CC BY
64
Раздел 2
ГИДРОЛОГИЯ. КЛИМАТ
УДК 551.583
ДИНАМИКА ЛЕДНИКОВ И МНОГОЛЕТНИХ СНЕЖНИКОВ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ В XIX-XXI СТОЛЕТИЯХ
М.М. Адаменко, Я.М. Гутак
Сибирский государственный индустриальный университет, Е-mail: [email protected]
В статье приводится оценка современного состояния оледенения Кузнецкого Алатау на основе метода парных фотографий и непосредственных измерений, показана динамика ледников, многолетних снежников и верхней границы леса за последние 100 лет, приводится классификация ледников Кузнецкого Алатау, исходя из их реакции на внутридесятилетние климатические ритмы.
Ключевые слова: динамика ледников, климат горных областей, мониторинг климатических изменений.
Горы Кузнецкий Алатау - это отдаленный и труднодоступный район, расположенный на северной границе Ал-тае-Саянской горной страны 52-56° Е 86-91°). Это первый после Урала орографический барьер, перехватывающий влагу, поступающую с Атлантики, в результате этого существующее здесь оледенение очень специфично. Современные ледники были обнаружены в Кузнецком Алатау П.С. Шпинем в ходе Международного гидрологического десятилетия (1965-1975). Наличие оледенения на малых высотах (1200-1500 м над у. м.), недалеко от центра Азии, было названо «географическим феноменом» [1]. М.В. Тронов назвал ледники Кузнецкого Алатау «усиленным Уралом» [2]. Ледники в этом регионе представлены малыми формами (максимальная длина 0,6-0,9 км) и характеризуются интенсивным оборотом массы и энергии. В каталоге ледников СССР зафиксирован 91 ледник [3]. Крупные современные ледники южной части Куз-
нецкого Алатау имеют свежие плохо задернованные моренные комплексы, состоящие из 4-6 моренных валов [5]. За последние 9 тыс. лет они не выходили за пределы цирков, современные ледники Кузнецкого Алатау образовались в позднеголоценовое время [5].
Как и в Уральских горах, существование ледников в Кузнецком Алатау возможно благодаря процессу перераспределения и концентрации снега. В период аккумуляции некоторые цирковые ледники накапливают 30 м снега, что равно 8000-10000 мм в водном эквиваленте [1]. Пониженные летние температуры (12,6-9,8° С в июне-августе по измерениям на метеостанции «Голец Подлунный», 1312 над у. м.), а также большое количество пасмурных и дождливых дней (до 170 дней в год) также способствуют развитию оледенения [6]. В высокогорье Кузнецкого Алатау вблизи ледников нет метеостанций, поэтому о климате этой зоны можно судить по
редким данным, полученым П.С. Шпинем в летние периоды 1971-1975 гг. [1].
Н.В. Коваленко [2] и А.А. Сюбаев [7] оценили отступление некоторых ледников Кузнецкого Алатау в 2000-х гг. Еще меньше информации о гляци-альной обстановке в Кузнецком Алатау в голоценовом времени. Для региона разработана чувствительная к температуре хронология по Larix sibirica Ledeb., охватывающая период с XVII до XXI вв. Она разработана P.A. Моисеевым [8] и позже дополнена анализом спилов с лиственниц, произрастающих вблизи современных ледников и снежников. Также была предпринята попытка корреляции данной дендрограммы с динамикой ледников [9].
В ходе полевых исследований в Кузнецком Алатау в 2002-2015 гг. было изу-
чено 30 ледников (рис. 1), внесенных в Каталог ледников СССР [3]. Измеряли площадь ледников с использованием GPS (по периметру или по расстоянию между крайними точками). Для небольших ледников использовался метод масштабной фотографии. Отмечалось наличие или отсутствие основных признаков ледника: преобладание льда в снежно-ледяной массе, наличие годовой стратификации льда, разделение на зоны абляции и аккумуляции, признаки движения. Был проанализирован большой архив фотоматериалов из докладов путешественников [10-11], оцифрованы негативы фотографий и изучены рукописи П.С. Шпиня из архива Новокузнецкого краеведческого музея, а также личный архив И.В. Гуляева, который путешествовал в этом районе с 1970-х по 2000-е гг.
