Проблемные и отраслевые вопросы физической географии

Ледниковые районы России:

эволюция и современное состояние оледенения

А. А. Медведков,
кафедра физической географии мира и геоэкологии МГУ им. Ломоносова

Ледник — развивающаяся система, состоящая из массы многолетнего природного льда, которая возникла в результате накопления и преобразования снега, перемещающаяся под действием силы тяжести. В отличие от льда водных объектов, ледниковый лед образуется из снега. Условия для образования ледников существуют там, где за зиму снега выпадает больше, чем тает весной и летом, в результате снег накапливается. Мощность снежного покрова с каждым годом увеличивается, его придонные слои испытывают сильное давление, талая вода, просачиваясь в них, замерзает. В результате накопившийся снег превращается сначала в фирн* (зернистый, пронизанный порами, старый, прошлогодний снег), который под давлением вышележащих слоев может превратиться в сплошной лед.
В самом начале развития снежно-ледовые массы пассивны и практически неподвижны. Форма этих нивально-гляциальных образований целиком зависит от геоморфологических условий, в которых они сформировались. Подобные образования относят к снежникам. И только по достижении снежниками значительной массы, при которой они начинают двигаться под действием силы тяжести, они переходят в новую стадию и становятся полноценными ледниками. У ледников, как и у других объектов гидросферы, есть свой специфический режим, который определяется климатическими условиями. Состояние и режим ледника зависят от соотношения прихода и расхода льда, то есть от баланса массы. Если в течение года на его поверхность выпадает снега больше, чем стаи-вает за лето, то баланс ледника положительный, и ледник наступает — его язык движется вниз по долине. Если баланс ледника отрицательный — значит, льда стаивает больше, чем накапливается, и ледник отступает.

Формула режима ледника:
АККУМУЛЯЦИЯ > АБЛЯЦИИ → ледник наступает
АККУМУЛЯЦИЯ < АБЛЯЦИИ → ледник отступает
АККУМУЛЯЦИЯ = АБЛЯЦИИ → ледник в стабильном состоянии

Современные ледники занимают на территории России площадь около 60 тыс. км^2. Если сложить все отечественные ледники вместе, получим квадрат примерно 250 х 250 км. Не так уж и много по меркам России, но достаточно, чтобы полностью покрыть Костромскую область или Хорватию.
В этой небольшой площади льдов заключены значительные запасы чистой пресной воды — свыше 16 тыс. км³, что более чем в три раза превышает объем годового стока всех российских рек.
Преобладающая часть современного оледенения России приходится на арктические острова (более 56 тыс. км², или 95% площади оледенения России), при этом значительная часть оледенения приурочена к западной части Российского сектора Арктики, где климат менее континентален. Западный сектор Арктики испытывает большое влияние влажных воздушных масс, образовавшихся над Северной Атлантикой, а при их прохождении в восточную часть сектора они трансформируются и становятся менее влажными. Соответственно, несут меньше осадков, и снеговое питание ледников на островах в восточной части сектора скуднее.

