Автор: Котляков В.М.
Теги: внутренняя геодинамика (эндогенные процессы) гидрология суши гидрология рек, озер, водоемов гидрол болот болотоведение гидрометрия лиманы и так далее география избранные сочинения
ISBN: 5-02-002478-3
Год: 2002
Похожие
Текст
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ
В. М. Котляков
ИЗБРАННЫЕ
СОЧИНЕНИЯ
В ШЕСТИ КНИГАХ
Книга 1. ГЛЯЦИОЛОГИЯ АНТАРКТИДЫ
Книга 2. СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ
И ЛЕДНИКИ ЗЕМЛИ
Книга 3. ГЕОГРАФИЯ
В МЕНЯЮЩЕМСЯ МИРЕ
Книга 4. ЛЬДЫ, ЛЮБОВЬ И ГИПОТЕЗЫ
Книга 5. В МИРЕ СНЕГА И ЛЬДА
Книга 6. НАУКА - ЭТО ЖИЗНЬ
В. М. Котляков
ИЗБРАННЫЕ
СОЧИНЕНИЯ
Книга 5
В МИРЕ
СНЕГА И ЛЬДА
МОСКВА «НАУКА» 2002
УДК 551.2/.3
ББК 26.222.8
К 73
Котляков В.М.
Избранные сочинения в шести книгах
Книга 5. В мире снега и льда. - М.: Наука, 2002. - 384 с.,
илл.
ISBN 5-02-002478-3
ISBN 5-02-002479-3(Кн. 5)
В пятой книге шеститомника избранных сочинений академика В.М. Котлякова
суммированы новейшие сведения о «широкой» гляциологии, охватывающей все виды
снега и льда. Книга построена на базе исследований автора на Новой Земле, Кавказе,
Памире, Антарктиде, его путешествий в ледниковых районах мира: в Скандинавии и
Альпах, на Аляске и в Патагонии, в Арктике и Китае. Она знакомит с особенностями
снежно-ледовых явлений на Земле, историей их развития, значением в жизни людей.
В основе книги лежит курс лекций, прочитанных автором в ряде университетов. Она
может служить учебным пособием, хрестоматией по современным гляциологическим
проблемам.
Для специалистов в области наук о Земле и читателей, интересующихся земной
природой.
Табл. 6. Ил. 175. Библ.: 54 назв.
Kotlyakov V.M.
Selected works in six books.
Book 5. In the World of Snow and Ice. - Moscow: Nauka, 2002.
- 384 p., il.
ISBN 5-02-002478-3
ISBN 5-02-002479-3(Book 5)
In the fifth book of the six-volume collection of selected works of academician
V.M. Kotlyakov the latest data on «vast» glaciology embracing all types of snow and ice
are summarized The book is based on investigations fulfilled by the author on Novaya
Zemlya, the Caucasus, the Pamirs, Antarctica, his voyages in a number of glacial regions of
the world: in Scandinavia and the Alps, in Alaska and Patagonia, in the Arctic and China. It
makes us acquainted with peculiar features of snow-and-ice phenomena on the Earth,
history of their development, importance in human life The basis of the book is a course
of lectures delivered by the author in a number of universities. It can serve a handbook,
reading-book of the contemporary glaciological problems.
Intended for specialists in Earth sciences and for those who are interested in Earth
nature.
Tabl. 6. Fig. 175. Ref. 54.
ISBN 5-02-002478-3
ISBN 5-02-002479-3(Kh. 5)
© Институт географии РАН, 2002
© Издательство “Наука”, 2002
© В.М. Котляков, 2002
В МИРЕ СНЕГА И ЛЬДА
Чтобы найти истину, каждый должен хоть раз
в жизни освободиться от усвоенных им пред-
ставлений и совершенно заново построить
систему своих взглядов.
Рене Декарт
Всякая истина проходит в человеческом уме
три стадии:
Сначала - какая чушь!
Затем - в этом что-то есть.
Наконец, - кто же этого не знает!
Александр Гумбольдт
В большинстве случаев, чтобы новое воззрение
было принято большинством ученых, необхо-
димы долгие годы, - пока вымрет то поколе-
ние, которое тратило силы на защиту прежне-
го учения, или пока оно не будет окончательно
затерто молодыми учеными, защищающими
новое воззрение.
П.А. Кропоткин
Рецензенты
Кандидат географических наук Ю.Н. Емельянов (Минск)
Кандидат географических наук Д.Г Цветков (Москва)
Компьютерный набор и макетирование книги
выполнены автором. Штриховые рисунки и
карты подготовлены к печати на компьютере
Н.М. Зверковой, М.Г.Кунаховичем и Л.В. На-
боковой.
ОТ АВТОРА
Впору зимнего солнцестояния жителям сел и аулов, располо-
женных к северу от двуглавого Эльбруса, по вечерам откры-
вается неповторимая картина. В безоблачную погоду на небо-
склоне внезапно возникает красочный ореол, ввысь на многие кило-
метры устремляются снопы света. Это солнечный диск, заходя за
горизонт, утопает в седловине, соединяющей обе вершины Эльбру-
са. Ледники вспыхивают мириадами бликов, отражая яркие солнеч-
ные лучи. Три-четыре минуты длится эта сказочная картина, а затем
природа погружается в суровые зимние сумерки.
Каждый год на много месяцев снежный покров укутывает про-
сторы России. Снег заваливает деревни и города, вьюги воют на об-
ширных пространствах равнин и в узких горных ущельях, где то и
дело слышатся удары снежных лавин. А в Сибири мороз местами до
дна сковывает реки, перемерзают даже водопады, и во многих доли-
нах распластываются и замерзают изливающиеся воды - возника-
ют коварные наледи. Долгая зима сменяется весной, которая приносит
новые осложнения: широко разливаются талые воды, ледники рожда-
ют внезапные и разрушительные паводки, а на некоторых реках гре-
мят ледовые заторы.
«Снег на полях - хлеб в закромах», - издавна говорили в России.
Ранние снегопады всегда хранили озимь, а слишком поздние - хоро-
нили ее. Снега России - это одновременно и огромное достояние, и
нередко огромное бедствие. Поэтому многие природные явления,
связанные со снегами и льдами, исстари привлекали внимание, слу-
жили основой поверий, примет, пословиц и поговорок.
Значительная часть человечества, большинство высокоразвитых
стран и многие развивающиеся государства, вынуждены тратить
огромные средства, чтобы приспособить свое хозяйство к законо-
мерно проявляющимся, а нередко и внезапно возникающим природ-
ным стихиям.
Каждый год миллионные средства расходуются на борьбу с го-
лоледом, покрывающим автодороги и взлетные полосы аэродромов,
рвущим провода линий электропередач, на продление навигации в
замерзающих морях, реках и озерах, на защиту от льда гидротехни-
ческих сооружений, на расчистку снега на дорогах и промышлен-
7
В мире снега и льда
Горная цепь Анд в Южной Америке под снегом. Снимок, сделанный с
борта орбитальной станции «Салют-6», охватывает хребет между 17 и
34° ю.ш. Юг на снимке - вверху
8
От автора
ных площадках, на предупреждение и защиту от снежных лавин. Все
это необходимо вести умело и во всеоружии, потому что природа
могущественна, а «театр противоборствования» с ней обширен. Но
одновременно природа снега и льда открывает возможности разум-
ного и рационального их использования.
Мир снега и льда - он грозен и красив, обширен и разнообразен.
Прошло уже 200 лет с тех пор, как Орас Бенедикт де Соссюр сделал
попытку объяснить движение ледников в Альпах и создал их пер-
вую классификацию. Теперь этот мир изучает гляциология - отрасль
науки, своими корнями уходящая в метеорологию, гидрологию, гео-
логию и физику. Это наука о снежном покрове и льдах, она исследует
их режим, состояние и динамику, взаимодействие с окружающей сре-
дой, роль льда в эволюции природы.
Много славных имен связано с познанием природы снега и льда.
М.В. Ломоносов, А.-Э. Норденшельд, И.В. Мушкетов, А.И. Воей-
ков, А. Вегенер, Ф. Нансен, X. Свердруп, X. Альман, С.В. Калесник,
К.К. Марков, М.В. Тронов, П.А. Шумский, Г.А. Авсюк - они проло-
жили новые пути в гляциологии и навсегда оставили свои имена в
истории науки.
В 1972 г. высшая награда Географического общества СССР -
Большая золотая медаль - была присуждена советскому гляциологу
профессору М.В. Тронову. Этим был отмечен его научный подвиг -
изучение на протяжении своей долгой жизни ледников Алтая. А в
80-х годах в память о выдающемся ученом и его брате-горовосходи-
теле один из крупнейших алтайских ледников был назван именем
братьев Троновых. Так увековечиваются заслуги гляциологов в раз-
витии науки.
Ныне снежно-ледовые явления исследуют во многих странах.
Выяснены глобальная роль снега и льда в развитии Земли и их боль-
шое значение в хозяйственной деятельности людей, гляциология полу-
чила широкое признание.
Эта книга о распространении и особенностях снежно-ледовых
объектов, явлений и процессов на Земле, истории их развития, зна-
чении в жизни людей, будущем снега и льда. В основе книги лежат
достижения мировой гляциологии, накопленные за многие годы. Они
были получены и на гляциологических станциях, и в широко извест-
ных санно-гусеничных походах через Антарктический континент, и в
уникальных полетах на вертолетах в горах с посадками в областях
питания высоко расположенных ледников, и в наблюдениях с косми-
ческих кораблей и орбитальных станций.
За долгие годы мне довелось побывать на всех континентах зем-
ного шара, посетить большинство ледниковых районов мира и уви-
деть все разнообразие снега и льда. О наиболее интересных наблю-
дениях за ледниками Скандинавии и Альп, Аляски и Патагонии,
9
В мире снега и льда
Арктики и Китайского Тянь-Шаня, так же как об исследованиях на
Новой Земле, Кавказе, Памире и в Антарктиде, повествует эта кни-
га. Чтобы показать разнообразие снежно-ледовых явлений в разных
уголках Земли, привлечены материалы изданного в 1997 г. Атласа
снежно-ледовых ресурсов мира.
Итак, войдем в окружающий нас мир снега и льда.
Глава 1
ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО
С НЕОБЫЧНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Лед - что может быть удивительнее этого вещества? Шести-
гранные ветвистые снежинки в воздухе и округлые зерна фир-
на в снежной толще; мелкие бесформенные кристаллы в от-
ложенном после метели снеге и ледяные «бокалы» и «пули» внутри
снежного покрова; красивые морозные узоры на окнах и массивные
клинья льда в холодных горных породах; прозрачный лед на озерах
и молочно-мутный в ледниках; белесый в естественных образованиях
и отливающий всеми цветами радуги под микроскопом, когда смот-
ришь на него через специальные стекла-поляроиды; спокойно таю-
щий на поверхности ледниковых языков и взрывающийся, когда его
поднимают из глубин ледников; хрупкий как стекло в отдельных
кусках, но обладающий способностью течь как тесто в громадных
массивах; дрейфующий по воле волн на полярных морях и активно
преобразующий рельеф при движении ледников; сохраняющий жизнь
в жестокую зиму под снегом и убивающий жизнь при замерзании
воды в организмах; создающий красоту высокогорья и вызывающий
бедствия от схода снежных лавин и нашествий ледников.
Лед - самая распространенная горная порода во Вселенной. Марс,
Юпитер, Сатурн, Уран содержат огромные массы льда, а некоторые
спутники планет сложены им почти целиком. Не исключение и наша
Земля: более одной десятой земной суши занято «вечными» льдами,
а пятая часть всей поверхности планеты ежегодно находится под
снегом.
История Земли свидетельствует о том, что, несмотря на постоян-
ные изменения климата и поступательное развитие биосферы, сред-
няя температура у поверхности земного шара в прошлом изменялась
лишь в пределах от 5 до 40 °C. Это намного меньше современного
диапазона температур в разных областях земного шара - от 40- и
даже 50-градусной жары в тропических пустынях до 70-градусных
морозов на северо-востоке Евразии и 80-градусных в Антарктиде.
Подобные условия способствуют существованию льда - постоянно-
му в полярных районах и сезонному на значительных пространст-
вах умеренных широт. Регулярный переход температур через 0 °C
11
В мире снега и льда
или близость температурных условий к этой критической точке на
многих территориях ведет к большой изменчивости снежно-ледо-
вых условий на Земле и разнообразию видов льда, встречающихся
в природе.
Лед интересовал людей с незапамятных времен, однако наука
всерьез занялась им лишь во второй половине XIX столетия. Иссле-
довать физические свойства льда оказалось очень трудно: результа-
ты лабораторных измерений одних и тех же параметров различались
в десятки, а то и в сотни раз. Результаты натурных наблюдений
тоже были противоречивы. Свойства льда удивительным образом
зависели от многих условий, и прежде всего от внешнего давления
и температуры.
По мере совершенствования аппаратуры и усложнения условий
экспериментов стали получать лед, абсолютно не похожий на тот,
что встречается в природе. И свойства такого льда были совсем
уже неожиданны. А в начале XX в. немецкий ученый Г. Тамман от-
крыл, а американский физик П. Бриджмен исследовал явление поли-
морфизма льда, т.е. способность льда к разному кристаллическому
строению, что влечет за собой существенное изменение всех его
физических свойств. Оказалось, что в природе возможны 10 крис-
таллических модификаций льда и одной аморфной формы, а то, с
чем мы сталкиваемся на поверхности Земли, - это лишь одна из
разновидностей льда, названная физиками лед-1 [Шумский, 1955].
Взаиморасположение составляющих кристалла льда
характерной шестиугольной формы
Футбольные мячи символизируют атомы кислорода, а голу-
бые шары - атомы водорода
12
Глава 1. Обыкновенное вещество с необычными свойствами
График связи давления, удельного объема и температуры для
разных модификаций льда и воды
Лед-1 имеет шестиугольную пространственную решетку, в узлах
которой расположены атомы кислорода. В образовании связей
участвуют атомы водорода, но их положение не фиксировано, прочная
водородная связь между молекулами устанавливается только при
очень низкой температуре.
Десять других модификаций льда устойчиво существуют лишь
при определенных сочетаниях давления, удельного объема и
температуры, наглядно показанных на диаграмме. Модификации
льда-П, -III и -V могут долго сохраняться при атмосферном давлении,
если температура не поднимается выше -170 °C. При конденсации
13
В мире снега и льда
водяных паров на поверхности, охлажденной до -160 °C и ниже,
образуется аморфный лед, который переходит в обычный при
повышении температуры до -129 °C, при этом выделяется тепло.
Лед-IV представляет собой нестабильную фазу в той зоне, где
устойчиво существует лед-V. Несколько легче получить лед-VI,
который оказывается стабильным, если замораживанию под давле-
нием подвергается тяжелая вода. Лед-VII при огромном давлении
20 гПа плавится при температуре 200 °C. Лед-VIII - это упоря-
доченная форма льда-VII, возникающая при низкой температуре.
Наконец, лед-IX представляет собой нестабильную фазу, которая
возникает при переохлаждении льда-Ш. Как видим, лед может суще-
ствовать в огромном диапазоне температур и давлений, не
встречающихся на поверхности Земли.
В кристаллах льда-1 молекулы воды сконцентрированы в парал-
лельных базисных плоскостях. Нарушения под действием нагрузки
в базисной плоскости происходят проще всего, так как требуют
разрыва только двух атомных связей на одну единичную ячейку.
Нарушения в других направлениях приводят к разрыву четырех и
более связей. Эти особенности структуры льда вызывают резкую
анизотропию его свойств, т.е. различие механических, термофи-
зических, оптических, электрических свойств в разных направле-
ниях, и прежде всего параллельно и перпендикулярно базисным
плоскостям.
Базисные плоскости разделяются поверхностями ослабления, по
которым легко происходит скольжение в любом направлении. Если
напряжение совпадает с базисной плоскостью кристалла льда,
возникает пластическая деформация; если же напряжение направлено
перпендикулярно к этой плоскости, деформация становится сначала
упругопластической, а затем и хрупкой.
В природе воздействие на лед идет сразу по нескольким направ-
лениям, для которых параметры степенного закона течения льда
(закона Глена) резко различны. Их комбинация приводит к
возникновению сложных реологических свойств льда, как правило,
не поддающихся теоретическому описанию. Коэффициенты,
характеризующие отдельные свойства льда, полученные в разных
сериях опытов, различаются иногда в сотни и тысячи раз. Вот почему
невозможно построить единый теоретический закон течения льда, и
всякий раз приходится идти опытным путем.
Между базисными плоскостями, вдоль поверхностей скольжения,
обычно расположены солевые включения и воздушные пузырьки.
Под воздействием поглощаемой солнечной энергии здесь чаще всего
идет внутреннее таяние и образуются так называемые «цветы
Тиндаля». По форме они напоминают снежинки с вытянутыми
лепестками. По мере протаивания «цветы» разрастаются до 1,5 см.
14
Глава 1. Обыкновенное вещество с необычными свойствами
их лепестки сложно ветвятся, а в центрах появляются пустоты с
водяным паром, образующимся из-за уменьшения объема льда при
его таянии. Это явление впервые было описано в 1858 г. английским
физиком Т. Тиндалем, в честь которого и названо.
А еще в 1847 г. швейцарский гляциолог Ж.Л. Агассис впервые
зарисовал интересную особенность структуры льда, а позже
швейцарец Ф. Форель получил ее оттиск на воске. Так появилось
понятие «штриховки Фореля» - тонкой прямолинейной ребристости
на поверхностях кристаллов льда, связанной с выходами базисных
плоскостей. Она возникает при возгонке льда или в условиях его
слабого таяния с мгновенным испарением талой воды в результате
различий в скоростях таяния и возгонки льда на базисных плоскостях
и в промежутках между ними. Это явление еще более усиливается,
если во льду много растворимых примесей, - тогда на сколе льда
четко видна тонкая ребристость, которую и зарисовал в свое время
Агассис.
В России физику льда стали изучать в самом начале XX в.
Пионером этих исследований был профессор тогдашнего Томского
технологического института Борис Петрович Вейнберг. Уже в 1906 г.
он изложил свою теорию вязкого течения льда, а в 1909 г. в Одессе
была опубликована его книга «Снег, иней, град, лед и ледники» -
первая русская монография по гляциологии. Б.П. Вейнберг не считал
себя гляциологом, но всю жизнь проводил наблюдения и опыты со
льдом, которые обобщил в прекрасной книге о льде [Вейнберг, 1940],
ставшей классикой гляциологии.
Эта книга увидела свет незадолго до Великой Отечественной
войны, когда Б.П. Вейнберг был директором находившейся в
Ленинграде Главной геофизической обсерватории. И очень скоро
стало ясно значение выполненных им исследований. Уже в первую
военную зиму Ставка Верховного Главнокомандующего в осажден-
ном городе поставила перед Б.П. Вейнбергом важнейшую задачу
того времени - определить возможности движения тяжелой техники
по льду Ладожского озера. Мы знаем об успехе этих работ: в короткий
срок была создана на Ладоге «Дорога жизни», обе зимы успешно
служившая главной связующей нитью блокадного города со всей
страной.
В чем же заключается таинство природы, когда при понижении
температуры жидкая вода или водяной пар вдруг превращаются в
твердое кристаллическое вещество? Как известно, молекула воды
состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Атом
кислорода в этой молекуле занимает строго фиксированное
положение, а как ведут себя атомы водорода - до конца не ясно.
Рентгеноструктурный метод, который с успехом применяют для
исследований других минералов, здесь оказывается «беспомощным»:
15
В мире снега и льда
атомы водорода очень слабо рассеивают рентгеновские лучи.
Поэтому пока не подтверждена и не отвергнута гипотеза о свобод-
ном, не фиксированном положении в пространственной решетке льда
атомов водорода, которые постоянно движутся между атомами
кислорода.
При замерзании воды неупорядоченное расположение ее молекул
сменяется упорядоченным. Кристаллизация воды - сложный физи-
ческий процесс, который начинается не во всей ее массе, а лишь в тех
местах, где условия уже «готовы» к возникновению кристаллов. В
твердое состояние сначала переходят небольшие группы молекул воды
толщиной в элементарную ячейку пространственной решетки крис-
талла. По мере понижения температуры критические размеры
зародыша льда, обеспечивающие его дальнейший рост, уменьшаются
- поэтому кристаллизация воды становится более вероятной и
происходит быстрее.
Как правило, для появления кристаллов льда в воде или облаках
нужны инородные твердые частицы, которые способствуют образо-
ванию зародышей кристаллов и тем самым убыстряют кристаллиза-
цию. Но самое удивительное, что отличает лед от других твердых
тел, - это уменьшение его плотности по сравнению с плотностью
воды на 9%. В то время как куски твердого вещества обычно тонут
в своем расплаве, вода при замерзании расширяется, и лед в воде не
тонет. Это свойство нередко служит причиной аварий теплотехничес-
ких и водопроводных систем, но представляет собой великое благо
природы, так как не дает промерзнуть водоемам насквозь и сохраняет
жизнь в них в зимнее время.
Если в воде либо в воздухе нет готовых кристаллов или ядер
кристаллизации, жидкая вода может долго находиться в переохлаж-
денном состоянии. Опытным путем, при отсутствии ядер кристалли-
зации, можно охладить воду до -50 °C, а то и еще ниже. В природе на
поверхности водоемов вода переохлаждается лишь до -1 °C, а вот в
облаках температура опускается до -12 °C, временами же до -
30°С и чуть ниже, а льда все нет и нет. Но если при таких условиях
появляются ядра кристаллизации, то начинается бурное образование
льда.
Обыкновенный лед (лед-1), как правило, значительно чище воды,
потому что в нем плохо растворяются многие вещества. Плотность
чистого льда при температуре 0 °C и обычном атмосферном дав-
лении равна 916,7 кг/м3, но под давлением лед может сжиматься , и
такие условия постоянно существуют на Земле. Например, в
ледниковом покрове Антарктиды, толщина которого местами
превышает 4000 м, с учетом изменения температуры от -60 °C на
поверхности до -3 °C на ледниковом ложе, плотность льда в глубинных
слоях достигает 921 кг/м3. Теоретически при низких температурах
16
Глава 1. Обыкновенное вещество с необычными свойствами
она может быть еще больше, но во льду всегда много воздушных
включений, так что реальная плотность льда меняется от 815-820
до 905-914 кг/м3.
Важнейшее свойство льда - его текучесть под воздействием
собственной массы или длительных нагрузок. Течение льда можно
получить и в лабораторных условиях, нагружая образцы льда, а в
природе оно ярко проявляется в движении ледников. Обширные
исследования течения льда стали обобщаться с середины XX в. В
1950 г. английский ученый М. Перуц сформулировал степенной закон
течения льда, который через пять лет был существенно уточнен
английским ученым Дж. Гленом и вошел в науку под его именем
[Glen, 1952]. Суть закона заключается в том, что зависимость между
скоростью течения льда и вызывающим его напряжением имеет
степенной характер, причем показатель степени в этом уравнении
увеличивается с ростом напряжения. При очень низких температурах
лед по своим свойствам приближается к абсолютно твердому телу.
Наоборот, с приближением к температуре плавления текучесть льда
оказывается в миллион раз выше, чем у горных пород, - именно это
вызывает движение ледников.
Во льду всегда присутствует жидкая вода. Она образуется при
таянии, в результате притока тепла ко льду, при возрастании давления,
вызывающего плавление льда, при повышении содержания солей,
снижающих температуру перехода льда в жидкое состояние. Вода
существует в виде тонких пленок между ледяными кристаллами,
нередко в форме «цветов Тиндаля». С увеличением притока тепла и
все возрастающим таянием во льду появляются водяные горизонты,
карманы и линзы.
Опыты показали, что в результате таяния под действием прони-
кающих в лед солнечных лучей тонкая пленка воды обволакивает
внутрикристаллические воздушные пузырьки. Возникают так
называемые «водяные сумки», из которых вода под давлением может
поступать в межкристаллическое пространство. Поэтому, даже
водонепроницаемый на первый взгляд, плотный ледниковый лед в
действительности оказывается проницаемым для воды.
Но даже при температуре значительно ниже точки замерзания
воды на поверхности ледяных кристаллов существует жидкоподобный
слой толщиной 10“5- 10 6 см. что соответствует 35-350 молеку-
лам воды. Этот тонкий слой жидкости на поверхности кристаллов
льда оказывает большое влияние на метаморфизм снега и, по-
видимому, объясняет явление режеляции, свойственное льду.
Режеляция - это повторное смерзание льда в результате
кристаллизации воды, которая возникает на контактах ледяных кри-
сталлов при высоком давлении, вызывающем процесс оплавления.
Явление режеляции было открыто в 1850 г. М. Фарадеем. Его опыт с
17
В мире снега и льда
двумя кусочками льда с намоченными поверхностями привел к
быстрому их смерзанию. Позже название этому явлению дал
Д. Тиндаль, проделавший такой «фокус»: он пропилил натянутой
металлической проволочкой кусок льда, а тот остался целым. Оче-
видно, лед за проволокой замерзал за счет отдачи тепла, затрачен-
ного на таяние перед ней. Режеляция широко применяется, когда
нужно приморозить металлические и другие поверхности ко льду.
В последние годы выяснилось, что во льду встречаются газо-
ледяные соединения, называемые кристаллогидратами. Это веще-
ства, в которых кристаллическая решетка воды содержит пустоты,
способные принять инородные молекулы. Если молекул воды доста-
точно много, то весь газ может перейти в форму гидрата, и тогда
между молекулами воды оказываются молекулы метана, пропана и
других углеводородов. Химической связи между водой и газами нет,
и при нормальных условиях они способны гореть. Залежи кристал-
логидратов выявлены на территории Сибири, занятой многолетне-
мерзлыми породами. Такой лед, залегающий совсем неглубоко, в
перспективе - многообещающее топливо. В нем на 1 м3 воды прихо-
дится до 200 м3 природного газа.
Можно предполагать, что на больших глубинах в ледниках воздух
во льду присутствует уже не в пузырьках, а в форме подобных
гидратных соединений. Во всяком случае, в образцах льда из глубоких
антарктических скважин пузырьки воздуха перестали встречаться
во льду с глубин 940-1100 м. Очевидно, воздух растворился во льду
и пребывает там в форме кристаллогидратов.
Полиморфизм, свойственный льду, в природе обнаружить труд-
но. А между тем отдельные модификации льда отличаются по своим
свойствам от обычного льда так, как могут различаться совершенно
разные породы. Все эти льды тяжелее воды и создаются при дав-
лениях, отличных от атмосферного.
На гидроэлектростанциях иногда внезапно разрушались под-
шипники и валы мощных турбин. Долго не могли понять причину,
пока не выяснили, что виновником аварий был л ед-VII; он обра-
зовывался из воды, просочившейся в смазку подшипников, и
разрушал металлические детали благодаря своей огромной твер-
дости. Его возникновение вызывалось колоссальным давлением в
работающей турбине.
В условиях глубокого вакуума и очень низких температур был
получен лед в 2-2,5 раза плотнее, чем все другие его модификации.
Он не имеет кристаллической решетки - это единственная в своем
роде аморфная форма льда, свойства которой пока почти не известны.
Глава 2
ЛЕД НА ДРУГИХ ПЛАНЕТАХ
Не все из указанных выше видов льда присутствуют на Земле,
но почти все они встречаются в Солнечной системе. Начало
космической эры дает возможность «увидеть» и исследовать
разные модификации льда.
Результаты космических исследований показывают, что с удале-
нием орбит планет от Солнца количество воды на них увели-
чивается, а главной формой ее существования становится лед. На
ближайшей к Солнцу планете - Меркурии - воды совсем нет, а в
атмосфере Венеры обнаружено 0,02% водяного пара. На Земле
атмосфера, гидросфера и криосфера содержат воду соответственно
в трех фазовых состояниях. На Марсе вода распространена главным
образом в виде льда, и лишь совсем небольшое ее количество
присутствует в виде водяного пара в атмосфере и, возможно,
встречается в жидкой фазе под мерзлым слоем. На Юпитере и
Сатурне поверхностные воды отсутствуют, а ядра этих планет сос-
тоят, видимо, из смеси льда и горных пород. Лед на спутниках
Юпитера и Сатурна составляет 50% их объема. Верхние толщи
спутников Юпитера насыщены льдом, а на спутниках Сатурна они
состоят главным образом из сверхнизкотемпературных льдов.
Более отдаленные планеты Солнечной системы, по-видимому,
покрыты сплошным льдом.
В ходе эволюции внешних оболочек планет вода, очевидно, стре-
мится обособиться в отдельный планетарный резервуар. Характер
такого резервуара зависит от окружающих термодинамических
условий. На Земле это гидросфера, на Марсе - криолитосфера, а на
спутниках Юпитера и Сатурна - ледяная кора.
Посмотрим теперь повнимательнее на планеты Солнечной
системы и их спутники. Такую возможность дают советские и аме-
риканские аппараты, регулярно запускаемые в космическое
пространство.
Ближайший сосед нашей планеты Марс много холоднее Земли.
Средняя температура на его поверхности -60 °C, а зимой в поляр-
ных областях она опускается намного ниже -100 °C. Но и на Земле
средняя годовая температура в Центральной Антарктиде прибли-
19
В мире снега и льда
жается к -60°С, а временами ниже -80 °C, т.е. мы вправе ожидать
ледовых условий на Марсе, близких к антарктическим. Однако
атмосфера Марса существенно отличается от земной. На 95% она
состоит из углекислого газа, на 2,5% из азота, на 1,5% из аргона и на
0,01% из кислорода. Поэтому, помимо водного льда, здесь распро-
странен лед углекислоты, тот, что мы называем «сухим льдом», а
также газогидраты - твердые продукты взаимодействия воды и
углекислоты.
Оба полюса Марса выглядят гигантскими белыми пятнами.
Многие десятилетия и даже столетия не затихал спор о том, что
собой представляют полярные шапки Марса - покров обычного снега
или твердой углекислоты и солей, а может быть, сезонные облачные
покровы. Но вот к Марсу приблизились два аппарата «Викинг-1» и
«Викинг-2»; в завершающей фазе полета они провели инфракрасную
съемку поверхности планеты, а затем совершили посадку на Марс и
«сообщили» о том, что находятся среди частиц обычного льда. Так
была доказана близость земной и марсианской природы.
Марс относится к планетам типа Земли. Он вообще очень похож
на Землю, только меньше ее. Орбита Марса более вытянута, чем
земная. Находясь на самом коротком расстоянии от Солнца, Марс
отстоит от него на 206,5 млн км - на 56 млн км дальше, чем Земля.
Марсианский год почти вдвое длиннее земного, он длится 687 земных
суток. Сутки же на Марсе очень похожи на земные, они продолжа-
ются чуть больше 24 часов. Ось вращения Марса наклонена к
плоскости его орбиты на 24° 48', а у Земли - на 23° 27'. Поэтому на
Марсе, точно так же как и на Земле, происходит смена времен года,
они лишь продолжаются почти вдвое дольше.
Много споров было о наличии водяного пара на Марсе. Теперь
твердо доказано, что в атмосфере Марса он существует, только его
в сотни раз меньше, чем в атмосфере Земли. Если бы он весь
сконденсировался, то на поверхности Марса образовался бы слой
снега толщиной в несколько миллиметров, а может быть, санти-
метров. Однако такое малое количество водяных паров не мешает
возникновению на Марсе полярных шапок - явления, которое нас
интересует больше всего.
Полярные шапки Марса испытывают сезонные изменения. Летом
их поперечник сокращается до 1000 км у Северного полюса и до
350 км у Южного, а зимой они разрастаются на 2700 км на юге (до
45° ю.ш.) и на 1800 км на севере (до 45° с.ш.). В центральных частях
шапок обнаружены многослойные толщи мощностью 1-2 км в
Южном полушарии и 4-6 км в Северном, они образованы отложе-
ниями пыли, сцементированной льдом. Толщина отдельных, несколько
различающихся по свойствам слоев колеблется от 10 до 50 м и, по-
видимому, отражает длительные изменения марсианского климата.
20
Глава 2. Лед на других планетах
___I_____I_____I_____I_____I
60 70 80
1 раница снежного покрова
в градусах широты
Полярные шапки Марса
а - изменение поперечника южной полярной шапки с наступлением
весны в годы с наибольшим (1924), средним (1956) и наименьшим (1892)
развитием полярного покрова; б - результаты измерений зависимости
ширины площади снежного покрова от полуденной высоты Солнца для
Марса и Земли
В современных условиях пыль у полюсов Марса накапливается со
скоростью 0,4 мм в год.
Сезонные изменения размеров полярных шапок связаны с тем,
что часть атмосферной влаги и двуокиси углерода (углекислого газа)
вымораживается и оседает на поверхности, образуя своеобразный
«снежный» покров толщиной до 20-50 см. Таким образом ежегодно
в марсианской атмосфере испаряется и конденсируется, перемещаясь
из одного полушария в другое, около 30% двуокиси углерода.
В 1956 г. было последнее великое противостояние Марса - он
находился от Земли на расстоянии всего 56 млн км. Телескопы
большинства астрономических обсерваторий мира в течение
нескольких месяцев были направлены на эту планету. В некоторых
случаях удалось увидеть, как образуется снежный покров на
Марсе. К началу сентября южная полярная шапка полностью
исчезла. 5 сентября в этой области началось образование облач-
ного покрова, а к 9 сентября возникла полярная шапка, состоявшая
из отдельных светлых облаков. 14 сентября эти облака рассея-
лись, и под ними оказался покров свежевыпавшего снега. На
некоторых участках планеты начиная с 23 августа появились
исключительно яркие светлые образования в виде полос и пятен.
