Ледяные миры

30.10.2014 | Автор: tehnolog

Ледяные миры

Институт Нагоя (Япония)

Посвящается моей семье, Ёуль (Yeoul), Косте и Стасу.

Ледники на Земле и в Солнечной системе

Около 10 процентов суши покрыты ледниками — долголетними массами снега, фирна (от нем. Firn — прошлогодний слежавшийся зернистый снег) и льда, владеющими своим движением. Эти большие реки льда, прорезающие равнины и стачивающие горы, продавливающие своим весом материки, хранят 80% припасов пресной воды нашей планетки.

Памир — один из главных центров современного обледенения планетки — труднодоступный и малоисследованный

(Таджикистан; фото создателя, 2009)

Роль ледников в эволюции земного шара и человека колоссальна. Последние 2 млн лет ледниковых эпох стали мощным импульсом развития для приматов. Грозные погодные условия заставили гоминид к борьбе за существование в прохладных критериях, жизни в пещерах, возникновению и развитию одежки, обильному применению огня. Понизившийся из-за роста ледников уровень моря и осушение огромного количества перешейков содействовали передвижения старых людей в Америку, Японию, Малайзию и Австралию.

К наикрупнейшим очагам современного обледенения относятся:

Антарктида — терра инкогнита, открытая только 190 годов назад и ставшая рекордсменом абсолютного минимума температур на Земле: –89,4°C (1974 г.); при таковой температуре леденеет керосин;
Гренландия, обманчиво нареченная Зеленоватой землей, — «ледяное сердце» Северного полушария;
Канадский Арктический архипелаг и величавые Кордильеры, где находится один из самых красочных и массивных центров обледенения — Аляска, реальный современный реликт Плейстоцена;
самая превосходная область обледенения Азии — «обитель снегов» Гималаи и Тибет;
«крыша мира» Памир;
Анды;
«небесные горы» Тянь-Шань и «черная осыпь» Каракорум;
как ни умопомрачительно, ледники есть даже в Мексике, тропической Африке («сверкающая гора» Килиманджаро, гора Кения и горы Рувензори) и на Новейшей Гвинее!

Наука, изучающая ледники и другие природные системы, характеристики и динамика которых определяются льдом, именуется гляциологией (от лат. glacies — лед). «Лед» — это мономинеральная горная порода, встречающаяся в 15 кристаллических модификациях, для которых нет заглавий, а есть только кодовые номера. Отличаются они различным видом кристаллической симметрии (либо формы простой ячейки), числом атомов кислорода в ячейке и иными физическими параметрами. Часто встречающаяся модификация — гексагональная, но есть и кубическая и тетрагональная и т. д. Все эти модификации жесткой фазы воды мы условно и обозначаем одним единственным словом «лед».

Лед и ледники в Солнечной системе встречаются везде: в тени кратеров Меркурия и Луны; в виде мерзлоты и полярных шапок Марса; в ядре Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна; на Европе — спутнике Юпитера, стопроцентно, как будто скорлупой, покрытом многокилометровым льдом; на других спутниках Юпитера — Ганимеде и Каллисто; на одной из лун Сатурна — Энцеладе, с самым незапятнанным льдом Галлактики, где из трещинок ледяного панциря со сверхзвуковой скоростью вырываются струи водяного пара высотой в сотки км; может быть, на спутниках Урана — Миранде, Нептуна — Тритоне, Плутона — Хароне; в конце концов, в кометах. Но, по стечению астрономических событий, Земля — уникальное место, где существование воды на поверхности может быть сходу в 3-х фазах — водянистой, жесткой и газообразной.

Дело в том, что лед — очень юный минерал Земли. Лед — самый последний и самый поверхностный минерал не только лишь по удельному весу: Если выделять температурные стадии дифференциации вещества в процессе становления Земли как вначале газообразного тела, то льдообразование представляет собой последнюю ступень. Конкретно по этой причине снег и лёд на поверхности нашей палнеты находятся всюду поблизости точки плавления и подвержены мельчайшим изменениям климата.

Кристаллическая фаза воды — лед. Фото модели:

Е. Подольский, 2006

Но если в температурных критериях Земли из одной фазы в другую перебегает вода, то для прохладного Марса (с перепадом температур от –140°C до +20°C) вода в главном находится в кристаллической фазе (хотя есть процессы сублимации, ведущие даже к образованию туч), а еще более значительные фазовые переходы испытывает уже не вода, а углекислый газ, выпадая в качестве снега при снижении температуры, либо испаряясь при ее повышении (таким макаром масса атмосферы Марса изменяется от сезона к сезону на 25%).

Рост и таяние ледников

Для появления ледника нужно сочетание погодных критерий и рельефа, при которых годичное количество выпавшего снега (с учетом метелей и лавин) будет превосходить убыль (абляцию) за счет таяния и испарения. При таких критериях появляется масса из снега, фирна и льда, которая под действием собственного веса начинает перетекать вниз по склону.

Ледник имеет атмосферное осадочное происхождение. По другому говоря, каждый гр льда, будь то умеренный ледник в Хибинах либо огромный ледниковый купол Антарктиды, был принесен невесомыми снежинками, которые год за годом, тысячелетие за тысячелетием выпадают в прохладных областях нашей планетки. Таким макаром, ледники — это временная остановка воды меж атмосферой и океаном.

Соответственно, если ледники вырастают, то уровень мирового океана опускается (к примеру, до 120 м во время последнего ледникового периода); если сокращаются и отступают — то море подымается. Одно из последствий этого — существование на шельфовой зоне Арктики участков реликтовой подводной мерзлоты, покрытой толщей воды. В эры обледенений обнажавшийся из-за снижения уровня моря материковый шельф равномерно промерзал. После повторного подъема моря образовавшаяся таким макаром нескончаемая мерзлота оказывалась под водой Северного Ледовитого океана, где она продолжает существовать до сего времени благодаря низкой температуре морской воды (–1,8°C).

Если б все ледники мира растаяли, уровень моря поднялся бы на 64–70 метров. На данный момент каждогоднее пришествие моря на сушу происходит со скоростью 3,1 мм в год, из их около 2 мм — итог роста объема воды за счет термического расширения, а оставшийся мм — итог насыщенного таяния горных ледников Патагонии, Аляски и Гималаев. В ближайшее время этот процесс ускоряется, всё больше затрагивая ледники Гренландии и Западной Антарктики, и, по последним оценкам, подъем уровня моря к 2100 году может составить 200 см. Это значительно изменит береговую линию, сотрет с карты мира не один полуостров и отнимет у сотен миллионов людей в благополучных Нидерландах и бедном Бангладеше, в странах Тихого океана и Карибском бассейне, в других частях Земного шара прибрежные местности общей площадью более 1 млн квадратных км.

Типы ледников. Айсберги

Гляциологи выделяют последующие главные типы ледников: ледники горных вершин, ледниковые купола и щиты, ледники склонов, долинные ледники, сетчатые ледниковые системы(соответствующие, к примеру, для Шпицбергена, где лед стопроцентно заполняет равнины, и только верхушки гор остаются над поверхностью ледника). Не считая того, в качестве продолжения наземных ледников выделяют морские ледники и шельфовые ледники, которые представляют собой плавучие либо опирающиеся на дно плиты площадью до нескольких сотен тыщ квадратных км(наикрупнейший шельфовый ледник — ледник Росса в Антарктике — занимает 500 тыс. км2, что приблизительно равно местности Испании).

