по праву принадлежит России. Именно по результатам многолетних наблюдений в этой выработке была подтверждена возможность существования мощных толщ многолетнемерзлых пород, выявлены особенности их изучения и освоения. До этого многие учёные Западной Европы сомневались в самом существовании «вечной мерзлоты» такой большой мощности. Только создание шахты и первые измерения температуры в ней убедительно доказали научному миру факт глубокого
Р. В. Чжан, Л. Г. Ли, М. М. Шац
промерзания недр нашей планеты. После этого ранее сомневающиеся иностранные ученые окончательно поверили в существование «сибирского феномена» [2]. Учитывая опыт исследований в шахте, английские и американские учёные начали изучение вечной мерзлоты в Канаде и на Аляске.
История научных исследований в шахте
Первые наблюдения за температурой горных пород на дне шахты при ее глубине около 15 м были проведены Альфредом Эрманом в апреле 1829 г. Вскоре сообщение о результатах этих измерений появилось в западноевропейских газетах и привлекло внимание ученых всего мира.
Последующие измерения температуры на дне шахты проводили бывавшие в г. Якутске проездом в 1831 г. М. Злобин и Н. Щукин, а в 1832 г. -Р. Крузе.
В 1830 г. Ф. Е. Шергин по совету А. Эрмана и Ф. П. Врангеля измерил температуру грунта на дне шахты при ее глубине 23,5 м. Позже, до глубины 116 м он произвел еще девять таких измерений, закончив последнее в 1837 г. Одновременно он измерял и температуру наружного воздуха вблизи этой выработки. Дальнейшие исследования в шахте П. А. Соловьев описывает так: «В январе 1844 года в Якут ск прибыл А. Миддендорф, знаменитый исследоват ель Сибири, позже получивший звание академика. Весь ствол шахты был подгот овлен для научных наблюдений. По ее стенкам на разных уровнях, в интервале глубин от 15 до 116 метров были пробурены горизонтальные шпуры длиной 2,1 мет ра, в них уст ановили термомет ры и замерена темпера-т ура пород [3].
Деревянное рубленое надшахтное строение приняло современный вид при реставрации шахты в 1933 году, когда перестелили крышу и заменили дверь. Сечение ствола уменьшается с глубиной, его верхняя часть до глубины 1,4 мет ра сост авляет З х 3 мет ра, по-видимому, в 1933 году эт а часть была оборудо-
вана люком для приема клети. Ниже полут орамет ро-вого уровня ствол имеет сечение 1,6 х 1,6 мет ра, а ниже 110 мет ров шахта несколько сужает ся.
В шпурах с середины 19 века сохранилось несколько примерзших к стенкам шпуров термомет ров. Нижняя часть ствола шахты на глубинах от 106 до 110 мет -ров обшит а досками. Бревенчатый настил с люком у восточной стенки шахты устроен в ее стволе на глубине 110 мет ров. От сюда вниз, на дно шахты, ведет деревянная лестница-стремянка. Время сооружения и назначение настила не уст ановлены.
В 1933-1934 годах сот рудники экспедиции Водхоза сделали новое оборудование для спуска в шахт у и пробурили с ее дна вертикальную скважину до глубины около 140 мет ров. Были начаты систематические измерения температ уры в шпурах длиной 1 м, пройденных в стенках по глубине через каждые 10 мет ров.
Позже температ урные измерения в шахте Шерги-на проводились силами сотрудников Якут ской мерзлотной ст анции Главсевморпути, а с 1939 года продолжены Якут ской научно-исследовательской мерзлот ной ст анцией Инст итут а мерзлот оведения им. В. А. Обручева АН СССР (ныне - Институт мерзлот оведения им. П. И. Мельникова СО РАН). В 1942 г. уст ройство для спуска и подъема пришло в негодность и было разобрано, В 1958 - 1962 гг. измерения температ уры горных пород до глубины 120 м проводились в буровых скважинах, пройденных на удалении 30 м от шахты, а в 1962 -1963 гг. до глубины 60 м в буровой скважине, пройденной всего в 2,5 м от стены надшахтной постройки» [4, 5], [1, с. 6 - 7].
По ряду организационных и финансовых причин наблюдения в шахте возобновились лишь весной 2008 г. Благодаря усилиям руководства ИМЗ СО РАН удалось преодолеть ряд серьезных бюрократических препятствий, а также убедить руководство Музейного совета
СО РАН выделить небольшие средства. Специалисты института осуществили бурение льда в верхней части шахты. Толщина ледяной изолирующей пробки оказалась чуть более 10 м. Были произведены замеры температуры мерзлых пород в стволе шахты и взяты пробы воздуха.