По-видимому, это были тонкие покровы вновь отложившихся
твердых осадков.
Таким образом, возникновение и таяние снежного покрова на
Марсе происходит подобно тому, как мы привыкли это видеть на
нашей Земле. При детальном сравнении земных и марсианских
21
В мире снега и льда
условий были обнаружены еще более удивительные совпадения.
Оказалось, что сезонные изменения на Марсе и на Земле происходят
при одинаковых высотах Солнца. Более того, в средних широтах
южного полушария Марса белый покров сходит даже раньше
(имеются в виду марсианские времена года), чем стаивает снег на
тех же широтах в Сибири.
При сравнении результатов измерений южной полярной шапки
Марса, выполненных в 1877 и 1892 гг., с данными о таянии снега в
Восточной Сибири (см. правую часть рисунка на с. 21), хорошо видно,
что и на Земле, и на Марсе широтное положение границы снежного
покрова одинаково зависит от полуденной высоты Солнца. Это
совпадение сохраняется и для таяния, и для установления снежного
покрова. Только снежный покров осенью на обеих планетах образу-
ется при более низком положении Солнца (20-21°), чем он стаивает
весной (35-37°). Это, между прочим, свидетельствует о том, что и
на Земле, и на Марсе весна холоднее осени. Причина этих совпадений
в общем понятна: при вдвое меньшей интенсивности солнечного
излучения (Марс находится дальше от Солнца) на Марсе длитель-
ность сезонов вдвое больше. В результате за сезон на единицу
площади и Земли, и Марса поступают примерно одинаковые коли-
чества тепла.
Как и на Земле, температурные условия на Марсе год от года
меняются, и соответственно полярные шапки в разные годы имеют
разные размеры. Самой крупной из наблюдавшихся была южная
полярная шапка в 1924 г.: площадь ее перед таянием тогда составляла
14,9 млн км2 (это даже чуть больше площади Антарктиды). В 1892 г.
размеры ее были наименьшими - всего 4,9 млн км2, а в 1956 г. ее
диаметр был средним, при этом площадь равнялась 7,7 млн км2. В
различные по климатическим условиям годы разрушение полярных
шапок также происходит по-разному.
Полярные шапки, вероятно, имеют зональное строение, в припо-
лярных областях они состоят из углекислого льда и в меньшей
степени из водного льда. Далее к внешней стороне последова-
тельно сменяются зона углекислого льда с примесью газогидрата
(СО2 6Н2О), зона газогидрата и на периферии - обычный лед.
Именно такое строение сезонных льдов подтвердил аппарат
«Викинг-2», опустившийся на Марс на 48° с.ш. С помощью инфра-
красной съемки на завершающей стадии полета были исследованы
условия от поздней марсианской зимы до весны. А опустившись на
поверхность, аппарат попал в начало марсианской весны. Теле-
визионные камеры показали пятна снега на поверхности, которые
сокращались по мере повышения температуры. С Земли в это время
было видно, как со скоростью 5-10 км в сутки отступает край поляр-
ной шапки, как при таянии снега влага смачивает грунт, отчего у кромки
22
Глава 2. Лед на других планетах
шапки появляется неширокая темная полоса, заметная на всех снимках
Марса.
Аппаратура «Викингов» обнаружила туманы, состоящие из вод-
ного льда. Они однородны по составу, простираются на несколько
градусов южнее края снежно-ледяного покрова, особенно заметны в
зоне перехода свободной ото льда к полностью покрытой льдом
поверхности и распространяются на некоторое расстояние в глубь
полярной шапки.
Общее количество замерзшей воды в литосфере Марса во много
раз превышает запасы льда в полярных шапках. Очевидно, на этой
планете есть огромные залежи внутригрунтового льда, а в прошлом
существовало более обширное поверхностное оледенение. В высо-
ких скальных массивах центральной части южной полярной области
ледники, по-видимому, имеются и сейчас.
Более значительную роль играет лед в строении далеких планет.
Еще Галилей открыл четыре спутника Юпитера, составляющих лишь
часть семьи юпитерианских лун. Каждый из четырех - Ио, Европа,
Ганимед, Каллисто - по своим размерам превышают Луну или
Меркурий. Чем дальше проходит орбита спутника от Юпитера, тем
больше на нем льда. Судя по спектральным характеристикам и низкой
средней плотности этих небесных тел (1920 кг/м3\ они на 70-90%
состоят из замерзшей воды. Небольшие спутники диаметром до
730 км образованы обычным льдом-1, а более крупные - разными
модификациями льда: -I, -II, -V, -VI, -VII.
Один из спутников Юпитера - Европа диаметром около 4000 км
- целиком покрыт льдом. Только узкие трещины разломов чернеют
на ослепительно белой поверхности. Европа демонстрирует нам
эволюционный путь, по которому в принципе могла пойти и Земля,
если бы ее радиационный баланс стал постоянно отрицательным.
При этом вся вода на поверхности Европы замерзает, и планета
одевается ледяной броней, отражающей почти всю энергию Солнца.
К счастью, на Земле за всю ее историю подобные условия не скла-
дывались. Вероятно, и не сложатся - пока коллективный разум и
воля людей будут активно противодействовать всяким антропогенным
катаклизмам, вроде нашествия «ядерной зимы».
На ледяной поверхности спутников Юпитера и Сатурна много
крупных систем борозд, достигающих в длину 1000 км при ширине
10-100 км. В каждой из таких систем можно различить десятки более
мелких борозд глубиной в несколько десятков метров. Изборожден-
ные территории занимают более половины поверхности многих
спутников, например Ганимеда, и связаны, как предполагается, с
тектоническими напряжениями в ледяной коре.
Любопытное наблюдение сделано за спутниками Урана. Все пять
спутников демонстрируют наибольшее увеличение яркости отража-
23
В мире снега и льда
емого ими солнечного света в том случае, когда угол между линией
их наблюдения с Земли и Солнцем приближается к нулю. Подобный
рост яркости характерен для поверхности небесного тела, когда оно
покрыто слоем мелких сферических ледяных частиц. Такие частицы
могли быть продуктом «ледяного вулканизма», при котором из недр
небесного тела извергаются фонтаны ледяных капель, падающих на
поверхность в виде мелких шариков льда.
Как видим, льда во Вселенной очень много. «Головы» комет,
как правило, составляют ледяные глыбы; в ядре кометы Галлея
также обнаружен лед. Как образуется лед в межзвездном простран-
стве и в нашей Солнечной системе, до конца неясно. Поэтому все
еще ходит немало разных гипотез, и среди них интересны следующие
представления: о ледяной планете Фаэтон, некогда существовавшей
между орбитами Марса и Юпитера, а затем расколовшейся на
множество частей; о случайном прилете в пределы Солнечной
системы ледяных тел из далеких межзвездных пространств; о
ледяном спутнике Земли, упавшем на Землю 22 тыс. лет назад и
вызвавшем всемирный потоп, что нашло отражение в легендах и
мифах разных народов. Так это или нет, сказать трудно, но и в наши
дни на Землю падают ледяные метеориты, и некоторые из них
имеют внушительные размеры. Предполагается, что знаменитый
Тунгусский метеорит мог состоять из льда.
Глава 3
СФЕРА СНЕГА И ЛЬДА
Земля, как и многие другие небесные тела, окружена разными
сферами. Некоторые из них, например магнитосфера,
существуют на всех планетах, отражая их космическую и
геологическую историю. Другие - гидросфера и атмосфера - присущи
лишь отдельным планетам, а биосфера из известных нам небесных
тел есть только на Земле. Там, где холод окружает потухшие звезды и
планеты, а холод во Вселенной господствует почти везде, мы
сталкиваемся с криосферой.
Криосфера - это прежде всего сфера холода. Об этом говорит и
само название, которое происходит от греческого слова «криос», что
значит холод. Криосфера окружает Землю оболочкой неправильной
формы, включая в себя значительные части атмосферы, гидросферы
и литосферы, где господствуют отрицательная или нулевая темпе-
ратуры. Вода в таких условиях почти всегда находится в замерзшем
или сильно переохлажденном состоянии, и поэтому в земной
криосфере повсюду встречается лед.
Ледяные образования могут быть кратковременными, сезон-
ными, многолетними и очень длительными - многовековыми; пос-
ледние мы часто называем вечными. Ледяные образования
многообразны: это системы ледяных облаков, снежный покров,
сезонно-мерзлые почвы и горные породы, сезонный и многолетний
ледяные покровы водоемов и водотоков, наледи, ледники и
ледниковые покровы, многолетнемерзлые горные породы с
подземными льдами.
Название «криосфера» предложил в 1920-х годах известный
польский естествоиспытатель Антони Добровольский [Dobrowol-
ski, 1923]. Но научные представления об особой ледяной оболочке
Земли высказывали еще М.В. Ломоносов, Ж. Фурье, А.И. Воейков.
Нижняя граница криосферы в полярных областях проходит глубоко
под землей, у подошвы мерзлых и охлажденных горных пород: в Ант-
арктиде на глубине 4-5 км. а в приполярных районах на глубине
1,5-2 км. В умеренных широтах она поднимается все выше к
поверхности, пока не выклинивается совсем. Верхняя же граница
25
В мире снега и льда
уходит в атмосферу на высоты около 100 км, где регулярно образу-
ются серебристые облака.
Внутри криосферы выделяют гляциосферу, т.е. собственно сферу
снега и льда. Это, конечно, не сфера в буквальном понимании этого
слова, но значение ее в режиме земного шара так велико, что вполне
может сравниться с сушей, морем, атмосферой. Сфера снега и льда
обладает важнейшими природными свойствами, которые в таком
сочетании не повторяются ни в одной из других сфер Земли. Вода в
этой сфере значительную часть года, а то и постоянно находится в
твердой фазе: массообмен, т.е. оборот вещества, свойственный всем
процессам, происходит здесь очень медленно; поверхность снега и
льда отражает большую часть поступающей к Земле солнечной
энергии, что способствует охлаждению окружающей среды; огромное
количество тепла тратится на фазовые переходы воды; наконец, снег
и лед активно воздействуют на сушу и земную кору, что за длительные
периоды приводит к изменению рельефа и даже очертаний материков
и океанов.
Температура на поверхности Земли часто испытывает колебания
около 0°С, и поэтому снег и лед то тают, то замерзают вновь, -
гляциосфера постоянно изменяет свои размеры. На некоторых же
этапах земной истории она, возможно, исчезала совсем. Однако в
последний геологический период и в настоящее время роль гляцио-
сферы в эволюции Земли огромна. Она в значительной мере опреде-
ляет современную широтную зональность, усиливает циркуляцию
воздушных масс, влияет на уровень Мирового океана.
Треть всего баланса внешнего теплооборота Земли расходуется
на фазовые превращения льда. Вдумайтесь: влажные экваториальные
джунгли, знойные пустыни, поля, плантации и сады, растительные
и животные сообщества, Мировой океан - вся природа Земли требует
тепла всего вдвое больше, чем уходит его на таяние снега и льда или
выделяется при замерзании воды.
Теплота кристаллизации, которая высвобождается при формиро-
вании атмосферного льда, и теплота таяния, которая поглощается
при падении льда к поверхности Земли и его переносе в более низкие
широты, - это мощнейшие факторы перераспределения тепла на
Земле. Стоит добавить, что затраты тепла на ежегодное таяние
накопленного за год снега и льда достигают приблизительно 0,2%
всего потока солнечной радиации, поглощаемой Землей, а затраты
тепла океаном на таяние айсбергов и разрушение ледяных берегов
соизмеримы с «тепловым стоком» рек в океан.
На земном шаре действует колоссальная природная машина,
главные части которой - это атмосфера, океан, суша и оледенение.
Взаимодействие отдельных частей этой машины формирует климат
Земли и оледенение, вызывает их колебания. Энергетическими
26
Глава 3. Сфера снега и льда
источниками работы служат изменения солнечной радиации на
внешней границе атмосферы, корпускулярные и метеорные потоки
из околоземного космического пространства, тектонические дви-
жения земной коры, выбросы продуктов вулканической деятельности.
Если посмотреть на работу этой машины в масштабе времени
10-100 тыс. лет, то видно, что вся планетарная система находится в
термическом неравновесии. Она испытывает крупные автоколебания
с большой инерцией, чему способствуют океан и материковые
ледники. Увидеть такие длительные колебания можно по следам
прошлых оледенений, а теперь ледниковые колебания удалось
воспроизвести путем математического моделирования.
Человек соседствовал со льдами с самого начала цивилизации.
И уже на заре истории человечества зародился интерес к природным
льдам. Многие античные географы и историки, и среди них Арис-
тотель, Феокрит, Полибий, Страбон, упоминают в своих сочинениях
об атмосферном льде, снежных лавинах, ледниках. Со снежными
лавинами встречались в походах воины Александра Македонского,
а часть армии Ганнибала погибла из-за лавин при переходе через
Альпы. О лавинах на Тянь-Шане и Памире впервые написал
буддийский монах Сюань Цзян, путешествовавший в этих районах в
середине VII в.
Скандинавские саги XIII в. насыщены упоминаниями об исланд-
ских ледниках и их катастрофическом таянии при извержениях
вулканов. Истоки многих сюжетов саг - в наблюдениях исландцев
за противоборством холодного льда ледников и жаркого огня вулканов.
Сведения об альпийских ледниках встречаются в книге «Космогра-
фия», относящейся к 1544 г., а ледники Кавказа упоминаются в «Жиз-
неописании Грузии» 1745 г., принадлежащем перу Вахушти
Багратиони.
В Альпах люди хозяйствуют рядом со льдом с незапамятных
времен. Не случайно именно здесь зародилась научная гляциология,
ее пионером был швейцарский натуралист Орас Бенедикт де Соссюр.
С 1760 г. он стал предпринимать попытки подняться на снежную
вершину высочайшей горы Альп - Монблана, возвышающуюся на
4807 м над ур. моря. Понадобилось 15 лет, прежде чем ему удалось
уговорить молодых ребят из альпийского местечка Шамони сопро-
вождать его в этом восхождении. Первый опыт был неудачным.
А спустя еще несколько лет, в 1787 г., Соссюр организовал
большую экспедицию на Монблан. И хотя в предыдущее лето два
человека уже покорили вершину, экспедиция Соссюра была первым
в мире научным восхождением на высокую гору. Три часа
путешественники пробирались через лабиринт трещин небольшого
ледника, спускающегося со склона Монблана. «Здесь нельзя встретить
ни одного живого существа, никаких признаков растительности -
27
В мире снега и льда
Памятник О. Соссюру в центре Шамони. Слева - вершина Монблана
это царство холода и вечного безмолвия», - таковы были первые
впечатления Соссюра об альпийском высокогорье. Три дня продолжа-
лась экспедиция, и в течение трех с половиной часов велись наблюде-
ния на вершине Монблана.
В 1799 г. вышла в свет книга Соссюра «Путешествие в Альпы»,
где рассматривались и движение льда, и снежные обвалы. Научный
подвиг Соссюра не забыт людьми - и сейчас в центре Шамони стоит
бронзовая скульптура: местный крестьянин-проводник указывает
Соссюру на громадный заснеженный массив Монблана.
Ученый мир России в это время благодаря трудам М.В. Ломоно-
сова уже имел представление о природных льдах. В 1750-х годах
Ломоносов пишет о «морозном слое атмосферы», где вода постоянно
существует в мерзлом состоянии. Он установил снижение нижней
границы этого слоя при переходе от жаркого климатического пояса к
полюсам, выделил альпийские и материковые ледники, объяснил
механизм движения айсбергов. Ломоносов подчеркивал, что в
полярных странах образование льда зависит не от высоты местности,
а от климатических условий.
Представления М.В. Ломоносова о морозном слое атмосферы
были прообразом хионосферы. В пределах этой части тропосферы
28
Глава 3. Сфера снега и льда
приход тепла и влаги сочетается таким образом, что за год здесь
количество выпавших твердых атмосферных осадков превышает их
убыль. Хионосфера невидима; ее «проявляют» горы, вторгающиеся
в этот слой. В пределах хионосферы при благоприятных условиях
рельефа возможно зарождение и существование ледников.
На высоких горах можно проследить и нижнюю и верхнюю
границы хионосферы. Хионосфера окружает Землю неодинаковой
по толщине оболочкой - от 3 до 5 км. а местами и больше.
Нижняя ее граница определяется более теплыми условиями,
вызывающими стаивание льда и снега, а верхняя граница возни-
кает от уменьшения осадков на больших высотах, где температу-
ра воздуха всегда отрицательна, и осадки не тают, а целиком
испаряются под воздействием солнечной радиации. Нижняя
граница хионосферы повышается по мере удаления от источников
влаги, и над внутренними частями плоскогорий она лежит выше,
чем на наветренных склонах гор по их периферии. В высоких
широтах Южного полушария хионосфера снижается до уровня
моря - в этом заключается причина обширного антарктического
оледенения.
Нижняя граница хионосферы на местности - это хорошо нам
знакомая снеговая линия, отделяющая «верхний этаж» земной
поверхности, где накопление твердых атмосферных осадков в
течение многих лет преобладает над их таянием и испарением.
Она хорошо видна в конце лета на склоне большого горного хребта,
поднимающегося над предгорной равниной. Именно в таких условиях
впервые увидели снеговую линию в 1730-х годах на склонах Анд
участники экспедиции, отправленной в Перу для измерения дуги
земного меридиана.
Горный рельеф обычно сильно расчленен, и в отдельные лога и
выемки на склонах сносятся большие массы снега, благодаря чему
ледники и многолетние снежники в этих местах залегают очень
низко. Здесь проходит орографическая снеговая линия, которая
отражает влияние наиболее благоприятных для сохранения льда
местных условий.
Употребляя слово оледенение, мы чаще всего понимаем под ним
распространение ледников: покровное оледенение, т.е. комплекс
ледниковых щитов, куполов, выводных и шельфовых ледников; горно-
покровное оледенение, т.е. сочетание небольших горных ледников,
щитов и куполов с большими долинными и предгорными ледниками;
горное оледенение, т.е. сочетание разных типов ледников в горах,
прежде всего долинных и каровых.
В широком смысле оледенение - это совокупность длительно
существующих природных льдов разного происхождения: ледников и
морских, озерных, речных, наледных, грунтовых и пещерных льдов.
29
В мире снега и льда
Вид Южного Патагонского ледникового плато с орбитальной станции
«Салют-6»
Мы говорим о наземном, подземном и морском оледенениях,
характерных для Земли на протяжении многих тысячелетий.
Ледники в высоких широтах и прилегающие к ним территории
формируют полярные пустыни. Для них характерны низкие темпе-
ратуры воздуха в течение всего года, большая сухость воздуха,
длительное залегание снежного покрова и широкое развитие много-
летнемерзлых горных пород, ледников и морских льдов, интенсивное
физическое (в основном морозное) выветривание, слабые почвооб-
разовательные процессы, очень скудный и разорванный растительный
покров, крайне бедный животный мир суши. В Северном полушарии
полярные пустыни простираются на юг почти до 74° с.ш. на
30
Глава 3. Сфера снега и льда
Схема, поясняющая понятие энергии оледенения
1 - аккумуляция; 2 - абляция; 3 - баланс массы;
4 - область аккумуляции льда; 5 - область абляции льда
низменностях и до 61° с.ш. на Гренландском ледниковом покрове, а
в Южном полушарии они занимают весь Антарктический материк и
прибрежные острова до 63° ю.ш.
Во второй половине 1940-х годов вышла из печати маленькая
брошюра тогда еще молодого ученого П.А. Шумского «Энергия
оледенения и жизнь ледников» [Шумский, 1947]. В ней впервые
предложено понятие энергии оледенения как меры активности лед-
ников. На рисунке схематически показано, как с высотой происходят
рост аккумуляции и уменьшение абляции на ледниках. Чем быстрее
нарастают эти процессы с изменением высоты, т.е. чем больше их
высотный градиент, тем больше оборот вещества на леднике, тем
более активной жизнью он живет.
С увеличением энергии оледенения растут скорость движения
льда и размах колебаний ледников, интенсивность их воздействия
на рельеф. В целом энергия оледенения увеличивается от полюсов к
экватору и в еще большей степени - от континентальных областей к
приморским. Ее выражают в миллиметре слоя воды на 1 м высоты.
Например, на ледниках внешних хребтов Аляски она равна 20-
22 мм/м. на Тибетском нагорье - всего 2-3 мм/м\ на ледниках
31
В мире снега и льда
Исландии энергия оледенения составляет 9-11 мм/м, а на Северной
Земле - лишь 2-4 мм/м. В пределах одной горной страны значения
энергии оледенения всегда больше на ледниках внешних, наветрен-
ных склонов, чем на ледниках внутренних частей гор [Котляков,
1968].
Таблица 1
Распространение природного льда на Земле
Вид льда Масса Площадь Средний возраст, годы
т % млн км2 доля
Ледники и ледни- ковые покровы ~з-ю16 —98,2 16 11% суши 10 000
Подземный лед 5-Ю14 1,6 32 21,5% суши 30-75
Морской лед 4-Ю13 од 26 7% океана 1,05
Снежный покров Г1013 0,03 72 14% планеты 0,35-0,52
Айсберги 8-Ю12 0,03 63 17% океана -3
Атмосферный лед 2-Ю12 0,01 510 100% планеты 4-Ю'3
В современную эпоху природные льды занимают на поверхности
Земли и в верхних слоях земной коры площадь 72,4 млн км2, что
составляет 14,2% площади планеты и почти половину поверхности
суши. Год от года площадь под снежным покровом и льдами
колеблется от 53,6 до 91,2 млн км2, абсолютный максимум в послед-
ние годы достигал 99,2 млн км2. Если к этим цифрам прибавить
площадь распространения айсбергов и разреженных льдин, то
получим общую площадь распространения льда на Земле 100 млн
км2 (19,6% земной поверхности) с ежегодными колебаниями от 81
до 119 млн км2.
В табл. 1 приведены сведения о площади распространения и
среднем времени жизни основных видов природного льда [Шумский,
Кренке, 1965]. Подавляющую массу наземных льдов образуют
ледники и ледниковые покровы. В современную эпоху в них сосредо-
точено 98,2% всей массы льда, что почти в 5 раз больше массы
жидких поверхностных вод суши.
В табл. 2 приведены новые данные о суммарной площади и
объеме современного оледенения на континентах. В основе этих
данных лежат материалы Всемирного каталога ледников [World...,
1988] и Атласа снежно-ледовых ресурсов мира [1977].
Высокое альбедо снежно-ледниковых поверхностей перестра-
ивает радиационный баланс всего земного шара. Поскольку одним
из главных законов природы Земли является широтная зональность,
и снежно-ледниковый покров также занимает циркумполярное
32
Глава 3. Сфера снега и льда
положение, альбедо закономерно распределяется по поверхности
земного шара; среднее альбедо Земли равно 35%. По сравнению с
этой средней величиной отраженная в космос солнечная радиация
из-за высокого альбедо увеличена над материковыми ледниковыми
покровами в 2,5 раза, над фирновыми областями горных ледников в
2 раза, над островными ледниковыми куполами на 1/3, а над языками
горных ледников на 1/5. Фактическое значение радиационного баланса
над ледниками сильно зависит от условий облачности. Таким образом,
значительная часть солнечного тепла, приходящего к ледникам,
уходит обратно в атмосферу.
Таблица 2
Объем и площадь современного оледенения на континентах
Континенты и острова Объем, км3 Площадь, км2
Антарктида 23 296 630 13 979 000
Северная Америка и Гренландия 2 431 773 2 076 550
Европа 21 082 92 140
Азия 16 260 136 760
Южная Америка 12 690 32 300
Океания 550 825
Африка < 1 20
Из-за малой теплоемкости лед не может накапливать тепловую
энергию, что свойственно воде. Поэтому одинаковое количество тепла
вода сохраняет очень долго, тогда как снег теряет его за считанные
минуты. А в теплый период года, когда происходит таяние снега и
льда, все поступающее тепло расходуется на этот процесс и на
испарение, поскольку снежно-ледовая поверхность нагреться выше
О °C не может.
Благодаря этим особенностям ледники существуют при
определенных сочетаниях тепла и влаги, в своеобразном
ледниковом климате. Этот климат отличается более низкими
температурами воздуха, чем над соседними неледниковыми
пространствами, и большим количеством твердых осадков, чем
в долинах ниже ледников. При этом чем больше выпадает
осадков, тем при более высокой температуре воздуха могут
существовать ледники. Для ледникового климата характерны
повышенные облачность и влажность воздуха, постоянство
направления ветра.
Диапазон климатических условий над ледниками велик:
количество твердых осадков изменяется от 20-50 мм в Центральной
Антарктиде до 4500 мм/год на ледниках Патагонии; средние летние
температуры воздуха могут быть от -40 °C в Центральной Антарк-
33
В мире снега и льда
Альбедо Земли, в %, полученное по спутниковым наблюдениям
тиде до +15 °C у концов самых длинных ледников Средней Азии,
Скандинавии, Новой Зеландии, Патагонии.
Крупные ледниковые покровы воздействуют на энергетику
атмосферы. Расчет для всего Гренландского ледникового покрова
показывает: годовой радиационный баланс здесь отрицателен, он
составляет —4,9-1017 кДж'. на таяние Гренландского ледника затра-
чивается ежегодно еще 0,7-1017 кДж тепла. Чтобы поддерживать
постоянную среднюю годовую температуру льда, приведенные тепловые
затраты должны пополняться теплом, равным 5,6-1017 кДж/год.
которое поступает к Гренландии из низких широт.
Охлаждающее влияние ледников зависит от их размеров.
Гренландский ледниковый покров выхолаживает в среднем на 1°
слой воздуха толщиной 1500 м. На самом деле выхолаживание
часто достигает 5°, и оно захватывает лишь 300 м. Новоземельский
ледниковый покров охлаждает на 3° слой воздуха над собой
толщиной 70 м. а крупная горно-ледниковая система, например Боль-
шого Кавказа, охлаждает на 1° 50-метровый слой воздуха. В
относительно сухих районах ледники испаряют влагу и увлажняют
атмосферу, а в более влажных конденсируется на леднике и
атмосфера иссушается.
Добавлю к этому, что крупнейшие ледниковые покровы оказы-
вают влияние даже на циркуляцию атмосферы. Так, Гренландский
покров занимает площадь около 1,8 млн км2 и имеет высоту около
2000 м над ур. моря. Когда в этом районе проходят сравнительно
небольшие барические волны, размером до 1000 км. за Гренланд-
ским ледниковым покровом создается «тень» длиной 4000 км. в то
34
Глава 3. Сфера снега и льда
же время огромные планетарные барические волны длиной 5000 км
и более плавно обтекают ледниковый покров.
Ледниковый покров, подобный Гренландскому, может разрушить
циклоны средних размеров, но не способен погасить самые мощные.
Траектории циклонов нередко пересекают Гренландский ледниковый
покров, хотя над ним они повторяются все же реже, чем над
окружающими морями и сушей. Таким образом, ледниковый покров
формирует в «своей тени» погоду и климат на сотни и даже тысячи
километров, в зависимости от мощности циклонов.
Благодаря Гренландскому ледниковому покрову и Восточно-
Гренландскому холодному течению Исландский минимум атмосфер-
ного давления существует круглогодично, тогда как другой известный
минимум давления - Алеутский, расположенный вдали от ледниковых
покровов, носит сезонный характер.
Сборник исландских саг «Королевское зерцало» 1269 г. объясняет
оледенение Исландии близостью холодного Гренландского ледни-
кового щита. По современным воззрениям так оно и есть, только эта
близость сказывается не непосредственно, а через влияние на цирку-
ляцию атмосферы.
Но наибольшее воздействие на климат оказывает Антарктичес-
кий ледниковый покров. Здесь формируется ледниковый антициклон,
т.е. область повышенного давления над покровным ледником, которая
сохраняется круглый год. Гипотетически он был предсказан еще в
1911 г., но фактические данные показали более сложную картину. В
среднем область высокого давления, характерная для антициклона,
действительно тяготеет к центральной части Антарктического
материка, но глубокие циклоны, хоть и изредка, проникают в область
высокого антарктического плато. Их время от времени отмечают
все внутриконтинентальные антарктические станции. Огромный
холодный ледяной континент в Южно-Полярной области - главная
причина того, что Южное полушарие Земли на 2,2° холоднее
Северного. Так было не всегда. Очевидно, что в более теплые
геологические эпохи, когда ледниковых покровов на Земле не было,
оба полушария - и Северное и Южное - гораздо меньше различались
по своим климатическим характеристикам.
Глава 4
МОРОЗНЫЙ СЛОЙ АТМОСФЕРЫ
Извечный круговорот воды на Земле - величавое движение об-
лачных систем, унылые моросящие дожди и грозные тропи-
ческие ливни, гул речных перекатов и шум водопадов, завы-
вание пурги и спокойное течение ледников, волнение безбрежного
океана - все эти неповторимые чудеса природы, как и сама жизнь на
Земле, обязаны главной особенности нашей планеты: очень малому
диапазону температур и давления, близкому к тройной точке фазо-
вых переходов воды.
В тройных точках при определенной комбинации давления и тем-
пературы возможно существование всех фазовых состояний воды:
жидкого, твердого и газообразного. Области существования льда в
поле давление-температура известны сейчас для девяти его моди-
фикаций из десяти, но, как говорилось выше, все они далеки от ре-
альных условий на Земле. И только тройная точка «пар - жидкая
вода - обыкновенный лед» попадает в область обычных земных тем-
ператур и давлений.
Во влажном воздухе влага сохраняет парообразное состояние
до тех пор, пока давление пара меньше предела насыщения, завися-
щего от температуры воздуха. Но вот предел насыщения паром до-
стигнут, и тогда начинается его превращение в жидкую воду или лед.
При давлении насыщенного пара 6,1 гПа, температуре 0°С и общем
атмосферном давлении 1013 гПа все три фазы воды могут суще-
ствовать с одинаковой степенью вероятности. В этой точке начина-
ются глубокие качественные превращения воды. При температуре
ниже 0°С водяной пар переходит в лед, как правило, минуя жидкую
воду.
Масса атмосферного льда на Земле равна 1,68-1012 т - это около
18% массы всего водяного пара и 0,03% массы атмосферы.
Атмосферный лед образуется в воздухе или на разных поверхно-
стях из воздуха. Он включает частицы льда, взвешенные в атмосфе-
ре и выпадающие из нее на земную поверхность, а также ледяные
кристаллы и твердый налет, возникающие на поверхности земли,
наземных предметах и летательных аппаратах в воздухе. Мы назы-
ваем эти атмосферные осадки твердыми и подразделяем их на выпа-
36
Глава 4, Морозный слой атмосферы
дающие, образованные путем конденсации и сублимации в воздухе,
- это снег, крупа, ледяной дождь, град, и нарастающие, к которым
относятся иней, изморозь, гололед, а также обледенение самолетов
[Гляциологический словарь, 1984].
Очень часто зимой тонкий слой кристаллического льда возника-
ет на поверхности почвы, травы, снежного покрова и на верхних
частях предметов. Он образуется путем сублимации водяного пара
из воздуха в результате радиационного охлаждения поверхностей до
отрицательных температур, более низких, чем температура воздуха.
Это всем известный иней. Его кристаллы при слабых морозах име-
ют форму шестиугольных призм, при умеренных - пластинок, при
сильных - тупоконечных игл. Чаще всего иней образуется в ясные
тихие ночи на шероховатых поверхностях, обладающих небольшой
теплопроводностью. Его формированию препятствует сильный ве-
тер, но слабый ветер, наоборот, приводит в соприкосновение с хо-
лодной поверхностью все новые массы влажного воздуха, и иней
быстро растет.
Нередко осенью на теплой почве при резком похолодании обра-
зуются инеевые цветы - отложения групп мелких ледяных кристал-
лов, напоминающих по форме листья или цветы. Чаще всего они
возникают на рыхлой обнаженной почве и вообще в местах выхода
теплого почвенного воздуха, их хорошо видно на ледяном покрове
рек и озер вдоль трещин и полыней.
Похожее происхождение имеют морозные узоры на окнах. Ледя-
ные ветви и листочки разрастаются на внутренней стороне окон в
результате конденсации влаги на поверхности охлажденных стекол.
Такое же заиневение испытывают всякие охлажденные ниже 0°С
поверхности предметов, внесенных зимой в теплое помещение.
Обледенение окон вызывает сырость и портит стены. Бороться с этим
явлением в сельских домах непросто: двойные рамы не всегда пре-
дохраняют от оконного льда - нужны тройные рамы, хороший обо-
грев и осушение воздуха с помощью водопоглощающих средств.
Частенько при ослаблениях мороза на камнях, каменных стенах,
колоннах можно видеть белый налет из мелких ледяных кристаллов.
Он образуется обычно в пасмурную погоду после больших холодов
от сублимации водяного пара, капель тумана, мороси или дождя на
охлажденных в предшествующий период поверхностях, которые
имеют более низкую температуру по сравнению с температурой воз-
духа в момент наблюдения. Такой твердый налет толщиной в не-
сколько миллиметров может быть и кристаллическим, и зернистым,
а иногда представляет собой гладкую прозрачную матовую корку.
В морозную туманную погоду на ветвях деревьев, проводах, вы-
ступах предметов появляется изморозь - рыхлые отложения ледя-
ных кристаллов, придающие зимнему убранству неповторимую
37
В мире снега и льда
Инеевые цветы на поверхности снежного покрова
красоту. В народе и художественной литературе такие отложения
нередко называют инеем, но это неправильно. Иней никогда не обра-
зуется на тонких, ветвистых предметах, а изморозь осаждается глав-
ным образом на вертикальных и наклонных, преимущественно
нитевидных предметах. Иногда с наветренной стороны таких выс-
тупов вырастают длинные и острые снежные стрелы.
