CC BY
44
УДК 551.324(571.51/.52) Н.В. Коваленко
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МАЛЫХ ЛЕДНИКОВ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ И ПЛАТО ПУТОРАНА1
Введение. В эпоху глобальных климатических перемен и обостряющейся проблемы запасов пресных вод на Земле весьма актуальными становятся натурные исследования гляциологических объектов, которые ранее несколько выпадали из сферы внимания гляциологов. Динамика развития и деградации ледников коренным образом сказывается на колебаниях уровня Мирового океана и тем самым определяет ход многих физико-географических процессов. По авторитетному мнению М. Майера [9], уровень Мирового океана предопределен состоянием ледников в трех гляциологических провинциях — Патагонии, Аляске и Гималаях.
Кроме того, современное инженерное освоение и развитие сибирских территорий требует всесторонних знаний о всех компонентах местных ландшафтов, столь чувствительных к антропогенным воздействиям и естественным флуктуациям природных процессов.
Малые ледники как особые объекты гляциосферы. Крупное массивное оледенение в горах всегда сопровождается множеством мелких ледников и снежников, которые часто не попадают в поле зрения гляциологов. Как и крупные ледники, они влияют на формирование нивально-гляциального рельефа, границы и состав растительности, протяженность нивальной зоны, температурный режим, а из-за небольших размеров могут быть хорошими индикаторами изменений климата.
Все вышеизложенное заставляет уделить пристальное внимание эволюции не только покровного, но и горного оледенения. К сожалению, в мировой гляциологии до сих пор не устранен информационный дисбаланс между различными ледниковыми районами. Наряду с всесторонне изученными горными системами, к которым относятся Альпы, Скандинавия, отдельные участки территории США и бывшего Советского Союза, на Земле существует масса ледниковых районов, для которых отсутствуют не только самые общие данные о господствующих эволюционных трендах, но подчас нет даже и базовых каталогов ледников. Сведения о состоянии ледников на современной стадии скупо присутствуют для районов спорадического оледенения малых форм, например для некоторых хребтов Сибири и Северо-Востока России. Однако парадоксально то, что гляциологическая наука не имеет таких сведений и для районов первостепенной значимости в планетарном масштабе. Так, явно неадекватен зачаточный уровень знаний о развитии ледников Патагонии, Гималаев, Каракорума.
Это сильно препятствует глобальным обобщениям и выводам о месте современного этапа в истории развития криосферы Земли.
Нельзя сказать, что о районах с малым оледенением ничего не известно. В нашей стране на эти районы еще в начале 1970-х гг. были составлены полные каталоги ледников, содержащие сведения о главных морфологических характеристиках выделенных гляциологических объектов. К таким районам относятся Хибины, Урал, плато Путорана, Кузнецкий Алатау и т.д. Правда, содержание каталогов опиралось главным образом на анализ аэрофотоснимков, а маршрутными исследованиями (лишь эпизодическими) была покрыта только малая часть ледников. Поэтому ни о какой детальной гляциологической характеристике речь и не шла. Более того, впоследствии возникли сомнения, с одной стороны, в правомерности отнесения всех выделенных объектов в категорию ледников, а с другой — в том, что все малые ледники вошли в каталог. Это требовало более пристального изучения указанных ледниковых районов гляциологами. В этом контексте и следует рассматривать гляциологические экспедиции, проведенные полевым отрядом географического факультета МГУ на плато Путорана в 2002, 2003, 2004 гг. и в Кузнецком Алатау в 2004, 2005 и 2006 гг.
Современное наземное оледенение Средней Сибири, куда входят такие горные системы, как Быр-ранга, плато Путорана и Кузнецкий Алатау, весьма дисперсно и незначительно по площади. Резко континентальный климат, связанный с господством антициклональных условий в холодный период и с существенным прогревом воздуха в летние месяцы, слабо способствует питанию ледников снегом зимой и ведет к непродолжительной, но интенсивной абляции в течение теплого сезона. Выпадение основных масс снега на поверхность ледников приурочено к летне-весенним месяцам, когда процессы снегонакопления происходят параллельно с таянием, и в большей степени к переходным сезонам, главным образом к осени. Горное оледенение здесь представлено преимущественно эмбриональными и малыми формами (каровыми, лощинными, присклоновыми), они сосредоточены прежде всего в удобных для концентрации снега отрицательных формах рельефа на подветренных склонах, куда снег перевевается метелями — главным источником питания малых ледников зимой.