Основные результаты измерений температуры горных пород за все годы существования шахты представлены в таблице. Конечно, сравнение материалов, полученных в разные века с применением соответствующей своему времени измерительной аппаратуры, не совсем корректно и вряд ли позволяет сделать далеко идущие выводы. Тем не менее, эти данные любопытны и могут служить основой для определенных предположений. Так, можно отметить четкую сходимость температур мно-голетнемерзлых пород на глубинах 20, 30, 40, 60, 70, 90, 107, 110 и 120 м, что позволяет судить о достоверности этих данных. Проследив изменчивость температуры пород во времени, можно заметить повсеместное ее повышение в шахте после 40-х гг. прошлого века. Этому и иным, возникшим при более тщательном анализе вопросам , должно быть уделено должное внимание ученых и специалистов.
Возрождение
Шахта более полувека стояла заброшенной. К этому времени надшахтное сооружение пришло в ветхое состояние. Попытки восстановить памятник в целом обсуждались в коллективе Института мерзлотоведения СО РАН в течение многих лет, но не были реализованы в связи с отсутствием средств. Со стороны многочисленных скептиков высказывались самые пессимистические прогнозы о том, что на всем протяжении выработка заполнена льдом или обломками обвалившейся крепи.
В 2005 г. руководство института добилось передачи шахты, находившейся до этого времени под юрисдик
Температура мерзлых пород в шахте Шергина, о С
Глубина, м Автор (период измерений, годы)
Эрман (1829) Шергин (1830 -1837) Миддендорф (1845) Зацепины (1934-1937) Белокрылов (1938-1939) Шимановский (1940-1942) Лукин (1959- 1962)* Митин, Панин, Литов ко (апрель, 2008)
15 -6,0 -8, 2 -7,0 -7,2 -5,6
20 -6,7 -6,6 -6,5 -5,6 -4,1
23 -6,9
30 -6,4 -6,4 -6,4 -6,3 -5,5 -4,3
36 -5,0
40 -6,0 -6,0 -6,0 -5,4 -4,3
46 -5,7 -4,3
60 -5,2 -5,1 -5,0 -5,0 -4,3
61 -5,2
66 -2,5
70 -4,9 -4,9 -4,8 -4,8 -4,2
76 -4,1
90 -4,2 -4,2 -4,2 -4,2 -3,9
92 -1,9 -3,9
107 -3,4 -3,7
110 -3,5 -3,6 -3,6 -3,6
116 -0,6 -3,0
120 -3,2 -3,2
136 -2,6
'Наблюдения проводились в буровой скважине, расположенной в 30 м от шахты.
цией Якутского госуниверситета им. М. К. Аммосова, на свой баланс. Была разработана и утверждена рабочая программа научно-исследовательских работ в шахте на 2006 - 2008 гг., которая вошла в раздел научной программы «Изучение криогенных толщ в естественных и нарушенных геосистемах Якутии». В связи с этим был составлен план ремонтно-восстановительных мероприятий, в соответствии с которым в эти годы выполнены следующие работы:
- заменены прогнившие нижние венцы, и на один метр увеличена высота надшахтной постройки;
- устье шахты по всей мощности деятельного слоя было обсажено стальным листом, и создан теплоизолирующий слой;
- обустроен деревянный настил, ограждающие конструкции и двойные двери в устье шахты.
Эти мероприятия предотвратили опасность повторного затопления ствола шахты натечным льдом.
В 2009 г. автор и ведущий научно-познавательных программ «Искатели» на «Первом канале» российского телевидения Андрей И совместно с директором Якутского филиала БГУЭП Л. Н. Цой обратились к руководству ИМЗ СО РАН с инициативой организовать телевизионный проект со звучным названием «4Ш - Шоу Штурм Шахты Шергина». Дирекция института хорошо понимала, что только благодаря широкому информационному освещению возможно получить поддержку и создать условия для сохранения этого уникального историко-культурного и научного объекта. Поэтому был заключен договор о совместном сотрудничестве между ИМЗ СО РАН, администрацией г. Якутска, ЯФ БГУЭП и Службой спасения МЧС по РС(Я), благодаря которому и стала возможной реализация проекта.