В лесах и садах, на кустах и деревьях при слабом ветре и темпе-
ратуре ниже -15°C с наветренной стороны нарастает кристаллическая
изморозь. Это очень нежное образование; стоит только нечаянно за-
деть пушистую белую ветку, как с легким звоном осыпаются ледя-
ные узоры. А в туманную и ветреную погоду, особенно в горах,
вырастает зернистая изморозь - рыхлый лед аморфного строения,
слегка напоминающий гололед. Это и есть переходная стадия от из-
морози к гололеду. Под тяжестью изморози нередко рвутся провода и
обламываются ветви деревьев.
Но вот температура начинает повышаться, и вместо изморози
возникает более опасное явление - гололед. Слой плотного льда на-
растает на поверхности земли и на предметах в результате намерза-
38
Глава 4, Морозный слой атмосферы
Морозные узоры на внутренней стороне окон
ния капель переохлажденного дождя, мороси и тумана. Наибольше-
го развития он достигает при температурах от 0 до -3 °C, но слу-
чается и при больших морозах, до -16 °C. Корки намерзшего льда
достигают нескольких сантиметров, и если гололед сопровождается
сильным ветром, обламываются целые деревья, рушатся мачты элек-
тропередачи, обрываются высоковольтные линии.
При выпадении мелких капель воды их замерзание сопровожда-
ется выделением небольшого количества тепла, которое легко рассе-
ивается окружающим воздухом и поверхностью. Корка льда в этих
случаях образуется быстро, имеет не очень большую плотность и
матовый оттенок. При выпадении крупных капель замерзание каж-
дой из них приводит к выделению значительного тепла, отчего вре-
мя замерзания возрастает и частично тратится на обратный процесс
- переход изо льда в воду. Гололед в результате становится более
плотным, льдистым, прозрачным.
Нарастание гололедной корки на инженерных конструкциях вме-
сте с действием ветра ведет к резкому росту нагрузки от массы льда
и парусности сооружения. Поэтому гололедно-ветровую нагрузку
39
В мире снега и льда
Изморозь на кустах и деревьях
приходится учитывать при проектировании воздушных линий элект-
ропередачи и связи, контактных проводов на транспорте, антенн, мачт,
труб и высотных сооружений. Особенно велики такие нагрузки бы-
вают в высокогорье.
В сводках погоды нередко, кроме «гололеда», мы слышим близ-
кое слово «гололедица». Общее в этих явлениях - только звучание
их названий. Гололедица - это слой замерзшей на почве талой или
дождевой воды. В отличие от гололеда в этом случае надпочвенная
вода замерзает без непосредственного выпадения переохлажденных
осадков. Гололедица - бич сельского хозяйства; она вызывает вып-
ревание хлебов, гибель от бескормицы скота, находящегося на под-
ножном корму. Иногда слой льда, образующийся от таяния снега во
время оттепелей, смерзается с почвой, разрастается до толщины
15-20 см. Формируется так называемая притертая корка - враг
озимых культур. Смерзаясь с кристаллами льда в верхнем слое по-
чвы, она разрушает узлы кущения озимых, снижает их урожай.
40
Глава 4. Морозный слой атмосферы
Массовое образование нарастающих осадков приводит к обледе-
нению. т.е. образованию корки плотного льда на поверхности назем-
ных предметов, кораблях и самолетах. Очень опасно обледенение
судов, находящихся в море, так как нарастающий на палубе, бортах,
судовых надстройках и мачтах лед резко снижает скорость движе-
ния и устойчивость корабля. Мощное обледенение судов в портах
Туапсе и Новороссийска вызывается внезапным возникновением
новороссийской боры - сильного и холодного ветра, дующего с гор.
За считанные минуты корабли покрываются толстой ледяной бро-
ней и не всегда выдерживают этот натиск.
Не менее опасно обледенение самолетов, попадающих в переох-
лажденные облака или в зону переохлажденного дождя при тем-
пературах от 0 до -10 °C. Буквально на глазах на фюзеляже и лопастях
нарастает слой льда - сначала гладкий стекловидный, а затем очень
опасный малопрозрачный налет молочного цвета с шероховатой по-
верхностью. Снижается скорость самолета, теряется его подъем-
ная сила. Сколько подобных сложностей приходилось преодолевать
полярным летчикам на заре развития авиации при полетах в Цент-
ральной Арктике и над Антарктидой!
Для борьбы с обледенением сейчас применяются околка льда,
вибрация, тепловые, ультразвуковые, электрические и магнитные
устройства, используются соли и жидкости, растворяющие лед и
понижающие температуру замерзания воды, применяются специаль-
ные покрытия, уменьшающие адгезию (сцепление) льда.
Вернемся теперь к выпадающим твердым осадкам и вспом-
ним сначала те из них, что случаются в теплое время года. Осе-
нью и весной, когда температура воздуха всего на несколько
градусов выше нуля, из кучево-дождевых облаков вместо дождя,
а иногда вместе с дождем выпадает ледяная крупа - мелкие
частички плотного льда диаметром до 5 мм. белые, но с прозрач-
ной оболочкой. Падая на твердую поверхность, такой шарик под-
прыгивает, но не разбивается.
В сравнительно теплую погоду иногда идет ледяной дождь -
падают прозрачные ледяные частицы неправильной или округлой
формы поперечником 1-3 мм. Они образуются от замерзания ка-
пель дождя, когда те при падении к земле пересекают слой воздуха
с отрицательной температурой. Иногда внутри частиц ледяного дождя
остаются капли незамерзшей воды; ударяясь о твердые предметы,
льдинки разбиваются.
Единственный вид твердых осадков, которые выпадают в теп-
лую и жаркую летнюю погоду, - град. Он всегда сопровождается
грозой, обычно вместе с ливневым дождем, случается внезапно и
исключительно опасен, так как выпадает в периоды цветения,
плодоношения, созревания сельскохозяйственных культур. Вдруг
41
В мире снега и льда
темнеет половина неба, появляются мощные черно-синие кучево-
дождевые облака, и уже через несколько минут по крышам зданий,
садам и полям с силой бьют тяжелые ледяные ядра до нескольких
сантиметров в поперечнике. Иногда они достигают 20 см.
Это градины - частицы льда, в которых чередуются прозрачные
и мутные слои льда, включения пыли, насекомых и пр. Такое строе-
ние связано с формированием градин в мощных вертикальных кон-
вективных потоках, где происходят соединение переохлажденных
мелких и крупных капель и намерзание новых порций переохлаж-
денной воды. Для образования градин нужны сильные вертикальные
токи воздуха, поддерживающие крупные зерна льда в переохлаж-
денном слое на протяжении всего их роста.
Сочетание сильных вертикальных токов и переохлаждения обыч-
но наблюдается в передней части движущихся грозовых кучево-дож-
девых облаков, но самые крупные градины образуются в средней
части облака, где водность особенно велика и идет быстрое смер-
зание более мелких частиц. Объем градовых облаков достигает 10-
15 км3, они оставляют на земле градовую дорожку длиной в сотни и
шириной в десятки километров. Иногда толщина выпавшего слоя
града достигает 20-30 см.
Места, подверженные граду, известны с давних времен. Но
иногда он выпадает там, где его совсем не ждут. В октябре 1985 г.
такое бедствие обрушилось на город Итабиринья-де-Мантейга в
тропической Бразилии. Двадцать человек погибли от ударов града,
еще десять - под обломками рухнувших под тяжестью льда крыш.
Свыше 600 человек получили травмы и увечья, более 4000 лиши-
лись крова. В отдельных местах толщина льда на улицах превыси-
ла 1,5 м. Град уничтожил урожай кофе и кукурузы на окружающих
город плантациях.
В странах бывшего Советского Союза с градом успешно борются,
расстреливая градовые облака артиллерийскими снарядами или не-
большими ракетами, начиненными особым реагентом. Такие ус-
тановки действуют на Северном Кавказе, в Грузии, Молдове и
Таджикистане. Широко ведется противоградовая борьба на юге Фран-
ции, в Италии и других странах.
Глядя в голубое небо над головой, легко увидеть, как образует-
ся облако. Воздух постепенно начинает мутнеть, и вот уже клубят-
ся легкие беловато-серые бесформенные образования. В них на
единицу объема приходится не так уж много капелек воды и кристал-
лов льда - в умеренных широтах обычно около 1 г на 1 м3. Если
облако достигает километровой толщины, то, превратившись в осад-
ки, оно даст всего 1 мм слоя воды. В действительности осадков
единовременно выпадает гораздо больше благодаря непрерывному
вертикальному подъему влажного воздуха. Зимой на равнинах та-
42
Глава 4. Морозный слой атмосферы
кой подъем происходит в результате скольжения относительно теп-
лого воздуха вверх по клину холодного, а горы сами заставляют под-
ниматься притекающий к ним воздух, вызывая повышенное
образование осадков.
В сильные морозы небольшое количество влаги в воздухе кристал-
лизуется, не образуя облаков. Появляются мельчайшие ледяные иглы
и замерзшие капельки размером 10-20 мкм, которые приводят к
помутнению воздуха. Возникает ледяная дымка, при которой види-
мость снижается до нескольких километров; постепенно она перехо-
дит в ледяной туман, когда уже невозможно рассмотреть окрестности
и на расстоянии в сотню метров. Ледяные туманы - обычное явле-
ние в Сибири при температурах ниже -30 °C. В Якутске они иногда
сохраняются в течение месяца без перерыва.
В солнечную погоду при сильных морозах в воздухе искрятся
мириады мелких ледяных иголочек; они тихо опускаются к земле,
ярко сверкая в лучах солнца. Алмазная пыль - называют это явле-
ние в Арктике и Антарктиде. В искрящейся дымке иногда появля-
ются ложные солнца, столбы и другие причудливые видения. Но
вот приходит теплый воздух, наплывают слоистые облака, снеж-
ная равнина сливается с небом, пропадает горизонт и возникает
«белая мгла». Мир полон рассеянного света, который, многократно
отражаясь от снежной поверхности и облаков, слепит глаза, но - ни
одной тени, ни одного контрастного пятна, и глаз теряет способ-
ность к ориентировке. Невозможно представить себе расстояния
вокруг, определить свое местонахождение. Двигаясь по снежной
целине в такую погоду, люди нередко уходили совсем в другую сто-
рону и даже пропадали, а летчики в полете сбивались с курса, те-
ряли поверхность земли и иногда врезались в нее. «Белая мгла»
крайне опасна для путешествий.
Прохождение атмосферного фронта, теплого или холодного, при-
носит перемену погоды. Зимой это приводит к снегопаду. К земле
устремляются снежные кристаллы - пластинки, звездочки, столби-
ки, иглы, пушинки, ежи, а в теплую безветренную погоду они слепля-
ются в снежные хлопья, достигающие многих сантиметров.
Внутри неустойчивой воздушной массы частенько возникает
моросящий снегопад с длительным, но редким выпадением мелких
снежинок или снежных зерен. Такие матово-белые крупинки диа-
метром менее 1 мм, напоминающие манную крупу, впервые выде-
лил в 1932 г. известный шведский метеоролог Тур Бержерон,
проводивший в то время исследования под Москвой.
Сплошной однородный покров слоисто-дождевых облаков зимой
приносит долгие обложные снегопады, а при температурах, близких
к 0 °C, из кучево-дождевых облаков внутри неустойчивой воздуш-
ной массы или на холодном фронте вдруг возникает снежный ли-
43
В мире снега и льда________________________________________
вень. Еще внезапнее бывает снежный шквал, когда неустойчивая
холодная масса проходит над относительно теплой поверхностью.
Иногда снегопад бывает такой густой, что видимость снижается до
1 км и менее. В спокойном воздухе скорость падения снежинок за-
висит от их массы, формы и размера. Они падают в несколько раз
медленнее дождевых капель той же массы. Пластинки и звезды
приближаются к земле со скоростью 0,5-1 м/с. иголочки и столбики
- со скоростью нескольких дециметров в секунду, а снежная и ледя-
ная крупа - до 1-2,7 м/с.
Разнообразие снежинок бесконечно. На эту особенность снега
обратили внимание еще несколько веков назад. Особенно большой
интерес к выпадающему снегу проявляли в Японии. Здесь в первой
половине XIX в. Дой-Тошицура выполнил много точных зарисовок
снежных кристаллов под микроскопом. Все, что было нарисовано до
него, не отличалось точностью и правдивостью. Альбом Дой-Тоши-
цуры и по сей день хранится в Саппоро в Зале почета Института
низких температур Хоккайдского университета.
Приближаясь к земле, снежинка проходит через слои воздуха с
разными температурой и влажностью, поэтому форма ее непрерыв-
но изменяется. Происходит заиневение - на поверхности снежинок
образуются мелкие ледяные кристаллы разнообразной формы, расту-
щие под углом к плоскости снежинок. В переохлажденном ливневом
или слоисто-кучевом облаке на снежном кристалле намерзают мел-
кие капельки - происходит обзернение снежинок. Иногда снежинки
полностью перекрываются намерзшими капельками, приобретают
шаровую или коническую форму, это уже снежная крупа. При паде-
нии снежинок происходит также их укрупнение из-за столкновения и
слияния друг с другом и с каплями. Обилие разных процессов, воз-
действующих на парящую снежинку, приводит к бесчисленному раз-
нообразию их форм.
Снежные кристаллы относятся к классу гексагональных, шести-
угольных образований (это главное кристаллографическое свойство
льда-1). В зависимости от температуры бывают два основных типа
роста кристаллов: пластинчатый при температуре выше -20, -25 °C
и столбчатый при более низких температурах. Пластинчатые крис-
таллы, пока они еще не разломаны ветром, выглядят как шестигран-
ные пластинки или симметричные звездочки с лучами нескольких
порядков. Столбчатые кристаллы имеют вид удлиненных призм и
кубков с множеством внутренних пузырьков, вытянутых в том же
направлении, что и сам кристалл.
Большую роль в росте кристалла играет пересыщение водяного
пара: при низких пересыщениях образуются столбчатые кристаллы,
с повышением пересыщения появляются пластинки, а при наиболь-
шем пересыщении выпадают хрупкие дендритовые кристаллы.
44
Глава 4. Морозный слой атмосферы
Г рафический
10
Примеры
8 Д
9 Д
Международная классификация снежинок
1 - пластинка; 2 - звезда; 3 - столбик; 4 - игла; 5 - про-
странственный дендрит; 6 - увенчанный столбик; 7 - не-
правильный кристалл; 8 - снежная крупа; 9 - ледяной
дождь; 70-град
С повышением температуры снежные кристаллы увеличиваются,
ветер же быстро ломает нежные пластинчатые кристаллы и с боль-
шим трудом справляется с компактными столбчатыми.
Размеры и форма снежных кристаллов закономерно изменяются
по мере прохождения циклона. В антарктическом поселке Мирный
мы на этой основе научились предсказывать погоду: как только вме-
сто мелких столбиков начинают выпадать шестиугольные пластинки
- жди скорого потепления и усиления ветра, которыми сопровож-
дается циклон, а когда вместо крупных снежинок в воздухе
45
В мире снега и льда_________________________________________
появляются осколки столбиков - на смену циклону идет ясная мо-
розная погода с сильным стоковым ветром.
Японские ученые много сил отдали соперничеству с природой в
попытках вырастить искусственные снежные кристаллы. Профес-
сор Хоккайдского университета Укисиро Накайя в 1935 г. построил
в Саппоро маленькую холодную лабораторию и 12 марта 1936 г. су-
мел вырастить первую снежинку. В честь этого события до сих пор в
университетском парке можно видеть гранитный монумент с выби-
тым на нем снежным кристаллом.
Именно У. Накайя изучил зависимость образования снежинок
разных форм от температуры и относительной влажности [Nakaya,
1955]. Одним из удивительных его открытий был тот факт, что са-
мые распространенные в средних широтах снежные звезды форми-
руются в очень узком интервале температур: от -14 до -17 °C.
Почему это происходит, пока никто не знает.
Практические задачи привели к необходимости классифициро-
вать все многообразие снежных кристаллов. За эту работу взялся
У. Накайя, к 1943 г. он создал классификацию снежинок, которая
легла в основу международной классификации, опубликованной в
1954 г.
Впервые сфотографировал снежинки в 1892 г. любитель из
Рыбинска А. Сигсон. Он применил 15-кратное увеличение и доволь-
но сложную боковую подсветку, позволившую получить исключи-
тельные по четкости изображения подробностей строения снежных
кристаллов. А в начале XX в. фотографированием снежинок увлекся
американский фермер из штата Вермонт Уилсон Бентли. Занимал-
ся он этим много лет и в 1931 г. опубликовал свою коллекцию. В
альбоме микрофотографий Бентли нашли себе место 5000 снежи-
нок, и ни одна из них не была в точности похожа на другую. Даже
безудержная человеческая фантазия не может придумать такого
количества разнообразных узоров!
Как же измерить количество осадков? Издавна для этой цели
использовались осадкомеры - небольшие установленные на стол-
бах цилиндрические ведра, собирающие по возможности все проле-
тающие над ними снежинки или капли. Еще в начале XIII в. в Китае
применяли осадкомеры, мало отличающиеся от современных. В
книжке, относящейся к 1247 г., перечислялись трудности, связанные
с распространением данных отдельных осадкомеров на большие тер-
ритории. Эти трудности частично не преодолены до сих пор.
Действительно, если сравнить показания осадкомеров, установ-
ленных в разных частях бассейна, то они окажутся неодинаковыми,
иногда показания различаются в несколько раз. В чем же дело? Так
ли уж неодинаково идет снег на больших территориях? Да, так, но
причина не только в этом. Если посмотреть на работу осадкомера во
46
Глава 4. Морозный слой атмосферы
время ветра, мы увидим, как много снежинок пролетает над прибо-
ром, не попадая в осадкомерное ведро, как часто ветер выдувает
снег из прибора, а иногда, наоборот, задувает в него снег, поднятый с
поверхности. Все это искажает результаты измерений и делает край-
не необходимыми регулярные снегомерные съемки. А они показы-
вают, как часто не хватает выпадающего снега. Поэтому уже много
лет назад изобрели и с успехом применяют засев облаков специаль-
ными веществами для получения дополнительных масс твердых
осадков.
Засев может проводиться изнутри облака, когда из самолета вы-
пускают струю дыма или испаряют брикеты хладореагента, либо с
земли, для чего используют струи дыма из наземного генератора,
выпускают ракеты или зенитные снаряды, которые разрываются в
облаке. Толчком к росту снежных кристаллов в облаке служит вве-
дение в него различных реагентов - катализаторов. С этой целью
используют либо твердую углекислоту СО2, имеющую температуру
кипения -78,9 °C, либо вещества с кристаллической структурой, сход-
ной со льдом, которые играют роль ядер кристаллизации. Чаще всего
применяют йодистое серебро. Испарение хладореагентов поглоща-
ет тепло и вызывает охлаждение окружающего воздуха до -40 °C и
ниже, после чего начинаются самопроизвольная кристаллизация ка-
пель воды и массовое образование снежинок.
Несмотря на успехи искусственного вызывания осадков, оста-
ется много нерешенных вопросов: можно ли повторно воздействовать
на одни и те же облачные системы? Не вызовет ли увеличение осад-
ков в одном месте уменьшение их в другом?
Морозный слой атмосферы - потенциальный поставщик снега
на огромных территориях Земли. «Тонкие» процессы формирования
атмосферного льда уже хорошо изучены, и перед наукой стоит зада-
ча: научиться управлять процессом осадкообразования, но так, что-
бы не нарушать естественный влагооборот в природе.
Глава 5
БЕЛОЕ ПОКРЫВАЛО ПЛАНЕТЫ
В долгие зимние ночи зеленоватый свет луны заливает безбреж-
ную снежную равнину России. Деревья в белом серебре, кус-
ты под шапками пушистого снега, рыхлые подушки на широ-
ких мохнатых лапах стройных елей, чуть заметная змейка дороги
сквозь занесенные снегом поля. «Снега России - больше, чем сне-
га!» Это ее богатство, суть окружающей природы, взрастившей
многие черты характера, отличающие русский народ. Выносли-
вость, умение переносить трудности и вести хозяйство в самых
сложных условиях - этому в немалой степени способствовала и
способствует длительная многоснежная зима, приходящая вслед за
ненастной осенью.
Максимальная толщина снежного покрова изменяется от 10 см и
даже меньше на юге равнин Средней Азии до 1 м и более на Камчат-
ке, Кольском полуострове и севере Средней Сибири. В центральных
областях России толщина снега достигает полуметра. Больше всего
снега на севере нашей страны накапливается к концу марта, а на юге
- в конце или середине января.
Источником снежного покрова служат главным образом снего-
пады, хотя некоторое количество снега образуется за счет инея и
изморози. Бывает, что после обильного снегопада осенью устанав-
ливается временный снежный покров, который уже через несколько
часов или дней стаивает, но приходит время, температура не под-
нимается выше 0 °C, и снежный покров становится устойчивым.
Залегает снег неравномерно - виною этому сильные ветры, особен-
но в горах. Самый ровный покров снега зимой под пологом леса, а
в лесостепи, степях и тундре значительная его часть сносится в
речные русла, овраги и балки.
Наука о снежном покрове - снеговедение - зародилась в
России. В 1871 г. известный русский климатолог А.И. Воейков
опубликовал небольшую статью «Влияние снеговой поверхно-
сти на климат», где впервые отразил важную роль снега в жиз-
ни природы. А спустя несколько лет в большом труде
А.И. Воейкова [1889] были заложены основы новой перспек-
тивной отрасли науки.
48
Глава 5. Белое покрывало планеты
Таблица 3
Площадь и масса ежегодно образующегося
снежного покрова (средние значения)
Снежный покров Площадь, млн км2 Средняя аккуму- ляция, г/(см2-год) Масса сезонного снега, 10" т
Северное полушарие
Постоянный на суше 2 25 5
Временный на суше 59 14 83
На постоянных морских льдах 9 10 9
На сезонных морских льдах 9 12 11
Южное полушарие
Постоянный на суше 14 16 20
Временный на суше 2 15 3
На постоянных морских льдах 5 18 9
На сезонных морских льдах 15 20 30
Всего 115 16,5 170
Если окинуть взглядом весь земной шар, то бросаются в глаза
огромные площади, покрываемые снегом, и резкая неравномерность
его залегания в Северном и Южном полушариях (табл. 3). Гораздо
больше снега в Северном полушарии, где он зимой покрывает два
крупнейших континента, а в Южном полушарии его распростране-
нию мешают океанские просторы. Как известно, зима и лето в Се-
верном и Южном полушариях наступают в противоположное время.
Когда в Южном полушарии господствует зима, в Северном полуша-
рии в разгаре лето. Поэтому и снежный покров разрастается то на
севере, то на крайнем юге Земли. Суммарная площадь снежного по-
крова (в млн км2) в конце зимы Северного и Южного полушарий,
т.е. соответственно в феврале и августе, составляет:
Северное Южное
полушарие полушарие
На суше 75 18
На море 23 29
Всего 98 47
В конце зимы Северного полушария, т.е. в феврале, снегом пок-
рыты 19,2% площади всего земного шара, причем под снегом нахо-
дятся 31% площади Северного полушария и 7,5% Южного. Совсем
иное соотношение складывается в августе. В это время снег покры-
49
В мире снега и льда
Типичный зимний пейзаж средней России
вает только 9,2% всего земного шара, а на полушариях такая карти-
на: под снегом находится 14% площади Южного полушария и только
4,3% - Северного. Таким образом, в Северном полушарии площадь
снежного покрова в течение года изменяется в 7,2 раза, а в Южном -
менее чем вдвое. Все приведенные величины характеризуют средние
условия снежности, складывающиеся в современную эпоху [Шумс-
кий, Кренке, 1965; Котляков, 1968].
Спутниковые данные позволяют оценить чувствительность снеж-
ного покрова к изменению температуры на Земле. Оказывается, что
в Северном полушарии при повышении средней годовой температу-
ры воздуха на 1° площадь снежного покрова сокращается на 3,5-
5,1 млн км2. Это соответствует отступанию южной границы снежного
покрова приблизительно на 2° с.ш.
Но время от времени случаются очень многоснежные зимы, и
тогда снежный покров распространяется гораздо шире, чем в сред-
50
Глава 5. Белое покрывало планеты
ние по условиям годы. Одной из самых снежных в Европе в XX в.
была зима 1962/63 г. Как раз эту зиму мне пришлось провести на
южном склоне Эльбруса. Нас завалило снегом, его выпало в 2,5 раза
больше, чем обычно. В этот же год небывалый снежный покров об-
разовался на склонах Везувия, на Корсике, Итальянской Ривьере.
Обилие снега в Европе повторилось в зиму 1986/87 г. Многие стра-
ны и города оказались под мощным снежным покровом, а на Эльб-
русе снега отложилось в 1,5-1,8 раза больше обычного.
Снежный покров формирует специфическое звено мирового вла-
гооборота - обмен водой между океанами происходит через снеж-
ную толщу, в которой влага задерживается на несколько месяцев.
Подсчет по картам снежного покрова, составленным для Атласа снеж-
но-ледовых ресурсов мира, показывает, что Евразия получает 75%
снега из атлантической влаги, 20% - из тихоокеанской и 5% - из
Индийского океана. Соотношение обратного поступления талых вод
совершенно иное. Значительная часть влаги уходит в Северный Ле-
довитый океан и лишь немного возвращается в Атлантический.
Немало мест на Земле, особенно в горах, отличающихся исклю-
чительной многоснежностью. На многих горных перевалах за зиму
накапливается по несколько метров снега, а в отдельные зимы их
заваливает 10-15-метровый слой. Прекращается движение на гор-
ных дорогах, и целые долины с деревнями и кишлаками оказывают-
ся отрезанными от населенных мест. Такие сугробы лежат долго, а
на дорогах приходится прокапывать глубокие траншеи, чтобы пус-
тить транспорт. Даже в конце июня нам пришлось проезжать пере-
вал Анзоб, что связывает Душанбе с Ферганской долиной, в снежной
траншее глубиной 4 м.
Дж. Дайсон [1966] так описывает многоснежный трансконтинен-
тальный перевал Доннер в горах Сьерра-Невады. Здесь в 1846 г. на-
долго застряла группа переселенцев, двигавшихся на американский
запад. Больше трех месяцев провели они на перевале, борясь со снеж-
ными бурями, следовавшими одна за другой. Только половина пере-
селенцев осталась в живых, когда сюда добралась партия спасателей.
А спустя столетие, в январе 1952 г., на перевале Доннер застрял ско-
рый поезд, уткнувшись в огромный сугроб снега, выросший на до-
роге. Четыре дня без перерыва свирепствовала буря, отложившая
трехметровый снежный покров. Лишь когда она утихла, мощные
снегоочистители сумели пробиться к плененному поезду.
Возвышающиеся на путях влагонесущих воздушных масс горы
заставляют воздух подниматься в более высокие, холодные слои
атмосферы еще на дальних подступах к горам. Воздушные массы
«выснеживаются», над наветренными склонами гор часто идут сне-
гопады, формирующие мощный покров. В результате верхние час-
ти склонов горных хребтов, обращенных к потоку влаги, отличаются
51
В мире снега и льда ______________________________________
повышенной снежностью, что служит также причиной обширного
оледенения. Такая особенность снегонакопления изучена в горах
Полярного Урала и Тянь-Шаня, она характерна для всех гор уме-
ренных широт.
Если приглядеться к горному хребту повнимательнее, то легко
увидеть, что снег здесь залегает очень неравномерно. Даже в пре-
делах отмеченного выше многоснежного пояса больше снега от-
кладывается в выемках склона и глубоко расчлененных долинах,
куда снег приносят метели и лавины. Еще больше контрасты ока-
зываются на противоположном, более сухом склоне. Здесь совсем
тонкий слой снега покрывает многие ровные участки склона, и в
то же время большие снежные массы скапливаются в углублениях
и ложбинах на склонах.
Чем больше абсолютная величина снегозапасов, тем меньше
ее пространственная изменчивость - это общее правило, много-
кратно проверенное исследованиями в горах. Поэтому на больших
высотах контрасты снегонакопления невелики, тогда как в нижних
частях склонов оно сильно различается. Такая особенность вызы-
вается быстрым ростом продолжительности залегания снега с
высотой: в горах умеренного пояса с каждым километром высоты
снег лежит на 45-55 дней дольше. Немалое значение в различиях
нижних и верхних частей гор имеет тот факт, что, когда наверху
выпадает снег, внизу может идти дождь. Это бывает заметно даже
на высоких городских постройках. На крышах высотных зданий
иногда откладывается снег, в то время как рядом, на тротуар, мо-
росит мелкий дождь.
В местах повышенного снегонакопления нередко образуются
снежники, сохраняющиеся в течение части или всего теплого време-
ни года после стаивания окружающего снежного покрова. Их сохра-
нению особенно способствуют затененные места. Поэтому в степях
снежники чаще всего встречаются в оврагах и балках, в тундре - на
береговых уступах, в мелких долинах и оврагах, у подножий гряд и
холмов, в горах - с подветренной стороны гребней, в узких ущельях
и руслах, на уступах и у подножий склонов.
Благодаря крупным снежникам широко известна гора Бен-Не-
вис, высочайшая вершина Грампианских гор в Шотландии (1343 м\
где нет ледников. В многоснежные зимы, какой, например, была зима
1976/77 г., многие снежники здесь достигают больших размеров и не
успевают стаивать за лето. Наоборот, при малоснежной зиме, сухой
весне и теплом лете снежники стаивают еще в первой половине лет-
него сезона. Именно такие условия сложились в Шотландии зимой
1975/76 г. - в результате все снежники исчезли, за исключением од-
ного самого мощного, в толще которого был обнаружен фирн 5-6-
летнего возраста.
52
Глава 5. Белое покрывало планеты
Большое количество снега в лесу приводит к снеговалу - искрив-
лению стволов и ветвей деревьев
Снежный покров играет большую роль в жизни растений и жи-
вотных. Белое безмолвие снежной целины - только кажущееся. Сто-
ит приглядеться, и вы увидите на снегу следы зайцев, лис, волков,
кабанов и других животных. И если медведи спят в берлоге под
снегом глубоким сном, то мыши-полевки, лемминги и другие мел-
кие животные ведут на снегу и под снегом активный образ жизни.
Ходят по глубокому снегу на своих ногах-ходулях лоси, протапты-
вают тропы-траншеи в сугробах кабаны, прыгают по насту зайцы-
беляки, заметает следы на снежной поверхности пушистым хвостом
лиса. Плохо приходится некоторым животным, особенно копытным,
когда снежный покров достигает большой толщины, но еще хуже
бывает всем животным, если снега выпадает совсем мало или он
сдувается ветром.
Укрывшись под теплым снежным одеялом, набирает силу для
летней жизни растительный покров. И только кусты и деревья ис-
53
В мире снега и льда
пытывают на себе неприятную тяжесть снега. Под влиянием снего-
вой нагрузки искривляются стволы деревьев и кустарников, они при-
гибаются к земле, но продолжают расти в согнутом состоянии. Это
пока снеговал, но затем наступает и снеголом, когда ветви или ство-
лы деревьев обламываются, не выдержав тяжести снега. Снеголом
вызывается обильными снегопадами и обширными отложениями
изморози. Особенно сильный снеголом бывает в широких густых
полосах снегозащитных насаждений, когда снежный вал вырастает
до крон деревьев.
Бороться с этим очень вредным для леса явлением нелегко. Ведь
надо стряхнуть снег и лед с крон бесчисленного множества деревь-
ев. В 60-х годах в Канаде с этой целью были использованы тяжелые
вертолеты. Они летели на высоте нескольких метров над кронами
деревьев и без труда удаляли с ветвей и мокрый, и сухой снег, а при
температуре ниже -3 °C стряхивали и смерзшийся снег. В разную
погоду эффект такого воздействия был различен, но при мощной ра-
боте винта польза всегда была велика.
Снежный покров состоит из отдельных слоев, отложившихся в
разных условиях, а потому он неодинаков по своей структуре и плот-
ности. Снег, выпавший при штиле, легок как пух - всего 10 кг/м3.
Более обычна плотность свежевыпавшего снега 50 кг/м3. С уси-
лением ветра плотность свежеотложенного снега возрастает до 150—
180 кг/м3, а когда метели бушуют долго - до 400-450 кг/м3. Плотность
отложенного снега больше всего зависит от ветра. На холмах, где
ветер дует с большой силой, она на 20% выше, чем в долинах. В
лесу на середине поляны плотность снега больше на 10%, а на окру-
жающей лес ровной местности - на 20%, чем на опушке поляны,
причем и в этих условиях она неодинакова: на наветренной опушке
на 15% выше, чем на подветренной.
Снежная толща уплотняется со временем благодаря воздействию
ветра на свежеотложенный снег, давлению массы снега под воздей-
ствием силы тяжести, зимних оттепелей и весеннего подтаивания
снега, жидких осадков, выпадающих в период залегания снежного
покрова, процессов перекристаллизации. Уплотнение снега сводится
к сжатию пор, сближению и частичному срастанию зерен. Оно при-
водит к формированию плотного мелкозернистого снега, который
отличается малой воздухопроводностью значительной прочностью
и вместе с тем сохраняет большую пластичность.