сохранившиеся ледники
снежно-ледовые образования, утратившие признаки ледника
номера
ледников по Каталогу [3]
Рис. 1. Расположение исследованных ледников
Наиболее информативные фотографии были повторены М.М. Адаменко с тех же точек в близкую дату. Съемка положения фронтальной линии ледников Тронова и Караташ производилась методом полунструментальной бус-сольной съемки от стационарных точек, закрепленных на морене каменными турами.Выводы о размере ледников в конце XIX - начале XX вв. позволяет сделать фотография И.П. Толмачева, полученная, вероятно, в 1898-1899 гг. или 1902 г. (рис. 2а). В 2012 г. нами сделана повторная фотография с той же точки наблюдения (рис. 2б). На фотографиях изображена долина ручья Ханыгой (правый приток реки большой Казыр). При сравнении фотографий видно, что верхняя граница леса за век поднялась примерно на 50 м и в настоящее время находится 1220-1200 м над у.м. Площадь большого многолетнего снежника, который представлен на фото И.П. Толмачева теперь уменьшилась на 70-90 %, в 2002-2012 гг. он практически полностью стаивал в конце августа. Судя по космоснимкам Landsat от 25 августа 2015 г. [15] этот снежник сохранился к концу сезона абляции и имел площадь около 0,006 км2.
О большем размере ледников Кузнецкого Алатау в XIX в. свидетельствуют также данные лихенометрии на моренах современных ледников Троно-ва и Караташ. Первый и второй моренные валы в моренных комплексах обоих ледников не имеют колоний лишайников, это означает, что они довольно молодые (несколько десятков лет). Лишайники на третьих-шестых моренных валах имеют диаметр от 14 до 35 мм [45]. Основываясь на оценке темпов роста лишайников в Полярном Урале - региона с аналогичными климатическими условиями [13], установили что морены с лишайниками, равными 31-35 мм, были сформированы 100-150 лет назад.
В работе А.Н. Чуракова [11] есть фотография ледников Тронова (№ 56) и Малый (№ 57) (рис. 2в). Скорее всего, что снимок был сделан в конце августа, поскольку на ней нет сезонных снежников, стаивающих к этому времени. Площадь ледников тогда была гораздо больше, чем в настоящее время (рис. 2г). На снимке фирновое поле ледника Тронова охватывает правый край морены и спускается к озеру.
Рис. 2. Долина ручья Ханыгой: а - конец XIX в. [12], б - август 2012 г.
(линией показана граница сомкнутого древостоя в конце XIXв., пунктиром - современная граница).
Ледники Тронова (№ 56) и Малый (№ 57): в - 1930-е гг. [11], г -2000-е гг.
(линией показаны границы ледников 1930-х гг.)
В каре можно увидеть выпуклый фронт, который указывает на наступа-ние карового ледника. Таким образом, отступание ледника Тронова за последние 80-90 лет по фронту составляет около 10-15 м, однако основная потеря массы ледника произошла в результате проседания ледяной толщи и выпола-живания продольного профиля. Ледник № 57 деградировал еще сильнее - вся его площадь распалась на фрагменты.
