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.
Торфяные «горы»
Вот и весна, свет немеркнущий дня,
Нежные краски чаруют меня.
От невысоких и тонких растений
Еле заметны короткие тени.
В отблеске нежной зари бледно-розовой
Светится ствол низкорослый березовый;
Рядом цветочек — невзрачен и мал —
Яркою точкой во мху засверкал.
Сколько цветов — ярко-желтых и синих —
Глянет, как только растопится иней!
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.