Ледники в горах - Серебрянный Леонид Рувимович

Искусственное зачернение поверхности ледников, предпринятое по инициативе академика Г. А. Авсюка, фактически дает несравненно больший эффект. Чисто теоретически можно предположить, что дополнительное стаивание льда должно быстро восстановиться в многоснежные годы, и режим ледников, таким образом, придет в соответствие с климатическими условиями. Однако для внедрения этого метода еще требуются многолетние исследования на ледниках и обоснованные представления о возможных физико-географических последствиях.

Советский гляциоклиматолог А. Н. Кренке предпринял количественную оценку реальных ресурсов и интенсивности массообмена в ледниковых системах на территории СССР. Был определен потенциальный объем воды, который можно дополнительно израсходовать при искусственном воздействии на режим ледников путем зачернения их поверхности. Расчеты показали, что в Средней Азии, где проблемы регулирования местных ресурсов воды стоят наиболее остро, сток ледников можно изменить не более чем на 6 км3. Конечно, этого количества недостаточно для решения крупных региональных водно-балансовых проблем, но в отдельные годы использование ледников для орошения хлопковых полей, безусловно, способно дать немалый эффект.

Существуют и другие технические проекты усиления водоотдачи ледников. Прежде всего это — увеличение таяния за счет механической очистки ледниковых языков от моренного чехла. Известно, что сплошной слой поверхностной морены снижает таяние примерно вдвое. Если учесть площадь ледников, забронированных камнями, которая только в Средней Азии составляет около 1700 км2, получается, что в результате снятия моренного чехла в этом районе в принципе можно «выжать» из ледников еще около 5 км3 воды в год.

Более реально использование внутриледниковых вод в качестве местных источников водоснабжения. Для этого сейчас разрабатываются геофизические методы поисков воды в ледниках и буровые методы ее добычи. При этом решается и вопрос транспортировки воды и ее откачки из внутриледниковых полостей. Уникальный опыт такого рода накоплен гляциологами при водоснабжении советского рудника Пирамида на Шпицбергене.

Если обычно при использовании ледниковых вод для хозяйственных целей принимается в расчет талая ледниковая составляющая речного стока, доминирующая в летние месяцы, то в полярных районах, наоборот, значительная нехватка воды ощущается в холодное время года. В поселке Пирамида водозабор производится из озера Голубого, но воды в нем не хватает. Поэтому важным источником становится ледник Бертиль. Летом вода забирается с его поверхности, а зимой — из внутренних водоносных горизонтов. Специальные исследования позволили установить, что вода поступает по естественному туннелю в теле ледника, и основная часть зимнего стока связана с водоотдачей из подледникового талика, который каждое лето пополняет свой запас воды. Этот поток перехватывается внутриледниковым штреком, откуда вода подается непосредственно в бойлерную поселка через трубопровод длиной 1 км.

Рассматривая ледники как источники влаги, не следует упускать из виду такое важное обстоятельство, как чистоту ледникового льда. Минерализация его очень мала, а нередко даже меньше, чем атмосферных осадков. Геохимические анализы проб льда, отобранных на кавказских ледниках Марух, Гергети, Халде и др., показали, что в среднем минерализация льда не превышает 15 мг/л, тогда как нормальная минерализация речных вод на один-два порядка выше. Полученные для ледникового льда величины оказались даже меньше минерализации осадков в высокогорных районах Кавказа (20 мг/л). Как ни удивительно, но ледники обладают способностью самоочищаться. Деминерализация льда происходит в результате фазовых переходов и миграции рассолов в направлении температурного градиента.

Интенсивность и механизмы этих процессов раскрыты еще далеко не полно, а ледниковый лед в некоторых странах приобретает товарную стоимость. Например, в Японию, где проблема чистой воды стоит особенно остро, ежегодно доставляется из Гренландии 15—20 т льда. Не исключено, что некоторые ледники могут быть в недалеком будущем растащены по кускам. Во всяком случае, в стадии технических разработок находятся проекты транспортировки айсбергов из полярных районов к побережьям страдающих от засухи областей Австралии, Южной Америки и Азии.