1 Работа выполнена в рамках Программы поддержки ведущих научных школ РФ (проект 4861.2006.5), а также РФФИ (гранты № 02-05-79112к, 03-05-79043к, 04-05-79111к, 05-05-79143к, 06-05-79088к).
Немногочисленные сведения о состоянии ледников в горах Средней Сибири указывают в целом на дегляциацию, продолжающуюся после малой ледниковой эпохи, кульминация которой пришлась здесь на XIX в. [5]. Об этом свидетельствует отстояние современных фронтов ледниковых языков от конечных морен, как правило крайне слабо задернованных. Тем не менее на фоне этого общего тренда наблюдается известная дифференциация в поведении ледников от одной горной системы к другой. Так, на Бырранге [1,2] явно преобладают тенденции к деградации: за 1960-е и 1970-е гг. здесь исчезло более десяти карово-вися-чих, лощинных и кулуарных ледников, а отступание долинных, карово-долинных и каровых ледников местами составило 100—150 м.
Существование современных малых ледников и снежников объясняется совокупностью благоприятных для оледенения климатических и орографических факторов. Впрочем, точную границу между малыми ледниками и многолетними снежниками провести достаточно сложно, поскольку движение льда в этих фирново-ледяных телах минимально, а главный признак настоящих ледников — это их собственное движение.
Условия существования малых форм оледенения исследуемых районов. Плато Путорана. Высотное положение ледников плато Путорана существенно изменяется с запада на восток. Высота концов ледников в западной части плато составляет от 620 до 730 м, а в центральной и восточной частях — от 1000 до 1600 м над уровнем моря. Это связано с усилением континентальное™ климата и уменьшением количества твердых осадков в восточном направлении.
Существование современных ледников на плато Путорана объясняется не высотой гор или широтной зональностью, а совокупностью благоприятных для оледенения климатических и орографических факторов. Ареал распространения современных ледников простирается более чем на 200 км от западной оконечности плато Путорана до бассейна р. Аякли (восточная часть плато). В западной части плато ледники расположены в пределах узкой полосы, простирающейся с запада на восток на 100 км и с севера на юг на 200 км, исчезая полностью южнее Хантайского озера.
Ледники расположены группами, образуя отдельные очаги оледенения, приуроченные к наиболее возвышенным и расчлененным участкам плато. Наибольшее число ледников приурочено к горам Имангда, расположенным между оз. Глубоким и р. Кетой. Они занимают склоны северной экспозиции. Такая ориентация ледников объясняется тем, что снег перераспределяется господствующими в зимнее время ветрами южных и юго-западных румбов.
В соответствии с результатами новых исследований, проведенных экспедициями МЦ РГО в горах Имангда и МГУ в Ламских горах, на плато Путорана выделяются ледники, приуроченные к двум геоморфологическим формам рельефа: 1) склонам (при-
склоновые, ледники уступов и лощинные); 2) карам (каровые, карово-присклоновые, карово-висячие, ледники кулуаров).
Области питания и абляции на ледниках плато Путорана выражены нечетко. Таяние зачастую затрагивает всю поверхность путоранских ледников. У каждого ледника положение фирновой линии и площадь фирнового бассейна существенно изменяются от года к году. Области абляции на ледниках в ледниковых карах находятся на языках, где угол наклона ледника не превышает 15°. На склоновых ледниках и ледниках, лежащих в нивальных карах, область абляции чаще всего расположена по их периметру и небольшими пятнами на поверхности ледников.
Таким образом, оледенение плато Путорана представлено исключительно малыми формами. Данные по гляциогидроклиматологии плато Путорана в определенной мере расширяют существующие представления о диапазоне возможных условий их существования и их режиме, выясняются новые аспекты общей проблемы возникновения, существования и эволюции малых форм оледенения.
