CC BY
44
УДК 551.578.46 (470.6)
В.А. Сарана1
МАЛЫЕ ЛЕДНИКИ РОССИЙСКОГО СЕКТОРА АРКТИКИ И СУБАРКТИКИ2
Вопрос о существовании границ раздела между многолетними снежниками и ледниками до сегодняшнего дня остается дискуссионным. В работе автор излагает свой взгляд, основанный на наблюдениях за малыми ледниками в различных районах Заполярья. Предложена новая трактовка термина "малого ледника" и показано его отличие от многолетнего снежника. Рассмотрены морфологическая классификация, общие черты и современное состояние малых ледников Заполярья. Отмечен крайне важный для эволюционной гляциологии факт сосуществования на регрессивной стадии оледенения ледников отмирающих (остаточных) и, наоборот, нарождающихся (эмбриональных).
Ключевые слова: малые ледники, снежники, малые формы оледенения.
Введение. Горные страны, расположенные в Арктике и Субарктике — благоприятные районы для развития и существования современного оледенения, представленного разнообразными ледниками. Среди существующих в этих регионах ледников особое место занимают малые формы оледенения, которые наряду с крупными ледниками оказывают немаловажное влияние на природные процессы. Термином "малые формы оледенения" обозначают все снежно-фирно-во-ледяные образования малых размеров, существующие в современных климатических условиях. К ним относятся малые ледники, снежники и наледи.
Существующие методики выделения и классификации снежников и наледей не вызывают разноречивых дискуссий, чего нельзя сказать о малых ледниках. Остается открытым вопрос: где именно проходит граница между снежником и ледником? Термин "малый ледник" характеризует один лишь параметр объекта, т.е. его размер. Малыми ледниками принято называть объекты размером менее 0,1 км2 [3]. В литературе можно встретить синонимы понятия "малый ледник" — эмбриональный ледник, фирновый ледник, навеянный ледник, висячий ледник, фирник [1, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 15, 16]. Действительно, рассмотренные авторами снежно-ледяные объекты имеют небольшие размеры и их можно отнести к малым ледникам. Но для того чтобы выделять малые ледники из всего разнообразия малых форм, встречающихся в Арктике и Субарктике, недостаточно одного площадного параметра. Необходимо знать еще ряд дополнительных гляциологических признаков, присущих малым ледникам, рассмотрению которых посвящена статья.
Постановка проблемы. Признаки и способы выявления малых ледников остаются проблематичными и дискуссионными прежде всего из-за незначительной величины самих объектов и отсутствия их детальных исследований. Самый быстрый способ выявления ледников — дешифрирование аэрофотоснимков
(АФС), по которым в некоторых случаях довольно сложно выделять малые ледники без наблюдений на местности, особенно это относится к формам, лежащим на склонах, чем к объектам, расположенным в ледниковых карах и верховьях долин. Поэтому в первую очередь малые ледники необходимо разделить на две морфологические группы: первая — ледники, лежащие в карах; вторая — ледники, лежащие на склонах [6]. При рассмотрении ледников этих групп четко прослеживается их эволюционная связь, т.е. в современную регрессивную фазу оледенения существуют две группы ледников: остаточные ледники (продолжающие деградировать) и эмбриональные (т.е. молодые ледники, способные возникать, расти и развиваться). Рассмотрим основные черты ледников этих групп.
Материалы и методы. Выделять ледники первой группы довольно просто. Они, как правило, залегают на днищах ледниковых каров или в верховьях долин верхнего яруса гор и имеют длительную историю развития, очевидно, это реликты малого ледникового периода. Ледники часто имеют видимые признаки движения льда (которые проявляются на их поверхности прежде всего в наличии открытых разрывных нарушений, подгорных трещин и тектонических нарушений) и обладают многими характерными чертами, присущими ледникам. Это собственно классические каровые ледники (рис. 1, а), карово-присклоновые ледники, занимающие задние стенки каров, и русловые ледники, лежащие в самих верховья речных долин. Все эти ледники когда-то были ледниками более высокого ранга и распространялись далеко за пределы современных границ, что отчетливо видно по положению их морен. В результате деградации эти ледники уменьшились и сейчас имеют минимальные размеры. Но, как показывают наблюдения, не все снежно-ледяные тела, лежащие в карах и на днищах долин, можно причислить к ледникам.