1950-е гг. П.С. Шпинем описаны как неблагоприятные для развития оледенения [1]. Нет фактических материалов, позволяющих оценить размеры ледников в этот период. Во второй половине XX в. наиболее благоприятный период для оледенения были 1970-е гг. [1]. Первый моренный вал ледника Кара-таш, запечетленный на фотографиях 1970-х гг., очерчивает фронт ледника и выглядит очень свежим (рис. 3). Судя по всему, он был формирован во время наступления ледника в 1970-х гг. В 1980-х гг. отмечаются отдельные экстремальные сезоны, например, лето 1982 г., когда ледники Кузнецкого Алатау сильно сокращались. П.С. Шпинь пишет: «на конец периода абляции 1982 г. поверхность всех ледников района освободилась от сезонных накоплений на 2/3-4/5. К середине августа в Кузнецком Алатау стаяли все снежники-перелетки и абсолютное большин-
Изменение ледников Кузнецкого Алатау
ство многолетних снежников. Очевидно, что за период с 1951 г., а с достоверностью с 1960 г. растаяли отдельные небольшие леднички (л. Эмбрион). Многие ледники сократились до размеров 1951 г. Одной из основных причин деградации является термика теплого периода 1982 г.» (П.С. Шпинь, неопубликованное). В 1990-х гг., исходя из дендрограммы для Кузнецкого Алатау, произошло сильное потепление климата, однако, на имеющихся фотографиях этого периода сильной деградации ледников и многолетних снежников не выявлено. Это обусловливается инерцией ледников Кузнецкого Алатау, которая несмотря на их малый размер составляет годы. Например, по данным Е.Н. Иванова для малых ледников юга Восточной Сибири инерция составляет 2-3 года [14]. Пик деградации ледников наблюдался в 2000-2004 гг.
Таким образом, в течение ХХ в. происходил общий тренд к сокращению размеров ледников Кузнецкого Алатау, на его фоне выделялись периоды улучшения или ухудшения гляциальной обстановки. В первое десятилетие XXI в. из 30 исследованных ледников 18 растаяли полностью, их общая площадь сократилась с 1,4 до 0,5-0,3 км2 (табл. 1). С 2005 г. наблюдалась стабилизация отступления ледников.
Таблица 1 результатам измерений в 2002-2005 гг.
Сведения по Каталогу ледников [3] Исследование ледников в 2002-2005 гг.
Название и номер 2 площадь, км2 2 площадь, км2 доля от приведенной площади в [3], %
Крестовый (№ 6) 0,05 0,018 36
№ 7 0,11 0, 11 100
№ 16 0,09 0,06 67
Географов (№ 22) 0,06 0,04 67
НГПИ (№ 23) 0,04 0,03 75
№ 52 0,05 0,015 30
№ 53 0,04 0,0065 16,3
Дальний (№ 60) 0,08 0,02 25
Черно-Июсский (№ 83) 0,19 0,06 31,6
Чуракова (№ 85) 0,24 0,14 58,3
Толмачева (№ 86) 0,21 0,14 66,6
Центральный (№ 87) 0,2 0,14 70,0
Среди исследованных ледников Кузнецкого Алатау имеются существенные различия в степени деградации. На основании этого было выделено три группы ледников, исходя из их реакции на внутридекадные климатические ритмы (рис. 3).
Группа переходных снежно-ледовых образований. Ледники первой группы особенно чувствительны к междесятилетним колебаниям климата (№ 2, 5, 6, 8, 9, 29, 30, 48, 49, 50, 51, 52, 52, 54, 55, 57, 59, 60, 84). Во второй половине XX в. они стаивали неоднократно, что подтверждается мониторингом в течение последних 12 лет, архивными фотоматериалами и полевыми заметками П.С. Шпиня [4]. При этом на месте распавшихся ледников ежегодно образуются позднелетние снежники, которые, в зависимости от погодных особенностей летних сезонов стаивают или остаются к концу периода абляции. По нашему мнению, эти снежно-ледовые образования являются снежниками, которые в благоприятные годы формируют ледяное ядро, они были ошибочно классифицированы как ледники. Их каталогизация производилась 1970-х гг., которые были благоприятными для накопления снежно-ледовой массы. Более того, некоторые ледники были определены только на основе аэрофотоснимков, и результаты не проверялись в натуре. Точное количество классифицированных по аэрофотоснимкам ледников П.С. Шпинем не сообщается, указывается только, что более половины классифицированных ледников посещено во время экспедиционных работ [4].
