Во второй половине XIX века в Сибири началась относительно широкая разведка и эксплуатация месторождений угля, железа, золота и других полезных ископаемых. В конце века начала строиться Транссибирская железная дорога на восток, но была построена пока до Иркутска».
В Сибирь хлынули толпы людей. Наступила пора изучения вечной мерзлоты. Это было неизбежно, с мерзлотой уже нельзя было не считаться — ее надо было копать, долбить, строить на ней. Люди разнообразнейших профессий — инженеры, строители, геологи, ботаники, почвоведы накапливали факты, сталкивались все с новыми и новыми для них ее особенностями. Все было необычным. Одинаковые, казалось, свойства мерзлоты в разных местах были неодинаковыми. Все вместе создавало представление о широте и глубине явления.
Ученые, не связанные непосредственно с практической деятельностью, — климатологи, геофизики тоже не могли теперь обойти в своих исследованиях этот феномен. Так в их труды проникали наблюдения над мерзлотой в совсем новом преломлении — возможности сельского хозяйства, влияния ее на растительность, установления геофизических закономерностей. Начались теоретические изыскания условий промерзания земной коры.
«Над железной дорогой шефствовало Русское географическое общество. Оно создало Комиссию по изучению мерзлых грунтов из видных ученых. Комиссия составила первую инструкцию «По изучению мерзлоты почвы в Сибири». Инструкция была опубликована в последние годы XIX века. Тогда же были изданы и некоторые работы о наблюдениях над вечной мерзлотой для районов строительства железной дороги.
В начале XX века появились первые книги об особенностях строительства на вечномерзлых грунтах и эксплуатации инженерных сооружений, об особенностях движения подземных вод среди мерзлых пород (в этом отношении много сделал геолог А. В. Львов, создав солидный труд).
Несмотря на то что в книгах уже были научно изложены некоторые рекомендации по методам строительства и разведки мерзлых пород, все же оставалось еще много недоуменных вопросов. Неумение строить на мерзлоте обошлось во многие миллионы рублей. Железнодорожные пути и мосты разрушались, водопроводные сооружения, построенные на реках, не могли работать, так как оказалось, что зимой реки опустошались.
Строительство Транссибирской магистрали дало огромный опыт «обращения» с мерзлотой, громадное количество фактического материала, который многие годы в дальнейшем снабжал исследователей «пищей» для размышлений и выводов.
Первой крупной, основополагающей работой стала книга Михаила Ивановича Сумгина «Вечная мерзлота почвы в пределах СССР», опубликованная в 1927 году. Это был и первый в мире теоретический труд по вечной мерзлоте».
В книге кроме своих многолетних наблюдений Сумгин подвел итог всему, что было известно за сто лет. Из разрозненных фактов и распыленных данных, отдельных сведений и наблюдений он создал строгую и упорядоченную систему знаний, базу для теоретических и практических выводов. Он собрал, систематизировал и проанализировал огромный фактический материал — о распространении вечной мерзлоты по площади и глубине, о температурах почвы. Составил первую мерзлотную карту. Изложил гипотезу происхождения мерзлоты, вывел главные закономерности ее развития и существования. Определил основные методы инженерного освоения обширной территории и, главное, показал, что строить на мерзлоте можно, что это уже пройденный этап, основное известно, весь вопрос только в экономике и рентабельности.
Сумгин стал основоположником новой науки — мерзлотоведения. Кроме того, он поставил новый вопрос — вопрос о насущных проблемах мерзлотоведения. Он воспитал молодых ученых, своих учеников и последователей, энтузиастов этой нелегкой науки.
«В 1930 году была создана постоянная Комиссия по изучению вечной мерзлоты при президиуме Академии наук СССР (КИВМ), которая через шесть лет стала Комитетом (КОВМ). Была создана Мерзлотная лаборатория.
После первой книги по мерзлотоведению последовали капитальные работы по механике мерзлотных грунтов М. И. Сумгина и Н. А. Цытовича, давшие новое направление в мерзлотоведении — инженерное, работы Н. И. Толстихина об условиях движения подземных вод в мерзлой среде и многие другие. Коллектив авторов во главе с М. И. Сумгиным создал первый учебник по мерзлотоведению: «Общее мерзлотоведение». Молодая наука делала свои первые шаги и утверждала себя.
В 1939 году Комитет по вечной мерзлоте был преобразован в Институт мерзлотоведения имени академика В. А. Обручева. Сумгин добился, что на обширной территории мерзлой зоны возникло несколько научно-исследовательских мерзлотных станций института: в Воркуте, Игарке, Якутске, Амдерме, Анадыре, и много лет спустя (уже без Сумгина) появилась станция на Алдане. Воркутинская и Якутская станции стали потом отделениями института».
Как и во всякой молодой науке, в мерзлотоведении вначале многое было незрело, противоречиво, неясно — и в теории, и в физике явлений, и в сопутствующих процессах, и, конечно, в практических вопросах. Все только еще начинало проясняться. Постепенно уточнялось, перерабатывалось, исправлялось. Новые факты опровергали или подтверждали старые «истины». Появлялись истины новые, но они в свою очередь тоже нередко устаревали, их «развенчивали» свежие сведения.
В науку вливались молодые силы. Постепенно создавалась школа советских мерзлотоведов, которой руководил М. И. Сумгин. Сумгин старался привлечь к изучению вечной мерзлоты как можно больше специалистов самых различных областей знаний.
Институт помещался в Большом Черкасском переулке. Это — старое здание, с глубокими подвалами и узкой каменной лестницей. Большой полутемный зал, еще две-три комнаты и библиотека внизу.
Появились аспиранты. Из Сибири приезжали защищать диссертации люди, много лет работавшие в зоне мерзлоты. Приезжали сотрудники мерзлотных станций, снаряжались экспедиции. В подвале был склад, там готовили оборудование и приборы.
Оказалось, что почти каждая отрасль знания может выдвинуть своих представителей для изучения мерзлоты: инженеров, геофизиков, биологов, почвоведов, гидрогеологов, физико-химиков и многих других.
Биологи увидели неожиданные вещи: корни растений в земле не погибали, застигнутые промерзанием, а пронизывали, как бы прорастали сквозь ледяной слой. Они питались незамерзшей пленочной водой. Многие бактерии сохранялись в мерзлоте тысячелетия и потом оживали, не изменяя своих способностей. После состояния анабиоза оживали некоторые и более сложные организмы.
Выяснилось, что физико-химические процессы в мерзлых породах не прекращаются, как это думали раньше, что эти процессы продолжаются иногда очень интенсивно, что существует перенос в мерзлых грунтах ионов с мигрирующей пленочной водой в течение всей зимы, даже при весьма низких температурах. Движение водных пленок идет к фронту промерзания, а с пленками перемещаются химические элементы. Все это было подтверждено водными вытяжками солей. Солевой состав в зоне низкой температуры увеличивался, а там, откуда шла миграция, — уменьшался.
Гидрогеология мерзлой зоны выросла на общем «стволе» мерзлотоведения в самостоятельную крепкую ветвь — криогидрогеологию и выявила много удивительных вещей: страшная вечная мерзлота мощностью в сотни метров оказалась насыщенной в своей толще межмерзлотными водоносными таликами, крупными и мелкими, с движущейся водой. Да при этом еще оказалось, что самые крупные источники — целые реки — изливаются на поверхности земли на далеком севере, почти у полюса холода.
Для гляциологов зона мерзлоты — дом родной. И все же по сравнению с привычными для них ледниками, лежащими на поверхности земли,