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, научно-исследовательская лаборатория геоэкологии Севера, ст. науч. с., канд. геогр. н., e-mail: [email protected]
2 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 11-05-00235а).
Рис. 1. Приполярный Урал, каровый ледник Гофмана (а); многолетний снежник на месте деградировавшего ледника (б). Фото А. Буторина
На фоне современного всеобщего сокращения оледенения многие из этой группы ледников достигли последнего этапа деградации и прекратили существование как ледники. На их месте расположены небольшие раздробленные маломощные снежно-ледяные тела ("размазанные" по задним стенкам каров и эрозионным руслам), которые следует относить к многолетним снежникам (рис. 1, б). Лишившиеся активного ледника "пустые" кары представляют собой замкнутые нивально-гляциальные системы, для которых характерны следующие элементы рельефа: разновозрастные комплексы морен, каменные глетчеры, солифлюкци-онные террасы и ледниковые озера [7]. В многоснежные зимы или в годы слабого снеготаяния к концу теплого сезона у задних стенок "пустых" каров, на днищах эрозионных врезов и вдоль морен сохраняются значительные по площади многолетние снежники, которые при дешифрировании аэрофотоснимков можно принять за малые ледники. Поэтому при дешифрировании ледников по АФС необходимо учитывать время съемки и природную ситуацию. Несомненно, что при похолодании или увеличении снежности в "пустых" карах будут формироваться новые ледники, как это происходило, очевидно, во времена малого ледникового периода. Сегодня почти все кары, расположенные в горах Заполярья, несут на себе свежие следы деятельности ледников, сформировавшихся и развивавшихся в эпоху малого ледникового периода.
Проблематично выделять ледники второй группы: эмбриональные (молодые) ледники, расположенные
на склонах (рис. 2) и в углублениях рельефа, т.е. те ледники, которые не имеют длительной геологической истории развития. Это присклоновые, висячие, ледники эрозионных врезов, ледники структурных уступов и речных террас. Все они заполняют, как правило, только одну форму рельефа и не выходят далеко за ее пределы.
Обсуждение результатов. В результате наблюдений, проведенных в различных горных странах Заполярья, автором изучены эмбриональные ледники и выявлены особенности их формирования. В горных районах Заполярья повсеместно на участках ветровой тени склонов (что определяет экспозицию залегания ледника) и в углублениях рельефа ежегодно в зимнее время формируются многометровые толщи снега, которые за короткий теплый период не всегда успевают полностью растаять и сохраняются до следующего года, так из года в год и на одних и тех же местах в ветровой тени (преимущественно на склонах северной и северо-восточной экспозиции) формируются многолетние снежники. В ходе развития вмещающей ниши, занятой многолетним снежником, благодаря процессам нивации и эрозии происходит ее постепенное углубление и расширение до размеров "зрелой ниши", оптимальной уже для постоянного существования в ней снежно-ледяного тела и перехода его в класс эмбриональных ледников. По мере дальнейшего расширения и углубления ниши будут увеличиваться размер и толщина эмбрионального ледника и соответственно повышаться его устойчивость. Это не значит, что при
Рис. 2. Плато Путорана, присклоновый ледник № 24
расширении ниши ледник будет увеличиваться до бесконечности. Со временем процесс роста ниши приведет к ее "старению", и тогда эмбриональный ледник начнет уменьшаться в размерах опять до состояния многолетнего снежника. Подобный сценарий не предполагает резких изменений климата в ту или другую сторону. Для того чтобы эмбриональный ледник перешел в разряд активного ледника, необходимо понижение климатической снеговой линии до высоты вершин горной системы или ниже [10].
Как показали наблюдения, независимо от количества выпавших твердых осадков за холодный период "зрелые" ниши всегда максимально заполняются снегом благодаря активному метелевому переносу в Заполярье. Таким образом, в современных климатических условиях на устойчивость эмбриональных ледников в первую очередь влияет изменение направления преобладающих ветров или уменьшение ветровой активности, а только потом температурный режим и количество осадков. Поэтому наблюдаемое всеобщее повышение среднегодовой температуры на планете пока незначительно сказывается на устойчивости эмбриональных ледников. Кроме того, с планетарным повышением температуры воздуха наблюдается в летнее время увеличение облачности на севере, что замедляет таяние ледников. Наблюдая за реакцией малых ледников Заполярья, можно с уверенностью сказать, что эмбриональные ледники более устойчивы, чем остаточные. Остаточные ледники сокращаются значительно быстрее, очевидно, это связано с режимом их питания и макроклиматическими условиями, формирующимися в местах залегания ледников. Поэтому утверждение "малые ледники — индикаторы климата" лишь с осторожностью можно применять только к группе остаточных ледников.