Группа деградировавших ледников. Во вторую группу входят крупные склоновые ледники (№ 1, 16, 22. 23, 49, 83), которые находятся в стадии глубо-
Расстояние до фронта ле
кой деградации. За последние 40 лет площадь их уменьшилась на 40-70 % (табл. 1). На месте ледников № 49 и 83 в 2012 г. найдены только снежно-ледовые образования в форме полумесяца, на месте ледника № 1 - фирновое пятно, повторяющее форму склона.
Группа устойчивых ледников. Третья группа состоит из ледников, которые более устойчивы к междесятилетним изменениям климата и за последние 40 лет отступили незначительно (№ 85, 86, 87, 56, 58). Это крупные каровые или склоновые ледники, лежащие в глубоких депрессиях. Ледники Тронова (№ 58) и Караташ (№ 56) в Тигертышском горном узле существуют несмотря на глобальный тренд к потеплению в ХХ в., по крайней мере, с Малого ледникового периода.
Результаты полуинструментальной буссольной съемки фронта ледника Ка-раташ в 2015 г. показали, что за 12 лет отступление по фронту составило 2-3 м (табл. 2), что может быть обусловлено колебанием темпов абляции в течение абляционного сезона от года к году и не содержит в себе климатического сигнала на внутридесятиление ритмы.
Анализ фотографий показывает, что современные размеры ледника практически полностью соответствуют его размерам в 1974 г. (рис. 3в). Его фронтальная линия при сравнении с фотографией П.С. Шпиня отступает на 10-15 м, однако общая форма ледника, выпуклость его лба вполне соответствует 1974 г. Если в 2003-2005 гг. для ледника Ка-раташ было отмечено выполаживание продольного профиля, то к настоящему времени он сформировал крутой лоб. В 2015 г. по его левому фронту отмечено активное накопление свежего моренного материала.
Таблица 2
Караташ от тура № 3, м
Азимут на ледник, град. 16 августа 2004 г. 12 августа 2015 г.
236 49 51
250 43 46
Рис. 3. Изменение площадей ледников Кузнецкого Алатау.
Ледник Подскальный (№55): а - 1970-е гг., б - 2005 г. Ледник Черно-Июсский (№ 83): в - 29 августа 1973 г., в - 24 августа 2011 г. Ледник Караташ: д - 24 августа 1974 г., е - 12 августа 2015 г.
в
г
е
д
Исследования современных ледников показывают, что некоторые из них (№ 2, 5, 6, 7, 8, 9, 29, 30, 48, 49, 50, 51, 52, 52, 54, 55, 57, 59, 60 , 84) ошибочно классифицированы как ледники [1, 3]. Их каталогизация производилась во время относительно холодного периода, благоприятного для накопления снежно-ледовой массы в 1970-х гг. Более того, некоторые ледники были определены только на основе аэрофотоснимков и результаты не проверялись в поле. Точное количество классифицированных по аэрофотоснимкам ледников П.С. Шпи-
нем не сообщается, указывается только, что более половины из классифицированных посещено во время экспедиционных работ [1].
Можно констатировать, что за последние 110 лет площадь многолетних снежников в горах Кузнецкого Алатау уменьшилась на 70-90 %, при этом размеры многолетних снежников сильно различаются от года к году. За век верхняя граница леса поднялась примерно на 50 м, и в настоящее время она находится на 1220-1200 м над у. м. В XX в. наблюдалась общая тенденция сокра-
щения ледников, исключение составляют 1970-е гг., когда климат был благоприятным для их развития. Пик уменьшения размеров ледников пришелся на 2000-2004 гг.: 18 из 30 исследованных ледников в начале XXI в. растаяли полностью, их суммарная площадь сократилась с 1,4 до 0,5-0,3 км2.
