(Продолжение)

Гляциология

Евгений Подольский

Гнев титанов — ледниковые катастрофы

Усиление техногенного воздействия на климат планеты может увеличить вероятность возникновения стихийных бедствий, связанных с ледниками. Громады льда обладают гигантской потенциальной энергией, реализация которой может иметь чудовищные последствия. Какое-то время назад в интернете циркулировала видеозапись обрушения небольшой колонны льда в воду и последующей волны, смывшей группу туристов с ближайших скал. В Гренландии наблюдались подобные волны высотой 30 метров и длиной 300 метров.

Ледниковая катастрофа, произошедшая в Северной Осетии 20 сентября 2002 года, была зафиксирована на всех сейсмометрах Кавказа. Обрушение ледника Колка спровоцировало гигантский ледниковый обвал — 100 млн м³ льда, камней и воды пронеслись по Кармадонскому ущелью со скоростью 180 км в  час. Заплески селя сорвали рыхлые отложения бортов долины местами высотой до 140 метров. Погибли 125 человек.

Одной из самых страшных ледниковых катастроф мира стало обрушение северного склона горы  Уаскаран в Перу в 1970 году. Землетрясение магнитудой 7,7 баллов инициировало лавину в  миллионы тонн снега, льда и камней (50 млн м³). Обвал остановился только через 16 километров; два города, погребенные под обломками, превратились в братскую могилу для 20 тысяч человек.

Траектории движения ледовых лавин Nevados Huascarán 1962 и 1970, Перу (по UNEP’s DEWA/GRID-Europe, Geneva, Switzerland)

Другой тип опасностей, исходящих от ледников, — это прорыв подпруженных ледниковых озер, возникающих между тающим ледником и конечной мореной. Высота конечных морен может достигать 100 м, создавая огромный потенциал для образования озер и их последующего прорыва.

Потенциально опасное подпруженное моренным валом приледниковое озеро Tsho Rolpa в Непале, 1994 (объем: 76,6 млн м³, площадь: 1,5 км², высота моренного вала: 120 м). Photo is the courtesy by N. Takeuchi, Graduate School of Science, Chiba University

В 1555 году прорыв озера в Непале покрыл отложениями территорию площадью около 450 км², причем местами толщина этих отложений достигала 60 м (высота 20-этажного дома)! В 1941 году интенсивное таяние ледников Перу способствовало росту подпруженных озер. Прорыв одного из них погубил 6000  человек. В 1963 году в результате подвижки пульсирующего ледника Медвежий на Памире возникло озеро глубиной 80 метров. Когда ледяная перемычка была прорвана, вниз по долине устремился разрушительный поток воды и последующий сель, разрушивший электростанцию и множество домов.

Самый чудовищный прорыв ледникового озера произошел через Гудзонов пролив в море Лабрадор около 12 900 лет назад. Прорыв озера Агассис, по площади превышавшего Каспий, вызвал аномально быстрое (за 10 лет) похолодание климата Северной Атлантики (на 5°C на территории Англии), известное как  Ранний Дриас и обнаруженное при анализе ледяных кернов Гренландии. Огромное количество пресной воды нарушило термохалинную циркуляцию Атлантического океана, что заблокировало перенос тепла течением из низких широт. Сегодня подобного скачкообразного процесса опасаются в связи с глобальным потеплением, опресняющем воды Северной Атлантики.

В наши дни, в связи с ускорившимся таянием ледников мира, увеличивается размер подпруженных озер и, соответственно, растет риск их прорыва.

Рост площади приледниковых подпруженных озер на северном (слева) и южном (справа) склонах Гималайского хребта (по Komori, 2008)

В одних только Гималаях, 95% ледников которых стремительно тают, потенциально опасных озер насчитывается порядка 340. В 1994 году в Бутане 10 млн кубических метров воды, вылившись из одного из таких озер, проделали с огромной скоростью путь в 80 километров, убив 21 человека.