Несомненно, что малые ледники какой-либо горной страны Заполярья имеют характерные черты строе-
ния, определяющиеся климатическими особенностями территорий. Г.К. Тушинский и Н.В. Малиновская [11] выполнили гляциологическое районирование, основанное на типах климата, где они выделяют следующие области: 1) атлантико-арктическая, в которую входят Земля Франца Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, горы Бырранга; 2) атлантико-субарктическая: Хибины, Полярный и Приполярный Урал, плато Путорана, Верхоянский хребет, хр. Сунтар-Хаята, хр. Черского; 3) тихоокеанская арктическая: горы о-ва Врангеля, горы Чукотки; 4) тихоокеанская субарктическая: Корякское нагорье. В каждой области малые ледники имеют свои особенности и маркирующие признаки, которые могут не совпадать с таковыми для ледников другой области. Это необходимо учитывать при выявлении малых ледников.
Исследуя малые ледники Заполярья, автору удалось выявить главные маркирующие их признаки, определяющиеся следующими гляциологическими характеристиками: 1) внутренний состав; 2) льдообразование; 3) расположение областей абляции и аккумуляции; 4) морфологические признаки — местоположение, тип питания; 5) характер движения.
А.Д. Арманд [2] предложил первостепенным признаком выделения ледников из многолетних снежников считать их внутренний состав: "Скопления, состоящие в основном из снега и фирна и обладающие признаками движения, относить к снежникам, а образования, состоящие в основном из фирна и льда и также имеющие признаки движения, — к ледникам". Автором установлено, что эмбриональный ледник в конце периода таяния с поверхности сложен годичными слоями фирна, которые подстилаются слоистым льдом инфильтрационно-конжеляционного происхождения. При этом отношение толщины слоя фирна (Ф) к толщине подстилающего льда (Л) в фирновой зоне ледника на конец периода таяния всегда меньше еди-
ницы (Ф/Л < 1). На такой условный признак разделения снежно-ледяных объектов указывают некоторые исследователи на примере изучения уральских ледников [8].
Ошибочно выявлять малые ледники только по внутреннему строению. Это основной признак, но его можно использовать лишь в совокупности с другими признаками, которые рассматриваются ниже.
На малых ледниках в соответствии с классификацией П.А. Шумского [14] выделяются две зоны льдообразования: фирново-ледяная (ин-фильтрационная) и ледяного питания (инфильт-рационно-конжеляционная). Наличие этих зон и их положение на каждом леднике определяются его морфологическим типом.
Зона ледяного питания на эмбриональных ледниках выделяется достаточно четко. Она обычно оконтуривает фирновую зону по периметру ледника или проходит по его верхнему краю. Толщина слоя наложенного льда составляет 30—40 см. Фирново-ледяная зона расположена ближе к месту перегиба продольного профиля ледника. Зимой в месте перегиба профиля накапливаются наибольшие массы снега, которые за лето не тают полностью и превращаются в фирн. По наблюдениям автора, проведенным в трещинах, которые находятся в фирновых областях эмбриональных ледников, насчитывается от 1 до 4 годичных слоев фирна, разделенных полосами загрязнения — летними поверхностями таяния.
Главная роль в преобразовании снежно-фирновой толщи в лед на малых ледниках отводится процессам инфильтрации и замерзания талых вод внутри снежно-фирновой толщи и на поверхности ледников. Лед в ледниках имеет слоистое строение и представляет собой чередование слоев темного и светлого льда (рис. 3). Светлый лед образуется в результате смерзания водонасыщенного фирна. Этот лед более насыщен пузырьками воздуха, чем темный наложенный лед, который формируется путем замерзания инфильтрационных и талых вод на поверхности водоупорного горизонта.
Таяние на малых ледниках одновременно затрагивает всю их поверхность и происходит равномерно в силу их незначительного высотного простирания. На эмбриональных ледниках площадь области аккумуляции, как правило, превышает площадь области абляции. Положение областей аккумуляции и абляции зависит от морфологического типа ледника. Обычно область абляции на эмбриональных ледниках опоясывает ледник по периметру. В прохладное лето на поверхности многих ледников зона абляции отсутствует, проявляются только участки наложенного льда.