Кузнецкий Алатау. Оледенение Кузнецкого Алатау не исчерпывает всего разнообразия известных в литературе типов малых ледников и снежников. Вместе с тем местные ороклиматические условия территории влияют на существование современного оледенения. Это проявляется, с одной стороны, в особенностях морфологии оледенения (в частности, в развитии некоторых своеобразных типов ледников), а с другой — в определенных отличиях процессов их развития от таковых для ледников и снежников обычных типов. В связи с этим уместно привести высказывание М.В. Тронова, что Кузнецкий Алатау является усиленным Уралом. Действительно, оледенение на Кузнецком Алатау, как и на Урале, представлено малыми формами. Но ледники существуют здесь благодаря еще большей, чем на Урале, концентрации снега на подветренных склонах и в карах и при большей, чем на Урале, интенсивности летнего таяния.
Ледники и снежники на Кузнецком Алатау, так же как на плато Путорана, расположены на склонах, а не спускаются в главные долины. Как утверждал П.С. Шпинь [7], среди них можно выделить следующие морфологические типы: присклоновые, висячие присклоновые, карово-висячие, висячие ледники каров, каровые, асимметричные каровые, каровые (нишевые), карово-присклоновые, присклоновые ледники подножий, ледники кулуаров и висячие долинные.
Толщина ледников различна — от 12—15 до нескольких десятков метров. Наибольшую толщину имеют низколежащие присклоновые, каровые, висячие долинные и карово-присклоновые ледники.
Поверхность ледников незначительно засорена обломочным материалом. Чаще всего поверхностная морена представлена отдельными обломками горных пород, упавшими на ледник с окружающих склонов. Такая морена бывает и на присклоновых ледниках. В
этом случае обломочный материал поступает, как правило, в летнее время с уступов склонов, обрамляющих верхние края ледников. Небольшие участки сплошной поверхностной морены в виде плаща или конусов осыпей присутствуют только на ледниках, залегающих под крутыми скальными стенами. Содержание обломочного материала в толще ледников весьма незначительное.
Ареал распространения ледников простирается от горы Большой Тасхыл на севере до Терень-Казыр-ского хребта на юге Кузнецкого Алатау. Ледники лежат на западном и восточном макросклонах хребта.
Определяющий фактор существования ледников Кузнецкого Алатау — ветровое перераспределение и метелевая концентрация снега на подветренных склонах гор. Ледники занимают подветренные уступы нагорных террас, подветренные склоны за обширными площадками водоразделов и платообразных вершин, формируются в карах и на их затененных стенах, у подножий крутых склонов и в эрозионно-нивальных ложбинах.
Результаты исследований. Плато Путорана. Из-за труднодоступное™ ледников плато Путорана и их рассеяния по значительной территории, были изучены только гляциологические объекты, лежащие в трех ледниковых карах. В двух карах наблюдались классические карово-присклоновые ледники, которые неширокими полосами расположены вдоль верхних частей подветренных склонов, возможно, они наследуют какую-то предшествующую, более древнюю стадию четвертичного оледенения; они получили условные названия Мальборо и Привес. В третьем, каре наиболее глубоко врезанном, залегал многолетний снежник.
Особенность морфологии ледников — значительная крутизна их поверхности, средний угол ее наклона составляет 26°. Приуроченность ледников Мальборо и Привес к северной части Ламских гор позволяет считать, что такая экспозиция обусловлена преобладающим направлением снегонесущих воздушных потоков, а также благоприятной ориентировкой относительно солнечных лучей, что сохраняет снег и лед от интенсивного таяния летом.
Существенная особенность ледников Мальборо и Привес, как и всех ледников на плато Путорана, заключается в том, что снеговая линия этих ледников лежит на высотах около 1000 м над уровнем моря, а снеговая граница, по расчетам Г.К. Тушинского [6], проходит здесь на высотах 1600—1900 м, повышаясь в юго-восточном направлении. Таким образом, можно сказать, что ледники Мальборо и Привес лежат намного ниже теоретической снеговой границы.
Поверхность ледников Мальборо и Привес осложнена продольными бороздами таяния. Борозды таяния становятся более четко выраженными по мере увеличения уклона поверхности. Из-под ледников вытекает множество ручьев, а у краев ледников часто наблюдается заболоченность и ярко выраженная тик-
сотропия фунтов. К языкам ледников примыкает злаковая растительность.