Оледенение на островах Российского сектора Арктики

На арктических островах — в основном покровное оледенение: ледниковые щиты и купола с выводными ледниками. Толщина ледниковых покровов арктических островов достигает 100—300 м, а запасы воды в них составляют свыше 15 тыс. км³.
Самый обширный ледниковый покров — на Северном острове Новой Земли (Архангельская обл.). Длина ледника здесь 400 км, а наибольшая ширина достигает 90 км. Общая площадь оледенения Новой Земли — около 24 тыс. км², из них 20 тыс. км² — на Северном.
В настоящее время ледниковый покров Новой Земли сокращается. Сокращение отмечалось уже в начале ХХ столетия, но оно было незначительным; c 30-х годов ХХ в. оно ускорилось; с 60-х годов темпы отступания стали замедляться, сохраняя такую тенденцию по настоящее время.
В результате сокращения ледников внешние части фьордов и подледниковых долин освободились ото льда, и возникли не существовавшие ранее заливы и бухты. Прежние нунатаки (выступающие из-подо льда на дневную поверхность одинокие скалы) превратились в острова и мысы, появились новые участки берега, свободные ото льда. В среднем за последние 50 лет ледники Новой Земли отступили на 1,5 км, а максимальное отступание составило более 5,5 км. В результате такого сокращения ледников площадь архипелага Новая Земля за последние 50 лет уменьшилась на 280 км². Причины ухудшения состояния ледников Новой Земли многими учеными видятся в усилении влияния Северной Атлантики — значительное увеличение прихода тепла в Арктику с зональным переносом воздушных масс из северной части Атлантического океана.
Сотрудники Института географии РАН, опираясь на данные измерений, выяснили, что интенсивность убыли ледников на восточной стороне Новой Земли заметно ниже, чем на западной: скорость отступания ледников за последние 50 лет на Баренцевоморском берегу составила 34 м/год, а на Карском — 19 м/год (в 1,8 раза ниже). Площадь ледников Баренцевоморского берега за тот же период сократилась на 209 км², Карского — на 75 км². Некоторые специалисты склонны считать, что это может быть следствием различий в ледниковой морфологии западного и восточного берегов: на стороне Баренцева моря существует система фьордов, а в Карское море ледники спускаются широкими лопастями, обрывающимися в мелководье. Но, скорее всего, инертность ледников восточного берега и запаздывание их реакции на климатический сигнал вызваны большей континентальностью климата Карского побережья, где ниже среднегодовые температуры воздуха, а значит, и меньше стимулов для абляционных процессов.
На архипелаге Земля Франца-Иосифа (Архангельская обл.) площадь оледенения около 14 тыс. км²; льдом покрыто более 85% территории. На ЗФИ также наблюдается дегляциация. Но за последний век наблюдались и кратковременные эпизоды замедления отступания льдов, и даже переход их в наступление (около 1910 г., в середине 20-х годов и на рубеже 40—50-х годов ХХ в.). За последние 50 лет ледники, по балансовым оценкам ** , потеряли здесь около 10 м толщины.
Известный специалист по арктическим ледникам В.С. Корякин полагает, что площадь оледенения архипелага ЗФИ в ХХ в. сократилась на 700 км²,а объем уменьшился на 260 км³.
Площадь наземного оледенения Северной Земли (Красноярский край) — 18 тыс. км² (половина площади архипелага). Степень оледенения на архипелаге убывает с севера на юг: на о. Шмидта доля оледенения в общей площади острова составляет 99,7%, на о. Комсомолец — 68, на о. Большевик — 31%. Ледниковый район Северной Земли, удаленный от атлантического влияния, наименее «пострадал» в условиях потепления климата.
При движении к востоку всё большая часть островов остается свободной ото льда. Например, на Новосибирских островах (Республика Саха /Якутия/) оледенение характерно лишь для самой северной группы островов Де-Лонга, а на о. Врангеля (Чукотский а.о.) покровного оледенения и вовсе нет, здесь встречаются лишь снежники и небольшие отдельные леднички.
Ледники арктических островов на протяжении ХХ в. отступали, причем особенно сильно в 30—60-х годах в западном секторе Российской Арктики, когда отмечалось предыдущее «потепление» в арктических широтах. В настоящее время сокращение наземного оледенения Арктики продолжается, чему особенно способствует нынешнее «потепление» Арктики, усиленное зональным переносом воздушных масс из теплой Северной Атлантики.