Директ ор Инстит ута мерзлот оведения СО РАН Р. В. Чжан рассказал собравшимся о той роли,
кот орую сыграла шахта Шергина для геокриологической науки (фот о Ю. А. Мурзина).
Предполагалось, что шахта будет использоваться в качестве историко-культурного памятника, а со временем, возможно, станет уникальным туристическим объектом. Имея богатый опыт по получению средств и организации подобных мероприятий, Андрею И удалось сдвинуть проект с «мертвой точки».
В целом все реставрационные работы в шахте были разделены на три этапа: 1) очистка ствола и дистанционная диагностика скрытой части шахты; 2) анализ ствола визуально, с использованием альпинистских методов; 3) основная реставрация ствола и надшахтной части шахты, ее частичная или глубокая консервация, составление программы научно-исследовательских работ.
Главная цель на первом этапе заключалась в удалении ледяной пробки и обследовании шахты с помощью видеокамеры. Усилиями руководства Института мерзлотоведения СО РАН были получены необходимые согласования и разрешения на начало работ. После этого приступили к ликвидации многометровой ледяной пробки, закупорившей устье шахты. Одновременно с этим облагораживалась прилегающая к ней территория. Пятого июня 2009 г. через отверстие пробной скважины диаметром около 20 см телеведущий Андрей И опустил в шахту на глубину 25 м миниатюрную камеру и провел долгожданную съемку. Перед исследователями предстала интереснейшая картина - сосульки, изморозь, древний сруб, обрывки троса, оборвавшегося почти 70 лет назад. По словам Андрея И, этими работами была однозначно установлена возможность спуска людей: «Мы увидели, чт о погрузиться в шахту реально...». Через три недели, 26 июня 2009 г. состоялся вторичный спуск видеокамеры в шахту на глубину до 100 м.
Руководит еля администрации г. Якут ска Ю. В. Заболев говорит о значении шахты как т уристического объекта (фот о Л. Г. Ли).
Спуск видеокамеры в шахт у (фот о Ю. А. Мурзина).
вать спуск, но когда группа спустилась глубже, камера перестала работать. Поэтому основной спуск проходил в полном неведении о состоянии участников группы. Это очень волновало всех людей, с нетерпением ждущих на поверхности результаты погружения. Затем сломался фотоаппарат Андрея И, а потом оборвался и один из основных тросов!!!
«Спуститься на глубину 116 м группе не удалось», - передал по рации Е. Золкин. Он находился в этот момент в шахте на глубине 104 м. Дальше ствол был закупорен льдом и строительным мусором.
После подъема на поверхность Андрей И и Евгений Золкин чувствовали себя неважно. Сказывалось отсутствие дыхательной смеси, закончившейся уже при подъеме, за 80 - 90 м до поверхности. Однако через пару минут отважные мужчины пришли в себя и поделились впечатлениями. Е. Золкину удалось взять образцы земли, льда, мха и дерева технологии, позволяющей провести спуск людей в венцов шахты. Они станут объектом изучения специ-шахту для визуального ее обследования с соблюдением алистов Института мерзлотоведения СО РАН и других максимальной безопасности. Работы по очистке ствола научно-исследовательских организаций. были продолжены в середине октября 2009 г. и включали Судя по первым впечатлениям, шахта прекрасно удаление не только верхней десятиметровой, но и обна- сохранилась. Кроме участков ствола, укрепленных вен-руженной глубже второй, менее мощной ледяной пробки цовой лиственничной крепью, есть и свободные от нее толщиной 2 - 3 м. пролеты. Верхняя изолирующая пробка заканчивается
Снаружи в это время быстрыми темпами велись рес- ледяными сталактитами, а на глубине 20 м от устья шах-таврационные работы. Несмотря на мороз, бригада рабо- ты существует еще одна пробка из натечных ледяных чих соорудила вокруг уникального научно-исторического образований толщиной около 2 м. Вся нижняя часть ство-памятника новый забор из качественного материала. ла, покрытая кристаллами льда, потрясает изумитель-Четвертого ноября 2009 г. состоялось долгожданное со- ной красотой. Венцы лиственничной крепи выглядят так, бытие - спуск людей в шахту. Температура воздуха в словно они были установлены вчера, а не более 160 лет Якутске в этот день составляла - 19? С, а внутри колод- назад!
