Ледники в горах - Серебрянный Леонид Рувимович

Расходы воды во время спуска плотинных озер нередко достигают колоссальных величин. Например, при спуске подпрудного озера Тупсеква на западе Канады расходы воды составили 1500 м3/с, а в Исландии — 3000 и даже 6000 м3/с. Эти паводки во многие десятки раз превышают обычные показатели стока и сопоставимы с расходами больших полноводных равнинных рек.

При крупных прорывах в долину вместе с водой выбрасывается огромное количество камней и ледяных глыб. Понятно, что такие катастрофические явления сопровождаются резкой перестройкой всей системы стока и характера поверхности долин. Происходившие в прошлом прорывы ледниково-подпрудных озер можно опознать по таким следам, как глубоко врезанные маргинальные ложбины стока, исполиновы котлы и скопления валунов вдоль русел рек.

Ледниковые пульсации и связанные с ними прорывы подпрудных озер неоднократно приводили к катастрофическим последствиям. Поэтому возникла необходимость регулярных наблюдений в горно-ледниковых районах. Особенно перспективно проведение наблюдений из космоса, обеспечивающих выявление аномальных по своему поведению ледников в пределах целых горных стран.

В связи с изучением пульсаций возникает вопрос: можно ли вообще предсказать поведение ледников и каковы пути решения этой кардинальной проблемы гляциологии? Некоторые ученые считают, что наиболее перспективно математическое моделирование. Ведущий советский гляциолог П. А. Шумский полагает, что с помощью замкнутой системы уравнений для сплошных сред можно не только описать важнейшие процессы жизнедеятельности ледника, но и прогнозировать его подвижки. Однако для этого необходимы данные о динамике и термике льда, распределении каменных обломков в базальных слоях, циркуляции внутриледниковых вод и строении подледниковой поверхности.

К сожалению, даже для тех ледников, на которых длительное время велись стационарные исследования, мы не располагаем исчерпывающей информацией. В результате предлагаемые модели говорят пока лишь языком математики, не охватывающим многообразный мир природных процессов. Конкретная реализация моделей невозможна без проведения трудоемких экспедиционных работ на ледниках. Особенно важно, в частности для анализа ледниковых пульсаций, получить фактические данные об обстановках на контакте ледника с ложем, поскольку именно там происходят процессы, определяющие динамику ледников.

Этот разнообразный мир ледников

По сравнению с окружающими крутыми скалами поверхность ледников кажется более доступной и издали даже довольно ровной. На самом же деле она сильно расчленена и изобилует крутыми перепадами высот. Тот, кто хоть раз ступал на ледник, надолго запомнит сложную пластику его рельефа. Монотонные подъемы там чередуются с крутыми скользкими спусками, на которых бывает трудно удержать равновесие, а порой путь преграждают отвесные обрывы.

В форме ледниковой поверхности запечатлены особенности питания ледников, закономерности их движения и таяния, а также характер подледникового рельефа. Человек с фантазией на ледниках может увидеть неприступные средневековые замки и стройные античные колоннады, диковинных зверей и птиц. Наблюдательность людей, избравших своей специальностью работу на ледниках, отразилась и в названиях некоторых из ледяных образований: «снега кающихся», «ледниковые ворота», «мельницы», «цветы» и т. д.

Наиболее однообразны в морфологическом отношении верховья ледников, или фирновые бассейны, часто приуроченные к глубоким мульдообразным котловинам. Это настоящая снежная пустыня. Поверхность ледников здесь выположена и лишь местами осложнена чередованием снежных дюн и барханов.

На ледниках низких широт на снежных полях иногда встречаются «снега кающихся», издали действительно напоминающие коленопреклоненных в белых одеяниях, причем высота фигур может достигать 4—6 м. Их образование связано с особенностями таяния и испарения снега при сильной инсоляции. «Снега кающихся» многократно описывались на ледниках Южной Америки, на Килиманджаро в Восточной Африке. В нашей стране они встречаются на Памире и Тянь-Шане.

