Ледники в горах - Серебрянный Леонид Рувимович
Бунтующие ледники
Спокойное и размеренное существование ледников временами уступает место резким подвижкам, или пульсациям. В такие периоды ледники набирают стремительную скорость, а их языки продвигаются далеко вниз по долинам, превосходя по своим масштабам обычные колебания ледников.
Примеры необычного поведения ледников, прямо не связанного с климатическими изменениями, известны уже давно. Ледник Фернагтфернер в Эцтальских Альпах за последние четыре века пульсировал 4 раза, причем каждая подвижка сопровождалась подпруживанием реки Рофон и образованием огромного подпрудного озера. Внезапный спуск воды из этого озера не раз приводил к катастрофическим наводнениям.
Пульсирующие ледники известны практически во всех крупных горно-ледниковых районах. Характерно, что пульсации происходят на фоне общего сокращения оледенения. Преобладают кратковременные, небольшие по размерам пульсации, однако иногда масштабы этих явлений весьма велики, что сопровождается полным преобразованием морфологии ледниковых языков.
В 1966 г. на Аляске пульсировало 12 крупных ледников, в том числе самый крупный в Северной Америке ледник Беринга. Его фронт шириной 42 км продвинулся за четыре года на 1200 м. Ледник Уолш, который был стационарен с 1918 г., в конце 60-х годов стал пульсировать, и за четыре года его центральная часть переместилась на 10 км. Одновременно в леднике произошло заметное перераспределение массы: поверхность фирнового бассейна понизилась на 150 м.
В Каракоруме в 1904—1905 гг. ледник Гассанабад продвинулся на 10 км за два с половиной месяца, т. е. за сутки подо льдом скрывался участок долины протяженностью 130 м. В том же районе в 1953 г. пульсировал ледник Кутьях, продвигавшийся за сутки на 113 м.
Рис. 4. Схема трещинной тектоники пульсировавшей части ледника Медвежьего во время подвижки 1963 г. (по: [Долгушин, Осипова, 1982])
1 — граница ледника; 2 — трещины; 3 — краевые зоны дробления; 4 — линии надвигов; 5 — линии ступенчатых сбросов; 6 — крупные продольные разломы; 7 — террасы оседания («прилавки»); 8 — береговые морены
Во время таких крупных пульсаций вниз по долинам перемещаются массы льда. П. Виссер подсчитал, что во время подвижки ледника Султан-Чуску в долине Хумдан в Каракоруме в 1930 г. объем перемещенного льда составил 300 млн. м3. При этом в области ледосбора в результате снижения поверхности ледника на 100 м обнажились древние лавинные конусы, а продвинувшийся конец ледника перекрыл древние морены.
На Памире широко известен своим беспокойным нравом ледник Медвежий. В 1963 г. он сместился вниз по долине Ванча почти на 2 км, а спустя 10 лет — на 1750 м, перегородив две боковые долины Абдукагор и Дустироз. В первой из них образовалось подпрудное озеро емкостью около 20 млн. м3. Советский ученый Л. Д. Долгушин, много лет занимавшийся изучением Медвежьего, выяснил периодичность пульсаций и на основе анализа эмпирической информации заблаговременно предсказал, что подвижка произойдет именно в 1973 г. И тогда гляциологи стали тщательно следить за поведением Медвежьего. Это был первый точный прогноз ледниковой пульсации, позволивший свести к минимуму ее катастрофические последствия, связанные с прорывом вод подпрудного озера и прохождением паводка по реке Ванч.
Другая не менее известная пульсация произошла в 1969 г. на Северном Кавказе: активно наступавший ледник Колка достиг языка ледника Майли, разрушил его, частично втянул в движение и продвинулся далеко вниз но долине реки Геналдон, перекрыв Верхнекармадонские минеральные источники.
Исследование пульсирующих ледников позволило систематизировать их морфологические признаки (рис. 4). Выяснилось, что в активную фазу пульсации поверхность ледниковых языков хаотически раздроблена либо разбита системой перекрещивающихся трещин на отдельные блоки. Блоки сохраняют вертикальное положение даже при быстром перемещении на значительные расстояния. Кроме того, продвинувшиеся концы ледников имеют характерную каплевидную форму с выпуклыми продольным и поперечным профилями. Сама поверхность ледников осложнена гигантскими продольными разрывами, отделяющими осевую быстродвижущуюся часть ледника от краевых зон дробления. На сложиодолиниых ледниках при пульсациях образуются петли срединных морен.