Корабли Джеймса Росса у основания наикрупнейшго шельфового ледника Земли, открытого им в 1841 году. Гравюра, Mary Evans Picture Library, London; adapted from Bailey, 1982

Шельфовые ледники подымаются и опускаются совместно с приливами и отливами. Временами от их откалываются огромные ледяные острова — так именуемые столовые айсберги,шириной до 500 м. Только одна десятая их объема находится над водой, из-за чего движение айсбергов зависит в основном от морских течений, а не от ветров и из-за чего айсберги не раз становились предпосылкой смерти судов. После катастрофы «Титаника» за айсбергами ведется тщательное наблюдение. Все же катастрофы по вине айсбергов происходят и в наши деньки — к примеру, крушение нефтяного танкера Exxon Valdez 24 марта 1989 года у берегов Аляски вышло, когда судно пробовало избежать столкновения с айсбергом.

Малоуспешная попытка Береговой службы США обезопасить судоходный канал у берегов Гренландии (UPI, 1945;

adapted from Bailey, 1982)

Самый высочайший айсберг, зарегистрированный в Северном полушарии, имел высоту 168 метров. А наибольший из когда-либо обрисованных столовых айсбергов следили 17 ноября 1956 года с ледокола «Глэйжер» (USS Glacier): его длина составляла 375 км, ширина — более 100 км, а площадь — более 35 тыс. км2 (больше чем Тайвань либо полуостров Кюсю)!

Ледоколы военно-морского флота США напрасно пробуют вытолкнуть айсберг с мореходного пути (Collection of Charles Swithinbank; adapted from Bailey, 1982)

Уже с 1950-х годов серьезно дискуссируется коммерческая транспортировка айсбергов в страны, испытывающие нехватку пресной воды. В 1973 году был предложен один из таких проектов — с бюджетом 30 миллионов баксов. Этот проект заинтересовал ученых и инженеров со всего мира; возглавил его саудовский царевич Мухаммед аль-Фейсал. Но из-за бессчетных технических заморочек и нерешенных вопросов (к примеру, перевернувшийся из-за таяния и смещения центра массы айсберг может, как будто спрут, утянуть на дно хоть какой буксирующий его крейсер) реализация идеи откладывается на будущее.

Буксир вспенивает море всей мощностью движков, чтоб отклонить айсберг с курса столкновения с нефтеразведовательным судном (Harald Sund for Life, 1981; adapted from Bailey, 1982)

Охомутать несоизмеримый по размеру ни с одним судном планетки айсберг и транспортировать тающий в теплых водах и охваченный туманом ледяной полуостров через тыщи км океана — пока не по силам человеку.Охомутать несоизмеримый по размеру ни с одним судном планетки айсберг и транспортировать тающий в теплых водах и охваченный туманом ледяной полуостров через тыщи км океана — пока не по силам человеку.

Примеры проектов по транспортировке айсбергов. Art by Richard Schlecht; adapted from Bailey, 1982

Интересно, что при таянии лед айсберга шипит, как будто газ-вода («bergy selzer») — в этом можно убедиться в любом полярном институте, если вас угостят бокалом виски с кусками такового льда. Это старый воздух, сжатый под высочайшим давлением (до 20 атмосфер), вырывается при таянии из пузырьков. Воздух оказался захвачен во время перевоплощения снега в фирн и лед, после этого был сжат большущим давлением массы ледника. Сохранился рассказ голландского морехода XVI века Виллема Баренца о том, как айсберг, около которого стояло его судно (у Новейшей Земли), в один момент со ужасным шумом разлетелся на сотки кусков, приведя в кошмар всех людей на борту.

Анатомия ледника

Ледник условно делят на две части: верхнюю — область питания, где происходит скопление и перевоплощение снега в фирн и лед, и нижнюю — область абляции, где скопленный за зиму снег стаивает. Линия, разделяющая эти две области, именуется границей питания ледника. Новообразованный лед равномерно перетекает из верхней области питания в нижнюю область абляции, где происходит таяние. Таким макаром, ледник включен в процесс географического влагообмена меж гидросферой и тропосферой.

Ледопад (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Выпуклости, уступы, повышение наклона ледникового ложа изменяют рельеф ледниковой поверхности. В крутых местах, где напряжения во льду очень высоки, могут появляться ледопады и трещинкы. Гималайский ледник Чатору (горный район Лагуль, Lahaul) начинается потрясающим ледопадом высотой в 2100 м! Истинное месиво циклопических колонн и башен льда (так именуемых сераков) ледопада практически нереально пересечь.

Ледопад (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Грустно узнаваемый ледопад на непальском леднике Кумбу (Khumbu) у подножия Эвереста стоил жизни многим альпинистам, пытавшимся пройти через эту дьявольскую поверхность. В 1951 году группа альпинистов во главе с сэром Эдмундом Хиллари во время рекогносцировки поверхности ледника, по которому потом проложили маршрут первого удачного восхождения на Эверест, пересекала этот лес ледяных колонн высотой до 20 метров. Как вспоминал один из участников, неожиданный гул и сильное дрожание поверхности под ногами очень испугало альпинистов, но, к счастью, обрушения не вышло. Одна из следующих экспедиций, в 1969 году, окончилась катастрофически: 6 человек были раздавлены под тонами внезапно рухнувшего льда.

Альпинисты обходят трещинку злосчастного ледопада на леднике Khumbu во время восхождения на Эверест (Chris Bonington from Bruce Coleman, Ltd., Middlesex, England, 1972; adapted from Bailey, 1982)

Глубина трещинок в ледниках может превосходить 40 метров, а длина — несколько км. Присыпанные снегом, такие провалы в мглу ледникового тела — смертельная ловушка для альпинистов, снегоходов либо даже вездеходов. Со временем из-за движения льда трещинкы могут запираться. Известны случаи, когда неэвакуированные человеческие тела, провалившихся в трещинкы, были практически вморожены в ледник. Так, в 1820 году на склоне Монблана трое проводников были сбиты и брошены в разлом снежной лавиной — только через 43 года их тела были обнаружены вытаявшими рядом с языком ледника в 3-х километрах от места катастрофы.

Слева: Фото знаменитого фотографа XIX века Vittorio Sella, запечатлившая приближение альпинистов к трещинке ледника во Французских Альпах (1888, Istituto di Fotografia Alpina, Biella, Italy; adapted from Bailey, 1982). Справа: Огромные трещинкы на леднике Федченко (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Талая вода может существенно углублять трещинкы и превращать их в часть дренажной системы ледника — ледниковые колодцы. Они способны достигать 10 м в поперечнике и пронизывать в глубину сотки метров ледникового тела до самого дна.

Моулин — ледниковый колодец на леднике Федченко (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Не так давно было записанно, как озеро талой воды на поверхности ледника в Гренландии, длиной 4 км и глубиной 8 метров, пропало наименее чем за полтора часа; при всем этом расход воды за секунду был больше, чем у Ниагарского водопада. Вся эта вода добивается ледникового ложа и служит смазкой, ускоряющей скольжение льда.