Все мы знакомы со скрипом снега при передвижении по его
поверхности, который возникает от слома и смещения снежных
кристаллов. Скрип снега хорошо слышен при температурах от -2
до -20 °C, повышаясь в тоне и силе звука с понижением температу-
ры, но при морозах ниже -20 °C он ослабевает. В свежевыпавшем
снеге скорость распространения звука растет с повышением тем-
54
Глава 5. Белое покрывало планеты
пературы, а в старом снеге при температурах от 0 до -17 °C остает-
ся без изменений. Звуковые волны хорошо распространяются внут-
ри снежного покрова, но на границе снега с воздухом почти полностью
отражаются. Вот почему люди, засыпанные лавинами, хорошо слышат
шаги по снегу, но спасатели совсем не слышат засыпанных людей.
Снежный покров испытывает непрерывные преобразования, свя-
занные с перемещением внутри него водяного пара. Процесс пере-
кристаллизации заключается в том, что с самых мелких частиц и с
наиболее выпуклых участков крупных частиц интенсивно идет испа-
рение вещества, а образовавшийся водяной пар кристаллизуется на
крупных частицах и в особенности на их вогнутых участках. Снеж-
ные зерна растут, а общее их количество сокращается. Скорость
роста зерен возрастает с увеличением их радиуса и степени неод-
нородности снежных кристаллов, а также с увеличением числа кон-
тактов и площади соприкосновения между соседними кристаллами.
Процесс перекристаллизации снега протекает и при однородной
температуре толщи, так как в ней всегда есть необходимое разнооб-
разие форм и размеров частиц. Но скорость перекристаллизации
возрастает при резких изменениях температуры толщи: водяной пар
устремляется из относительно теплых слоев снега, где упругость
насыщения пара велика, в холодные, где она низка.
Соответственно различают два типа метаморфизма снежного
покрова: деструктивный и конструктивный. Деструктивный мета-
морфизм происходит, когда вертикальный градиент температуры
не превышает 1° на 10 см. Он связан с перераспределением водя-
ного пара между поверхностями снежных зерен разной кривизны и
ведет к образованию цепочек округленных зерен, спаянных друг с
другом. Конструктивный метаморфизм вызывается большими
перепадами температуры, как правило, более 2° на 10 см. Он ве-
дет к возгонке пара в теплых слоях снега, разрыхлению их и
формированию здесь крупных ограненных кристаллов глубинной
изморози [Quervain, 1958].
Такие кристаллы представляют собой скелетные кубкообразные
формы, достигающие иногда 8-10 мм. Они развиваются на ниж-
ней стороне холодных кристаллов, находящихся на пути идущего
вверх потока водяного пара. Глубинная изморозь впервые описана
в 1858 г. в Лапландии, а подробно ее изучил в 1930-х годах в Аль-
пах швейцарский гляциолог В. Паульке. Встречается она не только
в снежном покрове, но также в подземных промороженных пусто-
тах и пещерах, где кристаллы достигают 10-50 см.
В снежном покрове более теплые слои обычно располагаются в
нижних горизонтах толщи, поэтому водяной пар движется снизу
вверх, и в основании толщи развиваются горизонты разрыхления,
заполненные кристаллами глубинной изморози. Подобные горизон-
55
В мире снега и льда
Разные стадии деструктивного и конструктивного метамор-
физма снега
а-г - ветвистая снежинка превращается в округлые, более
или менее компактные зерна; д, е - мелкие снежные зерна
преобразуются в крупные кубкообразные кристаллы глубин-
ной изморози
ты называют снегом-плывуном, так как благодаря своей хрупкости
и жесткости после разрушения глубинная изморозь становится теку-
чей. Разрушаясь под давлением лежащей выше толщи, слои глубин-
ной изморози (снега-плывуна) часто служат причиной схода снежных
лавин.
56
Глава 5. Белое покрывало планеты
Иные условия складываются на громадных пространствах Цен-
тральной Антарктиды. Здесь температура поверхности снега, как
правило, выше, чем в глубине снежной толщи, и водяной пар движет-
ся сверху вниз. В результате происходит уплотнение нижних слоев, в
то время как поверхностный слой снега разрыхляется. В итоге резко
ухудшается проходимость антарктического снежного покрова: «то-
нут» в снегу тягачи и вездеходы, лыжники быстро устают на рыхлой
снежной целине. Еще Амундсен писал, что на Южном полюсе мож-
но воткнуть в снег двухметровую палку без всяких усилий. Эта
особенность сильно затрудняет путешествия по Антарктическому
материку, и она была одной из причин трагического исхода экспеди-
ции Роберта Скотта к Южному полюсу.
Итак, в снежной толще постоянно происходят два процесса: суб-
лимационная перекристаллизация и оседание снега. В разных
условиях преобладающим становится то один, то другой. При пере-
кристаллизации в снежной толще развивается разрыхление, а при
оседании - уплотнение. Разрыхление толщи характерно для резко
континентальных условий, для подветренных и южных склонов внут-
ренних цепей гор, а также для верхней части снежного покрова после
снегопада. Уплотнение снега преобладает в умеренно континенталь-
ных условиях, на наветренных и северных склонах гор и в нижней
части свежего снежного покрова.
Два противоположных типа развития снежной толщи приводят к
разному ее строению и отражаются в стратиграфии. Снежный по-
кров, сформировавшийся в мягких условиях умеренно континен-
тальной зимы, совсем не похож на снежный покров, отложенный в
условиях резко континентальной малоснежной зимы и крайне не-
равномерного снегонакопления. Это происходит оттого, что форма
атмосферной снежинки запечатлевает условия ее рождения в атмос-
фере - температуру, влажность, запыленность, ветровой режим, а
форма кристалла, постепенно преобразованного из снежинки в тол-
ще снега, отражает внешние и внутренние процессы, длящиеся на
протяжении зимних недель и месяцев.
Снежная толща обладает «памятью» и может рассказывать о про-
шлом. Такие свойства имеют форма и строений снежных кристал-
лов, слоистость толщи, запыленность, изотопный состав снега.
Сезонный снежный покров повествует о всех перипетиях последней
зимы, а многолетняя снежно-фирновая толща на полярных ледни-
ках хранит информацию о прошедших сотнях и тысячах лет.
Но вот приходит конец долгой зиме, солнце все выше поднимает-
ся над горизонтом, все чаще и чаще бывают теплые дни, и снежный
покров начинает стаивать - сначала медленно, неохотно, а затем
дружно и быстро. Важнейшим источником тепла служит солнечная
радиация, которая приходит к поверхности в виде прямой или рассе-
57
В мире снега и льда
янной молекулами воздуха, водяного пара, пылинками. В ясный хо-
лодный весенний день почти вся солнечная радиация оказывается
прямой, но с увеличением облачности все большую роль начинает
играть рассеянная радиация. Другими источниками снеготаяния слу-
жат турбулентный теплообмен между воздухом и более холодным
снежным покровом, а также тепло, выделяющееся при конденсации
влаги на его поверхность.
В зависимости от погоды - ясной или облачной - весной имеют
место два типа снеготаяния: радиационный, когда под действием
проникающей в снег солнечной радиации таяние происходит не толь-
ко на поверхности, но и в верхнем слое снега толщиной 20-40 см. и
адвективный, когда преобладает турбулентный теплообмен и снег
стаивает только с поверхности. Первый тип снеготаяния характерен
для континентальных территорий: Сибири, Казахстана, Заволжья, а
второй - для районов морского климата: Прибалтики, Карелии, Бе-
лоруссии. На значительной части европейской территории России
оба типа таяния сменяют друг друга, поэтому характер и интенсив-
ность стаивания снега здесь сильно колеблются.
Но, поскольку таяние происходит тогда, когда приток тепла в
снежный покров превышает его отток в более холодные слои снега,
почву или атмосферу, то снеготаяние возможно и при отрицатель-
ной температуре воздуха. И наоборот, в сухом воздухе большое коли-
чество тепла затрачивается на испарение льда, и таяния снега не
бывает даже при положительных температурах воздуха.
Не сразу после начала таяния снег отдает воду. Первое время он
впитывает ее как губка, и лишь по прошествии нескольких дней, а
то и двух недель начинается водоотдача. Сток талых вод быстро на-
растает, и вот уже ручьи и реки выходят из берегов - приходит весен-
нее половодье. Ежегодно таяние сезонного снежного покрова во всем
Северном полушарии дает 8300 км3 воды, или 77% общего годового
стока рек.
Снежный покров - одна из основ сельского хозяйства в нашей
стране. Он нужен не только как накопитель влаги, но и как надежная
шуба, укрывающая поля от суровой зимы. Давно стало ясно, что
обычного течения зимних процессов недостаточно для получения
хорошего урожая. Нужно проводить снегозадержание, регулировать
снеготаяние и сток талых вод. Весь этот комплекс работ называется
снежной мелиорацией.
Основой этих мероприятий служит снегозадержание, важность
которого для России была показана еще в XIX в. А.И. Воейковым,
П.А. Костычевым, А.А. Измаильским. Снег удерживается на по-
лях от сдувания ветром и накапливается дополнительно с помощью
системы агротехнических приемов: посева высокостебельных
растений, например кукурузы, полезащитных лесонасаждений,
58
Глава 5. Белое покрывало планеты
уплотнения снега и расстановки различных препятствий, снегопа-
хания.
Зимой на полях многократно делают снежные траншеи и валы,
приглаживают и уплотняют полосы снега, расставляют снеговые
щиты, ведут регулярное распахивание снега. Чуть свет, а уж трактор
тянет за собой угольник из двух досок, поставленных на ребро и
скрепленных своими передними концами, в то время как задние кон-
цы досок соединены перекладиной. Это простейший снегопах - глав-
ное зимнее орудие труда на полях. Двигаясь вершиной вперед,
снегопах разгребает снег, формируя по бокам два снежных валика.
Более современные конструкции изготавливаются из дерева с метал-
лической оковкой и движутся вперед расширенным основанием, ко-
торое, захватывая снег, оставляет за собой вал из уплотненного снега.
При толщине снежного покрова около 20 см. когда начинают прово-
дить снегозадержание, такой снегопах оставляет после себя снеж-
ный вал высотой от 30 до 70 см.
С приходом весны иногда замедляют или, наоборот, ускоряют
снеготаяние. Замедлить таяние снега полезно для зимующих расте-
ний, если бывают весенние возвраты холодов. Ускорением же снего-
таяния удлиняют вегетационный период в районах с коротким летом.
В условиях Севера добрую службу несут снежно-ледяные доро-
ги - автозимники, прокладываемые по руслам рек, марям и боло-
там, совершенно непроходимым в летнее время Прообразом таких
дорог служили использовавшиеся еще во время Великой Отечествен-
ной войны на лесозаготовках дороги-ледянки. С первыми снегопа-
дами проходили по лесу первопутком, плотно утрамбовывали снег и
прорубали в нем две глубоких параллельных колеи, которые залива-
ли водой. По таким колеям двигались тяжело груженые сани с поло-
зьями из круглых оструганных бревен. Груз весом до 8 т спокойно
тянула одна рабочая лошадь. Нужно было только идти впереди воза
и разметать с ледяной колеи мусор и рыхлый снег.
Сменилась техника, и потребовалось создавать автозимники на
современной инженерной основе. Их стали строить на уплотненных
снежных насыпях, возвышающихся на 25-35 см над окружающим
снежным покровом. Снежные насыпи обычно возводят из предва-
рительно разрыхленного снега, который затем уплотняют катками
или виброуплотнителями до плотности 550 кг/м3 и выше. Такие до-
роги служат по многу месяцев в России, Канаде, Скандинавских
странах.
И все же в зимнюю пору приходится часто двигаться по снеж-
ной целине. С этой целью люди уже очень давно применяют лыжи, а
для передвижения по рыхлому таежному снегу - снегоступы. Изве-
стно, что еще столетия назад у якутов было более десятка разно-
видностей снегоступов - на все случаи погоды и для всякой
59
В мире снега и льда
местности. А лыжи использовались людьми по крайней мере два
тысячелетия назад.
В Хакассии на обрыве горы Сундук в долине р. Белый Июс сре-
ди сюжетов наскальной писаницы возрастом более 2 тыс. лет обна-
ружено изображение людей, идущих на лыжах. Примерно тот же
возраст имеет изображение лыжника, найденное в древних наскаль-
ных письменах Норвегии. Копия этого рисунка, хранящаяся в изве-
стном музее лыж на трамплине Холменколлен близ Осло, поразила
мое воображение: на ней изображен лыжник, спускающийся с горы!
В наше время все активнее используется снежный транспорт.
Здесь и снегоходы, перемещающиеся по снегу на гусеницах, и аэро-
сани, несущиеся на лыжах, и амфибии, «плывущие» в снегу, а при
большой скорости выходящие на режим глиссирования, наподобие
водного глиссера. Широкое распространение получили мотонарты и
сноумобили. Мотонарты имеют легкий мотор, две гусеницы и одну
или две передние поворотные лыжи. Они способны перевозить лег-
кий груз и одного или двух человек. Все чаще мы видим мотонарты
в хозяйстве и спорте, на снежной равнине и в горах. Сноумобили
опираются на резиновые гусеницы, они более грузоподъемны и спо-
собны передвигаться на значительные расстояния. В апреле 1968 г.
экспедиция на четырех сноумобилях стартовала с о. Элсмир Канад-
ского Арктического архипелага и через две недели достигла Север-
ного полюса, почти в точности повторив маршрут Роберта Пири.
Участники прошли 1526 км по морскому льду, не раз пересекая только
что замерзшие полыньи. Соответственно на движение было затраче-
но чуть более 150 часов при средней скорости около 10 км/ч.
На Аляске и в Канаде применяются тяжелые грузовые снегохо-
ды, называемые роллигонами. Роль колес в них выполняют резино-
вые цилиндры низкого давления. Роллигоны грузоподъемностью 5 т
могут двигаться по рыхлому снегу со скоростью 50 км/ч.
Как я уже говорил, снег нужно уметь не только сохранять, но и
получать искусственно. Обильные искусственные снегопады предот-
вращают образование пыли на открытых угольных разрезах. С этой
целью на разрезе «Нерюнгринский» в Якутии применяли снегогене-
ратор, позволяющий получать более 30 м3 снега в час при любом
морозе. А в Хибинах на производственном объединении «Апатит» с
помощью снега идет борьба за сохранение устойчивости крупных
отвалов горной породы. Для этого создается снегопородный конгло-
мерат, который обладает свойствами течения льда, очень медлен-
ного при отрицательной температуре.
Искусственный снег теперь помогает устраивать лыжные сорев-
нования в любую погоду. В Австрии с этой целью используют пуш-
ку, в которую под давлением 15 атмосфер подается вода в смеси с
воздухом. В морозные дни вода разбрызгивается через дырочки-фор-
60
Глава 5. Белое покрывало планеты
Репродукция картины В.И. Сурикова «Взятие снежного городка»
сунки мельчайшими капельками, которые тут же выпадают кристал-
ликами снега. Такая пушка производит 25-40 м3 снега в час; этого
достаточно, чтобы обеспечить длинную лыжную трассу, когда не
выпадает природный снег.
В городах перспективно задержание снега на кровлях больших
зданий. Оно способствует созданию «висящей» лесопарковой зоны,
зеленых зон отдыха на кровлях зданий, так необходимых большому
городу. При этом уменьшатся объемы снегоотложений на улицах го-
родов, увеличится площадь городских зеленых насаждений, улуч-
шится общая экологическая обстановка жилых кварталов и промыш-
ленных площадок. Конечно, реализация этой идеи требует особых
архитектурных решений, создания специальных систем отопления и
канализации, особых экологических служб по надзору и управлению
городскими биоценозами.
Радостные забавы со снегом, его причуды издавна влекли к себе
людей. Во многих странах снежные фигуры - обязательные атрибу-
ты зимних празднеств и гуляний. Вспомним традиционные игры со
взятием «снежного городка», ярко изображенные В.И. Суриковым.
В Саппоро, главном городе на о. Хоккайдо, каждую зиму проводится
традиционный снежный фестиваль. На улицах и площадях появля-
ются крупные причудливые фигуры и постройки из снега. Объявля-
ются конкурсы на самые интересные сооружения, в которых
61
В мире снега и льда
Снежный фестиваль в Японии
участвуют индивидуальные «скульпторы» и целые коллективы. По-
добная традиция известна и в Китае. В уезде Яньцин недалеко от
Пекина в январе 1987 г. впервые организован праздник зимы. Ему
способствовала необычайно снежная зима, давшая материал для
сооружения более 100 снежных и ледяных скульптур, которые изоб-
ражали героев китайского театра, фантастических животных, тра-
диционные пагоды и людей в старинных одеждах. Эти фигуры
выполнили мастера из Харбина, где такие праздники проводились и
раньше.
Подобные снежные фестивали становятся все более популярны-
ми и в России.
Глава 6
СНЕЖНАЯ КРУГОВЕРТЬ
Еще вчера поля искрились снежным серебром в лучах низкого
зимнего солнца, на ветвях деревьев сверкал пушистый убор
изморози, а сегодня тучи сыпят колючим снегом, воет ветер,
крутит буран, оголяя поля, засыпая дороги и тропы. Порывы ветра
взметают с земли отложенный снег, вихри увлекают снежинки, бьют
их одна о другую, ломают, превращая в мельчайшую пыль. И вот
уже несется мутная снежная пелена, закрывает горизонт, сбивает с
дороги путника:
Посмотри: вон, вон играет,
Дует, плюет на меня;
Вот - теперь в овраг толкает
Одичалого коня;
Там верстою небывалой
Он торчал передо мной;
Там сверкнул он искрой малой
И пропал во тьме пустой.
Попавшим в такую погоду приходится тяжело. Даже при одина-
ковом количестве снежных частиц в одном и том же объеме воздуха
видимость при метели в 10-12 раз хуже, чем при снегопаде. Это про-
исходит оттого, что метель несет с большой скоростью мелкие угло-
ватые обломки кристаллов снега.
Метель - это не просто воздух, несущий массы снега. Метеле-
вые частицы влияют на скорость и турбулентность ветра. Возника-
ет снеговетровой поток, в котором движется снег, недавно выпав-
ший из облаков и еще не достигший земли, вместе со снегокат
поднятым с поверхности. Сила метели зависит от скорости ветра,
интенсивности снегопада, температуры и влажности воздуха, харак-
тера поверхности снега, формы и размеров частиц снега. Движущи-
еся в метелевом потоке снежные частицы благодаря механическому
разрушению и испарению постепенно принимают почти одинаковые
размеры - 0,2-0,3 мм.
В зависимости от того, что за снег переносится ветром, разли-
чают несколько видов метели. Верховая метель - это, собственно,
снегопад при ветре, когда снежинки движутся вместе с потоком воз-
63
В мире снега и льда
духа, не касаясь земной поверхности. В чистом виде такая метель
наблюдается редко: когда снег выпадает над большими лесными мас-
сивами, кустарником, незамерзающим водоемом; или когда идет
мокрый снег, отложения которого ветер разрушить не в силах.
Нередко метель бывает и без снегопада. Сильный ветер разру-
шает снежную поверхность и вовлекает в движение ранее отложен-
ный снег. Пока еще ветер не достиг очень большой силы, снег
переносится до высоты 10-20 см - возникает поземок. Но сила вет-
ра растет, и вот уже снегом насыщается 1,5-2-метровый приземный
слой - разыгрывается низовая метель.
Особенно сильные низовые метели случаются на склоне Антарк-
тического ледникового покрова, где постоянно дуют сильные стоко-
вые ветры. Метель неистовствует по многу дней подряд, но основная
масса снега не поднимается выше 2-2,5 м. Очень трудно в таких
условиях двигаться на вездеходе: из кабины видны лишь снежные
вихри, закрывающие от глаз и поверхность, и горизонт. Но стоит
вылезти на крышу балка, укрепленного на вездеходе, как попадаешь
в совершенно другую погоду. Яркое голубое небо расстилается до
горизонта, дует сильный холодный ветер, но снега он не несет. Зато
внизу, под ногами ревет клокочущее снежное море - это бушует ни-
зовая метель. Метели в Антарктиде - столь грандиозное явление,
что они заметны даже на фотографиях со спутников. Нередко сним-
ки показывают облачные массивы над антарктическим склоном -
это результат сдувания снежных масс из центральных районов ма-
терика под действием сильных ветров южных румбов.
В умеренных широтах чаще всего приходится сталкиваться с
общими метелями, когда одновременно переносится снег, выпада-
ющий из облаков и поднимаемый с поверхности. Общая метель рез-
ко отличается от низовой по многим характеристикам. Общая метель
обычно наблюдается при прохождении циклона, а низовая - в анти-
циклональную погоду. При общей метели снежинки еще сохраняют
остатки своей первоначальной формы, а при низовой проносятся об-
ломки снежинок, потерявшие сходство с исходными кристаллами. В
общую метель снег повсюду отлагается довольно ровным слоем, а
в низовую в одних местах снег сдувается полностью, тогда как в
других вырастают сугробы.
В нашей стране метели особенно часто случаются в степях и в
тундре, причем общих метелей, как правило, значительно больше,
чем низовых. С буйством метелей в России пришлось вплотную стол-
кнуться в середине XIX в., когда широко развернулось строитель-
ство железных дорог. Во второй половине XIX столетия русские
инженеры-путейцы приступили к изучению законов метелевого пе-
реноса, чтобы правильно проектировать защиту от снежных зано-
сов на железных дорогах. В начале XX в. научились измерять метели
64
Глава 6. Снежная круговерть
Движение снега во время метели
/- верховая метель; II- общая метель; III - низовая ме-
тель: 1 - влечение снежинок, 2- сальтация снежинок,
3 - диффузия снега
непосредственно в поле, а вскоре усилиями выдающихся рус-
ских ученых-аэродинамиков Н.Е. Жуковского и С.А. ЧапльГгина
было начато создание гидродинамической теории метелей. Наша
национальная школа специалистов по метелям во главе с про-
фессором А.К. Дюниным [1963] не имела и до сих пор не имеет
себе равных в мире.
Что же происходит со снегом, когда ветер усиливается и возни-
кает подъемная сила, перемещающая частицы снега? Посмотрим
на данный рисунок, составленный А.К. Дюниным. Атмосферные сне-
жинки, участвующие в верховой метели, падают к земле и переме-
щаются в направлении дующего ветра. Верховая метель занимает
весь слой от земли до облаков, а у поверхности перенос снега проис-
ходит по законам низовой метели. Непосредственно на поверхности
снежные частицы «волокутся», перекатываются по снежному по-
крову, лишь иногда ненадолго отрываясь от него. Такое движение
происходит в тончайшем слое всего в 1 мм.
Основная масса метелевых частиц в низовой метели движется
с помощью сальтации, т.е. скачкообразных движений, при которых
65
В мире снега и льда
частички сначала подпрыгивают почти вертикально вверх, а затем
снижаются по отлогой кривой. Энергия частицы, находящейся в
полете, сообщается при толчке другой частице, когда первая падает
на поверхность. Одна летящая с большой скоростью частица способна
оторвать от поверхности несколько других, что ведет к насыщению
снеговетрового потока. Более способны к прыжкам частицы округ-
лой формы: с не очень твердой поверхности их отрывается в 8-9 раз
больше, чем ограненных. При усилении ветра доля округленных ча-
стиц продолжает расти.
На твердой поверхности снежные частицы могут подпрыгивать
на 1 м. Количество сальтирующих частиц быстро уменьшается с
высотой. Так, если в слое до 2 мм киносъемкой было зафиксирова-
но 270 частиц, а в слое 4-6 мм над поверхностью - 37 частиц, то в
слое 10-12 мм - только 8 частиц. Высота слоя сальтации при ско-
рости ветра 5 м/с составляет 6-12 см, а при ветре 10 jw/c - 11-30 см.
В большинстве случаев сальтация не превышает 8-12 см над по-
верхностью.
Третий способ перемещения снега в низовой метели (помимо
влечения и сальтации) - витание, или диффузия, когда частицы, ото-
рванные от снежного покрова, поднимаются ветром высоко вверх и
движутся в снеговетровом потоке в виде взвеси. Обычно витающие
метелевые частицы не поднимаются выше 10 м над поверхностью,
хотя австралийские ученые на основании наблюдений в одном из
самых ветреных районов земного шара - на Земле Адели в Восточ-
ной Антарктиде - полагают, что взвешенные частицы возносятся на
300 м и даже выше.
Для метелей характерны вихри самых разных размеров. Мел-
кие вихри непрерывно возникают в нижнем 10-сантиметровом
слое. Струйки движущегося воздуха пульсируют, то прижимаясь
к поверхности, то отталкиваясь вверх. Поэтому скорость ветра и
масса переносимых им снежных частиц все время изменяются.
Иногда возникают вихри в форме подковы, в которой циклично
происходят маленькие «взрывы», выбрасывающие снег в глубь
потока. Со стороны видно, как массы снега перемещаются облач-
ками или полосами.
Но когда метель разыгрывается не на шутку, особенно на обшир-
ных безлесных равнинах или на поверхности полярных ледниковых
покровов, развиваются огромные снежные вихри, возносящие мел-
кие частицы снега на высоту 100-150 м. Именно такие условия скла-
дываются в некоторых районах Антарктиды, где снежные метелевые
облака несутся к берегу моря на высотах до 200-300 м.
Ветровой поток не может переносить снега больше его макси-
мальной транспортирующей способности. При низовых метелях, если
снежный покров достаточно прочен, требуется очень сильный ветер,
66
Глава 6. Снежная круговерть
Транспортирующая способность метелей
А - общая метель; В - ненасыщенная низовая метель;
1-5 - сила метелей: 1 - слабых, 2 - обычных, 3 - силь-
ных, 4 - очень сильных, 5 - сверхсильных. Условные
обозначения даны в тексте
чтобы вовлечь в движение новые порции снега. К тому же неровно-
сти рельефа гасят ветер, так что в большинстве случаев снеговетро-
вой поток при низовых метелях не бывает насыщенным. Другое дело
общие метели, в которых основные массы переносимого снега - сне-
жинки, выпадающие из облаков. Такая метель чаще всего полнос-
тью насыщена, т.е. переносит огромные массы снега.
67
В мире снега и льда
Способность метели переносить снег, или, как говорят, транс-
портирующая способность метели, зависит прежде всего от силы
ветра. Еще в 1950-х годах инженер-путеец Д.М. Мельник [1952]
путем массовых измерений переносимого снега показал, что пере-
нос снега пропорционален скорости ветра в кубической степени.
Впоследствии было выведено немало эмпирических формул, но все
они подтверждали кубическую зависимость метелевого переноса
от скорости ветра.
В соответствии с силой ветра А.К. Дюнин (см. рис. на с. 67)
делит метели на пять категорий: слабые, обычные, сильные, очень
сильные и сверхсильные. Транспортирующую способность метелей
сопоставляют со скоростью ветра на высоте 20 см над поверхнос-
тью снега (U02) и на высоте флюгера, т.е. на И м (иф). Логарифми-
ческая кривая QH характеризует общий перенос снега, когда низовая
метель полностью насыщается снегом. Ниже располагается область
ненасыщенных метелей, а выше - область общих метелей, когда
снег в метель непрерывно поступает и из облаков. Этот рисунок на-
глядно показывает, какие громадные массы снега проносятся во
время общих метелей.
В природе люди сталкиваются с низовыми метелями, перенося-
щими до 300 г снега за секунду через 1 м фронта снеговетрового
потока; на рисунке на с. 67 эта область выделена бледным цветом.
Более сильные метели до сих пор удавалось получить и исследовать
лишь в аэродинамических каналах. Никто еще никогда не измерял
их мощь в натуре, хотя видеть такие метели приходилось многим.
В антарктическом поселке Мирный сильные метели, когда снег
переносился при ветре 15-20 м/с. были обычным явлением, но по
несколько раз в зимние месяцы случались и сверхсильные метели.
В такую погоду было трудно, а временами опасно передвигаться по
поселку: ветер поднимал в воздух не только тучи снега, но и все, что
оказывалось на его пути, - доски, ящики, листы фанеры. Он рвал
провода и валил столбы, а бывали случаи, когда на аэродроме с яко-
рей срывало самолеты. В такие метели, разыгрывавшиеся в поляр-
ную ночь, в поселке стояла сплошная серая мгла, свет фонарей и
прожекторов уже в нескольких метрах терялся в клокочущей массе
снега. Ходить приходилось, крепко держась за натянутые леера, и
обязательно застегнутыми на все пуговицы и молнии. А не то ме-
тель за считанные мгновения проникнет под одежду.
Но даже в сильных и сверхсильных метелях основные массы
снега переносятся у поверхности. Количество взвешенных, витаю-
щих частиц по сравнению с другими способами их переноса очень
невелико. Мы пытались измерять количество переносимого снега
на высоте 5-6 м над поверхностью и неизменно улавливали в прибо-
рах мизерные массы снега. Все это дало основание говорить о
предельных возможностях метелевого переноса.
68
Глава 6. Снежная круговерть
Однако австралийские ученые, придавая большое значение диф-
фузионному переносу снега на больших высотах, утверждают, что
способность ветра транспортировать снег не имеет границ [Radok et
al., 1970]. Еще в 50-х годах, зимуя на Земле Адели в Антарктиде,
они обратили внимание на огромные наносы метелевого снега за
обрывом ледяного берега, достигавшие за зиму толщины 20-30 м.
Такие сугробы иногда простирались на береговом припае к северу
более чем на 1 км и «топили» морской лед, так что поверх него в
снеге появлялась морская вода.
Для проверки этих наблюдений я проехал на собачьей упряжке
десятки километров по припаю в районе Мирного и нигде не обнару-
жил таких обширных накоплений снега, хотя всегда большие сугро-
бы лежали непосредственно под ледяным обрывом материка.
По-видимому, австралийские ученые наблюдали последствия дейст-
вия не столько низовых, сколько общих метелей, которые нередко
случаются здесь при прохождении глубоких циклонов вдоль берего-
вой линии Антарктиды.
Снежные частицы во время метели могут подолгу парить лишь
когда нет дефицита влажности вохздуха. Это легче достигается при
низких температурах, когда давление насыщающего пара мало.
В метелевом потоке испарение снежинок резко возрастает. Это
происходит оттого, что поверхность каждой летящей частицы от-
крыта со всех сторон и обдувается ветром; даже в самом плотном
приземном слое метели, а тем более выше, частицы достаточно
разобщены и благодаря сильному турбулентному перемешиванию
воздуха получают тепло, затрачиваемое на испарение. Именно ме-
телевое испарение снега ограничивает предельную дальность его
переноса и высоту слоя диффузии снега во время метели.
Если бы мы имели возможность взглянуть на метель со сторо-
ны, то увидели бы места, откуда начинается перенос снега. Обыч-
но это леса, овраги, русла рек и другие препятствия, лежащие/на
пути ветра. На некотором расстоянии от них, где воздушный поток
почти не несет снега, начинается его постепенное насыщение. Здесь,
как говорят, находится зона разгона метели, которую должен обя-
зательно миновать снеговетровой поток, прежде чем он полнос-
тью наберет силу.
Длина зоны разгона зависит от скорости ветра, состояния снеж-
ного покрова и времени действия метели. Сначала, пока на поверх-
ности много рыхлого снега, метель насыщается уже через несколько
метров, а затем, по мере сноса рыхлого покрова и твердения поверх-
ности, зона разгона становится длиннее, и по прошествии одного-
двух дней достигает нескольких сот метров. Таким образом, в зоне
разгона действует ненасыщенная метель. Она выметает на своем
пути весь снег, поддающийся сдуванию, даже из пологих понижений,
69
В мире снега и льда
которые обычно служат местами повышенного снегонакопления.
Именно в зоне разгона надо прокладывать дороги, тогда господст-
вующие здесь сильные ветры будут сметать весь снег, поддерживая
дорогу в проезжем состоянии.
Но как далеко может унести ветер отдельные частицы снега?
Еще несколько десятилетий назад думали, что сильные метели уно-
сят снег за сотни километров, почти беспредельно. Отголоском этих
представлений служит и уже упоминавшаяся диффузионная теория
снегопереноса. Однако строгие опыты и расчеты показали, что это
далеко не так. Отдельные метелевые частицы не могут быть уне-
сены очень далеко. Они либо закрепятся в снежном покрове, либо
разрушатся при столкновении с другими частицами, либо испарят-
ся. Дальность переноса снега конечна - это расстояние, на котором
снеговетровой поток полностью обновляется снегом. Дальность
переноса снега увеличивается с ростом скорости ветра и с пониже-
нием температуры воздуха, уменьшением дефицита насыщения
воздуха и размеров переносимых частиц снега.
Существует и предельная дальность переноса снега, т.е. рассто-
яние, которое могут преодолевать метелевые частицы, прежде чем
они совсем испарятся. На европейской территории России эта вели-
чина составляет 1,5-2 км, в Западной Сибири - 2-3 км, в Арктике -
5-10 км, а в Антарктиде - 10-20 км и более.
Особенно сложен характер метелевого переноса в горах. Здесь
выпадает гораздо больше снега, чем на равнинах, и поэтому в
горных метелях главным служит перенос выпадающего снега, т.е.
верховые метели, а низовые играют второстепенную роль. Мете-
ли в горах отличаются порывистостью, резкими изменениями ско-
рости и направления метелевых ветров, большими колебаниями
переноса снега, а это ведет к его неравномерному отложению.
Крутые горные склоны не лучшее место для разгона метели, а
сложная конфигурация рельефа вызывает частые падения скоро-
сти ветра и отложение снега из потока. Поэтому снеговетровой
поток в горах, как правило, не насыщен, а дальность переноса
снега невелика.