Поверхность эмбриональных ледников никогда полностью не освобождается от многолетнего фирна. Если же это происходит, и на всей поверхности фир-
Рис. 3. Плато Путорана, нивальный ледник структурных уступов № 27
ново-ледяного образования обнажается лед, то такие тела нельзя отнести к ледникам. Объекты, с поверхности которых полностью стаивают снег и фирн, подвержены значительному таянию и неустойчивы.
Для каждой горной страны существует своя морфологическая классификация малых ледников, в основе которой лежат характерные черты рельефа ее территории. Прежде всего ледники следует подразделять на ледники, лежащие на склонах и в карах (рис. 4).
Ледники, лежащие на склонах, это, как правило, эмбриональные ледники: присклоновые ледники, ледники структурных уступов, кулуаров, висячие и русловые. Их контуры всегда следуют границам вмещающих морфоструктур. Продольный профиль этих ледников в большинстве случаев выпуклый или ровный. Ледники с вогнутым профилем не следует относить к категории эмбриональных ледников прежде всего из-за их неустойчивости и малой мощности.
Ледники в карах, в отличие от ледников, лежащих на склонах, имеют четкие границы и обычно расположены в тыльных частях каров. Кары подразделяются на два типа — нивальные и ледниковые. В развитии нивальных каров принимали участие процессы нивации, а в развитии ледниковых каров веду-
Рис. 4. Морфологическая классификация малых ледников
щую роль играли ледники. Для ледниковых каров характерно несколько большее разнообразие залегающих в них ледниковых форм, чем для нивальных каров. Это прежде всего относится к каровым и ка-рово-присклоновым ледникам. За время существования они сформировали классический ледниковый рельеф — хорошо выработанные и "въевшиеся" в склон ниши, в которых лежат малые ледники, стадиальные морены, ледниковые озера и каменные глетчеры.
Для нивальных каров характерны только карово-висячие ледники, которые занимают задний склон или его часть. Эти ледники стоит относить к группе эмбриональных ледников.
По особенностям режима малые ледники можно объединить в две группы: 1) ледники с метелевым типом питания, 2) с комбинированным типом питания, где основную роль играют лавины и второстепенную метелевый перенос. К первой группе относятся ледники карово-висячие, присклоновые, уступов, русловые и кулуаров; ко второй группе — только ледники, лежащие в ледниковых карах (остаточные), т.е. каровые и карово-присклоновые. На эти же группы можно разделить ледники по условиям их таяния, расположению и формированию областей абляции и питания, подвижности, форме продольного профиля и крутизне поверхности, наличию морен и степени устойчивости. Ледники с метелевым типом питания наиболее устойчивы, поскольку независимо от количества выпавших в ту или иную зиму твердых осадков, ледники с метелевым типом питания получают их больше, чем ледники смешанного типа.
Инструментальные измерения скорости движения малых ледников автор не проводил, поэтому их оценка выполнена на основе визуальных наблюдений. Известно, что внешнее отражение движения льда — наличие на поверхности ледника трещин разрыва. На остаточных ледниках трещины проявляются в виде
разрывных нарушений шириной до 2 м и более и расположены чаще всего в их верхних частях и в местах перегиба продольного профиля. На остаточных ледниках обычно мало видимых трещин в силу их незначительной толщины и медленного течения льда. На каровых ледниках отчетливо проявляется подгорная трещина — бергшрунд.
Заключение. Чтобы провести четкие разграничения между многолетним снежником и ледником, каждый снежно-фирново-ледяной объект следует рассматривать в качестве самостоятельной нивально-гляци-альной системы локального уровня и учитывать физико-географические и гляцио-геоморфологические особенности местности. Таким образом, понятие "малый ледник" [3] нужно расширить и трактовать следующим образом: малый ледник — это малоподвижное фирново-ледяное тело, которое лежит ниже снеговой границы, занимает одну форму рельефа и существует благодаря благоприятному сочетанию орографических и климатических факторов в условиях повышенного метелевого переноса и лавинной деятельности. Малые ледники разделяются на две группы — остаточные и эмбриональные.
