Леонид Серебрянный - Ледники в горах
Ледниковые туннели известны и в других горных странах, но раньше всего с ними познакомились жители Альп, что нередко кончалось драматически. Из книги в книгу переходит история о том, как в конце прошлого века один швейцарец упал в трещину Гриндельвальдского ледника, но по счастливой случайности остался жив. Проскользив вниз около 120 м, он достиг основания ледника, отделавшись лишь переломом руки. Не потеряв присутствия духа, в полной темноте он начал искать выход из ледяной западни и, двигаясь по туннелю, вышел из ледника у подножия горы Веттерхорн.
Хотя наблюдения в естественных туннелях и предоставляют уникальную информацию о жизнедеятельности ледника, все же надо иметь в виду, что эти туннели обычно приурочены к концам ледниковых языков и соответственно полученные данные нельзя распространять на всю ледниковую систему. В последнее время гляциологи устраивают свои лаборатории в искусственных туннелях, которые проникают далеко в глубь ледников. Например, уникальные сведения о взаимодействии ледника с ложем удалось получить в туннеле, прорытом под ледником Аржантьер в массиве Монблан в Альпах. В нашей стране специально для гляциодинамических исследований был заложен туннель в леднике Обручева на Полярном Урале.
Камни на ледниках
До сих пор мы рассматривали различные формы поверхности ледников, однако надо иметь в виду, что там, кроме льда, встречаются и каменные образования. Особенно выделяются срединные и боковые морены — полосы камней, протягивающиеся в осевых и прибортовых частях ледников. Морены похожи на каменные дороги, ведущие вверх по ледникам к заснеженным пикам и гребням. Эта картина настолько характерна для внешнего облика горных ледников, что стала эмблемой ряда научных симпозиумов и совещаний и воспроизводится на плакатах, почтовых марках и значках, где есть ледники и горы.
На скопления обломочного материала на ледниках обращали внимание еще Т. Вигалин, Л. Агассис, Ж. Шарпантье, Дж. Форбс и другие естествоиспытатели, авторы первых описательных работ по гляциологии. С тех нор в региональных и общих гляциологических публикациях неизменно приводятся данные о каменном чехле ледников. Они учитываются при определении скоростей и ориентировки потоков льда, темпов абляции льда, а также объемов твердого стока рек, начинающихся от концов ледников.
Откуда берутся камни на ледяной поверхности? Ответить на этот вопрос можно даже после непродолжительного пребывания на леднике. С крутых горных склонов, обрамляющих ледник, постоянно срываются сотни и тысячи камней. Вздымая облака пыли, сталкиваясь между собой, они с огромной скоростью летят вниз.
Горы разрушаются буквально на наших глазах, а громадные осыпи камней у подножия склонов свидетельствуют о том, насколько интенсивно протекает процесс разрушения пород, связанный с их физическим выветриванием. Хотя до сих пор раскрыты не все аспекты морозного измельчения горных пород, основной причиной является большое давление, создаваемое в результате замерзания воды в их трещинах и порах. Действительно, при замерзании воды образуется лед, объем которого на 9% превышает первоначальный объем воды. Вследствие этого лед давит на вмещающие породы и разрывает их изнутри.
В горных районах данному процессу способствуют климатические условия с частыми колебаниями температур воздуха около 0°С и связанные с ними многократные фазовые переходы воды. От интенсивности выветривания зависит объем каменного материала, поступающего на ледники. Здесь следует заметить, что легче всего разрушаются склоны, сложенные осадочными породами, а также кристаллическими сланцами. Наиболее устойчивы склоны, выработанные в массивных гранитоидных породах. Не менее существенны такие показатели, как площадь фирновых бассейнов, амплитуда высот скального обрамления, крутизна склонов, наличие или отсутствие на них ледяной облицовки и др. Сочетание этих факторов, по-видимому, отражает определенные зонально-географические закономерности. Во всяком случае неоднократно отмечалось, что в условиях Арктики поступление камней на поверхность ледников, как правило, имеет меньшие масштабы, чем в горах умеренных широт.