ца всего - 4?С. Чтобы память об организаторах акции, их упорном и
Были проведены традиционные обряды по благос- нелёгком труде сохранилась на долгие годы, к надшахт-ловлению этой акции по православным и языческим ному сооружению была прикреплена памятная табличка традициям. В церемонии открытия этого мероприятия участвовали директор Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН Р. В. Чжан, его заместители В. В. Шепелев, Л. Г Ли и другие сотрудники, руководство и общественность города. Оживление вызвало выступление главы администрации города Ю. В. Заболева, который под одобрительные аплодисменты дал согласие быть первым туристом при открытии этого объекта.
В полдень группа в составе руководителя Андрея И, оператора Марины Калининой (её спуск ограничился 30 м) и спасателя I класса Евгения Золкина была готова к спуску. Начало спуска Андрей И снимал на видеокамеру, фиксируя обледенелые стены шахты, вид снизу на ее устье, давал комментарии увиденного. Изображение транслировалось на телевизор, установленный в автобусе, поэтому многие собравшиеся могли отслежи-
Верхняя часть ствола шахты (фот о Ю. А. Мурзина).
Второй этап реализации проекта начался с разра-
Участники спуска Андрей И и Марина Калинина делят ся впечат лениями (фот о Ю. А. Мурзина).
с их именами. Над восстановлением научно-исторического памятника трудились: Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, Якутский филиал ГОУ высшего профессионального образования «Байкальский государственный университет экономики и права» и Служба спасения МЧС Республики Саха (Якутия).
Итак, состоялся один из наиболее технически сложных и опасных этапов социального проекта «Восстановление исторического памятника "Шахта Шергина"».
Цель спуска - привлечение внимания руководства города и республики, широкой общественности к современному состоянию объекта и его будущему - достигнута. Пришло время третьего этапа, предусматривающего реставрацию ствола и надшахтной части шахты, ее частичную или глубокую консервацию, составление программы научно-исследовательских работ. Ученым в первую очередь необходимо уделить внимание следующим научным вопросам:
- изучению межвековой изменчивости температуры горных пород в условиях меняющегося климата;
- определению степени понижения температуры мерзлых толщ вследствие охлаждающего влияния городской застройки;
- изучению охлаждения стенок шахты в результате затекания в шахту зимнего воздуха во время спусков в нее.
Конечно, ученым трудно согласиться с перспективой после реставрации сделать шахту только туристическим объектом. Ведь это самая глубокая выработка в мире, пройденная в толще вечной мерзлоты в XIX в. Пусть она и представляет особый интерес для любителей экстремального туризма, но правильно ли думать о сиюминутной выгоде...?
Да, конечно, лозунг «Такого нет нигде в мире, кроме Якутии!» звучит заманчиво, но не разумнее ли ограни-
читься внешним осмотром этой уникальной выработки? Тем не менее, без существенного нарушения температурного режима пород шахты можно, например, перекрыть ее на глубине 2 - 5 м прозрачной крышкой и сделать подсветку снизу, чтобы туристы могли ощущать таинственную глубину и холодное дыхание вечной мерзлоты.
Итак, знаменитая шахта Шергина начала очередной этап своей истории. Новые времена - новые подходы.
Литерат ура
1. Соловьев П. А. Шахта Шергина. - Изд. 5, исправл. и доп. - Якут ск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2008. -14 с.
2. Бэр К. М. Материалы к познанию нет ающего почвенного льда в Сибири. - Якут ск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2000. -160 с.
3. Миддендорф А. Ф. Путешествие на север и вост ок Сибири. - Ч. 1. Север и Восток Сибири в естественно-историческом отношении. Отд.1. География и гидрогеография. - СПб, 1860.
4. Лукин Г. О. Наблюдения за температ урным режимом оснований зданий в Якут ске. Фундаменты сооружений на мерзлых грунтах в Якутии. - М.: Наука, 1968. -С. 84-96.
5. Мельников П. И. Об изменениях температуры горных пород за вековой период в шахте Шергина в г. Якут ске и продолжительности тепловых процессов при восстановлении нарушенных температур мерзлых горных пород // Многолетнемерзлые породы и сопутствующие им явления на территории Якут ской АССР. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - С. 54-67.
ГОГ5
К
Ан>дн и ёрймя
Курчат ова Т. Т. Люди и время: (история жизни обычной семьи) /
Т. Т. Курчатова. - Якутск, 2010. - 148 с. + вкл.
В книге рассматривается история родословной двух семей, начиная с XIX века. Жизнь, быт и деятельность людей зависят от исторических изменений, происходящих в обществе.