Ручей талой воды на поверхности ледника Федченко в зоне абляции (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Скорость движения ледника

Натуралист и альпинист Франц Иосиф Хуги в 1827 году сделал одно из первых измерений скорости движения льда, при этом внезапно для себя самого. Для ночлега на леднике была сооружена хижина; когда Хуги через год возвратился на ледник, он, к собственному удивлению, нашел, что хижина находится совсем в другом месте.

Движение ледников обосновано 2-мя различными процессами — скольжением ледниковой массы под своей тяжестью по ложу и вязкопластическим течением (либо внутренней деформацией, когда кристаллы льда под действием напряжений меняют форму и смещаются друг относительно друга).

Ледяные кристаллы (поперечный срез обычного льда для коктейлей, снятый при поляризованном свете). Фото: Е. Подольский, 2006; прохладная лаборатория, микроскоп Nikon Achr 0.90, цифровая камера Nikon CoolPix 950

Скорость движения ледника может составлять от нескольких см до более чем 10 км в год. Так, в 1719 году пришествие ледников в Альпах происходило настолько стремительно, что обитатели были обязаны обратиться к властям с просьбой принять меры и вынудить «чертовых бестий» (цитата) уйти назад. Жалобы на ледники писали королю и норвежские фермеры, фермы которых разрушались надвигающимся льдом. Понятно, что в 1684 году два норвежских крестьянина предстали пред местным трибуналом за неуплату арендной пошлины. На вопрос, почему они отрешаются платить, фермеры ответили, что их летние пастбища покрыты надвигающимся льдом. Властям, чтоб убедиться в том, что ледники вправду наступают, пришлось создавать наблюдения — и в итоге у нас сейчас есть исторические данные о колебаниях этих ледников!

Самым резвым ледником Земли числился ледник Колумбия на Аляске (15 км в год), но совершенно не так давно на 1-ое место вышел ледник Якобсхавн (Jakobshavn) в Гренландии (см. умопомрачительное видео его обрушения, представленное на одной из недавнешних гляциологических конференций). Движение этого ледника можно почувствовать, стоя на его поверхности. В 2007 году эта огромная река льда, шириной 6 км и шириной более 300 метров, раз в год производящая около 35 миллиардов тонн самых больших айсбергов в мире, двигалась со скоростью 42,5 метра в денек (15,5 км в год)!

Еще резвее могут передвигаться пульсирующие ледники, неожиданная подвижка которых может достигать 300 метров в день!

Скорость движения льда снутри ледниковой толщи неодинаковая. Из-за трения с подстилающей поверхностью она мала у ложа ледника и максимальна на поверхности. Это в первый раз было измерено после того, как в пробуренную в леднике скважину глубиной 130 метров была погружена железная труба. Измерение ее искривления позволило выстроить профиль скорости движения льда.

Не считая того, скорость льда в центре ледника выше по сопоставлению с его окружными частями. Первым поперечный профиль неравномерного рассредотачивания скоростей ледника показал швейцарский ученый Жан Луи Агассис в сороковые годы XIX века. Он оставил на леднике рейки, выставив их в виде прямой полосы; через год ровная линия перевоплотился в параболу, направленную верхушкой вниз по течению ледника.

В качестве уникального примера, иллюстрирующего движение ледника, можно привести последующий катастрофический случай. Второго августа 1947 года самолет, следовавший коммерческим рейсом Буэнос-Айрес—Сантьяго, безо всяких следов пропал за 5 минут до посадки. Насыщенные поиски ни к чему не привели. Потаенна была раскрыта только полста лет спустя: на одном из склонов Анд, на пике Тупунгато (Tupungato, 6800 м), в области таяния ледника стали вытаивать изо льда осколки фюзеляжа и тела пассажиров. Возможно, в 1947 году, из-за нехороший видимости, самолет врезался в склон, спровоцировал лавину и был погребен под ее отложениями в зоне аккумуляции ледника. 50 лет потребовалось на то, чтоб осколки прошли полный цикл вещества ледника.

Божий плуг

Движение ледников разрушает горные породы и переносит циклопическое количество минерального материала (так именуемая морена) — начиная от отколовшихся скальных глыб и заканчивая маленькой пылью.

Срединная морена ледника Федченко (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Благодаря транспорту моренных отложений было изготовлено много умопомрачительных находок: к примеру, по кускам перенесенных ледником валунов, содержащих включения меди, были найдены главные месторождения медной руды в Финляндии. В США, в отложениях конечных морен (по которым можно судить о старом распространении ледников) были обнаружены принесенные ледниками золото (штат Индиана) и даже алмазы весом до 21 карата (штаты Висконсин, Мичиган, Огайо). Это принудило многих геологов навести взгляд на север, в Канаду, откуда пришел ледник. Там, меж озером Верхнее и Гудзоновым заливом, были описаны горы кимберлита — правда, кимберлитовых трубок ученым так и не удалось отыскать.

Эрратический камень (большой блок гранита у озера Комо, Италия). Из H. T. De la Beche, Sections and Views, Illustrative of Geological Phaenomena (London, 1830)

Сама мысль о том, что ледники движутся, родилась благодаря спору о происхождении разбросанных по Европе больших эрратических валунов. Так геологи именуют большие каменные глыбы («блуждающие камни»), совсем не похожие по минеральному составу на свое окружение («гранитный камень на известняке для тренированных глаз смотрится настолько же удивительно, как и белоснежный медведь на тротуаре», обожал повторять один исследователь).

Один из таких валунов (известный «Гром-камень») стал пьедесталом для Медного Наездника в Петербурге. В Швеции известен известняковый камень длиной 850 метров, в Дании — огромная глыба третичных и меловых глин и песков длиной 4 километра. В Великобритании, в графстве Хантингдоншир, в 80 км к северу от Лондона, на одной из эрратических плит была даже построена целая деревня!

Огромный камень на ножке льда, сохранившегося в тени. Унтераарский ледник, Швейцария (Library of Congress; adapted from Bailey, 1982)

«Выпахивание» ледником жестких коренных пород в Альпах может составлять до 15 мм в год, на Аляске — 20 мм, что сравнимо с речной эрозией. Эрозионная, транспортирующая и аккумулирующая деятельность ледников накладывает настолько колоссальный отпечаток на лик Земли, что Жан-Луи Агассис называл ледники «Божьим плугом». Многие ландшафты планетки представляют собой итог деятельности ледников, которые 20 тыщ годов назад покрывали около 30% земной суши.

Горы, отполированные ледником; по ориентации борозд можно судить о направление движения прошедшего ледника (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Все геологи признают, что конкретно с ростом, движением и деградацией ледников связаны самые сложные геоморфологические образования на Земле. Появляются такие эрозионные формы рельефа, как кары, похожие на кресла гигантов, и ледниковые цирки, троги. Возникают бессчетные моренные формы рельефа нунатаки и эрратические камни, эскеры и флювиогляциальные отложения. Образуются фьорды, с высотой стенок до 1500 метров на Аляске и до 1800 метров в Гренландии и длиной до 220 км в Норвегии либо до 350 км в Гренландии (Nordvestfjord Scoresby & Sund East cost). Вертикальные стены фьордов облюбовали бейсджамперы (см. бейсджампинг) всего мира. Безумные высота и уклон позволяют делать затяжные прыжки до 20 секунд свободного падения в пустоту, сделанную ледниками.

Динамит и толщина ледника

Толщина горного ледника может составлять 10-ки либо даже сотки метров. Самый большой горный ледник Евразии — ледник Федченко на Памире (Таджикистан) — имеет длину 77 км и толщину более 900 м.

Ледник Федченко — самый большой ледник Евразии, 77 км в длину и практически километр в толщину (Памир, Таджикистан; фото создателя, 2009)

Абсолютные рекордсмены — ледниковые щиты Гренландии и Антарктиды. В первый раз толщина льда в Гренландии была измерена во время экспедиции основателя теории о континентальном дрифте Альфреда Вегенера в 1929-30 годах. Для этого на поверхности ледяного купола был взорван динамит и определено время, которое требуется эху (упругим колебаниям), отраженному от каменного ложа ледника, чтоб возвратиться на поверхность. Зная скорость распространения упругих волн во льду (около 3700 м/с), можно высчитать толщину льда.

Сейчас главные методы измерения толщины ледников — сейсмическое и радиозондирование. Определено, что наибольшая глубина льда в Гренландии составляет порядка 3408 м, в Антарктиде 4776 м (Astrolabe subglacial basin)!

Подледное озеро Восток

В итоге сейсморадиолокационного зондирования исследователями было изготовлено одно из последних географических открытий XX века — знаменитое подледниковое озеро Восток.

В абсолютной мгле, под давлением четырехкилометровой толщи льда, находится резервуар воды площадью 17,1 тыс. км2 (практически как Ладожское озеро) и глубиной до 1500 метров — этот аква объект ученые и окрестили озером Восток. Своим существованием оно должно расположению в геологическом разломе и геотермальному нагреву, который, может быть, поддерживает жизнь микробов. Как и другие водные объекты Земли, озеро Восток под действием гравитации Луны и Солнца претерпевает приливы и отливы (1–2 см). По этой причине и из-за разности глубин и температур циркулирует, как подразумевается, вода в озере.

Подобные подледниковые озера были обнаружены в Исландии; в Антарктиде на сей день понятно уже более 280 таких озер, многие из их соединяются подледными каналами. Но озеро Восток — изолированное и самое большое, из-за чего и представляет больший энтузиазм для ученых. Богатая кислородом вода с температурой –2,65°C находится под давлением порядка 350 бар.

Положение и объем главных подледных озер Антарктиды (по Smith et al., 2009); цветсоответствует объему озер (км3), градиентом темного обозначены скорости движения льда (м/год)

Предположение об очень высочайшем содержании кислорода (до 700–1200 мг/л) в озерной воде основано на последующем рассуждении: измеренная плотность льда на границе перехода фирна в лед составляет около 700–750 кг/м3. Эта относительно низкая величина обоснована огромным количеством пузырьков воздуха. Достигая нижней части ледниковой толщи (где давление составляет порядка 300 бар и любые газы «растворяются» во льду, формируя газовые гидраты) плотность растет до 900–950 кг/м3. Это значит, что любая удельная единица объема, стаивая на деньке, приносит как минимум 15% воздуха из каждой удельной единицы объема поверхности (Zotikov, 2006)

Воздух высвобождается и растворяется в воде либо, может быть, накапливается под давлением в виде воздушных сифонов. Этот процесс происходил в протяжении 15 миллионов лет; соответственно, при образовании озера неограниченное количество воздуха вытаяло изо льда. Аналогов воды со настолько высочайшей концентрацией кислорода в природе не существует (максимум в озерах составляет порядка 14 мг/л). Потому диапазон живых организмов, которые могли бы переносить такие экстремальные условия, сокращается до очень узеньких рамок oxygenophilic; посреди узнаваемых науке видов нет ни 1-го, способного жить в схожих критериях.

Биологи всего мира очень заинтересованы в получении образцов воды из озера Восток, потому что анализ ледяных кернов, приобретенных с глубины 3667 метров в итоге бурения в конкретной близости от самого озера Восток, показал полное отсутствие каких-то микробов, и эти керны для биологов энтузиазма уже не представляют. Но техническое решение вопроса о вскрытии и проникновении в запечатанную более чем на 10 миллионов лет экосистему до сего времени не найдено. Дело не только лишь в том, что на данный момент в скважину залиты 50 тонн буровой воды на базе керосина, предотвращающей закрытие скважины давлением льда и примерзание бура, да и в том, что хоть какой сделанный человеком механизм может нарушить био равновесие и загрязнить воду, внеся в нее не существовавшие там ранее мельчайшие организмы.

Может быть, похожие подледные озера, либо даже моря, есть и на спутнике Юпитера Европе и спутнике Сатурна Энцеладе, под десятками либо даже сотками км льда. Конкретно на эти гипотетичные моря астробиологии ложут самые большие надежды при поисках инопланетный жизни снутри Галлактики и уже строят планы, как при помощи ядерной энергии (так именуемого криобота NASA) можно будет преодолеть сотки км льда и просочиться в аква место. (Так, 18 февраля 2009 года NASA и Европейское галлактическое агентство ESA официально объявили о том, что Европа станет пт предназначения последующей исторической миссии по исследованию Галлактики; прибытие на орбиту запланировано на 2026 год.)

Гляциоизостазия

Колоссальные объемы современных ледниковых щитов (Гренландия — 2,9 млн км3, Антарктида — 24,7 млн км3) на сотки и тыщи метров продавливают собственной массой литосферу в полужидкую астеносферу (это верхняя, менее вязкая часть земной мантии). В итоге некие части Гренландии находятся более чем на 300 м ниже уровня моря, а Антарктиды — на 2555 м (Bentley Subglacial Trench)! На самом деле дела, континентальные ложа Антарктиды и Гренландии представляют собой не единые массивы, а большие архипелаги островов.

После исчезновения ледника начинается так называемое гляциоизостатическое поднятие, обусловленное обычным принципом плавучести, описанным Архимедом: полегчавшие литосферные плиты медлительно всплывают на поверхность. К примеру, часть Канады либо Скандинавский полуостров, которые были покрыты ледниковым щитом более 10 тыщ годов назад, до сего времени продолжают испытывать изостатическое поднятие со скоростью до 11 мм в год (понятно, что даже эскимосы направили внимание на этот парадокс и спорили о том, подымается ли это земля либо же опускается море). Подразумевается, что если весь лед Гренландии стает, то полуостров подымется приблизительно на 600 метров.

Трудно отыскать обитаемую местность, более подверженную гляциоизостатическому поднятию, чем острова Replot Skerry Guard в Ботническом заливе. За последние двести лет, в течение которых острова подымалиь из-под воды приблизительно на 9 мм в год, площадь суши возросла тут на 35%. Обитатели островов собираются раз в 50 лет и отрадно делят новые земляные участки.

Гравитация и лед

Еще пару лет вспять, когда я заканчивал институт, вопрос о масс-балансе Антарктиды и Гренландии в критериях глобального потепления был многозначен. Миниатюризируется либо растет объем этих циклопических ледниковых куполов, найти было очень трудно. Высказывались догадки о том, что, может быть, потепление приносит большее количество осадков, и в итоге ледники не уменьшаются, а вырастают. Данные, приобретенные с помощью спутников GRACE, запущенных NASA в 2002 году, прояснили ситуацию и опровергли эти идеи.

Чем больше масса, тем больше и гравитация. Так как поверхность Земного шара неоднородна и включает огромные массивы гор, просторные океаны, пустыни и т. д., гравитационное поле Земли также неоднородно. Эту гравитационную аномалию и ее изменение с течением времени и определяют два спутника — один следует за другим и регистрирует относительное отклонение линии движения при просвете над объектами разных масс. К примеру, грубо говоря, при просвете над Антарктидой линия движения спутника будет малость поближе к Земле, а над океаном — напротив, далее.

Долголетние наблюдения пролетов в одном и том же месте позволяют по изменению гравитации судить о том, как поменялась масса. Результаты проявили, что объем ледников Гренландии раз в год сокращается приблизительно на 248 км3, ледников Антарктиды — на 152 км3. Кстати говоря, по картам, составленным при помощи спутников GRACE, зафиксирован не только лишь процесс сокращения объема ледников, да и вышеупомянутый процесс гляциоизостатического поднятия континентальных плит.

Конфигурации гравитации в Северной Америке и Гренландии с 2003-го по 2007 гг., согласно данным GRACE, в связи с насыщенным таянием ледников в Гренландии и на Аляске (голубой цвет), и гляциоизостатическим поднятием (красноватый), последующим за таянием старого Лаврентийского ледового щита (по Heki, 2008)

К примеру, для центральной части Канады из-за гляциоизостатического поднятия зафиксировано повышение массы (либо гравитации), а для примыкающей Гренландии — уменьшение, из-за насыщенного таяния ледников.

Планетарное значение ледников

По словам академика Котлякова, «развитие географической среды на всей Земле определяется балансом тепла и воды, который в большой степени находится в зависимости от особенностей рассредотачивания и преобразования льда. На перевоплощение воды из твердого состояния в жидкое требуется неограниченное количество энергии. В то же время, перевоплощение воды в лед сопровождается выделением энергии (приблизительно 35% наружного теплооборота Земли)». Вешнее таяние льда и снега охлаждает землю, не дает ей стремительно прогреться; образование льда зимой — греет, не дает стремительно остыть. Если б льда не было, то перепады температур на Земле могли быть еще больше, летняя жара — посильнее, морозы — суровее.

Беря во внимание сезонный снежный и ледяной покровы, можно считать, что снегом и льдом занято от 30% до 50% поверхности Земли. Важное значение льда для климата планетки связано с его высочайшей отражательной способностью — 40% (для снега, покрывающего ледники — 95%), по этому происходит существенное выхолаживание поверхности на больших территориях. Другими словами ледники — это не только лишь неоценимые фонды пресной воды, да и источники сильного остывания Земли.

Увлекательными последствиями сокращения массы обледенения Гренландии и Антарктиды стали ослабление гравитационной силы, притягивающей большие массы океанической воды, и изменение угла наклона земной оси. 1-ое является обычным следствием закона гравитации: чем меньше масса, тем меньше и притяжение; 2-ое — тем, что ледяной щит Гренландии нагружает земной шар несимметрично, и это оказывает влияние на вращение Земли: изменение этой массы сказывается на приспособлении планетки к новейшей симметрии массы, из-за чего земная ось раз в год сдвигается (до 6 см в год).

1-ая гипотеза о гравитационном воздействии массы обледенения на уровень моря была изготовлена французским математиком Жозефом Адемаром (Joseph Alphonse Adhemar), 1797–1862 (он же был первым ученым, указавшим на связь ледниковых эпох и астрономических причин; после него теорию разрабатывали Кролл (см. James Croll) и Миланкович). Адемар пробовал оценить толщину льда в Антарктиде, сравнивая глубины Северного Ледовитого и Южного океанов. Его мысль сводилась к тому, что глубина Южного океана намного превосходит глубину Северного Ледовитого благодаря сильному притяжению аква масс огромным гравитационным полем ледяной шапки Антарктиды. По его расчетам, для поддержания настолько сильной различия меж уровнем воды севера и юга толщина ледяного покрова Антарктиды должна была составлять 90 км.

Сейчас ясно, что все эти догадки неверны, кроме того, что парадокс всё-таки имеет место, но с наименьшей магнитудой — при этом его эффект может радиально распространяться до 2000 км. Последствия этого эффекта состоят в том, что поднятие уровня мирового океана в итоге таяния ледников будет неравномерным (хотя сейчас имеющиеся модели неверно подразумевают равномерное рассредотачивание). В конечном итоге, в неких береговых зонах уровень моря подымется на 5–30% выше средней величины (северо-восточная часть Тихого и южная часть Индийского океанов), а в неких — ниже (Южная Америка, западные, южные и восточные берега Евразии) (Mitrovica et al., 2009).

Замороженные тысячелетия — революция в палеоклиматологии

24 мая 1954 года в 4 часа утра датский палеоклиматолог Вилли Дансгор (Willi Dansgaard) мчался на велике по безлюдным улицам на центральный почтамт с большущим конвертом, обклеенным 35 марками и адресованным в редакцию научного издания Geochimica et Cosmochimica Acta. В конверте находилась рукопись статьи, которую он торопился как можно быстрее опубликовать. Его озарила умопомрачительная мысль, которая потом произведет реальную революцию в науках о климате старых эпох и которую он будет развивать всю свою жизнь.

Вилли Дансгор с ледяным керном, Гренландия, 1973

(по Dansgaard, 2004)

Исследования Дансгора проявили, что по количеству томных изотопов в осадках можно найти температуру, при которой они были сформированы. И он поразмыслил: а что нам, фактически, мешает найти температуру прошедших лет, просто взяв и проанализировав хим состав воды тех пор? Ничего! Последующий логичный вопрос: где взять древнейшую воду? В ледниковом льде! Где взять старый ледниковый лед? В Гренландии!

Эта потрясающая мысль родилась за пару лет до того, как была разработана разработка глубинного бурения ледников. Когда же технологический вопрос был решен, вышло необычное: ученые открыли неописуемый метод путешествия в прошедшее Земли. С каждым сантиметром пробуренного льда лезвия их буров стали погружаться всё поглубже и поглубже в палеоисторию, открывая всё более древнейшие потаенны климата. Каждый извлеченный из скважины ледяной керн был капсулой времени.

Примеры конфигурации структуры ледяных кернов с глубиной, NorthGRIP, Гренландия. Размер каждой секции: длина 1,65 м, ширина 8–9 см. Выставленные глубины (за доп. информацией обращайтесь к первоисточнику): (a) 1354,65–1356,30 м; (b) 504,80–1506,45 м; (c) 1750,65–1752,30 м; (d) 1836,45–1838,10 м; (e) 2534,40–2536,05 м; (f) 2537,70–2539,35 м; (g) 2651,55–2653,20 м; (h) 2899,05–2900,70 м; (i) 3017,30–3018,95 м (по Svensson et al., 2005)

Расшифровав криптография, написанную иероглифами целого огромного количества хим частей и частиц, спорами, пыльцой и пузырьками старого воздуха возрастом в сотки тыщ лет, можно получить неоценимую информацию о невозвратно ушедших тысячелетиях, мирах, климатах и явлениях.

Машина времени глубиной 4000 м

Возраст наистарейшего антарктического льда с наибольших глубин (более 3500 метров), поиски которого до сего времени длятся, оценивается приблизительно в полтора миллиона лет. Хим анализ этих образцов позволяет получить представление о старом климате Земли, известие о котором принесли и сохранили в виде хим частей невесомые снежинки, сотки тыщ годов назад упавшие с небес.

Это похоже на историю путешествия барона Мюнхаузена по Рф. Во время охоты кое-где в Сибири был стршный мороз, и барон, пытаясь созвать друзей, протрубил в рожок. Но неудачно, так как звук промерз в рожке и разморозился лишь на последующее утро на солнце. Приблизительно то же самое происходит сейчас в прохладных лабораториях мира под электрическими туннельными микроскопами и масс-спектрометрами. Ледяные керны из Гренландии и Антарктиды — это многокилометровые машины времени, уходящие в глубь веков и 1000-летий. Самой глубочайшей до настоящего времени остается знаменитая скважина, пробуренная под станцией Восток (3677 метров). Благодаря ей в первый раз была показана связь меж переменами температуры и содержанием углекислого газа в атмосфере за последние 400 тыщ лет и найден сверхдлительный анабиоз бактерий.

Антарктический ледяной керн с глубины 3200 м возрастом порядка 800 000 лет, Dome Concordia (фото J. Schwander, University of Bern) © Музей естественной истории, Невшатель

Детальные палеореконструкции температуры воздуха строятся на базе анализа изотопного состава кернов — а конкретно, процентного содержания томного изотопа кислорода 18O (его среднее содержание в природе — около 0,2% от всех атомов кислорода). Молекулы воды, содержащие этот изотоп кислорода, тяжелее испаряются и легче конденсируются. Потому, к примеру, в водяном паре над поверхностью моря содержание 18O ниже, чем в морской воде. И напротив, в конденсации на поверхности формирующихся в облаках снежных кристаллов охотнее учавствуют молекулы воды, содержащие 18O, по этому их содержание в осадках выше, чем в водяном паре, из которого осадки формируются.

Чем ниже температура формирования осадков, тем посильнее проявляется данный эффект, другими словами тем больше в их 18O. Потому, оценив изотопный состав снега либо льда, можно оценить и температуру, при которой формировались осадки.

Среднесуточный ход температуры (темная кривая) и вариация 18O в осадках (сероватые точки) за один сезон (2.2003–1.2004), Dome Fuji, Антарктида (по Fujita and Abe, 2006). 18O ( ) — отклонение концентрации тяжеленной изотопной состовляющей воды (H2O18) от интернационального эталона (SMOW) (см. Dansgaard, 2004)

И дальше, используя известные высотные профили температур, оценить, какой была приземная температура воздуха сотки тыщ годов назад, когда снежинка только свалилась на антарктический купол, чтоб перевоплотиться в лед, который будет извлечен в наши деньки с глубины в несколько км во время бурения.

Вариация температуры относительно нынешней за последние 800 тыс. лет по ледяным кернам со станции Восток и Dome C (EPICA) (по Rapp, 2009)

Раз в год выпадающий снег заботливо сохраняет на лепестках снежинок не только лишь информацию о температуре воздуха. Количество характеристик, измеряемых при лабораторном анализе, в текущее время громадно. В крохотных кристаллах льда фиксируются сигналы вулканических извержений, ядерные тесты, Чернобыльская трагедия, содержание антропогенного свинца, пылевые бури и т. д.

Примеры конфигурации разных палеоклиматических хим сигналов во льду с глубиной (по Dansgaard, 2004). а) Сезонные колебания 18O (черным отмечен летний сезон) дозволяющие датирование кернов (секция с глубин 405–420 м, ст. Milcent, Гренландия). б) Сероватым показана удельная -радиоактивность; пик после 1962 года соответствует большему количеству ядерных испытний данного периода (поверхностная секция керна до глубины 16 м, ст. Cr te, Гренландия, 1974). в) Изменение средней кислотности годовых слоев позволяет судить о вулканической активности северного полушария, с 550 г. н.э. по 1960-е (ст. Cr te, Гренландия)

По количеству трития (3H) и углерода-14 (14C) можно датировать возраст льда. Оба эти способа были элегантно продемонстрированы на древних винах — годы на этикетках отлично соответствуют датировкам, расice.tsu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=29&Itemid=22считанным по анализам. Вот только драгоценное это наслаждение, и вина извести на анализы приходится много…

Информацию об истории солнечной активности можно оценить количественно по содержанию нитратов (NO3–) в ледниковом льде. Томные молекулы нитратов образуются из NO в верхних слоях атмосферы под воздействием ионизирующией галлактической радиации (протоны вспышек на Солнце, галактическое излучение) в итоге цепи преобразований оксида азота (N2O), поступающего в атмосферу из земли, азотных удобрении и товаров сгорания горючего (N2O + O > 2NO). После формирования гидратированный анион выпадает с осадками, часть которых оказывается в конечном итоге погребенной в леднике совместно с еще одним снегопадом.

Изотопы берилия-10 (10Be) позволяют судить об интенсивности галлактических лучей глубочайшего космоса, бомбардирующих Землю, и конфигурациях магнитного поля нашей планетки.

Об изменение состава атмосферы за последние сотки тыщ лет поведали мелкие пузырьки во льду, как будто бутылки, брошенные в океан истории, сохранившие для нас эталоны старого воздуха. Они проявили, что за последние 400 тыщ лет содержание углекислого газа (СО2) и метана (СН4) в атмосфере сейчас самое высочайшее.

Сейчас в лабораториях хранятся уже тыщи метров ледяных кернов для будущих анализов. Исключительно в Гренландии и Антарктиде (т. е. не считая горных ледников) в общей трудности было пробурено и извлечено около 30 км ледяных кернов!

Теория ледниковых эпох

Начало современной гляциологии положила показавшаяся в первой половине XIX века теория ледниковых эпох. Мысль о том, что в прошедшем ледники распространялись на сотки и тыщи км на юг, ранее казалась невообразимой. Как писал один из первых гляциологов Рф Петр Кропоткин (да, тот), «в то время вера в ледяной покров, достигавший Европы, числилась непозволительной ложью…».

Жан Луи Агассис, пионер гляциологических исследованиий. Ч. Ф. Игуэль, 1887, мрамор.

Основателем и основным заступником ледниковой теории стал Жан Луи Агассис. В 1839 году он писал: «Развитие этих больших ледниковых щитов должно было привести к разрушению всей органической жизни на поверхности. Земли Европы, до этого покрытые тропической растительностью и населенные стадами слонов, бегемотов и циклопических хищных, оказались погребены под разросшимся льдом, покрывающим равнины, озера, моря и горные плато. Осталось только молчание погибели… Источники пересохли, реки застыли, и лучи солнца, поднимающегося над замерзшими берегами… встречали едва шепот северных ветров и гул трещинок, открывающихся среди поверхности огромного океана льда.»

Большая часть геологов тех пор, не достаточно знакомые со Швейцарией и горами, игнорировали теорию и были не в состоянии даже поверить в пластичность льда, не говоря уже о том, чтоб представить мощность ледниковых толщ, описываемых Агассисом. Так длилось до того времени, пока 1-ая научная экспедиция в Гренландию (1853–55 гг.) под управлением Илайши Кента Кейна не доложила о полном покровном обледенении острова («океан льда нескончаемых размеров»).

Признание теории ледниковых эпох имело неописуемое воздействие на развитие современного естествознания. Последующим главным вопросом стала причина смены ледниковых периодов и межледниковий. Сначала XX века сербский математик и инженер Милутин Миланкович разработал математическую теорию, описывающую зависимость конфигурации климата от конфигурации орбитальных характеристик планетки, и всё свое время предназначил расчетам для подтверждения справедливости собственной теории, а конкретно — определению повторяющегося конфигурации величины поступающей на Землю солнечной радиации (так именуемой инсоляции). Земля, кружащаяся в пустоте, находится в гравитационной сети сложного взаимодействия меж всеми объектами галлактики. В итоге орбитальных повторяющихся конфигураций (эксцентриситета земной орбиты, прецессии и нутации наклона земной оси) количество поступающей на Землю солнечной энергии изменяется. Миланкович отыскал последующие циклы: 100 тыс. лет, 41 тыс. лет и 21 тыс. лет.

К огорчению, сам ученый не дожил до денька, когда его прозрение было элегантно и идеально подтверждено палеоокеанографом Джоном Имбри (John Imbrie). Имбри оценил изменение температуры прошедшего, исследовав керны сo дна Индийского океана. Анализ базировался на последующем парадоксе: разные виды планктона предпочитают различные, строго определенные температуры. Раз в год скелеты этих организмов оседают на океаническом деньке. Подняв со дна этот слоистый пирог и определив виды, можно судить о том, как изменялась температура. Определенные таким методом варианты палеотемператур необычным образом совпали с циклами Миланковича.

Сейчас понятно, что прохладные ледниковые эпохи сменялись теплыми межледниковьями. Полное обледенение земного шара (по так именуемой теории «снежного кома») предположительно имело место 800–630 млн годов назад. Последнее обледенение четвертичного периода завершилось 10 тыс. годов назад.

Ледниковые купола Антарктиды и Гренландии — реликты прошедших обледенений; исчезнув на данный момент, они не сумеют восстановиться. В периоды обледенений континентальные ледниковые щиты покрывали до 30% суши земного шара. Так, 150 тыс. годов назад толщина ледникового льда над Москвой составляла порядка километра, а над Канадой — около 4 км!

Эпоха, в какой на данный момент живет и развивается людская цивилизация, именуется ледниковая эра, период межледниковья. Согласно расчетам, изготовленным на основании орбитальной теории климата Миланковича, последующее обледенение наступит через 20 тыщ лет. Но остается вопросом, сумеет ли орбитальный фактор пересилить антропогенный. Дело в том, что без естественного парникового эффекта наша планетка имела бы среднюю температуру –6°C, заместо нынешней +15°C. Другими словами разница составляет 21°C. Парниковый эффект существовал всегда, но деятельность человека существенно увеличивает этот эффект. На данный момент содержание углекислого газа в атмосфере — самое высочайшее за последние 800 тыщ лет — 0,038% (тогда как прошлые максимумы не превосходили 0,03%).

Сейчас ледники практически по всему миру (с некими исключениями) быстро сокращаются; то же самое касается морского льда, нескончаемой мерзлоты и снежного покрова. Согласно оценкам, половина объема горного обледенения мира пропадет к 2100 году. Около 1,5–2 миллиардов человек, населяющих разные страны Азии, Европы и Америки, могут столкнуться с тем, что реки, питаемые талыми водами ледников, пересохнут. В то же время поднявшийся уровень моря отнимет у людей их землю в странах Тихого и Индийского океанов, в Карибском бассейне и в Европе.

Гнев титанов — ледниковые катастрофы

Усиление техногенного воздействия на климат планетки может прирастить возможность появления стихийных бедствий, связанных с ледниками. Громадины льда владеют огромной возможной энергией, реализация которой может иметь страшные последствия. Какое-то время вспять в вебе циркулировала видеозапись обрушения маленький колонны льда в воду и следующей волны, смывшей группу туристов с ближайших скал. В Гренландии наблюдались подобные волны высотой 30 метров и длиной 300 метров.

Ледниковая трагедия, произошедшая в Северной Осетии 20 сентября 2002 года, была зафиксирована на всех сейсмометрах Кавказа. Обрушение ледника Колка спровоцировало огромный ледниковый обвал — 100 млн м3 льда, камешков и воды пронеслись по Кармадонскому ущелью со скоростью 180 км в час. Заплески селя сорвали рыхловатые отложения бортов равнины местами высотой до 140 метров. Погибли 125 человек.

Одной из самых ужасных ледниковых катастроф мира стало обрушение северного склона горы Уаскаран в Перу в 1970 году. Землетрясение магнитудой 7,7 баллов инициировало лавину в миллионы тонн снега, льда и камешков (50 млн м3). Обвал тормознул только через 16 км; два городка, погребенные под осколками, перевоплотился в братскую могилу для 20 тыщ человек.

Траектории перемещения ледовых лавин Nevados Huascaran 1962 и 1970, Перу

(по UNEP’s DEWA/GRID-Europe, Geneva, Switzerland)

Другой тип угроз, исходящих от ледников, — это прорыв подпруженных ледниковых озер, возникающих меж тающим ледником и конечной мореной. Высота конечных морен может достигать 100 м, создавая большой потенциал для образования озер и их следующего прорыва.

Потенциально опасное подпруженное моренным валом приледниковое озеро Tsho Rolpa в Непале, 1994 (объем: 76,6 млн м3, площадь: 1,5 км2, высота моренного вала: 120

Потенциально опасное подпруженное моренным валом приледниковое озеро Tsho Rolpa в Непале, 1994 (объем: 76,6 млн м3, площадь: 1,5 км2, высота моренного вала: 120 м). Photo is the courtesy by N. Takeuchi, Graduate School of Science, Chiba University

Самый страшный прорыв ледникового озера произошел через Гудзонов пролив в море Лабрадор около 12 900 годов назад. Прорыв озера Агассис, по площади превышавшего Каспий, вызвал аномально резвое (за 10 лет) похолодание климата Северной Атлантики (на 5°C на местности Великобритании), известное как Ранешний Дриас (см. Younger Dryas) и обнаруженное при анализе ледяных кернов Гренландии. Неограниченное количество пресной воды нарушило термохалинную циркуляцию Атлантического океана, что заблокировало перенос тепла течением из низких широт. Сейчас подобного скачкообразного процесса боятся в связи с глобальным потеплением, опресняющем воды Северной Атлантики.

В наши деньки, в связи с ускорившимся таянием ледников мира, возрастает размер подпруженных озер и, соответственно, вырастает риск их прорыва.

Рост площади приледниковых подпруженных озер на северном (слева) и южном (справа) склонах Гималайского хребта (по Komori, 2008)

В одних только Гималаях, 95% ледников которых быстро тают, потенциально небезопасных озер насчитывается порядка 340. В 1994 году в Бутане 10 млн кубических метров воды, вылившись из 1-го из таких озер, сделали с большой скоростью путь в 80 км, убив 21 человека.

Согласно прогнозам, прорыв ледниковых озер может стать каждогодним бедствием. Миллионы людей в Пакистане, Индии, Непале, Бутане и Тибете не только лишь столкнутся с неминуемым вопросом сокращения аква ресурсов в связи с исчезновением ледников, да и окажутся лицом к лицу со смертельной угрозой прорыва озер. Гидроэлектростанции, селения, инфраструктура могут быть разрушены в одно мгновение ужасными селями.