Рассматривая качество ледниковых вод, нельзя упускать из виду и тот факт, что они практически лишены тепловых загрязнений: вытекающая из-под ледников вода всегда имеет температуру около 0° С.

Важный аспект регулирования ледникового стока — прогнозирование и защита населенных пунктов в горах от прорывов ледниково-подпрудных озер. Эти озера, ванны которых целиком или частично выработаны ледниковым льдом, являются характерной особенностью ледниковых ландшафтов. Выделяются озера на поверхности ледников, внутриледниковые и озера в речных долинах, подпруженные ледниками.

Главная особенность гидрологического режима рассматриваемых озер состоит в периодических прорывах их вод, которые, судя по исследованиям в горах Тянь-Шаня, Памира, Аляски, в Альпах, Норвегии, Исландии, Британской Колумбии и других районах, происходят раз в один-два года. Сам механизм прорыва был рассмотрен на примере озера Мерцбахера на Тянь-Шане. Расчет и прогноз паводков, сопровождающих прорывы ледниково-подпрудных озер, относятся к важным практическим задачам гляциологов. Первый опыт такого расчета выполнен в нашей стране для пульсирующего ледника Колка на Северном Кавказе.

Для предотвращения катастрофических последствий ледниковых паводков в наиболее населенных районах предполагается строительство плотин, отводных каналов и даже туннелей в горах. С прорывами ледниково-подпрудных и моренных озер связано возникновение грозных селевых потоков. В селеопасной зоне расположена столица Казахской ССР — Алма-Ата. Только в 1921 г. сель выплеснул на город около 3 млн. м3 камней и грязи. Для защиты Алма-Аты в долинах горных рек возведены могучие плотины, проводятся профилактические спуски воды из наиболее опасных озер и другие инженерно-технические мероприятия. Под защитой плотины находится всемирно известный спортивный комплекс Медео.

Нередко стихия льда соседствует с огненной стихией. Наглядный пример такого соседства — ледниковые шапки Исландии. В некоторых местах крупнейшей шапки — Ватнайёкудля — возвышаются вулканические вершины, увенчанные ослепительно белым снегом. В ледяной пустыне крутые иссиня-черные склоны вулканов выделяются особенно резко. Подножия вулканов иногда окаймлены подковообразными озерами, возникшими в результате таяния льда.

Но большинство вулканов Ватнайёкудля полностью или частично перекрыты льдом. Вершины этих громадных ледниковых куполов нередко поднимаются до 2000 м над уровнем моря и почти постоянно скрыты в густой пелене облаков. Во время подледниковых извержений под влиянием выделяющегося тепла масса льда вокруг вулканического очага начинает таять. При этом из ледниковых трещин сильно выделяются водяной пар и ядовитые газы. Бурные потоки талых вод по многочисленным туннелям прорываются к краю ледника и устремляются к океану, вызывая катастрофические паводки на реках. Такой паводок в Исландии называют «йекудльхлёуп» (в переводе — поток, ринувшийся от края ледника).

Приближение йекудльхлёупа иногда удается установить за несколько дней по быстрому повышению уровня воды в реках. Поток может переносить до 50 тыс. м3/с воды, что сопоставимо с расходом воды в устье крупнейшей реки мира Амазонки. Под напором огромного количества воды от края Ватнайёкудля иногда отрываются глыбы льда высотой до 20—30 м, которые переносятся на большие расстояния. Нередко они пересекают всю прибрежную низменность и уносятся в океан в виде айсбергов.

Самый активный центр подледниковых извержений — Гримсвётн — находится в западной части Ватнайёкудля. Кальдера этого вулкана выражена в рельефе ледниковой поверхности в виде овального углубления площадью 35 км2 и глубиной более 500 м. Извержения здесь происходят примерно раз в 7—10 лет и сопровождаются обильными излияниями лавы. В периоды между извержениями впадина заполняется талыми водами, образующимися в результате деятельности подледниковых сольфатар, зимой озеро замерзает, а летом на прозрачной глади вод плавают льдины.