Малые ледники в каждом отдельном районе имеют свои особенности и историю развития. Тем не менее они имеют схожие характерные черты, что позволяет говорить о некоторой общности малых ледников Арктики и Субарктики, которая состоит в следующем:
— в настоящее время малые ледники находятся на стадии деградации, однако, несмотря на повсеместное развитие следов отступания, ее степень невелика;
— оледенение в значительной мере связано с интенсивным расчленением рельефа, унаследованного от предшествующих фаз древнего оледенения, а также со способностью возникать, расти и развиваться на стадии активной дегляциации, наблюдаемой в настоящее время;
— ледники приурочены к верхним ярусам гор и залегают в глубоких карах и углублениях рельефа;
— малые ледники разделяются на остаточные и эмбриональные;
— ледники, лежащие в карах, имеют "свежие" конечные морены, которые содержат мертвый лед; некоторые ледники сопряжены с каменными глетчерами;
— у ледников, лежащих на склонах, отсутствуют моренные образования;
— все малые ледники лежат ниже теоретической снеговой линии, высота которой не пересекается с вершинами гор;
— современные малые ледники возникли в результате усиленной метелевой и лавинной деятельности и определяются морфометрией вместилищ;
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алешков А.Н. О ледниках Урала // Изв. ВГО. 1934. Т. 64, вып. 4. С. 34—47.
2. Арманд А.Д. Очерк формирования рельефа и четвертичных отложений Хибинских тундр // Вопросы геоморфологии и геологии осадочного покрова Кольского полуострова. Вып. 1. Апатиты, 1960. С. 32—84.
3. Гляциологический словарь / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: ГИМИЗ, 1984. 528 с.
4. Калесник С.В. Горные ледниковые районы СССР. Л.; М.: ГИМИЗ, 1937. 182 с.
5. Перов В.Ф. Снежники, ледники и мерзлотный рельеф Хибинских гор // Гляциология. 1968. № 22. 119 с.
6. Сарана В.А. Ледники плато Путорана // МГИ. 2005. Вып. 99. С. 200—214.
7. Седов Р.В. Ледники Чукотки // МГИ. 1995. Вып. 82. С. 213—217.
8. Троицкий Л.С., Ходаков В.Г., Михалев В.И. и др. Оледенение Урала. М.: Наука, 1966. 306 с.
9. Тронов М.В. Очерки оледенения Алтая. М.: Географгиз, 1949. 376 с.
— на ледниках выделяются следующие зоны льдообразования: инфильтрационная, инфильтраци-онно-конжеляционная;
— на эмбриональных ледниках отсутствует высотная поясность зон льдообразования;
— трещины на поверхности ледников развиты сравнительно слабо, что связано прежде всего с малыми мощностью и скоростью их движения;
— ледники склонов преобладают над каровыми ледниками не только по числу, но и по площади;
— малые ледники отличаются по ряду признаков: размеру, высоте залегания, морфологии и скорости движения, геоморфологической и гидрологической деятельности, расположению ледниковых зон, способу образования и др.
10. Тушинский Т.К., Малиновская Н.В. Положение уровня "365" над территорией СССР и связь этого уровня с оледенением // Информ. сборник о работах МГУ. 1962. № 9. С. 5—9.
11. Тушинский Г.К., Малиновская Н.В. Основы общей и региональной гляциологии // Курс лекций. Вып. 2. М., 1969. 140 с.
12. Тушинский Г.К. Ледники, снежники, лавины Советского Союза. М.: Географгиз, 1963. 312 с.
13. Чижов О.П. Оледенение северной полярной области. М.: Наука, 1976. 240 с.
14. Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 492 с.
15. Шумский П.А. Энергия оледенения и жизнь ледников. М.: Географгиз, 1947. 58 с.
16. Щукин И.С. Общая геоморфология: В 3 т. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1960; 1964; 1974.
Поступила в редакцию 15.11.2010
V.A. Sarana
SMALLER GLACIERS IN THE RUSSIAN SECTOR OF THE ARCTIC AND SUB-ARCTIC
The problem of distinction between the multi-annual snow fields and the glaciers is still under discussion. The author suggests his viewpoint basing on the observation of the small glaciers in several regions of the Arctic and Sub-Arctic. The notion of a "small glacier" and its difference from the multi-annual snow fields are discussed. The morphological classification of the small glaciers of the Arctic and Sub-Arctic is suggested and their general features and the present-day state are described.
Key words: snow fields, small glaciers, Arctic, Sub-Arctic.
