Если посмотреть на аэроснимки типичной тундры, то невозможно пропустить мимо внимания территории, как бы расчерченные на многогранники: с четырьмя, пятью или даже шестью гранями. Это характерная особенность болот северной тундры: ячеистая, сетчатая структура поверхности. Ячеи-полигоны разделяются трещинами (канавками) — прямыми, наполненными водой и соединяющимися между собой под тупым углом. Они четко отграничивают один полигон от другого. Отсюда и название — полигональные болота (рис. 93, 94). Полигоны бывают разных размеров: от 10 до 20 (30) м. Поверхность их ровная, слабо выпуклая или даже вогнутая. Нередко полигон окружен валиком, приподнимающимся на 20–50 см. Трещины, разделяющие полигоны, обычно бывают разной ширины: от 50 см до 2 м. По форме полигонов эти болота делят на типы: плоскополигональные, валикополигональные и др.

Причина образования полигональных болот — морозобойное растрескивание. Впервые они описаны хирургом Фигуриным, который в 1822 г. посетил тундру: «Трещины льда и земли делаются от стужи около 40 ° по Реомюрову термометру… Сии же трещины производят новые ледяные жилы в разных направлениях землю прорезывающие, из коих многие, однако же, жилами и огромными массами внутри сырого и сухого грунта заключающиеся, одолжены, может быть, своим образованием глубокой древности».

Чем влажнее торф, тем более мощными становятся трещины. Постепенно, из года в год, они расширяются, а под слоем торфа образуется клин льда, обращенный острием вниз. Клин льда давит на торф, приподнимая его. Так образуются валики. Они препятствуют стоку воды — и центр полигона наполняется водой.

Н. И. Пьявченко считал, что самые крупные клинья льда не могли возникнуть в современный период. Если они сверху покрыты молодым торфом с ненарушенной структурой, то это значит, что лед появился очень давно. Вероятнее всего, растрескивание произошло в период сильного похолодания климата, когда образовалась и вечная мерзлота. Однажды возникнув, клинья льда постепенно все более увеличивались, местами достигнув 2–3 м ширины.

Одно из полигональных болот на Ямале — Заозерское — подробно исследовано Н. И. Пьявченко. Большая часть поверхности этого болота занята плоскополигональными комплексами. На полигонах растут багульник стелющийся, брусника, подбел, морошка, пушица влагалищная и береза карликовая. Других растений (голубики, вороники) меньше. В наземном ярусе обильны лишайники (кладонии, цетрарии), но встречаются зеленые мхи (дикранум, политрихум) и олиготрофные сфагны. Внутри полигона часто образуется мочажина, где преобладают гидрофильные виды (осоки редкоцветковая и круглоголовая, пушица рыжеватая) вместе с гипновыми мхами. Такие же сообщества характерны и для трещин.

В Сибири, к востоку от Ямала, растительные сообщества немного другие: на валиках растут ивы ползучая и красивая, дриада точечная, осока прямостоячая и зеленые мхи; в мочажинах и трещинах — осоки длиннокорневищная и прямостоячая, зубровка малоцветковая и зеленые мхи.

В полигональных болотах торфа обычно немного: 0.5–1.3 м (редко до 3 м). Торф полигонов оттаивает только сверху на несколько сантиметров, а ниже он вечномерзлый. И все-таки полный разрез был получен. Оказалось, что на дне торф гипновый или хвощовый, в середине — линзами древесный, а ближе к поверхности — осоковый или гипновый. Самый верхний слой — сфагновый. Но естественно, что встречаются болота и с другой стратиграфией.

Настоящие горы торфа возвышаются над ерсеями (топями и мочажинами) до 8 м. Эти горы, названные буграми (в отличие от низких гряд и кочек более южных болот), и создают «лицо» особого, бугристого типа болот. Более всего бугристые болота присущи лесотундре, хотя проникают они в южную тундру и в северную тайгу. Часто на севере они образуют сложные системы с полигональными болотами, а на юге — с аапа и другими типами.

Бугристые болота всегда привлекали внимание болотоведов, ботаников, географов своей необычностью и загадочностью происхождения. Их исследовали Н. И. Пьявченко, Ю. Д. Цинзерлинг, Н. Я. Кац, М. С. Боч и многие другие ученые.

Бугристые болота занимают огромные площади на севере Кольского полуострова, в Малоземельской и Болынеземельской тундре (в Припечорье) и на севере Западной Сибири.

Изучив растительность Таз-Енисейского междуречья в Западной Сибири, Н. И. Пьявченко писал: «С воздуха ясно видны крупные торфяные бугры различных очертаний, но чаще сглаженной, округлой формы. Целые группы их покрыты то белесым саваном лишайников, то бурым тоном вересковых кустарничков, а иногда и редкой древесной растительностью. Местами хорошо выделяются черно-коричневой окраской обнаженные вершины крупных бугров, а также отдельные бугры-останцы, окруженные водным кольцом или разбросанные среди небольших озерков. Отчетливо выделяются обрывистые торфяные берега термокарстовых озер. Бугры разделены сетью мочажин, соединяющихся с озерками; на крупных участках мерзлых торфяников заметны округлые воронки термокарста со светлоокрашенным покровом из сфагновых мхов».

В чем же причина образования торфяных бугров? Ученые выдвинули несколько гипотез, из которых наиболее вероятными считаются две. По одной из них бугры образовались при мерзлотном выпирании грунта. Другая, эрозионная гипотеза, принадлежит Н. И. Пьявченко. Николай Иванович считал, что во время теплых периодов голоцена на территории современной лесотундры господствовали леса и активно нарастали торфяные болота. Похолодание, наступившее 4000–3000 лет назад, привело к отступлению леса и образованию вечной мерзлоты в минеральных и торфяных грунтах. Около 2000 лет назад климат вновь стал теплее — и началось бурное таяние скопившихся масс снега, в результате чего произошло размывание ровных поверхностей болот. Но остатки мерзлоты кое-где сохранились.

Так сформировались торфяные болота, где бугры — реликты прежних ровных болот, а ерсеи — размытые понижения, заросшие позже гидрофильными растениями. Одни бугры разрушаются дальше, другие — еще более вспучиваются (за счет формирования под ними мерзлых минеральных подушек). И в настоящее время почти везде на бугристых болотах под буграми мерзлота сохраняется все лето, а под ерсеями оттаивает.

Известный в нашей стране гидролог С. М. Новиков, подробно изучавший в 60-70-е гг. бугристые болота севера Западной Сибири, считает, что и в наше время над созданием бугристых болот «работают» два процесса одновременно: мерзлотное пучение и водно-тепловая эрозия. Это значит, что на одном и том же болоте могут возникать новые бугры от морозного пучения. Здесь же протаивают полосы и пятна торфа, и тогда они становятся ниже неоттаявщих участков.