В западном каре лежит многолетний снежник шириной 20 и длиной 45 м. В самых нижних поясах на нем на поверхность выходит подстилающий лед. Тело снежника представляет собой чередование светлых слоев льда разной толщины с обильными пузырьками воздуха и более темных слоев льда, содержащего малое количество пузырьков. Подобное строение свидетельствует, что в этом снежнике снег превращался в лед не только инфильтрационно-конже-ляционным путем, т.е. в течение одного летнего сезона, но и отчасти в течение нескольких лет (талые воды замерзали в нижних слоях фирна). Моренные образования, также развитые в этом ледниковом каре ближе к ригелю, дают основания предполагать, что, возможно, снежник — это остаточное явление от крупного ледника, когда-то лежавшего здесь.
По уточненным В.А. Сараной данным, на сегодняшний день здесь насчитывается 61 ледник общей площадью 7,18 км2. Это на 4,64 км2 больше, чем было известно ранее [3, 4].
Вызывает определенный интерес эволюция снежно-ледово-фирновых образований ледников Мальборо, Привес и снежника. Материалы полевых исследований 2002—2004 гг. были сопоставлены с аэрофотоснимками 1973 г., что позволяет сделать следующий вывод: за 31 год произошло заметное сокращение границ этих образований (табл. 1). По
Таблица 1
Изменение площади ледников на плато Путорана за 1973-2004 гг.
Ледник Площадь, км2 Изменение, км2 Сокращение площади, %
1973 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г.
Мальборо 0,15 0,12 0,136 0,092 0,058 38
Привес 0,16 0,14 0,148 0,109 0,051 31
Снежник 0,05 0,02 0,03 0,01 0,04 80
сравнению с 1973 г., когда площадь Мальборо составляла 0,15 км2, Привеса — 0,16 км2, а снежника — 0,05 км2, в 2004 г. их площаль составляла для Мальборо 0,092 км2, для Привеса 0,109 км и для снежника 0,01 км2, что указывает на сравнительно большие изменения в границах этих снежно-ледово-фирновых образований. В свою очередь площадь снежника изменилась еще больше по сравнению с 1973 г. (на 0,04 км2, или 80%), это можно объяснить слабой деятельностью метелевого переноса в этом каре. Таким образом, площадь Мальборо сократилась на 38%, ледника Привес — на 31%. Эти результаты несколько противоречат часто встречающимся в литературе мнениям о большей устойчивости к внешним возмущениям снежников по сравнению с ледниками (рисунок) [8].
Кузнецкий Алатау. Чрезвычайно высокая для континентальных районов концентрация снега на
I ^ | 4 Мальборо
Привес
Изменение контуров снежно-ледово-фирновых образований ледников Мальборо, Привес и Струдомс за 1973—2004 гг.:
/ - 1973 г.; 2 - 2002 г.; 3 - 2003 г.; 4 - 2004 г.
ледниках в сочетании с труднодоступностью территории в значительной мере определяет те сложности, с которыми сопряжено проведение инструментальных наблюдений за состоянием современного оледенения и снегонакоплением на Кузнецком Алатау. Поскольку ледники Кузнецкого Алатау труднодоступны и рассеяны по большой территории, было изучено несколько ледников в разных частях горной системы: Тронова, Караташ, Черно-Июсский, Толмачева, Чу-ракова и ледник № 87. Ледники различаются по условиям аккумуляции снега. Однако, как можно судить по имеющимся материалам, аккумуляция снега на ледниках одного высотного уровня изменяется в сравнительно небольших пределах.
По данным П.С. Шпиня [7] и нашим наблюдениям, в "прилобовых" частях присклоновых ледников центральной части Кузнецкого Алатау (прежде всего на Черно-Июсском леднике) отлагается до 8000— 10 000 мм снега в слое воды. Не все это количество снега выпадает к началу периода снеготаяния. Часть осадков приходится на переходные (весенний и осенний) сезоны, а также на лето, когда снегопады образуют временный снежный покров, который замедляет интенсивность абляции на ледниках. Снегозапасы на конец марта — начало апреля составляют примерно 7000—8500 мм. При средней плотности снежного покрова 0,4—0,45 г/см3 его толщина достигает 15—20 м. Эти данные подтверждают измерения П.С. Шпиня во время зимне-весенних экспедиций в первой-второй декадах апреля на ледниках Черно-Июсский (№ 83), Федоровский (№ 10), НГПИ (№ 23), Серебряный (№ 11) и Аршиновский (№ 26).