Оледенение Урала

Климатические и орографические особенности способствуют развитию на Полярном и Приполярном Урале, между 68° и 64° с.ш., малых форм современного оледенения. Здесь насчитывается около 140 ледников. Их общая площадь — около 30 км², это совсем немного по сравнению с Российским сектором Арктики. Основные морфологические типы ледников — каровые(⅔ общего числа) и присклоновые, есть также висячие и карово-долинные ледники. Самые крупные — ледники ИГАН (Института географии Академии наук СССР) и МГУ на западной границе Ямало-Ненецкого а.о.
Район распространения современного оледенения — это наиболее высокая часть Урала с широким развитием таких нивально-гляциальных форм рельефа, как кары, или цирки, троговые долины и альпинотипичные вершины. Альпинотипичные очертания и так называемый альпийский тип рельефа наиболее характерны для хребтов, лежащих к западу от водораздельного. А циркообразные углубления и нивационные ниши, образованные снежниковой эрозией (разрушительное воздействие снежного покрова на породу, из-за усиления морозного выветривания в условиях попеременного замерзания и оттаивания) и физическим выветриванием, расположены в основном на восточных склонах этих хребтов. В результате метелевого переноса и лавинной деятельности снег скапливается в понижениях.
Как отмечают гляциологи, последняя фаза активизации полярноуральских ледников датируется 80-ми годами XIX в. и относится к т. наз. малой ледниковой эпохе (XVII—XIX вв.). Фаза наступления ледников 1880-х годов сменилась резким потеплением ХХ в., которое было наибольшим, по крайней мере за период с начала Х в. н.э., что подтверждают дендрохронологические исследования и реконструкции (на основе анализа толщины и плотности годичных колец деревьев). В 1900-е и 1920-е годы существовала благоприятная для развития ледников ситуация, когда наблюдалось усиление зональной циркуляции с Атлантики, как следствие — усиление снежности зим, аккумуляция ледников. Наихудшие же климатические условия для существования наземного оледенения Урала наступили в середине ХХ в., как и в случае с оледенением арктических островов, что было связано с «потеплением» высоких широт. В 1930—1940-е годы уменьшилась аккумуляция, и стали преобладать отрицательные значения баланса массы — ледники стали отступать. А после 40-х годов увеличилась снежность зим, при этом ледниковая аккумуляция ненамного преобладала над абляцией, хотя отмечался рост последней. К сожалению, после 1981 г., в результате полного прекращения наблюдений и свертывания всех научных программ из этого района, поступает мало сведений о современном состоянии ледников.
Известный гляциолог из МГУ В.В. Поповнин считает, что интенсивность современного сокращения ледников определяется их морфологией. Он отмечает, что те каровые ледники, которые не отошли от мощных морен малой ледниковой эпохи (ледники ИГАН, Калесника, Маркова, на северо-восточной границе Республики Коми), почти не изменили свою площадь, но испытали значительное уменьшение мощности. Те, у которых край отошел от конечно-моренных валов (ледники Обручева, Анучина, на северо-востоке Республики Коми), деградируют быстрее. Наиболее же сильно деградируют каровые ледники, заканчивающиеся в озерах, лежащих ниже ледников. Гораздо более устойчивы к повышению температуры присклоновые ледники, существующие и питающиеся за счет метелевого переноса снега и не столь сильно зависящие от современных климатических изменений. Как правило, значительная часть таких ледников располагается ниже климатической границы снеговой линии, на высотах 800—1200 м.
Известно, что большинство ледников Урала своих очертаний почти не изменили, но их толщина с конца ХIХ в. уменьшилась в среднем на 20—30 м, а в языковых частях — еще больше. Некоторые каровые ледники за последние 50 лет исчезли полностью. Например, один из крупнейших каровых ледников Приполярного Урала (ледник Манарага на северо-востоке Республики Коми), открытый и изученный в 1932 г., в 2002 г. обнаружить не удалось, на его месте расположилось озеро в каровом углублении. В недалеком прошлом оледенение Урала было более мощным, ледников было значительно больше и многие из них спускались по долинам рек. На стенках кара ледника МГУ, например, хорошо видна до высоты 50 м полоса «отмывки», свидетельствующая о более высоком положении поверхности ледника в недалеком прошлом. В настоящее время ледники продолжают отступать, о чем свидетельствуют высокое положение боковых морен (на хребте Оченырд на Полярном Урале боковые морены поднимаются над поверхностью ледников на 30—50 м), образование озер на языках ледников, отрыв ледниковых языков от конечно-моренных валов, цепочки подпрудных озер в долине ледниковых ручьев. Деградация ледников Урала продолжается.