Поверхность фирновых и снежных полей нередко рассечена глубокими трещинами на отдельные блоки. Особенность трещин в фирновых бассейнах заключается в том, что они часто в результате оседания фирна расширяются книзу. Такие трещины называют ледниковыми погребами.

К другому типу трещин, очень характерных для фирновых бассейнов, относятся бергшрунды — дугообразные трещины, обрамляющие верхние края фирновых полей. Они отделяют подвижную часть ледника от снежно-ледяной облицовки его скального обрамления. Обычно внутренний край бергшрунда залегает значительно ниже внешнего, а сама трещина замаскирована снежными мостами, что представляет значительную опасность для путешественника.

Области питания горных ледников расположены на больших высотах и, как правило, труднодоступны, поэтому для большинства туристов знакомство с ледниками ограничивается маршрутами по их нижним частям.

При выходе из фирновых бассейнов почти у всех ледников наблюдается чередование крутых и пологих участков. При значительных мощностях льда, которые, например, сейчас наблюдаются в Антарктиде или Гренландии, подо льдом могут незаметно скрываться крупные возвышенности и целые хребты. В горах же даже незначительное изменение наклона ложа отражается на поверхности ледников. На более крутых участках ледники начинают двигаться быстрее, и здесь во льду часто происходят разрывные нарушения, которые на поверхности ледников выражены в виде трещин различной формы и размеров.

Образованию трещин предшествует треск, из чрева ледника периодически раздаются глухие раскаты, вызванные процессами разрыва льда, а протяжный звук, как при разрезании стекла алмазом, свидетельствует, что трещина продолжает расти. Между тем по окончании этого своеобразного ледового концерта приходится затратить немало времени, чтобы обнаружить только что наметившуюся узенькую, шириной с лезвие ножа, трещину. Пройдет еще несколько дней или даже недель, прежде чем она расширится и примет вид устрашающе глубокой бездны.

Трещины образуются, когда напряжения в леднике превысят предел прочности льда на разрыв. В зависимости от положения относительно направления движения ледника выделяются трещины: поперечные в центре ледника и перпендикулярные направлению его движения; располагающиеся вдоль бортов ледника и составляющие с направлением движения ледника угол 45°; косые или веерообразные, имеющие продольное направление в центре ледника и расходящиеся веером к бортам, где они также составляют угол 45° с направлением движения. Кроме того, по краям ледниковых языков встречаются еще трещины двух типов: прямые короткие, образующие угол 45° с краем ледника; кулисообразные, похожие на предыдущие, но составляющие с краем угол около 20—35°.

Длина трещин измеряется десятками и даже сотнями метров. Некоторые из них бывают настолько длинными, что даже пересекают весь ледник. В ширину трещины обычно не превышают 20—30 м, гораздо чаще попадаются узкие расселины всего в 1—2 м. Главная опасность трещин заключается в том, что они сужаются книзу. Поэтому человек, угодивший в трещину, не достигает дна, а застревает даже между гладкими стенками. Как глубоко уходят трещины внутрь ледника? Оказывается, они рассекают только самую верхнюю часть ледников на глубину 30—70 м. Это связано с тем, что поверхностные слои льда в ледниках обладают повышенной хрупкостью, внутренние же более пластичны. Жесткий лед движется с большей скоростью и может раскалываться на куски. Действительно, мощность жесткого льда на разных ледниках не превышает 30—70 м, что и отвечает глубине большинства измеренных трещин.

Наиболее изобилуют трещинами крутые участки ледников — ледопады. В таких участках, нередко имеющих большую протяженность, поверхность ледника напоминает застывший водопад и распадается на узкие гребни, а нередко состоит из обособленных башен, пирамид и колонн. Лед тает, ледник движется, и вся ледяная архитектура постоянно меняется. На особо крутых участках лед дробится так сильно, что пространство, занятое узкими гребнями, оказывается значительно меньше площади трещин. В этом ледяном хаосе нелегко сориентироваться.