Верховые метели, начинающиеся задолго до подхода воздуш-
ной массы к горному хребту, способствуют формированию пояса
повышенного снегонакопления на наветренных склонах горных
систем. Именно здесь залегает больше всего ледников данной гор-
ной страны, а чуть ниже обнаруживается самая высокая лавинная
активность территории. В то же время низовые метели переносят
снег недалеко и перераспределяют его лишь в пределах малых бас-
сейнов. В результате этого процесса формируются большие сугро-
бы и снежные карнизы на подветренном склоне в пригребневой
части хребта, время от времени они обрушиваются в области пита-
70
Глава 6. Снежная круговерть
В поселке после сильной метели
ния ледников и служат причиной схода лавин на подветренных скло-
нах отдельных хребтов.
Как только снеговетровой поток оставляет позади зону разгона
метели, он при малейшей возможности начинает отлагать снег. Это-
му способствуют неровности рельефа и шероховатость поверхнос-
ти, гасящие скорости ветра, а также строения и заросли, встающие
на пути метели. Да и сам поток имеет пульсирующий характер: ско-
рость его то возрастает, то падает, и соответственно колеблется спо-
собность к переносу снега. Результат всегда один и тот же - метель
рождает сугробы.
Снежные заносы - бич дорог, аэропортов, карьеров, поселков в
метелевых районах. Чего только ни приходится придумывать, чтобы
предупредить заносы. Вдоль дорог ставят снегозащитные щиты и
заборы, роют траншеи, высаживают деревья и кустарники. Перенос-
ные решетчатые щиты на железных дорогах России применяют уже
с 1863 г. Вдоль щитов зимой растет снежный вал, и время от време-
ни их приходится переставлять.
71
В мире снега и льда
Уборка снега на дорогах
Далеко не преодолены трудности проектирования поселков и го-
родов в районах с сильными метелями. Нередко со стороны господ-
ствующих ветров строят сплошной ряд многоэтажных зданий,
предполагая, что они надежно загородят жилой массив от метелей.
Но с подветренной стороны домов очень скоро вырастают огром-
ные сугробы, порой достигающие третьего и четвертого этажей.
Такой поперечный ряд зданий «работает» как гребень горного хреб-
та, на котором верховая метель строит снежные карнизы.
Другой способ размещения зданий - открытытй для ветров, ка-
залось бы, должен приводить к продуванию жилого массива. Но увы,
и в этом случае с некоторых сторон растут высоченные сугробы, а в
других случаях создается постоянный поток холодного воздуха, ко-
торый выметает снег, приводя к почти нетерпимому микроклимату
на таком участке. Так что проблема еще далека от решения, кото-
рое остро необходимо, особенно для освоения северных территорий
страны.
Можно ли вообще создать такую систему воздействий в борь-
бе со снегом, которая бы надежно предупреждала образование
снежных заносов на наиболее ответственных участках - от стан-
ционных путей до железнодорожных стрелок? Сделать это очень
трудно. Все чаще применяют снеговыдувающие устройства, при-
дают сооружениям специальную снегонезаносимую форму и
уменьшают их шероховатость, располагают дороги и строения в
зоне разгона метели. Но далеко не всюду метели возникают при
одном и том же направлении ветра. А если ветер вдруг сменил
направление, снеговыдувающие устройства могут превратиться
в снегонакопители. И эта проблема еще не решена. Ясно, что нужно
72
Глава 6. Снежная круговерть
Распределение снега в марте в широкой (а) и
узкой (6) лесных полосах
Стрелкой показано направление ветра
обеспечить безвихревое обтекание сооружений метелевым пото-
ком и тем самым предотвратить опасное при перемене ветра на-
копление снега около сооружений, но такая теория пока далека от
совершенства. Удачное решение проблемы найдено в Антарктиде,
где дома строят на сваях, на высоте 1,5-2 м над поверхностью сне-
га. Снеговетровой поток проносится под домами, не создавая в ок-
руге сугробов.
Важное средство борьбы со снегозаносимостью - комплексное
снегозадержание, представляющее собой систему мероприятий, на-
правленных на уменьшение количества переносимого низовыми
метелями снега путем задержания его на месте выпадения. Комп-
лексное снегозадержание одновременно способствует повышению
урожайности полей и уменьшению снегозаносов на дорогах. В этом
случае не надо создавать снегозащиту непосредственно у дорожно-
го полотна. Такое снегозадержание проводится путем посадки на
сельскохозяйственных полях снегозадерживающих лесных и кустар-
никовых полос, действие которых основано на тех же законах
метелевого снегопереноса.
Снегозадерживающие полосы стараются располагать поперек
господствующих ветров. Широкие полосы мало проницаемы для
ветра и поэтому собирают внутри себя почти весь метелевый снег,
узкие же полосы формируют снежный вал на подветренной стороне.
Лесные и кустарниковые полосы часто состоят из куртин - цепочек
небольших рощиц, разрывы между которыми продуваются ветром,
73
В мире снега и льда
и это способствует более равномерному снегонакоплению на приле-
гающем поле.
Полосы, идущие вдоль длинных сторон полей, располагают в 350-
600 м одна от другой, а расстояние между соседними полосами вдоль
коротких сторон полей может достигать 2 км. Лесопосадки непос-
редственно влияют на задержание снега в прилегающей полосе,
ширина которой равна примерно 12-15 высотам насаждений. По-
этому за сохранение снега на остальной части поля приходится бо-
роться путем снегопахания или кулисного снегозадержания.
Конечно, неверно думать, что с помощью снегозадержания на
обширных полях можно получить снега больше, чем его выпадает
из облаков. Это возможно только для небольших полей, рядом с ко-
торыми находятся открытые для ветра и неиспользуемые участки,
откуда снег может сдуваться на сельскохозяйственное поле. На боль-
ших полях можно лишь регулировать метелевый перенос снега, с
тем чтобы не допускать его выноса в овраги и удерживать выпа-
вший снег на полях.
Глава 7
СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ
ВОЗДЕЙСТВУЕТ НА КЛИМАТ
Еще недавно о снежном покрове говорили как о явлении при-
роды, лишь отражающем изменяющиеся климат и темпера-
турный режим Земли. А между тем еще А.И. Воейков [1871,
1889] высказал несколько важных положений, свидетельствующих о
влиянии снежного покрова на климат:
- температура поверхности снега обычно ниже, чем поверхнос-
ти оголенной почвы и приземного слоя воздуха;
- из-за сильного охлаждения воздуха над снежной поверхнос-
тью возникает инверсия температуры;
- особенно мощное охлаждающее влияние на воздух снежный
покров оказывает на равнинах и в котловинах;
- даже в среднем за много лет над холодной снежной поверхнос-
тью заметно повышенное атмосферное давление;
- из-за больших затрат тепла на таяние и испарение снега май^Г
умеренных широтах значительно холоднее сентября, и эта разница
возрастает в многоснежных районах.
Правильность этих идей подтвердили широкие наблюдения из
космоса, которые дали единовременные сведения о снеге на обшир-
ных территориях и показали его планетарную роль для климата и
природы Земли. Стали говорить о широкомасштабных воздействи-
ях снежного покрова, охватывающих не только целые континенты,
но и весь земной шар.
Существуя подолгу на обширных площадях, снежный покров не
только отражает колебания климата, но и сам воздействует на цир-
куляцию атмосферы. Тем самым он служит и индикатором, и при-
чиной климатических изменений. В чем же заключается механизм
его влияния на климат, насколько масштабно это влияние, какую роль
оно играло в формировании и развитии древних оледенений, како-
вы современные изменения снежности Земли и какой она может быть
в будущем, - вот главные теоретические проблемы, стоящие сейчас
перед снеговедением.
75
В мире снега и льда
Длина волны, мкм
Поток коротковолновой радиации, проникающей в 15-сантиметро-
вую снежную толщу на земле, в ясной сухой атмосфере при высо-
те Солнца 23°
1 - поток радиации на верхней границе атмосферы; 2 - то же, на по-
верхности; 3- радиация, проникшая через поверхность; радиация на
глубине: 4 - 0,2 см, - 0,5 см, 6-1 см, 7-15 см; 8 - отраженная радиа-
ция; 9 - поглощенная радиация; 10 -радиация, проникшая через снег
в почву
Рассмотрим сначала общие физические свойства снега. Сухой и
чистый снег отражает до 95% коротковолновой радиации в диапазо-
не 0,3-0,9 мкм, т.е. в видимой части спектра. Такого высокого альбе-
до нет ни у какого другого природного образования. Отражательная
способность снега резко падает в ближнем инфракрасном диапазо-
не: эта энергия поглощается в самом верхнем слое снежного покро-
ва. В результате отражения от снега спектральный состав радиации
почти не меняется.
76
Глава 7. Снежный покров воздействует на климат
Уже через два дня после снегопада отражательная способность
снега уменьшается на 10% из-за загрязнения поверхности снега, уве-
личения размера зерен и появления кристаллов глубинной изморо-
зи. Но спустя 8-10 дней отражательная способность мощного
снежного покрова стабилизируется. С началом снеготаяния альбедо
постепенно уменьшается в результате увлажнения снега и загрязне-
ния его поверхности вытаивающими частицами пыли, сажи и ос-
татков растений, накопившимися за зиму в снежной толще.
Если принять среднюю за год площадь снежного и ледяного
покровов в обоих полушариях равной 62 млн км2, то при неизмен-
ных облачности и приходе солнечной радиации ее часть, погло-
щаемая всей планетой, снижается из-за снежного покрова более
чем на 4%. Это способствует значительной широтной дифферен-
циации климата.
В любую погоду, даже при жестоких морозах, снег излучает
длинноволновую инфракрасную радиацию, не видимую глазом. Но
особенно это излучение возрастает с повышением температуры сне-
га от -5 до 0 °C.
Способность снега к излучению приближается к единице и лишь
немного падает с увеличением размера зерен. Чаще всего она равна
0,98-0,99, т.е. близка к коэффициенту излучения абсолютно черного
тела. Ленинградский гидролог П.П. Кузьмин [1957] объяснял это
свойство тем, что поверхность снежного покрова обладает несчет-
ным количеством пор сложной формы с маленькими поверхностными
отверстиями. А.К. Дюнин сравнивает эту особенность с раскрыты-
ми окнами домов, которые совсем невелики по сравнению с разме-
рами комнат и даже на небольшом от дома расстоянии кажутся /
совершенно черными. Поры снежного покрова и служат такими чер-
ными поглотителями.
Снежный покров обладает прекрасными теплоизолирующими
свойствами, связанными прежде всего с его низкой теплопроводнос-
тью. Примерно треть тепла в снежном покрове передается вместе со
скрытым теплом в потоке пара, а две трети - по ледяному скелету.
Теплопроводность свежего снега примерно в 10 раз меньше тепло-
проводности большинства почв. Теплопроводность снега растет с
увеличением его плотности, так как улучшаются контакты между
отдельными зернами. Однако, несмотря на постепенное возрастание
теплопроводности лежалого снега, теплоизолирующие свойства снеж-
ного покрова к середине зимы увеличиваются из-за нарастания сне-
гозапасов. Поэтому в почве, покрытой снегом, сохраняется довольно
высокая температура, что помогает перезимовывать растениям.
Поскольку температура снежной поверхности не может быть
выше 0 °C, над снегом сильно уменьшен или совсем отсутствует
конвективный прогрев воздуха. В то же время непрерывно идет по-
77
В мире снега и льда
глощение (при испарении и таянии снега) и выделение (при
конденсации и замерзании воды) значительного количества тепла,
участвующего в фазовых переходах воды. В итоге теплообмен по-
ступающего воздуха со снежной толщей умеряет резкие колебания
температуры. Повышение температуры воздуха при поступлении
теплых воздушных масс быстро прекращается по мере поглощения
тепла снегом, сильно охлажденным от предыдущих похолоданий. И
наоборот, сильное похолодание уменьшается за счет запасов тепла,
сохраняющихся в снежном покрове.
Весной снежный покров ослабляет оттепели и задерживает про-
гревание воздуха; испарение со снежного покрова замедляет ход
природных процессов, и лишь после появления проталин начи-
нается более быстрое прогревание воздуха. Однако для весеннего
времени характерны снежные инверсии, когда поток воздуха, дви-
жущегося над снегом, выхолаживается из-за того, что в прилегаю-
щем к снежному покрову слое тепло из воздуха затрачивается на
снеготаяние. В результате температура в этом слое понижается по
сравнению с вышележащими слоями. Но над активно тающим сне-
гом резко возрастает влажность нижнего слоя атмосферы, и это
способствует его дальнейшему прогреванию. В конце концов снег
исчезает, и характер теплообмена воздуха и земной поверхности
сразу меняется.
Воздействие снежного покрова на циркуляцию атмосферы вы-
ражается в расширении и стабилизации аномалий циркуляции, вы-
зывающих необычный характер погоды. Снежный покров оказывает
большое влияние на увеличение прозрачности воздуха, так как от-
ложенный снег предохраняет почву от развевания, а выпадающий
снег захватывает и переносит к земле всякую пыль. В результате
воздух в многоснежных районах отличается особой прозрачностью
и чистотой, а это способствует большому поступлению солнечной
радиации.
Но благодаря интенсивному отражению и излучению энергии
снежная поверхность зимой сильно охлаждается и выхолаживает
приземный слой воздуха. В европейской части России разница сред-
них суточных температур воздуха в дни со снежным покровом и
без него составляет 4-5°. В окрестностях антарктического поселка
Мирный, покрытых и в летнее время снегом, температура всегда
была на 4-5° ниже, чем в расположенном неподалеку бесснежном
оазисе Бангера.
Поверхность становится холоднее воздуха сразу же, как только
устанавливается снежный покров. На протяжении зимы эта разница
изменяется и достигает максимума в январе-феврале, когда средний
минимум температуры на поверхности и в воздухе отличается на 3-
4°, а абсолютный минимум - на 5-10°.
78
Глава 7. Снежный покров воздействует на климат
В период снеготаяния, пока снег еще не сошел, температура воз-
духа редко превышает О °C, но как только снег исчезает, температура
сразу же подскакивает вверх. Причина заключается прежде всего в
том, что темная почва в солнечный день весной сильно прогревает-
ся, тогда как снег может прогреться лишь до нулевой температуры.
Это хорошо заметно в Сибири, когда в мае, сразу после схода снега,
холодная зима сменяется в дневное время режимом жаркого лета:
послеполуденная температура поднимается до 25 °C.
Понижение температуры воздуха над снежным покровом не ог-
раничивается приземным слоем, а нередко охватывает весь нижний
слой тропосферы. Такие условия складываются над обширными
пространствами суши в средних и высоких широтах, особенно в
Сибири, на северо-востоке Северной Америки и в Антарктиде. В
результате формируются очень холодные воздушные массы при сла-
бом ветре и ясном небе, и в их нижнем 1-2-километровом слое темпе-
ратура растет с высотой. В системе общей циркуляции атмосферы в
Северной Америке и Евразии такие воздушные массы движутся в
юго-восточном направлении и способствуют охлаждению умерен-
ных широт.
Формирующийся над снежной поверхностью холодный и плот-
ный слой воздуха затрудняет прогревание воздушных масс, и поэто-
му надолго сохраняется устойчивое антициклональное состояние
атмосферы. Если в этих условиях образуются облака, то поток рас-
сеянной радиации над заснеженной территорией оказывается на 50%
больше, чем над обнаженной землей. Обычно между снежной по-
верхностью и основанием облаков возникает многократное отраже-
ние, что приводит к увеличению рассеянной солнечной радиации,
поступающей к снежному покрову.
Снежный покров играет существенную роль в формировании
сибирского антициклона в Евразии и канадского в Северной Амери-
ке. По мере смещения границы снежного покрова к югу все дальше
проникают арктические воздушные массы, площадь антициклона
расширяется, а пути циклонов смещаются в южном направлении. И
в Евразии, и в Америке циклоны часто следуют вдоль границы снеж-
ного покрова и приносят сюда новые снегопады. Свежевыпавший
снег усиливает иссушающую и охлаждающую роль снежного покрова
и способствует разрастанию его к югу. Это один из нескольких при-
родных механизмов, благодаря которым распространение сезонного
снежного покрова отличается большим постоянством. Увеличение
толщины и продолжительности залегания зимне-весеннего снежного
покрова в Тибете приводит к понижению летних температур в тро-
посфере, запаздыванию летних муссонов.
Особую роль играет граница устойчивого снежного покрова, ко-
торая на местности представляет собой довольно широкую переход-
79
Сезонное перемещение переходной зоны снежного покрова на
равнинах Северного полушария в 1975 г.
1 - снег; 2 - переходная зона; 3 - отсутствие снега
ную полосу, где участки под снегом чередуются с бесснежными уча-
стками. Здесь возникают резкие различия в альбедо поверхности и
характере тепловых потоков, формируется полоса максимальных
термических контрастов. Граница снежного покрова в Северном по-
лушарии весной и ранним летом отступает к северу медленнее, чем
осенью наступает к югу. В этом сказывается охлаждающая роль са-
мого снежного покрова. В осенние месяцы положение границы бо-
лее изменчиво, чем в весенние, хотя в континентальном климате она
занимает более стабильные позиции, чем в морском. Сроки разруше-
ния снежного покрова, как правило, тесно связаны со сроками его
установления: чем раньше образуется снежный покров, тем дольше
он лежит.
Граница заснеженных и бесснежных площадей представляет со-
бой довольно широкую переходную зону, которая смещается по се-
зонам [Kukla, 1981]. Самое близкое положение к полюсу она занимает
в июле-августе. Территория к северу от переходной зоны отличает-
ся отрицательной температурой поверхности, температурными ин-
версиями, преобладанием антициклональной циркуляции и высокой
чувствительностью тепловлагообмена к прямой солнечной радиа-
ции в ясную погоду.
Природные процессы, происходящие в переходной зоне, во мно-
гом связаны со снежным покровом. Во-первых, покрытая снегом
поверхность поглощает меньше радиации и охлаждает окружающий
80
Глава 7. Снежный покров воздействует на климат
Ежегодные отклонения площади снежного покрова в 1966-1977 гг.
в Северном полушарии в октябре (7), декабре (2) и марте (3) от сред-
ней за 10 лет
воздух. В результате снега откладывается больше и заснеженная
площадь расширяется. Во-вторых, радиационное охлаждение фор-
мирует области повышенного давления над снежным покровом, а
холодный полярный воздух переносится в более низкие широты.
Вдоль полярных фронтов выпадает снег, площадь снежного покрова
увеличивается, и последующее атмосферное возмущение проникает
дальше на юг. В-третьих, при обильном выпадении снега в горах
граница снежного покрова опускается, окружающий район охлаж-
дается, еще больше осадков откладывается в твердой фазе, и область
снежного покрова продолжает расширяться.
Положение границы снежного покрова год от года изменяется в
соответствии с колебаниями климата. Наиболее северное положение
в апреле она занимала в 10-е и 20-е годы XX столетия, когда в эпоху
преобладания западной циркуляции усиливался поток тепла с океа-
на, что ускоряло процесс таяния и схода снежного покрова. С сере-
дины 20-х и до конца 50-х годов граница распространения снега
сдвигалась на юг; в этом немалую роль играла частая повторяе-
мость восточной и меридиональной циркуляции, при которых в ве-
сеннее время господствовал более холодный воздух.
С середины 60-х годов, когда начались детальные спутниковые
наблюдения за глобальным распространением снежного покрова,
81
В мире снега и льда
выяснилось отчетливое разрастание его площади в Северном полу-
шарии, вплоть до конца 70-х годов. В 1967-1978 гг. площадь снежно-
го покрова в Евразии в среднем за каждую зиму увеличивалась от
22 млн км2 в 1969/70 г. до 28 млн км2 в 1977/78 г. А в Северной Аме-
рике за тот же период площадь распространения снега изменялась
мало - в среднем за зиму она составляла около 15 млн км2. Вместе с
тем площадь многолетних морских льдов в Южном полушарии не-
сколько сократилась.
Происходящие колебания снежного и ледяного покровов приво-
дят к изменениям отражательной способности Земли. За 1973-1978 гг.
альбедо поверхности в Северном полушарии увеличилось, а в Юж-
ном уменьшилось. В целом за 15 лет - с 1971 по 1985 г. - снежность
земного шара несколько возросла, особенно в Азии, и это привело к
указанному увеличению альбедо. Такие изменения соответствуют
наблюдавшемуся в 70-х годах похолоданию в Северном полушарии,
когда часто повторялись холодные и снежные зимы, за которыми
следовали прохладные летние сезоны.
Итак, снежный покров очень чувствителен к состоянию атмос-
феры и особенностям ее циркуляции. Поэтому на распространение и
режим снега сильно влияют антропогенные воздействия, и прежде
всего увеличенная замутненность атмосферы, рост содержания дву-
окиси углерода и прямое загрязнение снежного покрова. Как известно,
запыленность атмосферы уменьшает поступление коротковолновой
радиации на поверхность Земли. Сокращение потока радиации мо-
жет привести к задержке снеготаяния. Общее понижение температуры,
связанное с присутствием в атмосфере большого количества аэрозоль-
ных частиц, может быстро вызвать разрастание площади снежного
покрова и увеличить продолжительность его залегания. А это, в свою
очередь, увеличивает глобальное альбедо и способствует дальней-
шему похолоданию.
Благодаря воздействию двуокиси углерода, вызывающему гло-
бальное потепление, длительность залегания и площадь снежного
покрова должны сильно сократиться, а это приведет к уменьшению
альбедо поверхности и вызовет еще большее потепление.
Сжигание топлива добавляет в атмосферу не только СО2, но и
продукты неполного сгорания. Маленькие частицы сажи попадают
в арктическую дымку и сильно влияют на поглощение солнечной
радиации в атмосфере. Постепенно они удаляются из воздуха и по-
падают в снежный покров Арктики. Сажа в свежевыпавшем снеге
оказывает на радиационный баланс Земли такое же действие, как и
находящаяся в атмосфере. А в период таяния воздействие сажи на
альбедо снежного покрова еще больше, так как частицы сажи при
таянии снега концентрируются на его поверхности. Это усиливает
снеготаяние и вызывает более быстрый сход снежного покрова.
82
Глава 7. Снежный покров воздействует на климат
Апрель и май - наиболее важные месяцы в сезонном развитии
снежного покрова Северного полушария. В эти месяцы происходит
интенсивный метаморфизм снега, усиливаются его таяние и испаре-
ние с поверхности, большие колебания испытывает альбедо повер-
хности в переходной зоне, максимальной концентрации в атмосфере
достигают арктические аэрозоли и двуокись углерода. В эти же ме-
сяцы на режиме снежного покрова наиболее зримо сказывается заг-
рязнение его поверхности.
Загрязненный с поверхности снег имеет гораздо меньшее аль-
бедо по сравнению с чистым снегом и, поглощая большее количе-
ство коротковолновой радиации, быстрее нагревается и стаивает.
Пятна мокрого снега становятся эффективными поглотителями
коротковолновой радиации и ускоряют распад соседних снежных
пространств. На снимках со спутников заметно быстрое таяние
снега вдоль дорог и около нефтяных баз в районе залива Прудхо на
Аляске, а в окрестностях горнорудных комплексов провинции Кве-
бек в Канаде снег сходит на 4 дня раньше, чем на территориях, не
затронутых антропогенным влиянием. Аналогичная картина наблю-
дается в районе Воркутинского промышленного бассейна: много-
километровое пятно загрязненного снега в районе Воркуты стаивает
на неделю, а то и на месяц раньше окружающего город снежного
покрова.
Все это свидетельствует о большой чувствительности снежного
покрова к любым крупным изменениям в составе атмосферы и ее
циркуляции, и об этом следует помнить при оценке любых антропо-
генных воздействий на окружающую среду.
Теперь мы уже хорошо знаем, как много значит снежный по-
кров в формировании и развитии ледников и в существовании все-
го оледенения. Очевидно, что холодные и снежные периоды
предваряли и сопровождали ледниковые эпохи, а в механизме воз-
никновения и деградации оледенений была велика роль обратных
связей, присущих снежному покрову. Любое продолжительное гло-
бальное похолодание приводит к росту площадей и продол-
жительности залегания снежного покрова, тем самым увеличивает
планетарное альбедо и способствует дальнейшему похолоданию.
И, наоборот, если произойдет сокращение снежного покрова на
Земле, планетарное альбедо уменьшится и вызовет еще большее
потепление.
Зимний снежный покров в плейстоцене, несомненно, занимал
в Северном полушарии гораздо большие площади и на суше, и
на море. В четвертичный период снег покрывал, по-видимому,
до 35% площади Северного и 24% площади Южного полуша-
рий, тогда как соответствующие значения для нашей эпохи со-
ставляют 25 и 14%.
83
В мире снега и льда
Распространение сезонного снежного покрова на суше и на морских
льдах в январе 1980 г. (1) и в зимы последней ледниковой эпохи
18 тыс. лет назад (2)
Самые небольшие колебания средней поверхностной темпера-
туры Земли снежный покров усиливает действием обратной связи
между распространением снега и планетарным альбедо. Глобальную
климатическую роль снежного покрова трудно оторвать от влияния
на климат материковых ледниковых покровов; ледниковые периоды
были всегда и периодами повышенной снежности.
Глава 8
МАССЫ СНЕГА НА ГОРНЫХ СКЛОНАХ
Осенней апрельской ночью 1982 г. старое, видавшее виды так-
си уносило нас на север от столицы Перу Лимы. В кромеш-
ной тьме экваториальной ночи вслед машине дышала осты-
вающая безлюдная прибрежная пустыня. В пятом часу утра в
забрезжившем рассвете начался длинный подъем к четырехкило-
метровому перевалу в прибрежном хребте, отделяющем цветущую
долину р. Санты от океана.
Мы дремали на заднем сидении большого бьюика, багажник и
крыша которого были заложены тяжелыми пачками свежих газет.
Нас мчало почтовое такси-дилижанс, всю ночь развозившее газеты
и почту по многочисленным деревням и поселкам, разбросанным
среди полей и рощ в плодородной долине Санты. К девяти утра по-
казался городок Уарас - цель нашего путешествия. Здесь находи-
лось единственное в Перу гляциологическое учреждение - отдел
гляциологии государственного треста «ЭлектроПеру», в задачи ко-
торого входило изучение причин стихийных бедствий, не раз случав-
шихся в этом районе.
Из окна моего номера в гостинице была видна величественная
вершина Невадо-Уаскаран высотой 6700 м - одна из пяти самых
высоких гор Западного полушария. Слово «невадо» означает «снеж-
ный», и действительно под лучами солнца на широкой вершине горы
ослепительно сверкала белоснежная шапка снега, укрывающая лед-
ник. А чуть ниже, в обширном цирке, покоился другой ледник, на
который постоянно обрушиваются фирн и лед, накапливающиеся
наверху. От цирка начинается зеленая долина, которая на высоте около
3000 м выходит к р. Санта. Именно эта долина стала свидетельни-
цей двух величайших в мире гляциальных катастроф, случившихся
на памяти нашего поколения.
10 января 1962 г. на вершине Уаскарана обломился гигантский
снежный карниз шириной около 1 км и толщиной более 30 м. Это
произошло вечером, в 16 ч 13 мин, когда большинство людей было в
домах или около них. Точное время случайно зафиксировала теле-
фонистка в дальней деревне, увидевшая необычное белое облако,
вдруг возникшее в верхней части склона горы. А вскоре на многие
85
В мире снега и льда
Уаскаранская катастрофа 1970 г.
1 - зона обвала льда; 2 - область разруше-
ний, причиненных сходом лавины; 3 - об-
ласть максимальных разрушений; 4-граница
распространения лавинно-селевого потока:
/- ледниковый сель, II-снеговой сель с рых-
лыми отложениями, III- грязевой сель
километры разнесся глухой гул, потрясший окрестности. Масса сне-
га и льда объемом примерно 3 млн м3 свалилась на 1 км вниз вдоль
почти вертикального обрыва, ударила по лежащему в чаше глубо-
кого цирка леднику и ринулась вниз со скоростью более 150 км/ч.
увлекая за собой каменные глыбы, песок, щебень, обильно смо-
ченные дождями и талой водой. 50-метровый вал молниеносно раз-
растался, и уже спустя минуты по крутой долине двигалась масса
объемом не менее 10 млн м3. сокрушая все на своем пути. Через
7 минут лавина достигла поселка Ранраирка и смела его с лица зем-
ли, а по пути разрушила еще несколько селений. Лишь через 16 км.
спустившись на 4000 м и распластавшись по широкой долине Сан-
ты на 1,5 км. масса остановилась, запрудив реку. Урон от Уаска-
ранской лавины был огромен: погибло около 4 тыс. человек и до
10 тыс. домашних животных.
Ничто как будто не предвещало этой катастрофы, хотя предыду-
щая зима в Кордильере Бланка, где находится вершина Уаскаран,
была исключительно многоснежной, а пришедшее затем лето - нео-
бычно влажным. Сочетание двух экстремальных условий, очевид-
но, и породило гигантский снежный обвал. Но подобное событие не
86
Глава 8. Массы снега на горных склонах
стало исключительным в этих краях: оно повторилось в еще боль-
ших размерах уже через 8 лет.
31 мая 1970 г. в Кордильере Бланка произошло сильное земле-
трясение, сорвавшее со склонов Уаскарана не менее 5 млн м3 снега
и льда. Ударившись о нижележащий ледник, эта масса отколола от
него значительную часть льда и понеслась по тому же ущелью, сди-
рая по дороге мощный слой рыхлой породы и унося громадные
камни. По дороге обвал спустил небольшое озеро, что придало всей
устремившейся вниз массе еще большую силу. На этот раз пере-
дний вал достигал высоты 90 м, и уже скоро по долине со скорос-
тью до 320 км/час неслось гигантское количество снега, льда и
камней - 50 млнлГ! Лавина преодолела препятствие высотой 140 м.
вновь разрушила заново отстроенный поселок Ранраирка и не по-
щадила город Юнгай, предохраненный в 1962 г. невысоким хол-
мом. Из 20 тыс. жителей города уцелело лишь несколько сот
человек. На этот раз масса снега, камней и воды прошла почти
17 км. в том числе последние сотни метров - по долине р. Санты.
Уаскаран и в прошлом неоднократно порождал огромные стихий-
ные бедствия. И теперь уже трудно отделить гигантские снежные
лавины, случившиеся в 1962 и 1970 гг., от огромных гляциальных
селей, порождаемых землетрясениями, сильным таянием и дождя-
ми. Во всяком случае, на окраине Уараса мы с грустью наблюдали
поле крупных бесформенных холмов - следы наводнения и оползня,
заваливших часть города после землетрясения и схода громадной
лавины в мае 1970 г.
Конечно, такие страшные лавины случаются редко, но лавины
обычных размеров - это самая грозная стихия гор, о которой люди
знали еще в глубокой древности. Из «Всеобщей истории» древне-
римского ученого Полибия нам подробно известно о походе армии
Ганнибала через Альпы. Полибий говорит, что «вследствие труднос-
тей пути и снега Ганнибал потерял почти столько же людей, как и
при подъеме на горы». Роковым для карфагенян стал день 7 ноября
218 г. до н.э.: «И лишь только они подошли к узкому месту, по кото-
рому не могли пройти ни слоны, ни вьючные животные, ибо обрыв,
крутой до того..., стал еще круче после новой лавины, войско снова
упало духом и трепетало от страха». Переход Ганнибала через Аль-
пы занял 33 дня. Из 80 тыс. пеших воинов, 12 тыс. всадников и 37 бо-
евых слонов, вошедших в горы, спустились только 20 тыс. пеших,
6 тыс. всадников и один слон. Остальные стали жертвами гор, где
главными врагами войска были холода, снежные бури и лавины.
Еще одна страница военных походов в Альпы - переход армии
А.В. Суворова осенью 1799 г. из Италии в Швейцарию. И здесь ла-
вины затруднили действия армии. Как теперь говорят, небоевые по-
тери армия понесла на лавиноопасном Сен-Готардском перевале и в
87
В мире снега и льда
Памятный крест в скале рядом с Чертовым
мостом, поставленный в честь доблестных
суворовских солдат
узкой горной долине около знаменитого Чертова моста. Разыграв-
шийся затем бой привел А.В. Суворова к успеху, стихийные же труд-
ности были преодолены мужеством и стойкостью русских солдат.
Ныне в огромной нише, вырубленной на крутом горном склоне ря-
дом с Чертовым мостом, высится памятник суворовским солдатам.
Суровость этих мест подчеркивают снежные лавины, каждую зиму
сходящие к подножию памятника.
Много лавинных зим бывает в Альпах. Но особенно разруши-
тельными за последние 100 лет были зимы 1887/88, 1916/17,
1934/35, 1944/45, 1950/51, 1953/54, 1967/68, 1974/75 гг. Среди этих
лет по количеству человеческих жертв выделяется зима 1916/17 г.,
когда Альпы были в сфере действий первой мировой войны. В эту
зиму на австро-итальянском фронте, проходившем через Альпы,
жертвами лавин стало более 10 тыс. человек. Только за один «чер-
ный четверг» 16 декабря 1916 г. лавинами засыпало более 6 тыс.
солдат. А всего за первую мировую войну в Альпах от лавин погиб-
ло около 60 тыс. - больше, чем в результате военных действий.
88
Глава 8. Массы снега на горных склонах
Потери мирного времени несравненно меньше, но и они ощути-
мы. С начала прошедшего столетия по 1970 год в Швейцарских
Альпах от лавин погибло 1244 человека. В Швейцарии зарегистри-
ровано более 10 тыс. мест постоянного схода лавин, и по крайней
мере 3 тыс. из них угрожают населенным пунктам, дорогам, линиям
электропередач и связи. А всего в густонаселенных Альпах насчи-
тывается около 20 тыс. участков схода лавин. В южной части Альп,
на французской и итальянской территориях, к массовому сходу ла-
вин нередко приводит ломбардец - сильный юго-восточный ветер,
сопровождаемый обильными снегопадами.