В результате детального изучения морфологии пульсирующих ледников установлен ряд критериев для дешифрирования их па аэрофото- и космических снимках. Диализ собранных материалов привел к поразительному заключению: оказалось, что к классу пульсирующих можно отнести сотни ледников в Северной и Южной Америке, в Исландии, на Шпицбергене, в Каракоруме, Гималаях, Альпах, па Кавказе, Тянь-Шане, Памире, Камчатке и в других районах. При этом выяснилось, что пульсировать могут ледники практически всех морфологических типов, независимо от гляциоклиматических и геоморфологических обстановок.
Другой не менее важный вывод сводится к тому, что пульсации у отдельных ледников происходят периодически. Подвижки в прошлом могут быть реконструированы по петлям срединных морен. Таких петель, каждая из которых фиксирует одну из пульсаций, на отдельных сложнодолинных ледниках насчитывается от 3 до 10.
В пульсации различают две стадии: короткую активную (обычно длится не более шести лет) и гораздо более длительную стадию покоя (10—100 лет). Сам механизм пульсаций до конца не раскрыт. Еще на заре изучения пульсирующих ледников считалось, что причиной пульсаций являются землетрясения. Эту гипотезу выдвинули американские ученые Р. Тарр и Мартин в 1914 г., ориентируясь на материалы изучения быстрых подвижек ледников, спускающихся к берегу залива Якутат на Аляске. В этом районе в сентябре 1899 г. была отмечена серия мощных подземных толчков, вызвавших массовый сход лавин в ледосборах, что резко увеличило питание ледников. Реакцией на обильное снегонакопление явилось активное наступание ледников в последующие семь лет. Правда, М. Мюллер установил, что пульсации в данном районе происходили и до землетрясения 1899 г.
Сейчас большинство исследователей склоняются к тому, что пульсации — закономерное выражение неустойчивых динамических условий, периодически возникающих внутри ледниковых систем, однако этот процесс могут стимулировать такие внешние факторы, как землетрясения. Недаром многие пульсирующие ледники встречаются в сейсмоактивных районах.
Ледниковые пульсации проявляются в разных формах. Одна из них — прохождение по леднику кинематических волн. Их можно рассматривать как реакцию ледников на избыточное накопление массы в области питания, т. е. избыточная масса льда проходит в виде единой волны вниз по леднику, что сопровождается усилением трещинообразования. Скорость прохождения кинематических волн в верховьях ледников значительно превышает обычные скорости движения льда, но ближе к концу ледника уменьшается. Напротив, высота волн увеличивается на концах ледников. Именно этот поступивший сверху лед проталкивает концы ледников вниз по долинам.
Условия, которые доводят ледники до критического состояния, вызывающего пульсацию, до конца не известны. Предполагают, что сказывается влияние температур и давления в основании ледников. С увеличением мощности льда давление у ложа возрастает, что может сопровождаться усилением таяния базальных слоев льда. Если этот процесс захватывает значительную часть толщи льда, скорость скольжения придонных слоев возрастает, что стимулирует пульсацию. В результате ледяная толща утоньшается, давление уменьшается и придонные слои вновь примерзают к ложу. Иными словами, ледниковая система вновь приходит в состояние равновесия с внешними условиями.
С ледниковыми пульсациями связаны катастрофические паводки на горных реках. Как упоминалось выше, подпруживание боковых долин внезапно продвинувшимся ледниковым языком часто сопровождается образованием плотинных озер, которые быстро наполняются водой. В тех случаях, когда уровень воды в озере достигает 9/10 высоты подпруживающего ледника, последний всплывает, и вода находит выход по подледниковым полостям и туннелям. Другой механизм прорыва свойствен пульсирующим холодным ледникам, которые приморожены к ложу. Вода в плотинном озере в этих случаях накапливается до тех пор, пока не начнет переливаться через край ледника, быстро прорезая себе русло во льду.