Согласно прогнозам, прорыв ледниковых озер может стать ежегодным бедствием. Миллионы людей в Пакистане, Индии, Непале, Бутане и Тибете не только столкнутся с неизбежным вопросом сокращения водных ресурсов в связи с исчезновением ледников, но и окажутся лицом к лицу со смертельной опасностью прорыва озер. Гидроэлектростанции, селения, инфраструктура могут быть разрушены в одно мгновение страшными селями.

Серия снимков, демонстрирующая интенсивное отступание непальского ледника AX010, Shürong region (27°42'N, 86°34'E). (a) 30 May 1978, (b) 2 Nov. 1989, (c) 27 Oct. 1998, (d) 21 Aug. 2004 (Photos by Y. Ageta, T. Kadota, K. Fujita, T. Aoki are the courtesy of the Cryosphere Research Laboratory, Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University)

Еще один вид ледниковых катастроф — лахары, возникающие в результате извержений вулканов, покрытых ледяными шапками. Встреча льда и лавы порождает гигантские вулканогенные грязевые сели, типичные для страны «огня и льда» Исландии, для Камчатки, Аляски и имевшие место даже на Эльбрусе. Лахары могут достигать чудовищных размеров, будучи самыми крупными среди всех типов селей: их длина может достигать 300 км, а объем — 500 млн м³.

Ночью 13 ноября 1985 года жители колумбийского города Армеро (Armero) проснулись от сумасшедшего шума: через их город, смывая все дома и конструкции на своем пути, пронесся вулканический сель — его бурлящая жижа унесла жизни 30 тысяч человек. Другой трагический случай произошел роковым рождественским вечером 1953 года в Новой Зеландии — прорыв озера из оледенелого кратера вулкана спровоцировал лахар, который смыл железнодорожный мост буквально перед самым поездом. Локомотив и пять вагонов со 151 пассажиром нырнули и навсегда исчезли в стремительном потоке.

Кроме того, вулканы могут просто уничтожать ледники — например, чудовищное извержение североамериканского вулкана Сент-Хеленс (Saint Helens) снесло 400 метров высоты горы вместе с 70% объема ледников.

Люди льда

Суровые условия, в которых приходится работать гляциологам, — пожалуй, одни из самых трудных, с  которыми только сталкиваются современные ученые. Большая часть полевых наблюдений подразумевает работу в холодных труднодоступных и удаленных частях земного шара, с жесткой солнечной радиацией и недостаточным количеством кислорода. Кроме того, гляциология зачастую сочетает альпинизм с наукой, делая тем самым профессию смертельно опасной.

Базовый лагерь экспедиции на ледник Федченко, Памир; высота примерно 5000 м над уровнем моря; под палатками около 900 м льда (фото автора, 2009)

Отморожения знакомы многим гляциологам, из-за чего, например, у бывшего профессора моего института ампутированы пальцы на руке и ноге. Даже в комфортной лаборатории температура может опускаться до –50°C. В полярных районах вездеходы и снегоходы иногда проваливаются в 30–40-метровые трещины, жесточайшие метели зачастую делают высокогорные рабочие будни исследователей настоящим адом и уносят ежегодно не одну жизнь. Это работа для сильных и выносливых людей, искренне преданных своему делу и бесконечной красоте гор и полюсов.

Использованная литература:

Adhemar J. A., 1842. Revolutions of the Sea. Deluges Periodiques, Paris.

Bailey R. H., 1982. Glacier. Planet Earth. Time-Life Books, Alexandria, Virginia, USA, 176 p.

Clark S., 2007. The Sun Kings: The Unexpected Tragedy of Richard Carrington and the Tale of How Modern Astronomy Began. Princeton University Press, 224 p.

Dansgaard W., 2004. Frozen Annals — Greenland Ice Sheet Research. The Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, 124 p.

EPICA community members, 2004. Eight glacial cycles from an Antarctic ice core. Nаture, 429 (10 June 2004), 623–628.

Fujita, K., and O. Abe. 2006. Stable isotopes in daily precipitation at Dome Fuji, East Antarctica, Geophys. Res. Lett., 33, L18503, doi:10.1029/2006GL026936.