Одной из катастрофических зим XX в. в Швейцарии была зима
1950/51 г., когда лавины обрушились на многие горные деревушки,
но особенно пострадал Андерматт - городок, расположенный ря-
дом со знаменитым Чертовым мостом. В ночь на 20 января здесь
выпало 1,5-2 м снега и уже через несколько часов пошли лавины.
Они разрушили несколько старинных гостиниц и казармы военно-
го городка.
Лавинные катастрофы характерны и для Исландии. Из древних
саг мы узнаем о гибели от лавины 5 человек в 1118 г., а 24 декабря
1613г. сошедшая лавина погубила сразу 50 жителей острова. С 1800 г.
до середины XX в. жертвами лавин в Исландии стало более 500 че-
ловек, разрушено 470 зданий, погибло 3500 голов скота.А ведь Ис-
ландия - малонаселенная страна.
О лавинах Кавказа люди узнали еще 2 тыс. лет назад. «И на Кав-
казе лавины подстерегают путешественников и взимают много
жертв», - читаем мы в «Географии» Страбона. В средневековье ла-
винные события разыгрались здесь в XIII-XIV вв., когда участились
суровые и многоснежные зимы, лавины разрушили многие высо-
когорные селения и дороги.
В одном из сообщений 1817 г. говорилось о гибели военного от-
ряда русской армии под лавиной на пути к Эльбрусу. Здесь же, в
Приэльбрусье, зимой 1942/43 г. снежные лавины вносили свои по-
правки в военные действия. Под лавинами погибали немецкие еге-
ря, проходившие по склонам Эльбруса, не избежали гибели и
отдельные группы наших солдат. А специальные подразделения во-
енных альпинистов вызывали лавины искусственно и таким обра-
зом уничтожали врагов.
Исключительно многоснежной на Кавказе выдалась зима
1986/87 г. И на Северном Кавказе, и в Закавказье снега выпало в
2-3 раза больше, чем обычно. В Сванетии снег, почти не переставая,
шел 46 дней и породил бессчетное количество лавин. Снега завали-
ли селения, в которых люди жили с Х-ХП вв. И раньше сюда дока-
тывались лавины, но в самые опасные дни сваны прятались в высоких
сторожевых башнях, и последние, как некогда от врагов, спасали их
89
В мире снега и льда
от стихии. А когда лавины затихали, люди возвращались в свои дома.
В зиму 1986/87 г. многие древние сванские дома оказались разру-
шенными, остались только башни. В Местийском районе были пол-
ностью разрушены более 200 домов, а около 850 серьезно
повреждены. Погибли 60 человек, из лавиноопасных мест внутри
района были переселены около 2000 жителей, а свыше 1500 вывезе-
ны в Восточную Грузию. Таковы масштабы лавинного бедствия лишь
в одном районе, а сколько беды принесли снежные лавины в ту зиму
по всему Кавказу!
В прошедшем столетии самыми лавинными на Кавказе
были зимы 1910/11, 1931/32, 1962/63, 1975/76 и 1986/87 гг. Зимой
1975/76 г. объемы некоторых лавин в Сванетии превышали
1 млн м3 снега; тогда в Местийском районе под лавинами погиб-
ло 20 человек. Но особенно страшной Зимой Больших Лавин
здесь оказалась зима 1986/87 г.
Практически все горные системы в Евразии подвержены лавин-
ной опасности. Лавины сходят на 20% территории бывшего СССР.
Также опасны они в горах Тянь-Шаня и Памира. Летом 1969 г. я
работал на Памире и был поражен множеством мощных лавинных
завалов, перекрывавших ущелья и реки. Не все завалы успели рас-
таять за лето. А причиной всему - развитие зимой 1968/69 г. на
Памире аномальных синоптических процессов: усилился принос
влажных масс воздуха средиземноморского происхождения, дав-
ших огромное количество осадков. За декабрь 1968 г. и последую-
щий январь снега выпало в 4-5 раз больше обычного, а снегопады
22-25 января дали месячную норму осадков, при этом температу-
ра воздуха повысилась на 10-11°. Такие условия вызвали массо-
вый сход мокрых лавин. Подобная ситуация повторилась в начале
марта: несколько дней подряд обильно выпадала смесь мокрого
снега и дождя, и вновь пошли лавины. На Памире сложилась ла-
винная опасность, которая бывает раз в 25 лет. Объемы отдель-
ных выбросов лавинного снега достигали 2,5-3 млн м3, из-за
прорывов снежных запруд на реках проходили паводки из смеси
снега с водой высотой 5-6 м. Интересно, что как раз в начале мар-
та в районе Рушана произошло землетрясение, но снег остался ле-
жать на склонах, а на следующий день после сильных снегопадов
начали сходить лавины. «Снежными драконами» назвал здешние
лавины буддийский монах Сюань Цзян, путешествовавший по Па-
миру и Тянь-Шаню в VII в.
Лавиноопасность гор Запада США стала фактом, когда сюда в
60-х и 70-х годах XIX столетия хлынул поток золотоискателей и
переселенцев. А в местечке Алта, что расположено к востоку от
Солт-Лейк-Сити, ныне крупнейшем горно-лыжном курорте
Скалистых гор, с 1874 по 1910 год лавины погубили 127 человек.
Величайшую в истории США лавинную катастрофу на железной
90
Глава 8. Массы снега на горных склонах
дороге принесла зима 1910 г. Она случилась в ночь на 1 марта
недалеко от перевала Стивенс в Каскадных горах штата Вашингтон,
где неделей раньше на маленьком полустанке Веллингтон сильнейшие
снегопады блокировали три поезда: пассажирский, почтовый и
рабочий. Железнодорожный разъезд находился между двумя
длинными противолавинными галереями, но раньше к нему лавины
не доходили, потому что выше по склону рос густой лес. Однако в
предшествующее лето произошел большой лесной пожар, и теперь
на горном склоне над железнодорожными путями торчали лишь
обгорелые стволы деревьев.
К ночи 1 марта многодневный снегопад прекратился, задул чи-
нук - теплый западный ветер, принесший дождь. Вскоре огромная
масса снега шириной в 0,5 км, около 1 км длиной и почти в 6 м
толщиной сорвалась со склона и ринулась к железнодорожным пу-
тям, ломая редкие остатки леса на оголенном склоне. Пассажирский
и почтовый поезда были сброшены с рельсов и засыпаны, а от рабо-
чего состава остались лишь обломки. На полустанке сохранилась
лишь небольшая гостиница. Выбравшимся из гостнициы удалось
откопать из-под снега всего 22 оставшихся в живых, остальные -
около 100 человек - погибли.
Снежной лавиной мы называем пришедшие в движение на скло-
не, скользящие и низвергающиеся снежные массы. Есть в латинском
языке корень «лаб» (lab), означающий «подвижность», «неустой-
чивость». Он и стал основой слова «лавина». Правда, древние рим-
ляне не употребляли этого слова - они говорили «молес нивиум»
(moles nivium), т.е. «груда снега», а позднее «казус нивиум» (casus
nivium), т.е. «снежный казус». Однако в рукописях VI в. уже появля-
ется слово «лавина» (labine), быстро завоевавшее популярность и в
научных трактатах, и в хозяйственных документах. В древнегерман-
ском языке употреблялось слово «лафина» (lavine), давшее в совре-
менный немецкий язык слово Lavine. Из немецкого слово «лавина»
пришло и в русский язык.
Произошло это не сразу. Еще в начале XIX в. снежную лавину
называли просто «обвал». В «Путешествии в Арзрум», говоря о Да-
рьяльском ущелье, А.С. Пушкин упоминает снежную лавину: «...ус-
лышал я глухой рокот. “Это обвал”, - сказал мне г. Огарев. Я оглянулся
и увидел в стороне груду снега, которая осыпалась и медленно съез-
жала с крутизны».
Однако слово «обвал» в русском языке включало в себя более
широкое понятие, и для обозначения лавины требовалось поясня-
ющее слово «снежный». Такое употребление привело к смене тер-
мина и более быстрому привыканию языка к слову «лавина». Уже
в 1828 г. в поэме «Кавказский пленник» М.Ю. Лермонтов употре-
бил это слово:
91
В мире снега и льда
Глядел он с ними, как лавины
Катятся с гор и как шумят,
Как лавой снежною блестят,
Как ими кроются долины...
В наши дни слово «лавина» широко проникло в русский язык и
стало обозначать целый круг явлений и процессов, быстро нараста-
ющих во времени. В ядерной физике появилось понятие «лавинный
процесс», а в информации обычным стало сочетание «лавина фак-
тов». В гляциологии термин «лавина» имеет по крайней мере три
разных значения. Этим словом обозначается природное явление,
представляющее собой движение снежных масс по склону, непос-
редственно тело лавины, сформированное из пришедшего в движе-
ние снежного покрова, и, наконец, отложения лавинного снега на
склоне или у его подножия после остановки лавины. Такая много-
значность термина неудобна. Для каждого из упомянутых здесь по-
нятий лучше употреблять такие слова: снежная лавина, тело лавины,
лавинные отложения.
Первые научные исследования лавин начались в Альпах. В 1881 г.
увидела свет книга Иоганна Коаца «Лавины Швейцарских Альп», в
которой автор изложил результаты своих работ, выполненных с
1851 по 1873 год на востоке Швейцарии, в кантоне Граубюнден. В
связи с необходимостью защиты от лавин растущей сети железных
дорог, охватившей практически все Альпы, в 1932 г. в Швейцарии
была создана правительственная Лавинная комиссия для разработ-
ки исследовательской программы по изучению снега и лавин, а вскоре
известный специалист по механике грунтов профессор Р. Хефели
возглавил небольшую исследовательскую группу, приступившую к
всесторонней разработке лавинных проблем в районе склоне Вайсф-
луйох над курортным городом Давосом. Первый этап исследований
завершился в 1938 г. изданием книги «Снег и его метаморфизм» -
классическим трудом, по которому в свое время мы осваивали азы
гляциологии. В 1942 г. на месте деревянной хижины на Вайсфлуйох
на высоте 2700 м над ур. моря было построено здание Швейцарского
федерального института снега и лавин - ныне ведущего в мире цен-
тра лавиноведения.
В 30-е годы большой интерес к лавинам был проявлен и на Кав-
казе, где началось проектирование транскавказских дорог, и в Хиби-
нах, где стали осваивать богатые залежи апатитов. 5 декабря 1935 г.
после сильного снегопада и метелей на хибинский поселок Кукис-
вумчорр сошли сразу две большие лавины, они засыпали железную
дорогу, снесли линию связи и под обломками домов погребли не-
сколько десятков человек. В 1936 г. на комбинате «Апатит» была со-
здана специальная противолавинная служба, в которой работали
талантливые и самобытные ученые. Уже в 30-е годы исследовались
такие трудные проблемы, как расчет устойчивости снега на склоне,
92
Глава 8. Массы снега на горных склонах
Здание Швейцарского федерального института снега и
лавин в местечке Вайсфлуйох- в горах над Давосом
теория движения лавин, проектирование противолавинных сооруже-
ний. И сейчас в производственном объединении «Апатит» трудится
большой коллектив лавинщиков, без которого немыслима успешная
добыча апатитовых руд.
В послевоенные годы широкие исследования лавин разверну-
лись в горах Средней Азии и Кавказа, Карпат и Сибири. Большой
вклад внесли работы Института геофизики АН Грузии и Высоко-
горного геофизического института в Нальчике, проводившиеся под
руководством профессора Г.К. Сулаквелидзе, и Проблемной лабо-
ратории снежных лавин и селей МГУ во главе с профессором
Г.К. Тушинским.
Для возникновения лавин необходимы большое количество сне-
га и достаточно крутые склоны. Пушистое снежное покрывало в го-
рах только издали выглядит безобидным, в действительности в нем
все время дремлют силы, регулярно приводящие снег в движение.
Наиболее опасен снежный покров на склонах крутизной от 15 до
45°. На более пологих склонах снег стекает постепенно, не приходя в
опасное состояние, а на очень крутых он не задерживается, падает
небольшими порциями сразу во время снегопада.
Если скорость движения снега не превышает 1 м/с - это снеж-
ный оползень, осов\ обычно он соскальзывает по широкой поверхно-
сти слабо расчлененного склона, не имеющего хорошо выраженных
эрозионных борозд или врезов. Снежные лавины сходят периодически
по одним и тем же путям. Чаще всего они движутся по лавинным
93
В мире снега и льда
А - зона зарождения, Б - зона транзита, В - зона отложения
лоткам - желобам на склоне. Если на пути снежного обвала оказы-
ваются обрыв или крутой перегиб склона, лавина «прыгает» с него и
некоторое время проносится по воздуху. Прыгающая лавина облада-
ет большой силой. В Хибинах, например, мощная лавина перепрыги-
вала через дамбу высотой 30 м и ударяла в защищаемые от нее
сооружения.
Участок горного склона и дна долины, на котором образуется, дви-
жется и останавливается снежная лавина, называют лавиносбором.
Вверху находится лавинный очаг - место зарождения, а ниже - русло
и конус выноса лавины. В зоне зарождения лавина набирает силу,
захватывает первые порции снега со склона и быстро превращается в
бурный поток, все сметающий на своем пути. В зоне транзита она
несется вниз по склону, все более наращивая массу, ломая кусты и
деревья. Но постепенно склон выполаживается, движение замедляет-
ся, массы снега нагромождаются в виде лавинного конуса выноса.
Здесь формируется зона отложения лавины, иногда распространяю-
щаяся и на подножие противоположного склона долины.
94
Глава 8. Массы снега па горных склонах
Лавиносбор в верховьях Кубани на Кавказе
95
В мире снега и льда
Скорость лавин достигает 100-350 км/ч, в движение вовлека-
ются сотни тысяч и миллионы кубометров снега. В зоне отложе-
ния образуются снежные конусы толщиной от 5 до 30 м, а иногда
их мощность составляет многие десятки метров. Зимой 1910/11 г.,
например, лавина с хребта Бзыке на Западном Кавказе оставила в
ущелье р. Белой завал толщиной в 100 м. Снег в нем стаивал не-
сколько лет.
Большинство из описанных выше катастрофических лавин
возникало после многодневных обильных снегопадов, перегружав-
ших склоны. Уже при интенсивности снегопада 2 см/ч, длящемся до
10 часов кряду, появляется лавинная опасность. Свежеотложенный
снег нередко бывает несвязанным и сыпучим, как песок. Этот «ди-
кий» снег легко порождает лавины. Лавинная опасность многократно
возрастает, когда снегопады сопровождаются ветром. Во время ме-
тели над крутыми гребнями курятся «снежные флаги» - это снег
переносится с наветренного на подветренный склон, где вырастают
опасные снежные карнизы, которые могут обвалиться в любую ми-
нуту и вызвать снежную лавину.
В 30-х годах швейцарский ученый В. Паульке назвал ветер глав-
ным архитектором лавин. Такая «архитектура» типична для обшир-
ных плоских вершин Хибинских гор. Здесь накапливаются большие
массы снега, а метели сдувают их к бровкам плато, откуда по скло-
нам сходят лавины.
При сильном ветре на поверхности снега формируется ветровая,
или снежная, доска, представляющая собой пласт мелкозернистого
снега большой плотности - 400-600 кг/м3. Снежная доска состоит
из плотно уложенных снежных кристаллов и иногда достигает тол-
щины в несколько десятков сантиметров. Как она образуется, еще не
вполне ясно. По-видимому, ветер механически уплотняет снег, а кроме
того, происходит быстрая сублимация влаги на поверхности снега,
ускоряемая действием ветра. Так или иначе, но на склонах образует-
ся плотный и толстый слой особого снега, под которым нередко воз-
никают пустоты. Внезапно снежная доска раскалывается, отдельные
острореберные блоки ее оседают и начинают скользить по нижеле-
жащему разрыхленному снегу - образуется снежная лавина.
Но и в отсутствие снегопадов снег постепенно «созревает» для
порождения лавин. Этому способствуют процессы метаморфизма,
непрерывно идущие в снежной толще. Снежный покров всегда об-
ладает вязкоупругими свойствами: он может течь, как жидкость, и
сжиматься, не разрушаясь, как твердое тело. Иногда в снеге отсут-
ствуют силы сцепления, а временами он так сцементирован, что напо-
минает камень.
С течением времени снежная толща оседает, что приводит к ее
уплотнению. Однако в отдельных слоях происходит разрыхление, и
96
Глава 8. Массы снега на горных склонах
именно эти ослабленные слои и служат источниками лавинной опас-
ности. В них формируются слабо связанные кристаллы глубинной
изморози, играющие роль подшипников, по которым скользят вы-
шележащие слои плотного снега. Глубинная изморозь разъедает
нижний слой снежного покрова, верхняя толща оказывается под-
вешенной, готовой при первом толчке обрушиться и образовать
лавину.
Состояние снежного покрова резко изменяется, когда в нем появ-
ляется вода. С повышением температуры прочностные свойства снега
падают, а появляющаяся в снеге жидкая вода еще больше ослабляет
его прочность. При резком таянии или интенсивном дожде структу-
ра толщи быстро изменяется, и тогда формируются грандиозные
мокрые лавины. Они сходят весной на обширных территориях, иногда
захватывают почти весь накопившийся за зиму снег. Их называют
грунтовыми, потому что они движутся прямо по грунту и сдирают
почвенный слой, камни, куски дерна, кусты и деревья. Это очень
тяжелые лавины, приводящие к завалам на дорогах, которые трудно
разгрести и убрать. При полном насыщении снежного покрова та-
лой или дождевой водой начинается гравитационное сползание про-
питанных водой снежных масс на обширных территориях. Такие
гидронапорные лавины могут сходить на очень пологих склонах кру-
тизной не более 20°.
Снег, лежащий на склоне, приходит в движение под действием
силы тяжести. Но существуют силы, которые до поры до времени
удерживают его на склоне. Это - сцепление снега с нижележащими
горизонтами снежного покрова или поверхностью грунта и сила тре-
ния, пропорциональная весу вышележащего снега. Обе силы дей-
ствуют вместе, их называют сопротивлением сдвигу. Кроме того,
смещению снега препятствует снежный покров, расположенный ниже
по склону, а лежащий выше также стремится удержать снег посред-
ством связей между снежными частицами. Противоборствующие
силы с течением времени не остаются постоянными: сила тяжести
по мере увеличения толщины снежного покрова растет, а другие силы
изменяются самым разным образом. Всю гамму этих изменений
можно объяснить тремя группами причин: снегопадом или мете-
лью, перекристаллизацией снежной толщи, появлением в толще
жидкой воды.
В первом случае длительный снегопад или сильная метель пере-
гружают склон снегом, и с какого-то момента силы, удерживающие
снег, не поспевают за ростом составляющей силы тяжести, стремя-
щейся его сдвинуть - возникает лавиноопасная ситуация. Во втором
случае масса снега на склоне может оставаться неизменной, но в ней
идут процессы перекристаллизации, ослабляющие отдельные гори-
зонты, и, наконец, удерживающие силы уже не могут справиться с
действием силы тяжести - толща становится готовой к движению
97
В мире снега и льда
вниз. В третьем случае быстрое таяние снега из-за повышения тем-
пературы или промачивания снега дождем резко ослабляет связи
между снежными зернами и снижает действие удерживающих сил,
которые не могут справиться с возросшей силой тяжести - и снова
толща готова породить лавины.
Но даже готовая к движению снежная толща не может сместить-
ся самопроизвольно. Нужен первый импульс, который приведет снег
в движение. Таким спусковым механизмом выступают резкие пере-
грузки, колебания температуры, появление ослабленных горизонтов
в результате конструктивного метаморфизма снега, скалывание и
вибрация. Лавину могут вызвать обильный снегопад или сильная
метель, потепление, сопровождающееся таянием снега, теплый дождь,
промачивающий толщу, слои хрупких кристаллов глубинной измо-
рози в ослабленных горизонтах, срезание снега лыжами, вибрация в
снегу, вызываемая звуковой или ударной волной. Это лишь обоб-
щенное представление о спусковых механизмах лавин, а на самом
деле их может быть великое множество.
Иногда к массовому сходу лавин приводят землетрясения. 25 мар-
та 1978 г. в западной части хребта Кюнгёй-Ала-Too на Западном
Тянь-Шане произошло землетрясение силой 9 баллов, и хотя, судя
по расчетам, снег на склонах еще не должен был потерять своей ус-
тойчивости, лавины образовались на площади 700 км2. Вместе с тем
известно, что даже в двух соседних лавиносборах на одном и том же
склоне устойчивость снежного покрова может быть далеко не одина-
ковой, и лавины в них сходят не всегда одновременно.
Несмотря на обилие спусковых механизмов, вызывающих сход
лавин, форма их рождения довольно однообразна. Если исключить
лавины, вызываемые обвалами снежных карнизов, то все остальные
начинают движение либо «из точки», т.е. при нарушении устойчивости
очень малого объема снега, либо «от линии», т.е. при нарушении ус-
тойчивости значительного пласта снега. Первые представляют собой,
как правило, лавины из рыхлого снега, а вторые - из снежных досок.
Чем снег рыхлее, тем меньше связаны между собой его кристал-
лы, тем меньший объем снега нужен для начала лавины. Движение
самого рыхлого, «дикого», снега начинается буквально с нескольких
частиц. Начало лавинного процесса происходит столь неожиданно и
молниеносно, что никто еще не видел, как рождаются в естествен-
ных условиях такие лавины.
Лавина из снежной доски начинается растрескиванием снежно-
го покрова. Снежный пласт вдруг раскалывается, узкая трещина
быстро разрастается, от нее рождаются боковые расщелины, и вско-
ре уже крупные снежные глыбы несутся вниз. А в верхней части
склона сохраняется ломаная линия, которая ограничивает оставши-
еся неподвижными части снежной плиты.
98
Глава 8. Массы снега на горных склонах
Схема схода лавин от линии (А) и из точки (Б)
/- зона зарождения, //- зона транзита, III - зона отложения
Рождение лавины «от линии» часто наблюдалось людьми, а не-
редко и вызывалось ими. Стоит проехать лыжнику по, казалось бы,
безопасному склону, и вот уже ползет коварная трещина, а отколов-
шиеся плиты с шумом начинают движение вниз. Известный лавино-
вед К.С. Лосев [1983] стал свидетелем рождения такой лавины в
верховьях р. Майликатан на Западном Тянь-Шане:
Линия отрыва снежной лавины
99
В мире снега и льда
«Из-за небольшого перегиба склона я рискнул ступить на более
крутой его участок, покрытый сероватой, очень плотной снежной
доской, присыпанной местами белоснежными пятнами свежего ме-
телевого снега. Достаточно было сделать один шаг по ее поверхнос-
ти, как вдруг она явственно стала прогибаться и оседать. Прыжок
вверх - к чахлому деревцу арчи, растущему на бровке перегиба, вер-
хушка которого торчала из-под снега. Чуть выше того места, где в
метелевом белоснежном наносе четко отпечатался след сапога, в се-
рой снежной доске с шипением раскрылась трещина, другие трещи-
ны пронзили осевший пласт, и снежные плиты, сначала как бы присев,
устремились вниз».
Лавинная деятельность - продукт рельефа и климатических ус-
ловий. Вместе с колебаниями климата изменяются повторяемость и
интенсивность схода лавин. Судя по ряду косвенных признаков, в
позднем плейстоцене лавинная активность была понижена, так как
крутые склоны и многие гребни перекрывались ледниками, а рас-
члененность рельефа резко уменьшалась. Лавины были вытеснены
ледниками в неблагоприятные для их существования предгорья на
те уровни, где сейчас они не сходят. А в перекрытых льдом горах
высоких широт лавинная деятельность прекращалась совсем. Таким
образом, современные условия для схода лавин возникли после от-
ступания и разрушения последних ледниковых покровов, господство-
вавших на Земле 17-20 тыс. лет назад.
За последние 200 лет максимальное количество крупных лавин
сходило в 1850-1870 гг., затем лавинная активность снизилась и вновь
возросла с начала 1960-х годов. Современная лавинная активность
в Хибинах близка к максимальной за последние 2000 лет. На Север-
ном Кавказе, в верховьях р. Баксан, за два последних века повышен-
ная лавинная активность была в 1820-е, 1840-е, 1890-1900-е, 1930-е
и 1970-е годы. Интенсивный сход лавин характерен и для нашего
времени: яркий показатель этого - исключительные лавинные ката-
строфы на Кавказе в зиму 1986/87 г.
Глава 9
УДАРЫ ПО ДНИЩАМ ДОЛИН
Невинный на вид белый снежный обвал - это не волк в овечьей
шкуре, а тигр в шкуре ягненка, - так определил лавину
австрийский исследователь Матиас Здарский. В теплый
мартовский день я двигался вверх по долине р. Баксан от пос. Терскол
к урочищу Азау под Эльбрусом. Дорога из соснового леса вышла на
проплешину, поросшую кривыми кустами и мелкими березками.
Северный борт долины был весь как на ладони. Вдруг где-то под
самым гребнем закурилось маленькое снежное облачко. Быстро раз-
растаясь, оно скоро стало похожим на каплю, сбегавшую вниз по
склону. Уже через минуту «капля» наткнулась на скальный уступ,
прыгнула с него и вскоре вышла в узкое ущелье, направившее ее как
раз к тому безлесному участку долины, где я сейчас находился.
Пришлось отбежать к крупным деревьям, куда лавины обычно не
доходили. Эта лавина оказалась не агрессивной: шипя, она замед-
лила свой бег и как бы нехотя остановилась, не дойдя до дороги
метров пятьсот. Но спустя несколько лет, весной 1976 г., именно на
этот участок шоссе Терскол - Азау обрушилась мощная лавина,
свалившая много сосен, простоявших десятилетия.
Сравнительно медленно движущиеся лавины не дают полного
представления об их силе, мощи и характере движения. А молни-
еносно низвергающиеся не оставляют времени на наблюдения и
раздумья. Вот почему, многократно наблюдая сход лавин, люди долго
не могли даже правильно описать это явление. Длительное время
лавину представляли в виде снежного кома, который летит вниз по
склону и увеличивается за счет налипания новых порций снега. Почти
все древние гравюры именно так изображали снежную лавину. На
одном из подобных рисунков показана лавина, обрушившаяся в
1517 г. на императора Священной Римской империи Максимилиана
Первого и его свиту. Шаром или множеством снежных шаров лавину
представляли вплоть до XIX в.
Многообразие снежных лавин и многоликость форм ее движения
затрудняли понимание физики лавин. Все XIX столетие ученые еще
бродили в потемках; лишь в 30-х годах XX в. лавину стали рас-
сматривать как твердое тело и научились рассчитывать движение
101
В мире снега и льда
Движение снежного осова
ее центра тяжести. В последующие 20-30 лет эти представления
развивались и уточнялись, пока в конце 50-х - начале 60-х годов не
появились гидравлические модели движения, в которых лавина
представлялась не твердым, а жидким телом. В одной из таких
моделей первоначально склон считается покрытым единым слоем
снега, который затем начинает смещаться в виде большой капли
однородной вязкой жидкости, причем ее верхний конец закреплен на
гребне склона. В то же время голова капли быстро растет в
результате захвата новых порций снега в процессе движения. В
дальнейшем появились аэрозольные модели движения лавины. Теперь
уже создано много моделей, но ни одна из них не в силах описать и
объяснить все особенности движения лавин.
Казалось бы, в изучении движения снежных лавин может помочь
моделирование этих процессов в лабораторных условиях. Но лавина
относится к многокомпонентным потокам, так как состоит из снега,
воздуха и твердых включений. Физика таких потоков очень сложна,
а набор условий подобия при их мало масштабном моделировании
крайне противоречив. Поэтому конкретное физическое моделирование
лавины возможно исключительно в натурном масштабе, т.е. 1:1.
И все-таки как же происходит движение лавины? Виктор Гюго
заметил: «Казалось бы, холод, присущий снегу, должен был сообщить
ему оцепенелость зимы, а белизна - неподвижность савана. Однако
102
Глава 9. Удары по днищам долин
Сход снежной лавины
это опровергается стремительным движением лавины. Лавина - это
снег, ставший огненной печью. Она ледяная, но все пожирает».
Формы движения лавины разнообразны. С ней могут катиться
снежные катыши, скользить и вращаться снежные комья и обломки
снежной доски; лавина может течь, подобно воде, может быть сплош-
ной массой снега или подниматься в воздух в виде снегопылевого
облака. А при встрече с обрывом лавина низвергается с него, как
водопад. Разные виды движения, дополняя друг друга, переходят
один в другой на разных участках той же самой лавины.
Фронт лавины движется быстрее ее основного тела из-за обру-
шения снежного покрова перед фронтом от удара лавины. Тем самым
в лавину включаются все новые порции снега, в то время как в
хвостовой части ее скорость падает и частично снег остается на
склоне. На гребнях волн, возникающих на поверхности движущейся
лавины, то и дело появляются каменные обломки. Это говорит о
сильном турбулентном перемешивании в теле лавины, а иногда в его
передней части формируется более плотное ядро.
По мере выполаживания склона тело лавины замедляет свое
движение. В нижней части склона она обычно выходит на конус
выноса, оставшийся от схода предыдущих лавин. При торможении
103
В мире снега и льда
Контуры трех лавин (I-III), сошедших в 1974 г. в Хибинских горах (а),
и результаты измерений их скорости стереофотограмметрическим
методом (б)
тело лавины может растечься по поверхности конуса выноса и
выбросить несколько плоских языков, похожих на вязкую жидкость,
застывшую в понижениях рельефа. Останавливающийся снег быстро
отвердевает, но продолжает еще некоторое время двигаться под
напором хвостовой части лавины, напирающей на переднюю, пока
наконец лавина окончательно не успокоится.
Скорость лавин меняется в широких пределах. Обычно она
составляет 30-50 м/с, но иногда достигает и даже превышает
1W м/с. Швейцарский ученый А. Фельми упоминает о скорости
125 м/с, или 450 км/ч.
На рисунке, где представлены результаты измерений скорости трех
лавин, видно, как увеличивается скорость лавины по мере ее разгона,
а затем падает при прохождении в узком русле из-за трения о борта
ущелья, но вновь возрастает при выходе лавины на широкий конус
выноса и лишь затем затухает перед полной остановкой.
Снег на горном склоне почти всегда находится в напряженном
состоянии. В результате деформации и разрушения связи между
кристаллами в снежном покрове генерируются звуки высокой частоты
- в сотни килогерц. «Голос» снежного покрова усиливается за
несколько часов до схода лавины. Подвижка больших масс снега
вызывает колебания другого тона, они похожи на сейсмические -
порядка нескольких десятков герц. А движущаяся лавина «звучит»
104
Глава 9. Удары по днищам долин
Древние башни в многоснежном районе Кавказа
на частоте радиосигналов - около 1000 кГц. Значит, напряженное
состояние снега, готовность его к движению, да и сам сход лавины
можно уловить путем пеленгации, дистанционно.
В Приэльбрусье при сходе лавин из свежевыпавшего снега было
зафиксировано электромагнитное излучение с максимумом частоты
около 103 Гц, а при лавинах из лежалого снега - 2,5-106 Гц. Сигналы
были очень устойчивы, их амплитуда на 2-3 порядка превышала
уровень естественных шумов в том же диапазоне частот.
Лавины обладают огромной ударной силой. На Сахалине лавина
объемом всего в 8,5 тыс. м3 снега в январе 1965 г. разрушила сана-
торий через несколько дней после дня его открытия. Строители поста-
вили его на живописной ярко-зеленой площадке, выделявшейся среди
мрачного хвойного леса, но это был как раз конус выноса лавин,
сходивших здесь и прежде.
Лавины легко разносят в щепы деревянные дома, их лобового
удара не выдерживают и бетонные здания, причем иногда бетон
выкрошивается от удара, так что остается лишь металлический
каркас некогда железобетонного сооружения. А если дом оказался
очень прочным и лавина не может его разрушить, она выдавливает
двери и окна и заполняет снегом нижний этаж, загоняя людей
наверх. Для спасения от лавин очень важны каменные башни,
которые исстари строили в Сванетии рядом с жилыми домами. В
105
В мире снега и льда
страшную зиму 1986/87 г., когда все селения в Сванетии оказались
под глубоким снегом и многие дома были полностью разрушены,
ни одна из 320 сванских башен не пострадала. Поэтому представ-
ление о том, что башни в прошлом играли военную роль, были
неприступными убежищами от набегов врагов, недостаточно. Они
служили и как убежища от лавин в самые снежные годы, так как
оказывались для лавин «неприступными».
Лавина не щадит ничего, что встречается на ее дороге. Она скру-
чивает металлические мачты электропередач, сбрасывает с дороги
автомашины и тракторы, превращает в груду металлолома паровозы
и тепловозы. Она засыпает дороги слоем многометрового плотного,
как лед, снега, который порой невозможно взять никакими механиз-
мами. Она сносит сразу по многу гектаров леса, не выдерживают и
столетние деревья. В Швейцарии, где с максимально возможной
точностью подсчитываются убытки от лавин, они ежегодно разру-
шают до 20 жилых домов, около сотни скотных дворов и горных хижин,
уничтожают до 120 га леса.
Особенно сильное ударное действие оказывают прыгающие
лавины. В месте приземления лавины после «прыжка» возникают
ямы выбивания - эллипсовидные углубления, вытянутые вдоль
склонов, образованные от удара лавины о дно долины. В Ново-
зеландских Альпах в подобных котловинах обнаружено 16 озер пло-
щадью от 20 до 50 тыс. м2. Все они находятся у основания крутых
лавинных лотков, и время от времени на один и тот же участок
обрушивается прыгающая лавина массой до 300 тыс. т.
Чтобы правильно проектировать противолавинные сооружения,
надо измерить силу удара лавины. Но как это сделать, если лавина
все сметает на своем пути? В первых измерениях удара, выполнен-
ных в СССР еще в 30-х годах, использовался буфер железнодорож-
ного вагона с мощной пружиной. Он закреплялся на пути лавины,
и величина сжатия пружины при ударе фиксировалась металли-
ческим стержнем, который перемещался вместе с пружиной от
удара, но обратно, подобно пружине, не возвращался. Тем самым
стержень отмечал величину давления снега на пружину, которую
раскапывали из-под снега после схода лавины. В 50-х годах такие
измерители давления были установлены в разных лавиноопасных
местах на Военно-Грузинской дороге. Они отметили давление лавин
от 5 до 50 т/м2.
В Швейцарии использовали тоже очень простые приборы. На пути
лавины устанавливался приемный щит, на внутренней стороне
которого находился стальной заостренный стержень, а против него
на неподвижной опоре крепилась небольшая алюминиевая пластинка,
в которую входил стержень под ударом лавины. Чем больше давление,
тем сильнее вмятина на пластине. Остается измерить глубину вмяти-
ны, а отсюда уже легко рассчитать силу удара лавины.
106
Глава 9. Удары по днищам долин
Теперь для подобных измерений применяют сложные приборы,
позволяющие получить не только максимальное давление снега, но
и его изменение в процессе удара. Выяснилось, что максимальная
нагрузка на препятствие достигается через 10-30 л//<с после удара, а
затем в течение первых 10 с она постепенно снижается.
Обобщение всех данных показывает, что давление лавины бывает,
как правило, от 5 до 50 т/м2, хотя удар одной из лавин в Японии
превысил 300 т/м2. Ниже вы можете увидеть, к каким разрушениям
приводит удар лавины разной силы:
Давление, т/м2 Результат действий лавины при указанном давлении:
0,2 0,5 выбивает стекла и оконные рамы; выламывает двери, валит изгороди, ломает ветви деревьев, срывает легкие крыши;
3 разрушает деревянные здания, ломает стволы молодых деревьев;
10 повреждает легкие каменные сооружения, ломает стволы деревьев;
25 разрушает каменные сооружения, валит старый лес на значительной площади;
100 разрушает железобетонные сооружения.
Силу удара измеряют не только в самих лавинах, но и в опыт-
ных установках - специальных лотках, моделирующих движение
лавин. Первый такой лоток был построен на Вайсфлуйохе Швей-
царским федеральным институтом снега и лавин. Металлический
лоток длиной 20 и шириной 2,5 м установлен на металлической
ферме, наклон которой можно изменять от 35 до 50°. Сверху по
желобу спускается образец снега, а внизу он ударяет в приемное
и записывающее устройство. Скорости снежных блоков перед
ударом доводились до 10-13 м/с. Подобные сооружения были
построены также в окрестностях города Саппоро на о. Хоккайдо,
на Южном Сахалине, в Хибинах и в Приэльбрусье. Искусственный
лавинный лоток на Сахалине оказался ближе всего к натурным
условиям. Его протяженность около 100 м, сечение 2 на 2 м. На
этом лотке удавалось разгонять снежные блоки до 35 м/с.
У подножия Эльбруса установка для определения силы удара
была сконструирована иначе. Здесь по склону проложили рельсы, по
которым вниз мчалась небольшая тележка со снежным блоком. В
нижней части пути тележка налетала на препятствие, резко
останавливалась, а блок снега продолжал свободный полет вплоть
до измерительного щита. Максимальная сила удара, измеренная в
естественных лавинах и на искусственных лотках, колеблется от
1 до 210 т/м2.
107
В мире снега и льда
Для характеристики лавинной опасности очень важно знать
дальность выброса лавины, т.е. то предельное расстояние, которое
может пройти лавина в данном лавиносборе. За пределами этой
величины местность в лавинном отношении безопасна. На приведен-
ном выше рисунке (см. с. 104) нанесены контуры трех лавин, схо-
дивших из одного и того же лавинного очага. Лавина II началась
выше лавины I, но не дошла до ее крайней позиции. Самой крупной
оказалась лавина Ш, ее дальность выброса максимальна для этого
лавиносбора.
Дальность выброса лавины колеблется от первых десятков
метров до 10-20 км. Лавина с Уаскарана в Перу прошла более 16 км.
Самая большая дальность в бывшем СССР зафиксирована в
бассейне р. Кзылча на Западном Тянь-Шане, лавина здесь прошла
6,5 км. В большинстве случаев в горах Северной Евразии дальность
выброса лавин составляет от 0,5 до 1,5 км.
Особые свойства имеют пылевые лавины - смесь сухого снега
с воздухом очень малой плотности, сопровождающиеся облаком
снежной пыли. Огромная скорость таких лавин и их разрушительная
сила пока не находят удовлетворительного объяснения. Пред-
полагают, что лавина «вспахивает» рыхлый снежный покров и
взметает его вверх. Перед фронтом лавины образуется стоячее
облако снежной пыли, которое подхватывается лавиной. При встре-
че с препятствием плотность в лобовой части лавины резко возрас-
тает, что вызывает рост ударной силы.
При небольшом изменении направления движения в пылевой
лавине возникают ударные волны, создающие грохот и рев, сопро-
вождающие лавину. Такие лавины способны двигать многотонные
предметы. В Скалистых горах мощная пылевая лавина перенесла
грузовик весом более 3 т и экскаваторный ковш весом более 1 т на
20 м в сторону и затем сбросила их в овраг глубиной 15 м. При этом
автомобиль не получил ни одной вмятины, т.е. лавина его не
перевертывала.
Нередко лавины из сухого снега сопровождают не только снежно-
пылевое облако, но и воздушная волна, производящая разрушения
вне зоны отложения основной массы лавинного снега. О воздушной
волне лавины ходит много рассказов, и порой в них смешиваются
были с небылицами. Приведем здесь несколько рассказов, отли-
чающихся достоверностью.
В Чаткальском хребте на Тянь-Шане 7 января 1975 г. крупная
лавина промчалась 2 км по склону, ударила в противоположный склон
долины, повернула под прямым углом и вскоре остановилась. А в
поселке в 1,5 км ниже по долине воздушная волна открыла двери в
домах и выбросила угли из топящихся печей. Подобный же случай
произошел в Швейцарских Альпах, где в 1-1,5 км от места остановки
108
Глава 9. Удары по днищам долин
лавины воздушная волна выбила в домах оконные стекла. На одной
из железных дорог Швейцарии большой барак развалился задолго
до того, как его накрыло лавиной. В другом месте воздушная волна
переместила на 80 м железнодорожный вагон, а 120-тонный электро-
воз бросила на здание вокзала.
Трагический случай произошел 29 февраля 1908 г. в швейцарском
городке Гоппенштайне. Не очень большая лавина остановилась в
нескольких метрах перед отелем, но тем не менее здание было
разрушено, крышу унесло на противоположный склон долины, а
12 человек, сидящих за столом лицом к лавине, задохнулись, очевид-
но, от резкого перепада давления воздуха.
Недостаток достоверных данных и противоречивые рассказы
очевидцев породили много гипотез о происхождении воздушной волны
лавины. Из всех гипотез следует, что воздушная волна всегда
включает снежную пыль, но не все рассказы очевидцев это подтвер-
ждают. Массовые наблюдения показали, что воздушная волна про-
ходит расстояние на 12-20% больше пути основного тела лавины.
Несмотря на рассказы о страшных разрушениях, оставляемых
воздушной волной, статистика свидетельствует об обратном.
Разрушения эти всегда меньше, чем причиняемые действием самого
лавинного тела. Так и должно быть, потому что разрушительная сила
зависит прежде всего от плотности потока при одинаковой скорости.
Плотность снежно-пылевого облака на два порядка, а плотность
воздуха на три порядка меньше плотности основного ядра лавины.
А скорость их почти не различается.
Лавиноопасные места имеют ряд ярких признаков, по которым
эти места можно определить и зимой и летом. Характерный летний
признак лавинной опасности - снежники, образующиеся в логах и на
конусах выноса лавин. Они достигают толщины 10-15 м, содержат,
помимо снега, остатки растительности, частицы грунта, камни. Этим
они отличаются от метелевых снежников, состоящих только из снега.
Лавинные снежники долго еще лежат после схода окружающего
снежного покрова, а иногда и перелетовывают. В резко расчлененном
рельефе такие снежники имеют вид белых лент на дне глубоких логов
и скальных кулуаров.
После стаивания снежников на поверхности конуса выноса
лавины остается лавинный мусор: обломки камней, грязь, грунт,
осевший вместе с тающим снегом. Такие конусы легко отличить от
конусов выноса селя, в которых обломочный материал гораздо
больше спрессован. На дне долин встречаются завалы из вынесенных
лавиной деревьев - обломанные стволы с короткими сучьями,
расщепленной и сбитой корой.
Но наиболее ярко о лавинах свидетельствует растительность. В
лавинных логах нет дерна и не растут деревья. В лесной зоне обычны
109
В мире снега и льда
Последствия снежных лавин: лавинные прочесы на склоне
(вверху) и стволы поваленных деревьев на конусе выноса
110
Глава 9. Удары по днищам долин
лавинные прочесы - широкие прогалины среди леса с четкими
боковыми границами. По краям прочеса и в его нижней части растут
молодые лиственные деревья, имеющие угнетенную форму: они
сильно изогнуты в направлении падения склона, со стороны удара
лавины ветви нередко оборваны, так что крона имеет флагообразную
форму. Изредка у края прочеса встречаются и взрослые деревья, но
они сильно побиты лавинами - на высоте до 8-10 м от земли сучья
обломаны, кора местами сбита.
Под ударами лавин в дерево годичные кольца начинают нарастать
с разных сторон неодинаково. Они утолщаются со стороны, противо-
положной той, которая испытала удар. У деревьев, испытавших
воздействие лавин, ослабляется прирост древесины. Это следствие
уменьшения фотосинтеза из-за потери листвы, а также результат
увеличения сухости при исчезновении тени со стороны соседних
деревьев, уничтоженных лавиной.
Если лавины давно не сходили, прочесы постепенно зарастают
лиственными породами: горной березой, осиной, рябиной, ивой и пр.
Да и в целом под влиянием лавинной деятельности растительные
ассоциации постепенно изменяются - в местах избыточного увлажне-
ния после стаивания лавинного снега появляются более влаголюби-
вые виды или виды, растущие при более низкой температуре, а также
растения с более поздним вегетационным развитием, чем на окружа-
ющей местности.
Своеобразные изменения растительности позволяют по косвен-
ным признакам определить дальность выброса лавин, высоту фронта
лавины, границу распространения снежно-пылевого облака, давность
схода крупных лавин. Множество косвенных признаков, а также
прямых наблюдений за лавинами служит основанием для выделения
лавиноопасных зон, где строительство запрещается или строго
ограничивается. Выделить такие зоны далеко не просто. К тому же
они не остаются неизменными; по мере улучшения изученности
территории, изменений климата, стихийных бедствий типа лесных
пожаров, схода селей контуры таких зон изменяются. И нужно
уследить за всеми этими изменениями, чтобы вовремя внести
необходимые поправки.
В Швейцарии, хозяйство которой постоянно соседствует с лави-
нами, введено трехступенчатое зонирование территории: выделены
красная зона с максимальной лавинной опасностью, голубая зона с
потенциальной опасностью и белая - безопасная зона. В красной
зоне лавины могут сойти через 30 лет и чаще, в голубой - с промежут-
ком от 30 до 300 лет. В красной зоне строительство не разрешается
совсем, а в голубой запрещено строить школы, пансионаты, больницы
и тому подобные учреждения. Похожая система используется и в
Австрии.
111
В мире снега и льда
Чтобы лавиноопасные зоны привязать к местности, нужно
составить карты лавинной опасности. Первые такие карты были
нарисованы для Крестового перевала на Кавказе еще в середине
XIX столетия. В наше время мелкомасштабные карты лавинной
опасности составляются для общей оценки горной территории в связи
с ее будущим освоением. На среднемасштабных картах представ-
лены границы лавиноопасных зон, повторяемость, объемы и другие
характеристики лавин для отдельных горных районов. Эти карты
нужны при прокладке дорог в горах и выборе площадок для
строительства. Наконец, на крупномасштабных картах выделяются
лавиносборы и их элементы, показываются дальность выброса лавин
и другие важные их особенности. Такие карты - основа привязки к
местности конкретных строительных объектов и рационального
использования территории.
Глава 10
ЛАВИННЫЕ СОБАКИ И
СВЕРХЗВУКОВЫЕ САМОЛЕТЫ
Все лучше и лучше мы знаем лавины, все успешнее умеем
бороться с ними, но лавинная опасность увеличивается и
количество жертв растет. Сотни людей ежегодно оказываются
под лавинами и далеко не всех удается спасти. А причина - в
быстром освоении гор. Горные территории, некогда полупустынные,
все чаще оказываются в сфере активной деятельности людей. Новые
дороги и линии связи, разработка полезных ископаемых, перестройка
всего горного хозяйства - знак врмени, когда человек активно
стремится в горы: работать, жить, отдыхать.
Еще в начале XX столетия традиционный фермерский уклад
господствовал в Альпах и на Кавказе, на Балканах и в Карпатах, в
Пиренеях и Татрах. На высокогорных пастбищах бродили стада коров
и овец, крестьяне делали сыр, заготавливали корма. В 30-х и 40-х
годах первые ростки дал горный туризм, а в послевоенные годы начал
набирать силу горно-лыжный спорт. Вскоре туристско-спортивный
бум охватил большинство горных территорий на всех континентах,
традиционное горное хозяйство стало умирать, по склонам гор
«зашагали» мачты и фермы канатных дорог, на месте старинных
хуторов поднялись многоэтажные отели, крутые склоны узких ущелий
прорезали автомобильные дороги, население высоких гор стало
быстро расти.
И уже в марте 1973 г. собравшиеся в Вене министры по вопросам
окружающей среды 17 европейских стран обсуждали вопрос о росте
лавинной опасности в горах в связи с упадком горного сельского
хозяйства и превращением альпийских лугов в охотничьи угодья.
Казалось бы, небольшое изменение: некогда регулярно скашиваемые
луга стали некошеной целиной, но оно также способствовало
разрастанию лавин. Ведь снег легче скользит по длинной гибкой траве,
чем по «ежику» скошенной.
Во второй половине XX столетия число крестьянских хозяйств
в Итальянских и Баварских Альпах сократилось на 25%, а во
Французских Альпах - наполовину. Вместо этого быстро росло
ИЗ
В мире снега и льда
Старинная швейцарская гравюра «Лавина»
количество пансионатов и гостиниц, дач и вилл. Некогда тихие
альпийские деревушки и городки, такие как Давос, Церматт,
Гриндельвальд, превратились в многолюдные туристские и горно-
лыжные центры, ежегодно принимающие десятки и сотни тысяч
людей.
И как бы успешно ни работали противолавинные службы, коли-
чество лавинных бед стало возрастать. Если за весь XIX век в
Швейцарии случилось всего 7 лавинных катастроф, нанесших урон
значительной территории страны, то за три четверти XX столетия
таких катастроф было уже 17. В целом для Альп количество жертв
лавин начиная с конца 50-х годов в каждое следующее пятилетие
увеличивалось более чем на 10%. Такова неутешительная
статистика, ставящая на первое место в горах задачу предупреждения
и защиты от лавин.
Казалось бы, проще не ждать схода лавины, а вызвать ее
искусственно, например обстрелом лавиноопасных склонов. Именно
так поступали в Альпах еще в XV в.: стреляли из огнестрельного
оружия, чтобы звуком выстрела вызвать падение снега. Пальба была
причиной схода многих лавин на альпийском фронте первой мировой
войны в многоснежную зиму 1916 г.
С XX в. обстрел лавиноопасных склонов - самый обычный спо-
соб борьбы с лавинами. Во многих местах были оборудованы
постоянные «огневые» позиции, куда регулярно доставляли артил-
1 14
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
лерийские орудия. Применяли полевые и зенитные пушки, минометы
и гаубицы. Особенно активно этот способ использовался в Северной
Америке, где за последние 20 лет XX века по лавинам было выпущено
более 100 тыс. снарядов и мин. Путем искусственного обстрела
удается вызывать более мелкие лавины, которые легче расчищать;
этим способом можно также проверять, сколь устойчив снежный
покров на склоне, насколько он «созрел» для возникновения лавин.
Дело в том, что если снег устойчив, никаким обстрелом сдвинуть
его с места невозможно.
После применения Соединенными Штатами для спуска лавин
75-миллиметровых гаубиц времен первой мировой войны, стали
использовать более современные безоткатные орудия. Широкая
программа борьбы с лавинами была предусмотрена и выполнена на
Восьмых зимних Олимпийских играх в Скво-Вэлли в 1960 г. Посто-
янно трудились шесть орудийных расчетов, расстреливавших лавино-
опасные склоны, а кроме того, бросали бомбы из гондол канатных
дорог, подрывали снежные карнизы с помощью взрывчатки, стреляли
снарядами замедленного действия по снежной доске, покоящейся на
глубинной изморози.
М. Оту отер [1972], организатор противолавинной службы на
Олимпиаде в Скво-Вэлли, отмечая успех этой борьбы, писал: «...один
из официальных деятелей, дитя равнины, сказал: “Так что мы в конце
концов вовсе и не нуждались в вас, лавинщиках. Ни одной лавины не
было”. На самом деле лавина из-под Большого карниза была сто
тридцать седьмой за сезон».
Артиллерийские системы для стрельбы по лавинам должны
быть легкими, мобильными, давать высокую точность и иметь
дальность 2-3 км, мощный снаряд с небольшим количеством
осколков, особую надежность. Но, к сожалению, бывали случаи,
когда снаряды перелетали на противоположный склон и до 1%
выпущенных снарядов не разрывались. Все это ограничивало
применение противолавинной артиллерии, заставляло искать новые
конструкции.
В 1960-х годах в США были сконструированы аваланчеры -
специальные противолавинные пушки, которые сжатым воздухом
выбрасывали снаряд весом до 1 кг на два с лишним километра. Но
эти орудия так и не стали стандартным вооружением противолавинной
армии. С большей удачей применяют обстрел склонов из простых
ракетных установок и минометов.
Обстрел не является панацеей от всех лавинных бед, а иногда и
сам может сыграть роковую роль в сходе катастрофических лавин.
Именно так случилось 20 января 1951 г. в долине Валь-де-Баркли в
Швейцарии, недалеко от старинного городка Цуоца. Накануне
утром дорожный рабочий при обходе шоссе в сильную метель был
115
В мире снега и льда_________________________________________
завален лавиной. На поиски людей отправились еще две спасатель-
ные группы, но и их завалило лавиной.
Утром 20 января обстановка стала совсем тревожной; склоны,
окружающие Цуоц, были перегружены снегом. Летом 1967 г. мне
довелось побывать в этих краях и увидеть длинный пологий склон
горы Альбанас, поднимающейся над городом. Цуоц существует с
конца XVI в., и никогда еще с этого склона не сходили лавины. В тот
памятный день власти приняли роковое решение - обстрелять
окрестные склоны. Первые же выстрелы вызвали движение снега, а
вскоре страшная лавина сошла с Альбанаса. Она смела артил-
лерийскую позицию и 32 дома в городке. Катастрофа в Цуоце - одна
из немногих, вызванных искусственно.
Конечно, в разных условиях надо применять различные способы
искусственного спуска лавин. Все еще практикуется опасный способ
подрезания снежного пласта лыжами. Но известно немало случаев, когда
стремительно возникающая лавина увлекала за собой лыжника и не
всегда оставляла его в живых. Именно так погиб на Кавказе известный
лавинщик, работавший в Московском университете, Нурис Урумбаев.
В зонах зарождения лавин иногда заранее закладывают мины
или другие детонирующие устройства, а затем в нужный момент
взрывают их по радио. Во Франции применяли вибростенд, который
стряхивает снег, накопившийся в лавинном очаге. А в Киргизии,
вместо того чтобы помещать взрывчатые вещества в недоступных
верхних частях склона, откуда сходят лавины, закладывали мощный
заряд у подножия, так что взрывная волна распространялась вверх
по склону и спускала неустойчивый снег.
Изредка для сброса зарядов в лавинный очаг используют
вертолеты, но часто плохая видимость затрудняет такую операцию.В
60-70-х годах стали применять массовый сброс лавин ударными
волнами, которые производят низколетящие сверхзвуковые самолеты.
В США в штате Монтана много лавин сошло при переходе самолета
F-16 через звуковой барьер в лавиноопасном районе. Правда, анало-
гичный эксперимент в штате Колорадо не вызвал ни одной лавины,
так как снег на склонах был еще стабилен. Очевидно, взрывы играют
двоякую роль: они сбрасывают «созревший» снег и стабилизируют
оставшийся на склоне.
При освоении горных территорий невозможно полностью
избежать лавин. Поэтому горцы уже много веков назад придумывали
разные ухищрения для защиты от снежных обвалов, и прежде всего
использовали рельеф. И до сих пор в горах находятся участки, не
подверженные ударам лавин; во всех других случаях, когда необхо-
димо что-то построить, а угроза лавин, пусть даже небольшая, сохра-
няется, разработана система мероприятий по защите, включающая
строительство противолавинных сооружений.
1 16
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
Но прежде чем решаться на дорогостоящее строительство, нужно
попытаться закрепить снег непосредственно в месте зарождения
лавины. В Японии в зонах отрыва лавин кое-где видны давние
примитивные противолавинные террасы, сооружение которых
относится к концу XVI в. В Швейцарии в XVIII в., чтобы удержать
снег на склоне, рыли канавы вдоль склона и забивали столбы в местах
отрыва лавин.
Снежный покров на склоне закрепляют с помощью снего-
задерживающих щитов, заборов, сеток. В Швейцарии за прошедшие
100 лет на лавиноопасных склонах поставлены сотни километров
таких сооружений. Заборы делают из дерева, пластмасс, алюминия,
стали, железобетона с большими просветами.
В метелевых районах ставят высокие многорядные заборы,
которые препятствуют формированию опасных скоплений снега
вблизи снежных карнизов. Образование карнизов предотвращают
также установкой на гребнях хребтов наклонных щитов с узкой щелью
в нижней части склона. Наклоненный щит направляет поток воздуха
в эту щель, который усиливается и спускается вниз по склону. В
результате вместо снежного карниза в верхней части склона
образуется зона разгона метели, откуда снег постоянно сдувается.
В лавинных очагах расставляют особые снеговыдувающие щиты
- кольктафели, что в переводе с немецкого на русский язык значит
«выдувающая доска». Кольктафели представляют собой два щита,
совмещенных перпендикулярно друг другу, - в плане они имеют
форму креста. Дующий с любого направления ветер обдувает их, и в
радиусе, в 7-10 раз превышающем высоту этих сооружений,
возникают воронки выдувания, из которых снег выносится к валам,
формирующимся по краю воронки. Такой неровный снежный покров
оказывается гораздо более прочным. Кольктафели расставляют на
склоне в шахматном порядке на расстоянии один от другого в 15-
20 раз больше высоты щитов; они надежно служат всю зиму.
Чтобы предотвратить подвижки снежного пласта, в некоторых
местах на склоне натягивают гибкие металлические сетки. Кажется,
что огромные напряжения в снежном покрове легко разорвут эти
ажурные сооружения. Но именно их кажущаяся хрупкость служит
гарантией надежности: наползая на сетку, снег ее прогибает, частично
продавливается через ячеи, но отрывается от нижележащего пласта.
Возникает снежная траншея, которая служит барьером для сползания
новых порций снега.
В средней части склона на пути лавины приходится строить
мощные сооружения: клинья, надолбы, бугры, а для остановки лавины
- дамбы. Задача первых конструкций - уменьшить скорость лавины,
разбить ее на части и затормозить. Дамбы располагают на излете
лавины, когда ее энергии уже не хватает для преодоления препятствия.
117
В мире снега и льда
Схематическое изображение защиты горной дороги от
лавин
А - дамба, отклоняющая лавину; Б - тормозящие лавину бугры
и лавиноотбойная дамба; В - противолавинная галерея;
Г - снегоудерживающие сооружения на склоне
Минимальная высота таких дамб 8-12.М, а выше по склону создается
емкость, где должен откладываться лавинный снег. В зависимости
от формы склона дамбу иногда ставят так, что она не останавливает,
а отклоняет лавину, изменяет ее путь. Противолавинные дамбы
разных размеров и форм в большом количестве построены в Хиби-
нах, где они «работают» уже много десятилетий. Бывает, что лавины,
особенно пылевые, перепрыгивают через дамбы, но это случается
нечасто.
Для отдельно стоящих сооружений строить большие дамбы не
обязательно. В этих случаях давно применяют лавинорезы - камен-
ные, бетонные или ряжевые клинообразные конструкции, которые
рассекают несущийся снег, заставляя его обтекать сооружения. Так
защищают мачты и опоры линий электропередач, отдельно стоящие
дома. Один из первых в Швейцарии лавинорезов был сооружен в
деревушке Обервальд недалеко от истоков Роны для защиты старин-
ной церкви. Впервые увидев эту церковь, я удивился нелепой треуголь-
ной форме ее задней стены. И лишь посмотрев выше по склону,
осознал простоту и остроумие строительного решения: церковь стояла
118
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
Противолавинные галереи на автомобильной дороге в
Швейцарских Альпах
в нижней части конуса выноса лавины, но лавина обтекала ее с двух
сторон уходя ниже по склону.
Такие постройки - не редкость в Швейцарии. В Давосе есть
церковь Богородицы, построенная еще в XV в. 16 января 1602 г. она
была снесена лавиной, но, восстановленная, уже больше не разруша-
лась, хотя ее не раз заносило лавинным снегом почти под крышу.
Выручала форма задней стены, выстроенная клином в сторону
лавинного лога.
Дороги в горах прокладывают так, чтобы они по возможности
обходили лавиноопасные склоны. Но многие лавины доходят до дна
долины и многократно за зиму перекрывают его. В таких случаях
оказывается более выгодным проложить дорогу по склону, но
надежно защитить ее либо с помощью лавинопропуска - бетонного
лотка, направляющего лавину над дорогой, либо с помощью галереи,
укрывающей дорогу от напастей лавин.
Противолавинные навесы и галереи защищали торговые обозы в
Альпах еще в начале XVIII в. Первая галерея по всем правилам
инженерного искусства была построена на Симплонском перевале в
1805 г. по распоряжению Наполеона. Ныне подобные галереи
предохраняют десятки и сотни километров железных и авто-
мобильных дорог в Альпах и Скалистых горах, на Тянь-Шане и
Кавказе. А при строительстве железной дороги через Анды в Чили
пришлось соорудить 28 противолавинных галерей.
119
В мире снега и льда
Большое значение для железнодорожного сообщения в лавино-
опасных районах имеет автоматическое оповещение о сошедших
лавинах. Для этого применяют много разных приспособлений, принцип
которых заключается в том, чтобы аварийный сигнал поступил, как
только лавина разорвет электрическую цепь, замкнутую на ее пути.
Такая схема работает всего один раз, после чего ее надо
восстанавливать. На Южном Сахалине имеется противолавинная сиг-
нализация многократного использования.
Успех работы противолавинных сооружений зависит от того,
насколько правильно они расположены в рельефе и насколько
соответствуют типу и силе сходящих лавин. Как правило, даже в
соседних логах приходится применять разные типы сооружений. А в
наиболее сложных случаях требуется использовать весь арсенал
имеющихся средств. Яркий пример дает трансконтинентальный
перевал Роджерс в Канаде, лежащий в горах Селкерк на высоте
1320 м над ур. моря.
Когда в сентябре 1972 г. в конце недельного путешествия по
Скалистым горам мы подъезжали на автомашине к этому перевалу,
повсюду в горах только начиналась осень, а здесь уже шел густой
снег и на окрестных склонах лежал слой свежевыпавшего снега. Еще
Конус выноса снежной лавины перекрыл
противолавинную галерею на автодороге
120
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
в 1886 г. через перевал Роджерс была проведена Канадская
тихоокеанская железная дорога. Долгие годы шла здесь борьба с
лавинами, построили свыше 30 км противолавинных галерей, и все
же 5 марта 1910 г. сильные метели и мощные лавины обрушились на
район перевала, завалив 62 рабочих, пытавшихся расчистить путь
пассажирскому поезду.
С тех пор железную дорогу упрятали в 8-километровый туннель
под перевалом, но в 1962 г. здесь построили трансканадскую
автомагистраль, и встал вопрос о всеобъемлющей защите от лавин.
Ныне это - выдающийся пример комплексной и грандиозной системы
противолавинной защиты, поставленной в исключительно сложных
условиях. Достаточно сказать, что шоссе в районе перевала на
протяжении 50 км пересекает 86 лавиноопасных участков. Для защиты
от них сооружено восемь галерей общей длиной 1870 м. много
земляных насыпей и отводящих дамб. Склоны регулярно обстре-
ливаются из 105-миллиметровых гаубиц, вдоль шоссе оборудовано
более 100 артиллерийских позиций. А на самом перевале работает
снеголавинная станция, в задачи которой входят оценка лавинной
опасности, определение времени, когда лавины могут быть спущены
обстрелом, ограничение движения по железной дороге и шоссе в
периоды лавинной опасности.
В противоборстве лавинам огромная роль принадлежит лесу. Там,
где растет сплошной лес, состоящий из разных пород деревьев
неодинакового возраста, он не дает образоваться лавинам. Снежный
покров в лесу не создает сплошного пласта, а если даже снег и
начинает скользить по склону, его давление принимают на себя стволы
деревьев. Они гнутся, приобретают саблевидную форму, но держат
снег, не дают ему начать опасное движение.
Абсолютно надежен лес, когда его верхняя граница поднимается
до зоны отрыва лавин. Однако на верхнем пределе своего роста лес
развивается трудно и медленно, и если он разрушается лавиной,
сгорает от лесного пожара или вырубается людьми, на его
восстановление уходят десятилетия. А в этот промежуток случаются
многоснежные зимы, и тогда лавины сходят в таких местах, куда
раньше их не пускал лес. Поэтому горцы издавна берегли лес, и в
Швейцарии еще в XIV в. был принят закон, строжайше запрещающий
порубку даже одного-единственного дерева на склоне.
И все же бездумная эксплуатация богатств гор не минула и лесов.
На Кавказе, например, из-за нерациональных рубок и последующего
увеличения лавинной активности значительные участки леса в
бассейнах рек Баксан, Чегем, Архыз, Ингури, Ардон были унич-
тожены лавинами. Сведение лесов в Швейцарии в XVII-XIX вв.
привело к заметному усилению лавинной активности. Верхняя
граница леса, по мнению австрийских лесоводов, лежит сейчас на
121
В мире снега и льда
300-400 м ниже естественной, главным образом из-за их интенсив-
ной вырубки.
В Швейцарии, Австрии и Германии из-за вырубки и активного в
недавнем прошлом выпаса животных густота лесов сильно
уменьшилась. Возраст большей части деревьев 100-180 лет, а моло-
дых деревьев мало. И хотя пока лес выполняет свою предохрани-
тельную роль вполне удовлетворительно, но леса перезревают, их
защитные функции снижаются и угроза лавинной опасности
возрастает.
Отсюда ясно, сколь необходимо лесоразведение в горах. И как
оно трудно! Ведь условия произрастания деревьев даже на соседних
участках неодинаковы: они зависят и от абсолютной высоты, и от
экспозиции склона, и от местного рельефа и его освещенности
солнцем. К тому же в безлесных условиях часто идут лавины, и чтобы
вырастить саженцы, надо их постоянно охранять. Чего только не
придумывали лесоводы: защищать посадки земляными валами и
дамбами, деревянными и металлическими заборами, столбами и
надолбами. Все это сложно и дорого, но все же во много раз дешевле
строительства стационарных противолавинных сооружений. Защита
лесом естественна, рациональна и надежна.
Даже в очень снежную зиму снег лежит в горном лесу почти
неподвижно, пока его толщина не сравняется с высотой деревьев.
Вот когда деревья будут погребены совсем, лавина может сойти по
их верхушкам. Такой уникальный случай произошел зимой 1976 г. в
Сванетии, когда толщина снега достигала 7 м.
Лавинная опасность подстерегает человека на самых разных
склонах и порой в неожиданных местах. Поэтому, путешествуя в
горах, надо тщательно выбирать маршрут, не лениться и обходить
известные своей опасностью склоны. А передвигаясь в лавино-
опасной зоне, надо быть внимательным ко всем посторонним звукам
и движениям. Печальные события, связанные с лавинами, обычно
возникают оттого, что люди забывают или игнорируют самые
простые правила поведения в горах, наивно полагая, что с ними ни-
чего плохого случиться не может. Но случается каждую зиму, и
список лавинных жертв неуклонно растет.
Оказавшись в лавине, человек почти не имеет шансов выбраться
из нее в процессе движения и очень скоро оказывается захороненным
в лавинном снегу. Проходит совсем немного времени, и лавина
убивает свою жертву, - с помощью холода, шока, удушья. Чаще всего
случается именно удушье: во время движения в лавине снежная пыль
забивает ноздри и горло, а иногда даже проникает в легкие; после
остановки лавины твердеющий снег сдавливает грудную клетку и
нарушает дыхание; плотный лавинный завал почти не вентилируется,
и воздуха для дыхания очень скоро начинает недоставать; наконец,
122
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
даже если человек в завале имеет некоторое пространство, вскоре
от дыхания на внутренней стороне снежной полости появляется
льдистая корочка, окончательно закупоривающая жертву. Оказав-
шись в снегу, человек лишен возможности сообщить о себе криком.
