Ледники в горах - Серебрянный Леонид Рувимович

Другая ледниковая шапка — Мирдальсйёкудль на юге Исландии — приобрела известность благодаря многократным извержениям подледникового вулкана Катла. В книге известного исландского гляциолога С. Тоураринссона «Тысячелетняя борьба со льдом и снегом» отмечается, что во время извержения вулкана в 1918 г. максимальный расход воды в 3 раза превышал расход воды в устье Амазонки. После прохождения паводка на прилегающей к леднику обширной прибрежной равнине, которую люди осваивали в течение многих сотен лет, не осталось никаких признаков жизни. Не менее мощное извержение Катлы в 1955 г. вновь опустошило эту местность.

Конечно, упомянутые ледниковые катастрофы не исчерпывают списка этих грозных явлений природы, с которыми сталкивалось человечество. Приведенные примеры иллюстрируют лишь масштабы бедствия.

Теперь кратко остановимся еще на одной проблеме. Ледниковые воды, как мы уже отмечали, обладают наибольшим содержанием взвеси по сравнению с другими водными источниками горных рек. Например, в реках, вытекающих из-под ледников Средней Азии, по подсчетам гидролога О. П. Щегловой, мутность исчисляется десятками килограммов на кубический литр воды, а в периоды схода гляциальных селей — сотнями килограммов. Высокий уровень взвешенных наносов сохраняется в реках и на значительном удалении от концов ледников.

С проблемой ледниковой муки в этом регионе вплотную столкнулись лишь в конце 50-х годов нашего столетия, когда для освоения земельных фондов потребовалось создание значительных регулирующих емкостей — водохранилищ. Эти водохранилища стали очень быстро заиливаться.

Беспрепятственный перенос продуктов ледниковой эрозии к чашам водохранилищ происходит из-за малого размера взвеси, в которой преобладают частицы менее 0,01 мм, по весу составляющие в среднем 30—45% взвешенных наносов.

В Нурекском водохранилище на реке Вахш в пределах его верхних 20 км наносы с размером частиц менее 0,35 мм являются главным источником формирования так называемых мутьевых, или плотностных, придонных потоков. Плотность потоков примерно в 1,5 раза превышает плотность вышележащей воды, а их образование объясняется поступлением в водохранилище в теплое время года холодных, сильно насыщенных взвесью ледниковых вод. Именно эти мутьевые потоки определяют режим заиления Нурекского гидроузла. Средний на 20-километровом участке слой образованных этими потоками отложений составляет около 7 м в год, а максимальные его величины достигают 22 м. Основной вынос мелкозема, конечно, дают крупные долинные ледники, а не многочисленные мелкие ледниковые тела. Поступление взвесей в водохранилища колеблется от года к году, что определяет режим заиления и соответственно график эксплуатации водохранилищ: сроки промывки верхних бьефов, съемки мутности, промерные работы. О масштабах проблем, связанных с заилением, можно судить по следующим цифрам: только в бассейнах Сырдарьи и Амударьи эксплуатируется, строится и проектируется несколько десятков водохранилищ емкостью свыше 50 км3.

Одной из пассивных форм борьбы с заилением является создание больших «мертвых» объемов водохранилищ. При этом по мере заиления мертвого объема нормальная эксплуатация водохранилищ становится невозможной, и регулирующую роль должна выполнять новая расположенная выше емкость.

Выше мы рассматривали лишь аспекты прикладной гляциогидрологии. Но этим не исчерпывается практическая значимость гляциологии. Ледники являются не только компонентами гидросферы, но и занимают вполне определенное место в литосфере. Недаром многие классики естествознания справедливо рассматривали ледники как особый тип осадочных горных пород, что и определило методологический подход к изучению всех природных льдов. По мнению академика А. Н. Заварицкого, у геологов не возникает никаких сомнений в том. что ледниковый лед является настоящей горной породой. Об этом говорится и в фундаментальном труде П. А. Шумского «Основы структурного ледоведения».