GRACE (the Gravity Recovery and Climate Experiment).

Hambrey M. and Alean J., 2004, Glaciers (2nd edition), Cambridge University Press, UK, 376 p.

Heki, K. 2008. Changing earth as shown by gravity (PDF, 221 Кб). Littera Populi — Hokkaido University's public relations magazine, June 2008, 34, 26–27.

Glacial pace picks up // In the Field (The Nature reporters' blog from conferences and events).

Imbrie J., and Imbrie K. P., 1986. Ice Ages: Solving the Mystery. Cambridge, Harvard University Press, 224 p.

IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor and H. L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 p.

Kaufman S. and Libby W. L., 1954. The Natural Distribution of Tritium // Physical Review, 93, No. 6, (15 March 1954), p. 1337–1344.

Komori, J. 2008. Recent expansions of glacial lakes in the Bhutan Himalayas. Quaternary International, 184, 177–186.

Lynas M., 2008. Six Degrees: Our Future on a Hotter Planet // National Geographic, 336 p.

Mitrovica, J. X., Gomez, N. and P. U. Clark, 2009. The Sea-Level Fingerprint of West Antarctic Collapse // Science. Vol. 323. No. 5915 (6 February 2009) p. 753. DOI: 10.1126/science.1166510.

Pfeffer W. T., Harper J. T., O’Neel S., 2008. Kinematic constraints on glacier contributions to 21st-century sea level rise. Science, 321 (5 September 2008), p. 1340–1343.

Prockter L. M., 2005. Ice in the Solar System. Johns Hopkins APL Technical Digest. Volume 26. Number 2 (2005), p. 175–178.

Rampino M. R., Self S., Fairbridge R. W., 1979. Can rapid climatic change cause volcanic eruptions? // Science, 206 (16 November 1979), no. 4420, p. 826–829.

Rapp, D. 2009. Ice Ages and Interglacials. Measurments, Interpretation and Models. Springer, UK, 263 p.

Svensson, A., S. W. Nielsen, S. Kipfstuhl, S. J. Johnsen, J. P. Steffensen, M. Bigler, U. Ruth, and R. Röthlisberger. 2005. Visual stratigraphy of the North Greenland Ice Core Project (NorthGRIP) ice core during the last glacial period, J. Geophys. Res., 110, D02108, doi:10.1029/2004JD005134.

Velicogna I. and Wahr J., 2006. Acceleration of Greenland ice mass loss in spring 2004 // Nature, 443 (21 September 2006), p. 329–331.

Velicogna I. and Wahr J., 2006. Measurements of time-variable gravity show mass loss in Antarctica // Science, 311 (24 March 2006), no. 5768, p. 1754–1756.

Zotikov I. A., 2006. The Antarctic Subglacial Lake Vostok. Glaciology, Biology and Planetology. Springer–Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 144 p.

Войтковский К. Ф., 1999. Основы гляциологии. Наука, Москва, 255 с.

Гляциологический словарь. Под ред. В. М. Котлякова. Л., ГИМИЗ, 1984, 528 с.

Жигарев В. А., 1997. Океаническая криолитозона. М., МГУ, 318 с.

Калесник С. В., 1963. Очерки гляциологии. Государственное издательство географической литературы, Москва, 551 с.

Кечина К. И., 2004. Долина, ставшая ледяной могилой //Би-Би-Си. Фоторепортаж: 21 сентября 2004.

Котляков В. М., 1968. Снежный Покров Земли и Ледники. Л., ГИМИЗ, 1968, 480 с.

Подольский Е. А., 2008. Неожиданный ракурс. Жан Луи Родольф Агассис, «Элементы», 14 марта 2008 (21 с., дополненная версия).

Попов А. И., Розенбаум Г. Э., Тумель Н. В., 1985. Криолитология. Издательство Московского университета, 239 с.

Автор: Подольский Е. А. Университет Нагоя (Япония). Посвящается моей семье, Ёуль (Yeoul), Косте и Стасу.

elementy.ru