Согласно Каталогу ледников Кузнецкого Алатау [7], здесь насчитывается 91 ледник общей площадью 6,79 км2. Мы попытались выявить площадные изменения, произошедшие за истекший со времени составления каталога период, и определить тенденцию развития ледников.
Площадь большинства ледников Кузнецкого Алатау составляет 0,01—0,2 км2. Площадь самого большого из них, ледника Участников Экспедиций, достигает 0,3 км2. Определенный интерес приобретает вопрос об эволюции оледенения. Материалы полевых исследований П.С. Шпиня и анализ аэрофотоснимков прошлых лет позволяют сделать вывод, что современное оледенение Кузнецкого Алатау является результатом эволюционного развития как остаточных, так и эмбриональных форм. На "остаточность" оледенения указывают данные аэрофотосъемок. Ледники, открытые в конце 60-х гг. прошлого века, существовали и в начале 50-х гг., и основное число ледников существует по настоящее время. На аэрофотоснимках 1951 и 1953 гг. хорошо видна система годовых слоев (часто не совсем корректно именуемых огивами), обнажающихся на лбах ледников. Она ясно выражена на ледниках Черно-Июсском (№ 83), Прогнозном (№ 18), Шатер (№ 33), Аналог (№ 31) и др. С полной уверенностью можно сказать, что современное состояние ледников — очередная ступень в их деградации.
Сопоставление измеренных площадей ледников с данными каталога показало, что в настоящее время ледники находятся в стадии значительной деградации и не исключает полное исчезновение некоторых ледников. Так, ледник Высокогорный (№ 47), который был расположен в каре висячей долины правого притока руч. Высокогорного, в настоящее время полностью исчез. Под правой стенкой кара сейчас залегает только небольшой снежник. Полностью деградировал также и каровый ледник № 48, залегавший в соседней долине.
Ледники Центрального ледникового района также испытывают сравнительно быструю деградацию, как и в Южном районе, наиболее явно эта тенденция характерна для присклоновых ледников. Ярким примером этого является присклоновый ледник № 83 — Черно-Июсский. За прошедшее время
(свыше 30 лет) площадь ледника сократилась на 0,11 км2, или на 57%. Ледник расположен на подветренном склоне обширной платообразной седловины водораздела между реками Верхняя Терсь и Черный Июс. Верхняя главная часть ледника прислонена к тыльной стене амфитеатра, замыкающего верховья долины. В 70-е гг. прошлого века эта часть ледника на большей части своей ширины пересекалась глубокой трещиной, которая служила границей между верхним выположенным полем ледника и крутой фронтальной стеной ледника, достигавшей в отдельных местах уклона до 80°. В настоящее время вся эта фронтальная стена, вплоть до самой трещины, исчезла, и происходит интенсивная абляция верхнего поля ледника.
Скорость движения малых ледников Кузнецкого Алатау довольно значительна. В июле—августе 1972 г. поверхностная скорость движения у конца ледника Караташ за 10 дней составила в среднем 3,7 см/сут [7]. По данным наших измерений, за 9 дней в июле-августе 2006 г. скорость движения на Черно-Июс-ском леднике составила по рейке № 1—34 см, по рейке № 2—15,9 см. Для большинства ледников Кузнецкого Алатау характерная скорость движения составляет от нескольких дециметров до нескольких метров в год. Деградация оледенения на Кузнецком Алатау, как и на плато Путорана, происходит сравнительно быстро (табл. 2).
Заключение. Малые ледники всегда привлекали особое внимание гляциологов в тех случаях, когда в исследуемом районе нет крупных ледников. Научные интересы, связанные с изучением малых форм оледенения, определяются их всеобщим распространением и характерными особенностями.