Оледенение Кавказа

Кавказ — самый крупный центр горного оледенения в пределах России. На российском Кавказе насчитывается более 2000 ледников; общая площадь оледенения — более 1400 км². Рельеф Кавказа благоприятен для развития оледенения. Горные склоны здесь сильно расчленены, в верховьях большинства долин и на их бортах располагаются циркообразные, или каровые углубления. Почти три четверти ледников на Кавказе — это небольшие леднички площадью менее 1 км². Среди них преобладают висячие на горных склонах и каровые в днищах каров, или цирков.
На Западном Кавказе из-за того, что горы здесь небольшой высоты, оледенение невелико. В пределах этой части Кавказа наибольшие площади оледенения — в бассейне Кубани, на территории юго-восточной части Краснодарского края, юга Республики Адыгея и Карачаево-Черкесской Республики.
Оледенение Восточного Кавказа, ввиду большой сухости климата, незначительно: здесь совсем небольшие каровые, висячие и карово-долинные ледники. На западе Кавказа климат более влажный и снеговая линия ниже, а на востоке — суше и снеговая линия выше. Вслед за уменьшением количества осадков и повышением высотного уровня всей ледниковой зоны Большого Кавказа с запада на восток, понижается летняя температура воздуха на высоте границы питания ледников — от 6—7° до 1—2 °С. Соответственно, уменьшается абляция, незначительной становится и аккумуляция на этой высоте. Холодный воздух не может содержать много влаги, и это не способствует развитию мощного оледенения в высокогорной части Восточного Кавказа.
Наибольшее оледенение — на Центральном Кавказе, на северном склоне. Здесь преобладают долинные ледники. Вершины потухших вулканов Казбека и Эльбруса покрыты ледниковыми шапками. Крупнейший массив современного оледенения Кавказа — ледовый комплекс Эльбруса (площадь 122,6 км²). На двуглавом Эльбрусе — фирново-ледяная шапка диаметром около 10 км. Она питает свыше 50 радиально расходящихся от нее ледниковых потоков. За 80-летний период ледники на западных склонах Эльбруса отступили на 900—1100 м, а на восточных — на 450—550 м. Процесс дегляциации Большого Кавказа наблюдается, по крайней мере, с конца XIX в.
С начала ХХ в. до 1970 г. общая площадь кавказских ледников уменьшилась на треть. Площадь оледенения сократилась на Западном Кавказе почти на 33%, на Центральном — на 37, а на Восточном — на 59%. За 1970—2000 гг. площадь оледенения на северном макросклоне Большого Кавказа уменьшилась еще на 17%. Значительно уменьшились в размерах крупные ледники. В то же время специалисты фиксируют увеличение числа ледников вследствие разделения крупных ледников на части и активизации лавинной деятельности. Из снежников-перелетков, сохраняющихся в течение лета на затененных склонах или в понижениях рельефа, образуются новые малые ледники.
Большинство долинных и каровых ледников, находящихся под наблюдением, в конце ХХ в. неуклонно отступали: на Западном Кавказе — ледники Марухский, Восточный Клухорский, Хакель (Карачаево-Черкесская Республика); на Центральном — Джанкуат (Кабардино-Балкарская Республика), Цея (Республика Северная Осетия). Переменные колебания испытывали долинные ледники Алибекский (Карачаево-Черкесия), Кулак Нижний (Кабардино-Балкария), Сказка (Северная Осетия), а также небольшие каровые ледники: Северный Каракайский, что на юге Карачаево-Черкесской Республики, Тихицар и Южный на юго-востоке Республики Дагестан. Наименьшие изменения наблюдаются у ледника Фишт на крайнем западе Кавказа (юго-восточная часть Краснодарского края, на границе с Республикой Адыгеей), это район с наибольшим годовым количеством осадков.
На Кавказе встречаются пульсирующие ледники — одни из наиболее опасных гляциологических объектов. Пульсации происходят более или менее периодически, период каждого цикла — 10—70 (а иногда и более) лет. Полный цикл пульсации состоит из двух основных фаз: стадии подвижки и стадии восстановления. В стадию подвижки ледник растрескивается на отдельные блоки, при этом скорость движения льда увеличивается на 1—2 порядка и более, язык ледника передвигается вниз по долине. Быстрому скольжению льда по ложу способствует водная смазка плоскостей скольжения.