Расширенная трактовка места гляциологии в системе наук о Земле согласуется с представлениями выдающегося советского естествоиспытателя академика В. И. Вернадского о криосфере Земли. Учет специфического положения ледников на контакте гидросферы, атмосферы и литосферы открывает новые перспективы научного поиска в гляциологии и отвечает современным задачам глубоких междисциплинарных исследований. Одновременно возрастает практическая ориентация гляциологических работ.

Здесь прежде всего следует иметь в виду, что ледники нередко занимают большие площади и являются важным элементом высокогорных ландшафтов, определяющим ход многих природных процессов. Отсюда ясно, что динамика ледниковых процессов и тем более их катастрофическое развитие существенно влияют на общую оценку окружающей среды. В этом плане возрастающее хозяйственное и рекреационное освоение гор ставит перед гляциологами принципиально новые задачи.

Гражданское, дорожное и промышленное строительство ведется на днищах трогов, выполненных ледниковыми отложениями. Соответственно при закладке фундамента здания, прокладке дорожного полотна или возведении мостов необходимо располагать конкретными характеристиками состава и строения поверхностных толщ, а это невозможно без познания закономерностей процессов моренонакопления. На первый взгляд, как будто формальные литологические показатели разнотипных морен для проектировщиков приобретают особую значимость, определяя стоимость строительства.

В случае необходимости гляциолог дает экспертную оценку устойчивости грунтов, особенно при наличии ледяных ядер в моренных субстратах, консультирует при поисках ценного строительного сырья. Например, грузинские гляциологи приняли участие в определении запасов мрамора в горно-ледниковых районах. Напомним также, что в ледниковых отложениях часто присутствуют рудные минералы, коренные источники которых скрыты под ледниками или приурочены к их скальному обрамлению. В связи с этим иногда возникает необходимость горнопроходческих работ в ледниках и даже под ними.

Важное значение имеют сведения о динамике ледников. Первые искусственные туннели строились главным образом для проведения научных исследований внутри ледников. В известном туннеле в леднике на горе Юнгфрау в Швейцарии, проложенном в 1951 г., до сих пор продолжаются систематические исследования физико-механических свойств льда и изучается термический режим ледникового тела. Непосредственное хозяйственное использование ледников связано с экспериментальными туннелями, проложенными в малоподвижных частях Гренландского ледникового покрова, которые использовались как гаражи для автомобильного транспорта, складские и даже отапливаемые жилые помещения. Один из туннелей достигал 330 м при ширине 5,4 м.

Признавая возможность эксплуатации ледниковых туннелей, следует все же заметить, что со временем происходят пластические деформации ледяных стенок и отслаивание льда. Наиболее долговечны туннели, заложенные в наименее подвижных периферических частях холодных ледников.

В последние годы возрос интерес и к возможности сооружения карьеров в ледниках для разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом. Так, в Центральном Тянь-Шане обнаружено месторождение полиметаллов, частично перекрытое ледниками. На первый взгляд казалось, что наиболее рентабельным было бы удаление ледникового чехла. Однако для практической реализации такого предложения нужно не только определить мощность и скорость движения льда, но и оценить весь объем возможных последствий. Кроме того, сейчас еще нет однозначного инженерного решения проблемы. Напомним о неудачном опыте устранения части ледника Морено в Аргентине. Даже сбрасывание на ледник 500-килограммовых бомб не дало ожидаемого эффекта: пластичный лед довольно быстро залечивал свои раны.

Осевые части горных массивов и хребтов, где концентрируются ледники, таят в себе разнообразные минеральные богатства. Подступ к ним во многом связан с познанием закономерностей распределения ледников и ледниковых отложений. В этом плане большую помощь оказывают современные геофизические методы, помогающие оценить мощность льда и рыхлых отложений. В принципе на такой основе сейчас составляются карты подледникового рельефа горных районов. Такие карты могут реально помочь при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых.