Вечная мерзлота была обнаружена в 1680 г. когда предпринимались неудачные попытки вырыть в Якутске колодец до воды.

Тогда удалось прорыть скважину лишь на десяток метров. Из донесения губернатора Якутска Государю Императору: “Рытье колодцев в Якутске совершенно невозможно, земля остается мерзлою до больших глубин”, Я. Головин, 1686

Спустя почти 150 лет, в 1828 году, служащий Русско-Американской компании Федор Шергин вновь попытался докопаться до воды, но вскоре понял, что земля, вероятнее всего, остается мерзлой до очень больших глубин.

Шергин продолжил свою работу уже с научной целью, чтобы определить положение нижней границы мерзлого грунта. Работы проводились зимой, чтобы обеспечить хорошую вентиляцию в шахте за счет температурной инверсии. К 1837 году глубина шахты достигла 116 м. В 1844 г., во время экспедиции Миддендорфа в Шергинской скважине были установлены термометры в небольших (около 2 м) горизонтальных ответвлениях на различных глубинах, и организованы периодические измерения, технология которых показана на рисунке. 

Первая термическая термическая модель вечной мерзлоты мерзлоты

 

Г.И. Вильд (1833-1902), используя измерения температуры грунта на глубинах в Шергенской скважине в Якутске, предложил первую термическую модель вечной мерзлоты. В этой модели он учел больший градиент среднегодовой температуры в верхнем метровом слое почвы (0.9 °С) по сравнению с нижележащим слоем (2.97 °С/100 м).

 Tgr=Ta + 0.9 + 0.22 * 2.97 = Ta + 1.6°С

Используя измерения температуры воздуха, Вильд при помощи этой простой модели рассчитал положение границы
вечной мерзлоты и построил карту.

Генрих Иванович Вильд “О температуре воздуха в Российской Империи”,1882

Первые исследователи вечной мерзлоты

 

Татищев, Василий Никитич (1686-1750)

Введение к историческому и географическому описанию Великороссийской Империи, 1744:

 

“Севернее 59 o широты, почва не тает глубже,
чем на пол-аршина (0.36 м)”

 Иоганн Георг Гмелин (1709  - 1755)

Флора Сибири, 1747-69

«Июня 18 дня (1736) мы решили вырыть колодец в Якутске и найти воду. Когда мы прорыли пол-аршина
(1 аршин = 71 см) земля сменилась песком, который глубже аршина стал твердым. Мы продолжали рыть и углубились еще на четверть аршина, но глубже копать не смогли…
Мы попробовали копать в другом месте, лежащем ниже, но и там начиная с глубины пол-аршина песок был замерзший.»

Ломоносов, Михаил Васильевич (1711  - 1765 )

М.В. Ломоносов в работе "Слово о рождении металлов от трясения земли"(1757) обьяснил существование «земли, замерзшей даже летом
на глубине ниже тонкого талого слоя в местах, близких Северным морям и в высоких горах, отделяющих Сибирь от Китайской империи» суровостью климата и близостью к «холодным атмосферным слоям». Он писал о том, что в обоих случаях «зимний холод побеждает летнее тепло», что в целом соответствует современным представлениям о тепловом балансе земной поверхности.

Миддендорф Александр Федорович (1815  - 1894)

В книге “Путешествие на север и восток Сибири ”, 1848 (на немецком), 1862 (на русском) описал

• геоморфологию севера Сибири;
• наледи;
• температурные измерения в скважинах, в том числе в Шергинской в Якутске;
• строение криогенного грунта в Шергинской скважине;
• положение южной границы вечной мерзлоты.