Наиболее известен своими пульсациями ледник Колка, располагающийся в 30 км к югу от Владикавказа. Так, 20 сентября 2002 г. в долине р. Геналдон под склонами г. Джимарай-хох вблизи г. Казбек произошла крупнейшая по объему перемещенного материала (до 140 млн м³) из зафиксированных в мире ледниковых катастроф, получившая название Кармадонской (по названию долины, в которой расположен пульсирующий ледник Колка). Огромные массы льда, воды и камней стремительно пронеслись вниз по долине 17 км и образовали завал протяженностью 4 км. Дальше вниз по ущелью еще на 19 км пронесся разрушительный гляциальный сель. В результате был уничтожен пос. Верхний Гизельдон. В истории отмечены и более ранние катастрофические явления, связанные с ледником Колка, в частности, в 1902 г. и зимой 1969/70 г. Интересно, что старые аулы располагаются на вроде бы неудобных с точки зрения строительства отрогах долины. Это свидетельствует о том, что местным жителям издавна было известно о возможной опасности, но десятилетия покоя ледника Колка усыпили их бдительность.
Особого внимания заслуживают Эльбрус и Казбек, на склонах которых находится много пульсирующих ледников. Эти массивы расположены в сейсмоактивной зоне, где проявление стихийных гляциальных процессов может быть спровоцировано активизацией процессов эндогенных.
На южном склоне Эльбруса располагается один из крупнейших ледников российского Большого Кавказа — ледник Большой Азау (юго-запад Кабардино-Балкарии). В середине ХIХ в. было обнаружено вторжение ледника в столетний сосновый лес. Из вспоминания очевидцев: «Сломанные сосны нагромождены вместе с обломками льда перед высоким фронтом ледника, другие оказались вмерзшими в лед, из которого торчали их зеленые ветви». Пульсирующий характер ледника подтверждают данные, полученные в результате радиолокационного зондирования в 1989 г.
На западном склоне Эльбруса расположен ледник Кюкюртлю (юго-восток Карачаево-Черкесской Республики). Его подвижки подтвердили результаты фототеодолитных съемок, проведенных сотрудниками МГУ. Само строение ледника способствует его пульсациям. Западный склон Эльбруса обращен навстречу влажным воздушным массам. А на обширных фирновых полях, начинающихся от самой вершины Эльбруса, происходит концентрация огромных масс снега, накопление которого приводит к подвижкам ледника.
Среди ледников Казбека известен своими пульсациями Девдоракский ледник (юг Северной Осетии; часть — в Грузии). С подвижками этого ледника столкнулись инженеры при строительстве в начале ХIХ в. Военно-Грузинской дороги. Пульсации ледника вызывали заторы в р. Терек: ледник периодически выбрасывал туда лед. Эти выбросы перекрывали сток Терека в 1776, 1778, 1785, 1808, 1817 и 1832 гг. Подпруженные воды затем прорывались катастрофическими паводками, с расходами более 3—6 тыс. м³/с, вызывая многочисленные разрушения в нижележащих селениях. Наиболее мощная подвижка ледника произошла в августе 1832 г., когда ледник продвинулся на 3190 м, а ледяной завал высотой до 100 м и длиной более 2 км образовал в теснине р. Терек подпрудное озеро глубиной 80—95 м. Плотина была прорвана рекой, и разрушительный паводок уничтожил в ущелье дорогу, сооружения и посевы. Остатки этого ледяного завала растаяли только через 2 года. А более поздние подвижки ледника в 1842, 1843, 1855 и 1875 гг. уже не достигали русла р. Терек.
Среди ледников Большого Кавказа известен своими подвижками долинный ледник Муркар с лавинно-обвальным питанием, который находится на северном склоне г. Базардюзю. Как известно, именно эта гора Дагестана близка к самой южной точке России. Здесь в 1960 г. под ударом огромных масс фирна, упавших с вершинной части г. Базардюзю, на несколько сот метров был сдвинут язык ледника Муркар. Эта пульсация явилась следствием перегрузки лавинами тыловой части ледника.

Окончание следует.