Большие каровые ледники Тронова (№ 58) и Караташ (№ 56) значительно не изменились за последние 40 лет и существуют, по крайней мере, с Малого
ледникового периода. Результаты полуинструментальной буссольной съемки ледника Караташ показывают, что несмотря на современный тренд к потеплению климата в Сибири для крупных каровых ледников Кузнецкого Алатау в настоящее время складывается благоприятная ситуация для наращивания массы. Для объяснения этого феномена необходимо провести детальный анализ данных высокогорных метеостанций Кузнецкого Алатау.
Список литературы
1. Шпинь, П. С. Оледенение Кузнецкого Алатау. - М, 1980. - 83 с.
2. Коваленко Н.В. Современное состояние малых ледников КузнецкогоАлатау и Плато Путорана // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. - 2008. - № 3. - С. 67-71.
3. Каталог ледников СССР. Т. 15. - Л. 1980. - 44 с.
4. Адаменко, М.М. Иванова Т.А., Сюбаев А.А. Сравнительный геоботанический анализ как метод определения относительного возраста морен ледников Тронова и Караташ // Природа и экономика Западной Сибири и сопредельных территорий: Матер. Всерос. науч. конф. Т. 2. - Новокузнецк, 2009. - С. 7-10.
5. Адаменко М.М. Динамика оледенения и климата Тигертышского горного узла (юг Кузнецкого Алатау) в поздненеоплейстоцен-голоценовое время: автореф. ...дис. канд. географ. наук. - Томск, 2014. - 24 с.
6. Орлова В.В. Западная Сибирь. Серия Климат СССР. Вып. 4. - Л., 1962. - 360 с.
7. Сюбаев А.А., Ковалев Е.А. Современное состояние оледенения Кузнецкого Алатау и его динамика во второй половине XX в. // Природа и экономика Кузбасса. - Новокузнецк, 2004. - Вып. 9. - Т. 2. - С. 41-49.
8. Моисеев П.В. Влияние изменений климата на радиальный прирост и формирование возрастной структуры высокогорных лиственничников Кузнецкого Алатау // Экология. - 2002. - № 1. - С. 10-17.
9. Адаменко М.М. Использование дендрохронологических данных для реконструкции колебаний ледников Кузнецкого Алатау // Вестн. Том. гос. ун-та. - 2012. - № 362. -С. 163-165.
10. Толмачев И.П. Геологическая поездка в Кузнецкий Алатау летом 1902 г. // Изв. РГО. - 1903. - Т. 39. - Вып. 4. - 47 с.
11. Чураков А.Н. Кузнецкий Алатау. История его геологического развития и его геохимические эпохи. - Л., 1932. - 119 с.
12. Щукин И.С. Общая геоморфология. - М., 1964. - Том 2. - 564 с.
13. Solomina O.N., Ivanov M.N., Bradwell T. Lichenometric studies on moraines in the Polar Urals // Geogr. Ann. - 2010. - 92 A (1). - Р. 81-99.
14. Иванов Е.Н. Динамика гляциальных геосистем гор юга Восточной Сибири: автореф. ...дис. канд. географ. наук. - Иркутск, 2013. - 24 с.
15. LandsatLook Viewer [Электронный ресурс]. - URL: http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html.
H3eecmuH AO PW. 2015. № 4 (39)
THE DYNAMICS OF GLACIERS AND PERENNIAL SNOWFIELDS OF THE KUZNETSK ALATAU MOUNTAINS IN XIX-XXI CENTURIES
M M. Adamenko, Ja.M. Gutak
Siberian State industrial University, E-mail: [email protected]
The article provides an assessment of the current status of glaciation of the Kuznetsk Alatau, based on the method ofpaired photos and direct measurements, the dynamics of glaciers and perennial snowfields and the upper border of the forest over the past 100 years, describes the classification of the Kuznetsk Alatau glaciers, on the basis of their response to climate vnutridesâtiletnie rhythms.
Keywords: the dynamics of glaciers, mountain climate areas, monitoring of climatic changes.