Иногда на поверхность ледников обрушиваются огромные скопления камней, образующие мощные нагромождения раздробленных горных пород. Например, после землетрясения 1964 г. на Аляске на ледник Шерман обрушилась масса камней, скрывшая 8,5 км2 его поверхности. Мощность каменного чехла местами достигала 8 м. О другом обвале хочется рассказать подробнее. В 1979 г. мы вели гляциологические наблюдения на южном макросклоне Большого Кавказа, в Верхней Сванетии, где много крупных долинных ледников. Среди них особенно выделяется ледник Адиши, один из самых красивых ледников Кавказа. Все предыдущие исследователи единодушно отмечали необычную чистоту поверхности его языка. Поэтому мы крайне удивились, увидев в центре его скопление камней высотой около 50 м. Этот холм, вытянутый поперек ледника, имел форму серпа и асимметричное строение. Склон, обращенный к концу ледника, был гораздо круче противоположного. От вершины холма вдоль правого борта вверх по леднику протягивался длинный и узкий шлейф обломочного материала.
Тщательное изучение конфигурации рассматриваемого образования наряду с анализом его состава и строения позволило сделать вывод, что он сформировался за счет поступления обломочного материала на поверхность ледника, вероятно, в результате гигантского обвала конца бокового висячего ледника. Этот ледник, некогда соединявшийся с ледником Адиши, а сейчас отступивший от него на 300 м, местные жители называют Лахура, что в переводе означает «ходячий». Обвалы конца ледника, происходившие практически каждый год в августе, в конце сезона абляции, сопровождались оглушительным грохотом. По-видимому, во время одного из таких обвалов оторвавшийся конец ледника Лахура увлек за собой огромную массу камней и выбросил их на поверхность ледника Адиши.
Камни, попавшие на поверхность ледника Адиши, ожидала длинная дорога. Включившись в движение ледника, они, как по ленте конвейера, переместились вниз. Выяснилось, что за 13 лет (1966—1979 гг.) моренный холм на леднике Адиши сместился относительно устья боковой долины Лахура на 1250 м вниз по поверхности ледника. Отсюда можно заключить, что поверхностная скорость ледника составляет около 96 м/год. Поэтому можно было уверенно предсказать, что через 10—12 лет обломочный материал достигнет конца ледника. Действительно, посетив ледник в 1984 г., мы убедились, что половину пути камни уже прошли.
Таким образом, ледники являются важным агентом денудации, регулирующим перемещение масс твердого вещества из верхних ярусов гор в более низкие и в конечном итоге выравнивающим рельеф. Грузоподъемность ледников чрезвычайно велика. Известны случаи, когда ледники перемещали глыбы размером в несколько десятков метров в поперечнике.
В целом распределение камней на поверхности ледников зависит от типа оледенения, условий существования ледников, а также плановой конфигурации ледосборов (рис. 6). Поэтому на простых ледниках чаще встречают лишь боковые морены, протягивающиеся вдоль бортов. На языках сложнодолинных ледников, ниже слияния ледников-притоков, прослеживаются длинные ленты срединных морен, образующиеся из материала двух боковых морен ледников-притоков. Если породы, слагающие склоны ледосборов ледников-притоков, различаются по составу, то это отражается и на составе срединных морен. Причем даже визуально последние четко дифференцируются на две или более разноцветных полос.
Рис. 6. Формирование срединных морен
А-А', Б-Б', В-В' — срединные морены и их продольные сечения; Г-Г', Д-Д' — поперечные сечения через язык ледника
Нередко источниками срединных морен служат изолированные выступы скал, прорывающиеся сквозь толщу льда,— нунатаки. Морены, протягивающиеся от нунатаков, могут достигать значительных размеров. Так, длина срединной морены ледника Ветеранен на Шпицбергене составляет 15 км.
На ледниках часто встречаются и очень короткие срединные морены, внезапно появляющиеся на самых концах языков и не имеющие видимой связи с определенными скальными выступами. Тщательное изучение состава срединных морен, проведенное нами на ледниках Кавказа, Тянь-Шаня и Шпицбергена, показало, что их морфология тесно связана с гляциологическими факторами и прежде всего с тем, насколько удален источник поступления камней от границы питания ледника.
Камни, падающие на ледник в области питания, погребаются под снегом и перемещаются во внутренних частях ледника, вытаивая на поверхность только на его конце. Чем дальше расположен скальный выступ от границы питания, тем короче будет срединная морена. И наоборот, если источники камней находятся в зоне абляции, камни переносятся главным образом на поверхности ледника. Соответственно самые длинные срединные морены на любом леднике начинаются от выступов коренных пород, расположенных в районе границы питания.