Малые формы оледенения отличаются большим разнообразием: они могут залегать ниже и выше климатической снеговой линии, быть остаточными и эмбриональными образованиями; все это препятствует их объединению в одну категорию. Однако характеристика соответствующего этапа развития оледенения создается именно всем комплексом малых форм
Таблица 2
Изменение площади ледников Кузнецкого Алатау за 1975-2006 гг.
Ледник Площадь, км2 Изменение, км2 Сокращение площади, %
1975 г. 2003 г. 2006 г.
№ 16 0,09 0,06 0,03 16
Географов N° 22 0,06 0,04 0,02 33
НГПИ Nb 23 0,04 0,03 0,01 25
Черно- Июсский № 83 0,19 0,1 0,08 0,11 57
Толмачева Nb 86 0,21 0,09 0,12 57
Nb 87 0,20 0,10 0,10 50
оледенения, что побуждает выделить их в качестве особого объекта гляциологического исследования. Реакция ледников на глобальное изменение гляцио-сферы сказывается наиболее быстро в районах малого оледенения, подобных оледенению плато Путорана и Кузнецкого Алатау. Работы по измерению баланса массы ледников и водно-ледового баланса ледниковых бассейнов легче организовать и провести именно в районах малого оледенения. Поэтому исследования, проведенные на плато Путорана и Кузнецком Алатау, представляют и теоретический, и методический интерес. Они должны быть продолжены с постановкой измерения баланса тепла и влаги в двух-трех горно-ледниковых бассейнах с ледниками, типичными для плато Путорана, Кузнецкого Алатау.
В связи с тем что малые формы оледенения чутко реагируют на изменения климата, их размеры и число могут служить показателем состояния массивного оледенения и изменения климата.
Автор глубоко признателен В.А. Саране, А.Г. Ке-римову за консультации и содействие в организации экспедиций, вице-мэру Норильска А.Б. Лолаеву и директору заповедника Кузнецкий Алатау A.A. Ва-сильченко за техническую и транспортную помощь, В.В. Поповнину за руководство экспедициями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Говоруха U.C. Современное состояние оледенения гор Быррынга // Изв. ВГО. 1971. Т. 103, вып. 6. С. 510-516.
2. Долгушин U.C., Осипова Г.Б. Ледники. М.. 1989.
3. Сарана В.Л. Современное состояние ледников плато Путорана // МГИ. 2004. Вып. 96. С. 218-224.
4. Сарана В.Л. Ледники плато Путорана // Там же. 2005. Вып. 98. С. 19-29.
5. Соломина О.Н. Горное оледенение Северной Евразии в голоцене. М.. 1999.
6. Тушинский Г. К., Малиновская Н.М. Положение уровня 365 над территорией СССР и связь этого уровня с оледе-
нением // Информ. сб. о работах по ММГ. 1962. N° 9. С. 19-23.
7. Шпинь П.С. Оледенение Кузнецкого Алатау. М..
1980.
8. Meier M.F. Contribution of small glaciers to global sea level // Science. 1984. Vol. 226, N 4681. P. 1418-1421.
9. Tsuchiya I. A very small glacier on Mt. Chokai, Japan, 1972-1981 // Geograph. Rev. of Japan. 1984. Ser. B. Vol. 57, N 2. P. 142-153.
Кафедра криолитологии и гляциологии
Поступила в редакцию 13.12.2001
N.V. Kovalenko
THE PRESENT-DAY STATE OF SMALL GLACIER FORMS IN KUZNETSKY
ALA-TOO AND THE PUTORANA PLATEAU
The article presents the results of expeditions of the MSU Faculty of Geography to the Putorana Plateau in 2002, 2003 and 2004 and to Kuznetsky Ala-Too in 2004, 2005 and 2006. The present-day glaciation in Middle Siberia includes small glacier forms mainly of cirque and slope morphological types. In the strict sense, the objects under study could hardly be classified with typical glaciers, because of several reasons, first of all minor areas and very low rates of movement. However, there are a number of parameters supporting their assignment to glaciers. The present-day state of glaciation in Middle Siberia could be described as a rapid degradation. According to the results of space imagery interpretation and the GPS measurements during the last 30 years the areas of glacier forms under study have shrunk by 16 to 50%.