Серия снимков, демонстрирующая насыщенное отступание непальского ледника AX010, Shurong region (27°42’N, 86°34’E). (a) 30 May 1978, (b) 2 Nov. 1989, (c) 27 Oct. 1998, (d) 21 Aug. 2004 (Photos by Y. Ageta, T. Kadota, K. Fujita, T. Aoki are the courtesy of the Cryosphere Research Laboratory, Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University)

Очередной вид ледниковых катастроф — лахары, возникающие в итоге извержений вулканов, покрытых ледяными шапками. Встреча льда и лавы порождает огромные вулканогенные грязевые сели, обычные для страны «огня и льда» Исландии, для Камчатки, Аляски и имевшие место даже на Эльбрусе. Лахары способны достигать страшенных размеров, будучи самыми большими посреди всех типов селей: их длина может достигать 300 км, а объем — 500 млн м3.

Ночкой 13 ноября 1985 года обитатели колумбийского городка Армеро (Armero) пробудились от безумного шума: через их город, смывая все дома и конструкции на собственном пути, пронессявулканический сель — его бурлящая жижа унесла жизни 30 тыщ человек. Другой катастрофический случай произошел роковым рождественским вечерком 1953 года в Новейшей Зеландии — прорыв озера из обледенелого кратера вулкана спровоцировал лахар, который смыл жд мост практически перед самым поездом. Локомотив и 5 вагонов со 151 пассажиром нырнули и навечно пропали в быстром потоке.

Не считая того, вулканы могут просто уничтожать ледники — к примеру, страшное извержение американского вулкана Сент-Хеленс (Saint Helens) снесло 400 метров высоты горы совместно с 70% объема ледников.

Люди льда

Грозные условия, в каких приходится работать гляциологам, —пожалуй, одни из самых тяжелых, с которыми только сталкиваются современные ученые. Большая часть полевых наблюдений предполагает работу в прохладных недоступных и удаленных частях земного шара, с жесткой солнечной радиацией и недостающим количеством кислорода. Не считая того, гляциология часто соединяет альпинизм с наукой, делая тем профессию смертельно небезопасной.

Базисный лагерь экспедиции на ледник Федченко, Памир; высота приблизительно 5000 м над уровнем моря; под палатками около 900 м льда (фото создателя, 2009)

Отморожения знакомы многим гляциологам, из-за чего, к примеру, у бывшего доктора моего института ампутированы пальцы на руке и ноге. Даже в комфортабельной лаборатории температура может опускаться до –50°C. В полярных районах вездеходы и снегоходы время от времени проваливаются в 30–40-метровые трещинкы, жесточайшие метели часто делают высокогорные рабочие будни исследователей реальным адом и уносят раз в год не одну жизнь. Это работа для сильных и крепких людей, от всей души преданных собственному делу и нескончаемой красе гор и полюсов.

Источник — ice.tsu.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=29&Itemid=22

Литература:

Adhemar J. A., 1842. Revolutions of the Sea. Deluges Periodiques, Paris.
Bailey R. H., 1982. Glacier. Planet Earth. Time-Life Books, Alexandria, Virginia, USA, 176 p.
Clark S., 2007. The Sun Kings: The Unexpected Tragedy of Richard Carrington and the Tale of How Modern Astronomy Began. Princeton University Press, 224 p.
Dansgaard W., 2004. Frozen Annals — Greenland Ice Sheet Research. The Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, 124 p.
EPICA community members, 2004. Eight glacial cycles from an Antarctic ice core. Nаture, 429 (10 June 2004), 623–628.
Fujita, K., and O. Abe. 2006. Stable isotopes in daily precipitation at Dome Fuji, East Antarctica, Geophys. Res. Lett., 33, L18503, doi:10.1029/2006GL026936.
GRACE (the Gravity Recovery and Climate Experiment).
Hambrey M. and Alean J., 2004, Glaciers (2nd edition), Cambridge University Press, UK, 376 p.
Heki, K. 2008. Changing earth as shown by gravity (PDF, 221 Кб). Littera Populi — Hokkaido University’s public relations magazine, June 2008, 34, 26–27.
Glacial pace picks up // In the Field (The Nature reporters’ blog from conferences and events).
Imbrie J., and Imbrie K. P., 1986. Ice Ages: Solving the Mystery. Cambridge, Harvard University Press, 224 p.
IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor and H. L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 p.
Kaufman S. and Libby W. L., 1954. The Natural Distribution of Tritium // Physical Review, 93, No. 6, (15 March 1954), p. 1337–1344.
Komori, J. 2008. Recent expansions of glacial lakes in the Bhutan Himalayas. Quaternary International, 184, 177–186.
Lynas M., 2008. Six Degrees: Our Future on a Hotter Planet // National Geographic, 336 p.
Mitrovica, J. X., Gomez, N. and P. U. Clark, 2009. The Sea-Level Fingerprint of West Antarctic Collapse // Science. Vol. 323. No. 5915 (6 February 2009) p. 753. DOI: 10.1126/science.1166510.
Pfeffer W. T., Harper J. T., O’Neel S., 2008. Kinematic constraints on glacier contributions to 21st-century sea level rise. Science, 321 (5 September 2008), p. 1340–1343.
Prockter L. M., 2005. Ice in the Solar System. Johns Hopkins APL Technical Digest. Volume 26. Number 2 (2005), p. 175–178.
Rampino M. R., Self S., Fairbridge R. W., 1979. Can rapid climatic change cause volcanic eruptions? // Science, 206 (16 November 1979), no. 4420, p. 826–829.
Rapp, D. 2009. Ice Ages and Interglacials. Measurments, Interpretation and Models. Springer, UK, 263 p.
Svensson, A., S. W. Nielsen, S. Kipfstuhl, S. J. Johnsen, J. P. Steffensen, M. Bigler, U. Ruth, and R. Rothlisberger. 2005. Visual stratigraphy of the North Greenland Ice Core Project (NorthGRIP) ice core during the last glacial period, J. Geophys. Res., 110, D02108, doi:10.1029/2004JD005134.
Velicogna I. and Wahr J., 2006. Acceleration of Greenland ice mass loss in spring 2004 // Nature, 443 (21 September 2006), p. 329–331.
Velicogna I. and Wahr J., 2006. Measurements of time-variable gravity show mass loss in Antarctica // Science, 311 (24 March 2006), no. 5768, p. 1754–1756.
Zotikov I. A., 2006. The Antarctic Subglacial Lake Vostok. Glaciology, Biology and Planetology. Springer–Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 144 p.
Войтковский К. Ф., 1999. Базы гляциологии. Наука, Москва, 255 с.
Гляциологический словарь. Под ред. В. М. Котлякова. Л., ГИМИЗ, 1984, 528 с.
Жигарев В. А., 1997. Океаническая криолитозона. М., МГУ, 318 с.
Калесник С. В., 1963. Очерки гляциологии. Государственное издательство географической литературы, Москва, 551 с.
Кечина К. И., 2004. Равнина, ставшая ледяной могилой //Би-Би-Си. Фоторепортаж: 21 сентября 2004.
Котляков В. М., 1968. Снежный Покров Земли и Ледники. Л., ГИМИЗ, 1968, 480 с.
Подольский Е. А., 2008. Внезапный ракурс. Жан Луи Родольф Агассис, «Элементы», 14 марта 2008 (21 с., дополненная версия).
Попов А. И., Розенбаум Г. Э., Тумель Н. В., 1985. Криолитология. Издательство Столичного института, 239 с.

Рубрика: Все о воде | Метки: воды, ледников, льда