Идущие из снега звуки наверх не выходят. Поэтому замурованная
жертва слышит звуки шагов спасателей и все, что делается на
поверхности снега, но ничем не может сообщить о себе. Это очень
затрудняет работу спасателей.
Лавинные спасательные службы существуют во многих странах.
В Швейцарии еще в X в. этим занимались монахи на перевале
Большой Сен-Бернар, через который проходил бойкий торговый путь
из Северной Европы в Италию. Начиная с XIII в. в поисках заваленных
снегом стали использовать собак и даже вывели специальную породу
сенбернаров, натренированных для работы в завалах лавинного снега.
Ныне в поисковых работах используют также немецких овчарок,
колли, а иногда и обычных, нетренированных собак. Хорошо обу-
ченная собака может обследовать участок завала в 1 га. т.е.
100 х 100 м. всего за полчаса. Она легко находит жертвы на глубине
2-3 м, а при благоприятных условиях даже на глубине 5-6 м.
Использование собак сильно затрудняется при влажном и загрязнен-
ном снеге, на большом морозе с сильным ветром.
В Альпах лавинные собаки проходят обучение в специальных
школах. В Европе в 80-х годах XX в. насчитывалось около
500 дипломированных собак, используемых для работы в лавинах.
В Швейцарии с 1945 по 1972 год они участвовали в 305 спасательных
операциях и обнаружили 269 человек. Но только 45 из пострадавших
График возможности выживания в зависи-
мости от времени пребывания в лавине и
толщины снега над пострадавшим, состав-
ленный по швейцарским данным
123
В мире снега и льда
удалось вернуть к жизни, в остальных случаях было уже поздно.
Главное в поисках и спасении - оперативность. Статистические
данные показывают, что только в течение первого часа пребывания
в лавине у человека сохраняется 50% вероятности остаться в живых,
а уже через 3 часа она не превышает 10%.
Чаще всего, особенно когда нет собак, поиски ведут с помощью
лавинного зонда - длинных металлических стержней, свинчи-
вающихся из отдельных секций длиной 20-40 см. Поскольку
траектория движения жертвы в лавине неизвестна, приходится вести
зондирование снежного завала от его верхней части вниз по всему
фронту, участок завала на площади в 1 га 20 спасателей обследуют
за 4 часа. Если зондирование толщи не приносит успеха, а известно,
что на этом участке лавина похоронила людей, начинают рыть в завале
продольные траншеи - одну от другой на расстоянии длины лавинного
зонда.
Это очень трудоемкая и малоэффективная работа. Поэтому во
многих странах разрабатываются разнообразные технические
приспособления, облегчающие поиск. Используются приемо-передаю-
щие устройства: если у попавшего в лавину есть миниатюрный пере-
датчик, его легко запеленговать с поверхности. Опытному спасателю
нужно всего 10 минут, чтобы обнаружить жертву после первого
сигнала. Применяются и другие детекторы - радиолокаторы, ультра-
звуковые устройства.
Давнишний традиционный способ маркирования попавших в беду
- лавинные шнуры длиной в 30-40 м. окрашенные в яркий, обычно в
красный цвет. Их укрепляют в рукоятке лыжной палки, и при
попадании человека в лавину они распускаются и могут оказаться
на поверхности завала. Однако такой счастливый исход бывает
далеко не всегда.
И сегодня поиск лавинных жертв остается серьезной проблемой,
а потому по-прежнему важно заблаговременное оповещение о лавинной
опасности с помощью всех современных средств информации, а также
путем использования старых способов вроде флага в желтую и черную
клетку, который вот уже в течение многих лет выставляется в
лавиноопасных местах Французских Альп.
Снежная лавина - результат совместного действия ряда
природных факторов как внутри лавины, так и вне ее. Чтобы
предсказать сход лавин, надо иметь информацию о всех или
большинстве этих факторов. Такую информацию получить очень
трудно, а потому совсем нелегко прогнозировать лавины. До сих
пор нет возможности предсказать сход лавины в конкретном
лавиносборе или на небольшом участке склона. Как правило,
дают фоновый прогноз, т.е. предсказывают лавиноопасную ситу-
ацию на всем горном склоне или в окружающем районе. Для
124
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты
этого надо иметь прогноз погоды на ближайшее время, но уверен-
ность в нем есть далеко не всегда.
Прогноз лавин - это прежде всего предсказание периода
лавинной опасности, приблизительного времени и масштаба схода
лавин. Такой прогноз базируется на анализе метеорологической
обстановки, строения и развития снежной толщи и оценке ее
механической устойчивости. Он может составляться для горной
системы и отдельных крупных речных бассейнов площадью 250 км2
и более, либо ограничиваться небольшим горным бассейном
площадью 25-30 км2.
Прогнозы лавин составлялись в Швейцарии и в СССР с середины
30-х годов. В Хибинах первые прогнозы начали выдавать на
комбинате «Апатит» с 1936 г. В их основе лежали данные о
критических состояниях погоды, прежде всего сильных снегопадах
и метелях, приводящих к сходу лавин. Многолетние наблюдения
позволили уточнить критические значения количества выпавшего и
перенесенного ветром снега, вызывающие сход лавин.
Даже при общих причинах схода лавин количественные критерии
в разных районах существенно различаются. Поэтому, чтобы
правильно предсказывать лавины в каком-либо районе, нужно иметь
достаточный статистический материал. Сбор таких данных - одна
из важных задач снеголавинных станций. Проведя их статисти-
ческую обработку, можно получить корреляционные связи между
началом схода лавин во время снегопадов и метелей и сопут-
ствующими метеорологическими явлениями. Используя формулы
этих связей, прогноз лавинной опасности дают с опережением в
несколько часов. Увеличить его точность и заблаговременность
пока не удается, так как остается ненадежным исходный метеороло-
гический прогноз.
Прогноз лавин на основе связей со снегопадами и метелями
оправдывается в 70-80% случаев. Он существенно отличается от
других видов метеорологического или гидрологического прогнозов
прежде всего тем, что предсказанные, но не сошедшие в данный
период лавины могут сойти позже, в результате воздействия одной
из многих причин, когда снег уже «созрел» и висит на волоске.
Сейчас для прогнозирования лавин используются компьютеры,
позволяющие обрабатывать обширные массивы данных. Применя-
ется метод «распознавания образов»: в машину закладываются
десятки и сотни случаев схода лавин и сопутствующая им метеороло-
гическая информация. Машина сопоставляет эти данные и аккумули-
рует в своей памяти те условия, которые приводят или, наоборот, не
приводят к сходу лавин. Как результат своей «мыслительной» работы
она выдает информацию: лавиноопасен или нелавиноопасен исследу-
емый день.
125
В мире снега и льда
Этот метод может быть усложнен таким образом, что в нем будут
учитываться различия в типах лавин, связанных с разнообразием
условий погоды и характера снежной толщи. Для каждого типа
лавин машина может учитывать разный предиктор. Например, для
лавин, обусловленных возникновением ослабленного слоя снежной
толще, хорошим показателем служит температура воздуха за дли-
тельные, вплоть до нескольких недель, сроки, а для мокрых лавин
- максимальная температура воздуха за несколько часов до схода
лавины.
Задача лавиноведов - научиться предсказывать снежные обвалы
из конкретных лавиносборов. Для этого нужно проводить исследова-
ния непосредственно в зонах зарождения лавин. Сделать это можно
лишь путем дистанционных наблюдений.
Можно ли совсем победить лавинную опасность? Наука отвечает:
можно, хотя это и сопряжено со многими трудностями. Главная задача
- создать систему управления лавинообразованием, т.е. выработать
меры, которые обеспечат для конкретного лавиносбора сход лавин
заданной частоты, близкой к естественной, более частой (но значи-
тельных размеров), либо, наоборот, полную стабилизацию снега на
склоне. В настоящее время разрабатывается принципиальную схему
такого управления - это будет важный шаг на пути к победе над
лавинами.
Глава 11
АТАКИ ЛЬДА НА РЕКАХ
Осенью, с приходом морозов, начинается замерзание рек и озер,
и вскоре все водные пространства средних и высоких широт
сковываются льдом. Процесс образования водного льда имеет
свои особенности. Поступающий осенью и зимой холодный воздух
соприкасается со сравнительно теплой водой рек и озер, которая
постепенно охлаждается. Благодаря конвекции плотная охладившаяся
вода опускается ко дну, а на ее место приходят снизу более теплые
воды, которые получают здесь новые порции холода. Так продолжа-
ется до тех пор, пока вся толща воды не охладится до температуры
4 °C, при которой вода имеет самую большую плотность. После этого
охлаждается только тонкий приповерхностный слой воды. Последняя
может попадать вниз лишь благодаря волнению.
На медленно текущих реках и в непроточных водоемах при
безветренной погоде тонкий приповерхностный слой воды переох-
лаждается на несколько сотых долей градуса ниже нуля, самое
большее до -0,1 °C, в этом случае водный лед начинает форми-
роваться с поверхности. Поскольку тепловой поток направлен
вертикально, наилучшие условия для роста получают кристаллы льда
с вертикальными осями. К тому же расти в стороны им мешают
соседние кристаллы льда, а путь для роста вниз свободен. В резуль-
тате ледяные кристаллы вырастают тонкими, иглообразными, плотно
прижатыми друг к другу в вертикальном направлении. Этот, самый
характерный тип водного льда чаще всего можно встретить на озерах,
где вода замерзает в спокойных условиях.
Если скорость течения воды в реке превышает 0,3 м/с либо в
водоеме происходит волнение силой в два балла и более, водные
массы интенсивно перемешиваются и переохлаждение захватывает
их целиком. В этом случае лед образуется не только у поверхности,
но и на разных глубинах, вплоть до дна. Первичные ледяные
кристаллы возникают на ядрах кристаллизации, которыми в воде
могут быть частицы взвешенных наносов, погруженные в воду
предметы и пр.
По внешнему виду внутриводный лед представляет собой
губчатую, рыхлую массу. Кристаллы во льду расположены беспоря-
127
В мире снега и льда
Вертикально вытянутые иглообразные кристаллы водного льда
дочно, между ними встречаются прослойки воды, примеси ила,
песка, мелкой гальки. Лучистая энергия, приходящая ко льду, в
значительной мере поглощается и рассеивается, а сам лед оказы-
вается непрозрачным. Всплывая на поверхность, он имеет вид
снежно-белых комьев разной формы. На равнинных реках, озерах
и водохранилищах внутриводный лед имеет форму пластинок
неправильной округлой формы диаметром 1-2 мм и толщиной до
1 мм. На горных реках с быстрым течением, кроме пластинчатой,
встречаются кристаллы чечевицеобразной и шарообразной форм.
На реках Ангаре, Енисее, Нарыне диаметр кристаллов внутривод-
ного льда нередко превышает 1 см.
Кристаллизация переохлажденной воды происходит и на дне
водоемов и рек. Лед нарастает на твердых телах под водой, к нему
примерзают и взвешенные в потоке кристаллы внутриводного льда.
Донный лед нередко образуется на погруженных в воду предметах,
и в том числе на якорях, поэтому его иногда называют якорным льдом.
Наиболее интенсивно донный лед формируется на небольших горных
реках в периоды сильных похолоданий, особенно много его на крупных
валунах. Как правило, донный лед имеет губчатое строение и,
накапливаясь в больших количествах, приобретает плавучесть,
отрывается от дна и всплывает на поверхность.
В то же время на поверхности воды образуется густой слой
мелких ледяных кристаллов, которые при смерзании приобретают
128
Глава 11. Атаки льда на реках
вид застывающего сала с серовато-стальным или свинцовым налетом.
Это ледяное сало - первый вид водного льда, по которому осенью
отмечается начало ледообразования. Ледяное сало плохо отражает
свет и придает воде матовый оттенок. При волнении оно быстро
сбивается в ледяную кашу.
Всплывающие на поверхность воды пористые белые комки
внутриводного и донного льда вместе с ледяным салом образуют
скопления диаметром в несколько сантиметров, которые называются
шугой. К ним добавляется снежура, т.е. снег, плавающий в воде в
виде комковатых скоплений, внешне похожих на намокшую вату;
она образуется при выпадении обильного снега на охлажденную
водную поверхность. С появлением снежуры часто начинается
процесс ледообразования, а на небольших непроточных водоемах
и малых реках со слабым течением снежура нередко служит
основной составляющей ледяного покрова в начальную фазу его
образования.
Шуга появляется на поверхности воды вскоре после образования
заберегов и под влиянием течения и волнения сбивается в шуговые
комья диаметром 30-60 см. В процессе движения из комьев
образуются устойчивые ледяные скопления округлой формы с
выступающей надводной частью в виде шутовых венков диаметром
от 0,5 до 5 м и толщиной 0,3-1,5 м. Постепенно венки смерзаются в
более крупные и устойчивые образования - шуговые ковры, которые
становятся очагами формирования ледяного покрова.
Скопления шуги под ледяным покровом на некоторых реках
достигают в поперечнике 3-8 м. Пористость таких скоплений
составляет от 40 до 70%, но постепенно уменьшается почти вдвое в
результате продолжающегося накопления, движения и смерзания
шутовых образований. Как правило, шуга движется в поверхностном
слое водного потока в виде комьев, шутовых венков и ковров, а также
внутри потока в виде отдельных бесформенных скоплений. На
прямолинейных участках шуговые образования равномерно
распределяются по всей ширине реки, но во многих случаях шуга
движется либо сравнительно узкой полосой по стрежню реки, либо
прижимается к вогнутому берегу.
Шуга образуется на реках со скоростью течения больше 0,4 м/с.
В условиях неустойчивой погоды осенью и зимой период с шугой
длится 30-40 дней. На больших реках с устойчивым ледовым
режимом шуга продолжается 15-20 дней, на средних - 10-15 и на
малых - 5—10 дней. Шуга распространена на многих реках и в том
числе на южных - Амударье, Куре и др. Образовавшись в безледном
участке реки, она плывет вниз по течению и оказывается подо льдом
в том месте, где река уже стала. Здесь шуга быстро намерзает снизу
ледяного покрова, увеличивая его толщину. Живое сечение реки
129
В мире снега и льда
Лед на реке Тьёрса в Исландии. Зажор
становится все уже, его не хватает, чтобы пропустить всю воду, и
уровень реки выше по течению поднимается, иногда на несколько
метров. Возникает зажор.
Зажоры образуются на шугоносных реках в осеннее время, когда
только начинается формирование ледостава. Это происходит на
участках, где большой уклон реки сменяется малым и продвижение
кромки льда вверх по течению задерживается в местах стеснения
русла островами и перекатами. Зажоры формируются также при
ледоставе ниже крупных полыней, откуда шуга заносится под ледяной
покров. Особенно опасны в отношении зажоров нижние бьефы ГЭС,
остающиеся всю зиму открытыми из-за тепловых выбросов станции
и быстрого течения здесь воды.
Нижняя (по течению) часть зажора формируется непосредст-
венно у кромки ледяного покрова после многократных подвижек,
торошения и увеличения мощности зажорных скоплений. В ре-
зультате стеснения русла создается подпор, снижаются скорости
течения, и подплывающая шуга останавливается и смерзается.
Толщина зажорных скоплений может превышать 10 м. а длина
скоплений достигает 10-20 км. На Ангаре, например, толщина
шугового льда бывает более 5 м. а на Днепре достигает 4 м. Объем
130
Глава 11. Атаки льда на реках
шуги в зажоре может достигать 100 млн м3. Отдельные торосы
поднимаются на 3 м. а навалы льда на берегах - на 3-4 м.
При неустойчивой погоде, особенно при потеплении, зажорные
массы льда размываются водным потоком. И хотя зажоры
формируются при малой водности реки и, как правило, не вызывают
опасных наводнений, они приводят к затруднениям водоснабжения и
работы ГЭС. Кроме того, поступление больших масс шуги в
гидротурбины ухудшает их работу, шуга забивает водоприемные
отверстия и нарастает на металлических деталях. Поэтому в
плотинах устраивают специальные шугосбросы, а для борьбы с шугой
разрабатываются способы интенсивного электро-, паро- или
водообогрева деталей, на них наносятся полимерные покрытия, не
подверженные обмерзанию.
На крупных реках с быстрым течением зажорные уровни могут
быть очень высокими и вызывать значительные затопления. Они
особенно велики на реках с большой водностью зимой, зарегулиро-
ванных озерами и водохранилищами, таких как Нева, Ангара.
Нередко приходится вести активную борьбу с зажорами, применяя
взрывы.
На малых и средних реках лед появляется вскоре после
перехода температуры воздуха к отрицательным значениям,
нередко в тот же или на следующий день, а на больших реках - в
течение последующих 5-10 дней. По всей длине небольших рек
лед формируется почти одновременно, а на длинных реках,
особенно если они текут с юга на север, как это имеет место в
Сибири, лед появляется в разное время. Например, на Енисее, Лене
и Амуре разница в сроках появления льда по длине реки достигает
2-3 недель.
Обычно замерзание рек и водоемов происходит либо путем роста
и смыкания заберегов, т.е. полос льда, формирующихся непосредст-
венно у берегов, либо за счет накопления льда и шуги в поверхност-
ном слое воды. Первый этап замерзания характерен для малых и
некоторых средних рек, водность которых в осенне-зимний период
невелика; период замерзания длится обычно всего 2-3 дня. Второй
тип распространен на многих равнинных реках. Появляются ледяное
сало, шуга, а через 2-3 дня начинается осенний ледоход. Ледяной
покров формируется не по всей реке, а сначала в местах ледяных
перемычек, где на участках с небольшими уклонами, в сужениях и
крутых поворотах русла смыкаются забереги, останавливаются и
смерзаются плывущие льдины и шуга. Лишь затем на участках
между перемычками водная поверхность заполняется льдом, пока,
наконец, не замерзнут все оставшиеся полыньи. Период замерзания
в этом случае на крупных реках длится 20-25 дней, а на средних -
10-15 дней.
131
132
В мире снега и льда
Глава 11. Атаки льда на реках
Начало и продолжительность ледостава на реках бывшего СССР
С образования первичного льда начинается ледостав. В нашей
стране ледостав на реках, как и установление снежного покрова,
движется с северо-востока на юго-запад. На средней Оби он
наступает примерно в середине ноября, а на средней Волге и Днепре
- в середине декабря.
В период ледостава нарастание толщины льда идет сначала
быстро, но затем по мере его последующего утолщения и особенно
увеличения на нем снежного покрова оно замедляется. При ледоставе
постоянно идет деформация ледяного покрова как под давлением
колебаний температуры воздуха, так и благодаря изменениям
скорости течения и уровня воды в реке. В результате в ледяном
покрове возникают трещины и полыньи, торосы и навалы льда.
На реках азиатской части России, северо-восточной части Китая,
Аляски и значительной части Канады ледостав устанавливается в
октябре-ноябре, а на реках европейской части России, Скандинавии,
северных штатов США и юго-восточной Канады - в ноябре-декабре.
Продолжительность ледостава на европейской части России
изменяется от 2 месяцев на юго-западе до 7 месяцев на северо-
востоке, а в азиатской части России - от 5 месяцев в южных районах
Сибири и Дальнего Востока до 8 месяцев на реках Крайнего Севера.
Ока подо льдом в районе усадьбы В.Д. Поленова
133
134
В мире снега и льда
Глава 11. Атаки льда на реках
—
Вскрытие рек и продолжительность периода безо льда на реках
бывшего СССР
От 3 месяцев на юге до 8 месяцев на Крайнем Севере покрыты
льдом реки Канады и Скандинавии, 6-8 месяцев - реки Аляски. В
районах со сравнительно высокими температурами зимой - в
Южном Казахстане и Средней Азии, на Кавказе, в странах
Центральной и Юго-Восточной Европы, в северных штатах США
- ледостав неустойчив, здесь зимой бывают кратковременные, а
иногда повторные замерзания и вскрытия рек.
Нарастание льда на реках сильно зависит от скорости и
интенсивности перемешивания воды, а также от величины
грунтового питания реки. Чем меньше приток относительно теплых
грунтовых вод, тем быстрее растет лед на реках. Поэтому в Сибири,
где зимний грунтовый сток мал, ледяной покров на реках, в
частности внутриводный лед, растет быстро и достигает
значительной массы.
В Якутии при задержке ледостава толщина льда становится
больше, так как при очень низких температурах воздуха ледообразо-
вание на открытой воде идет значительно быстрее, чем под ледяным
покровом. Ледяные перемычки при этом выполняют роль накопи-
телей ледяного материала. В конечном счете, если кромка ледо-
става быстро смещается вверх по течению, ледяной покров не бывает
таким мощным, как в тех случаях, когда происходит задержка
продвижения кромки ледостава.
Участки реки с особенно быстрым течением или поступлением
теплых вод могут оставаться незамерзшими на протяжении всей
зимы или большей ее части. Ледостав на малых реках и небольших
озерах обычно продолжительнее, чем на крупных. А иногда на
мелких участках из-за уменьшения или полного прекращения
грунтового питания реки промерзают насквозь. И наоборот, на
некоторых быстрых горных реках сплошной ледостав может и не
образоваться.
Толщина льда, намерзающего за зиму снизу, в низовьях Волги,
Дона и Днепра, где температура января равна -5...-10 °C, составляет
примерно 0,5 м, на реках средней полосы европейской части России
- около 1 м. а на сибирских реках редко превышает 1,5 м. Это
кажущееся несоответствие между большой разницей температуры,
которая в низовьях Лены в январе достигает -40 °C, и гораздо
меньших различий толщины льда объясняется все более медленным
ростом льда по мере увеличения его толщины. В среднем на всей
Лене толщина льда равна 196 см. на Оленеке 171, на Индигирке 167
и на Яне 153 см.
135
В мире снега и льда
Широко распространенный в России подледный лов рыбы
Общий объем речного льда в каждом из бассейнов Оби, Енисея,
Лены к концу зимы достигает 10 км3, что составляет около 2%
годового стока этих рек и 20-30% зимнего стока.
Ледостав резко изменяет условия жизни обитателей рек и озер,
так как совершенно изолирует воду от воздуха. Прекращается
поступление в воду кислорода, а после формирования на льду снежного
покрова - и солнечной радиации. Жизнедеятельность водной
растительности и живых организмов в воде быстро затухает. Но
кислород, хотя и в меньшем количестве, животные продолжают
расходовать, так что запасы его, накопленные водоемами до ледо-
става, неуклонно уменьшаются. К концу зимы нехватка кислорода
начинает уже сказываться, а в особо суровые зимы его не хватает,
происходит замор - массовая гибель рыбы.
В весеннее время по мере потепления и усиления солнечной
радиации быстро сходят снег и лед по берегам рек и водоемов,
появляются полосы воды - закраины. Ледяной покров слабеет и
разрывается на части под воздействием волны половодья, начина-
ются подвижки льда - предвестники близящегося ледохода.
Вскрытие южных рек происходит обычно под воздействием тепла
солнечной радиации на ранней стадии весеннего половодья при
довольно низких уровнях воды. Большинство же северных рек России
и Канады, особенно текущих с юга на север, вскрывается при высоких
136
Глава 11. Атаки льда на реках
подъемах уровней воды, уже в разгар половодья. На озерах и
водохранилищах лед тает под влиянием тепла и дрейфа по акватории
под воздействием ветров. В марте-апреле вскрываются реки и
водоемы на большей части европейской территории России, севере
Скандинавии, Кольском полуострове и Аляске. В азиатской части
России и в Канаде вскрытие рек и водоемов происходит в апреле-
мае, а в районах Крайнего Севера - в июне.
После нескольких подвижек прежде единый ледяной покров
окончательно взламывается напором воды и начинается весенний
ледоход. Он продолжается от нескольких дней до полумесяца и
более. Сроки весеннего ледохода на реках северного и южного
районов европейской части России и Северной Америки разнятся
до 3 месяцев, в Восточной Сибири до 2 месяцев, а на Дальнем
Востоке около 1,5 месяца.
Ледоход проходит относительно спокойно на реках, текущих на
юг: таяние льда здесь распространяется от устья вверх по течению
постепенно, так что пространство воды оказывается свободным для
льдин, подплывающих с верховьев. Более сложно разворачиваются
события на реках, текущих к северу. В то время как на быстринах в
верховьях реки лед уже тронулся, в среднем течении и в низовьях
реки он еще стоит. Поэтому на некоторых плесах ледоход упирается
в неподвижный ледяной покров, плывущие льдины нагромождаются
и образуют затор, гораздо более опасный, чем осенние зажоры.
Многослойное скопление льдин стесняет речное русло и
вызывает подъем уровня на заторном участке реки. Заторы
формируются в местах, где вскрытие реки задерживается из-за
повышенной толщины и прочности ледяного покрова, в том числе
там, где возникали зажоры во время замерзания. Заторы образуются
от заклинивания русла ледяными полями в местах перегиба уклона
и там, где русло стесняют повороты, острова и т.п.
Впереди заторного скопления льда образуется замок затора -
или покрытый трещинами ледяной покров, или перемычка из ледяных
Продольный профиль затора льда
1 - замок затора; 2 - голова затора; 3 - хвост затора
137
В мире снега и льда
Весенний затор на Оке
полей, заклинивших русло. Дальше располагается голова затора -
многослойный хаос льдин, подвергшихся торошению, и, наконец,
хвост затора - спокойное скопление льдин в зоне подпора; на крупных
реках он протягивается на десятки километров.
Помимо заторов, формирующихся в разных местах русла, они
образуются в рукавах дельт и устьях рек, впадающих в озера или в
более поздно вскрывающиеся реки, а также на участках, где
выклинивается цепь водохранилищ.
Механизм образования заторов еще до конца не выяснен. По-
видимому, это не просто механическая закупорка русла льдом. В
заторах происходит смерзание льда, вызываемое запасом холода,
который накапливается внутри толстого ледяного покрова. Этому
способствует и переохлаждение воды в реке во время ледохода, часто
случающееся при весенних похолоданиях.
На заторных участках крупных рек сосредоточивается от 50 до
200 млн м3 льда. При сильных заторах уровень воды в реке
поднимается на 5-10 м. при средних - на 3-5, при слабых до 3 м.
Большие заторы часто случаются на реках, текущих с юга на север,
138
Глава 11. Атаки льда на реках
Голова окского затора
а также на реках, верховья которых находятся в горах, а низовья - на
равнине. На этих реках максимальные заторные уровни намного
превышают уровни весеннего половодья.
Под действием силы потока воды, солнечной радиации и нараста-
ния паводка затор наконец прорывается, и тысячи тонн льда устрем-
ляются вниз по реке, производя большие разрушения. Они несутся
со скоростью более 1,5 м/с и образуют навалы льда на берегах
высотой более 3 м. Для предотвращения заторов в наиболее опасных
местах приходится заранее разрушать лед ледоколами или ослаблять
его путем зачернения. А образовавшийся затор пытаются разрушить
взрывами, пока он еще не приобрел опасных размеров, однако этот
метод далеко не всегда помогает.
Но и без заторов ледоход создает на реках значительные труднос-
ти. Движущиеся ледяные поля вызывают большие давления на
гидротехнические сооружения, а удары отдельных льдин иногда
разрушают мосты и причалы.
139
В мире снега и льда_________________________________________
Ледяной покров на реках и водоемах способствует освоению
территории, так как позволяет зимой и весной прокладывать по льду
дороги, строить причалы и переправы. Прочность пресноводного льда
достаточно велика, к тому же он обладает упругостью, что позволяет
льду прогибаться под нагрузкой, оставаясь монолитным. А совре-
менные способы намораживания дают возможность строить речные
сооружения из льда на промышленной основе.
Искусственное намораживание льда уже давно применяют для
строительства ледяных переправ через реки и озера и ряда других
сооружений. Обычно разливают тонким слоем воду на твердое
основание и дают ей замерзнуть на морозе. Получается прочный и
плотный слой льда, но растет он медленно: примерно на 15-20 см
за полные сутки при 20-градусном морозе. Но интенсивность
искусственного льдообразования можно резко повысить, если
включить в теплообмен значительные толщи морозного воздуха.
А для этого нужно применить распыление воды в факеле искус-
ственного дождя.
Идея использования морозного воздуха для быстрого заморажи-
вания раздробленных капель возникла давно. Еще в 1911 г. в России
были проведены опыты по замораживанию при температуре около
-40 °C искусственного дождя с 50-метровой башни. В 70-х годах с
этой целью стали использовать дальнеструйные дождеватели с
форсунками, которые дробят воду на мельчайшие капельки,
распыляемые в виде факела. При этом теплообмен, необходимый
для замерзания воды, переносится в весь объем капельного факела,
возникающего из струи, которую дождеватель рассеивает в морозном
воздухе. Летящие капли охлаждаются и замерзают на порядок
быстрее, чем та же масса воды, вылитая на поверхность наморажи-
вания. Ведь суммарная площадь капель намного больше площади
плоской поверхности.
Пока капля летит к земле, она замерзает и, падая, образует
материал, похожий на фирн. Искусственный фирн - новый, очень
технологичный материал, который в слегка влажном состоянии легко
формуется бульдозером. Прочность такого фирнового массива
весьма велика: через сутки намораживания он вполне выдерживает
десятитонный трактор - на твердой фирновой поверхности остаются
лишь слабые царапины от траков.
С помощью установки «Град-2», специально предназначенной
для намораживания, в 1981 г. за четверо суток удалось увеличить
толщину льда на р. Лене у Якутска с 20-25 до 80 см. На месяц раньше
срока, предопределенного природой, была открыта ледяная переправа
через Лену. Ее длина 1,1 км, ширина 50-60 м, фирн плотностью до
850 кг/м3 надежно выдерживал тяжелые машины. Теперь такие
переправы строят по всей Якутии, во многих районах Крайнего
140
Глава 11. Атаки льда на реках
Севера. На искусственных переправах Тюмени вес санно-тракторных
поездов достигает 120 т. Весной эти переправы работают на 2-А недели
дольше природных.
Сфера применения подобного «зимнего цемента» очень широка.
Из него можно строить плотины, дамбы, дороги, аэродромы, склады.
Возведенные брызговым намораживанием ледяные дамбы,
например, используют в качестве ограждающих конструкций во время
весенних ледоходов и паводков. Экономический эффект ледяного
строительства огромен: только одна ранняя переправа через р. Лену
у Якутска экономит огромные средства.
Существует и важная обратная задача - продлить сроки навига-
ции на реках и озерах, создать незамерзающие участки акватории.
Разрабатываются новые способы ослабления или задержки роста
льда на поверхности водоема. На одном из шведских озер была
уложена перфорированная труба, по которой подавался воздух, затем
пузырьками поднимавшийся вверх. Это усиливало поток тепла из
глубины воды к поверхности, в результате чего оставалась
незамерзающая узкая полоса длиной около 100 км, по которой в зимнее
время могли свободно проходить небольшие суда.
Замерзание рек замедляется попусками из водохранилищ,
расположенных выше по течению, сбросом теплых промышленных
вод, работой ледоколов. Те же методы, а также взрывы и ледорезные
способы применяют для ускорения вскрытия рек. Воздействовать
на льды рек и озер обычно труднее, чем на морские льды, из-за
большей прочности пресноводных льдов. Приходится зачернять и
подсаливать весной лед с поверхности, применять ледорезные и
ледофрезерные машины. В 70-х годах успешно применялся комплекс-
ный метод, когда с помощью ледового струга во льду прокладывалась
неглубокая клиновидная борозда, которую сразу зачерняли.
Образовавшаяся в борозде вода интенсивно поглощала солнечную
радиацию и благодаря обратной термической конвекции концен-
трировала тепло в узкой нижней части борозды, обеспечивая ее
самоуглубление.
Способы наращивания речных и озерных льдов и, наоборот,
борьбы с ними получают все большее развитие.
Глава 12
НАЛЕДИ, ТАРЫНЫ
Август в Якутии отличается душной жарой, массой луж и озер
от оттаивающей мерзлоты, огромными комарами, пирующими
в разгар лета. В редком сосновом лесу на высоком берегу
одного из притоков Лены светло и сухо. Преобладают серые и
коричневые тона, песчаная терраса мало зарастает подлеском, и
сквозь стволы сосен просматривается глубокое плоское днище
долины. Не на чем остановить глаз, как вдруг вдалеке сквозь ветви
завиднелись белесые пролески, а вскоре взору открылось обширное
ледяное поле, в котором пробила себе путь петляющая река. Это -
наледь.
«Соединяя в себе, казалось бы несовместимые явления, - как
40° мороза, промерзшие до дна реки и тут же затопляемые водой
долины или 35° жары и ледяные поля, - наледь представляет для
непривычного путешественника как бы странное противоречие
природы и потому возбуждает к себе неизменно глубокий
интерес», - читаем мы в «Известиях Русского географического
общества» за 1902 год.
А еще раньше, в книге А.Ф. Миддендорфа «Путешествие на
север и восток Сибири», изданной в Петербурге в 1862 г., описана
крупная наледь в бассейне р. Алдан: «...Верстах в двух выше ручья
Энкеляха, на Селенде началась ледяная долина и простиралась
больше двух географических миль (15 км) вниз по реке. Ширина
ледяного поля составляла едва ли больше 1/8 мили (940 м), а по
местам она еще суживалась шагов на 200. Хотя она была довольно
ровна и горизонтальна, однако иногда выдавалась в стороны дальше
низа долины, в иных местах заходила глубоко в лес, и вид выходил
совсем особенный, когда перед глазами являлись старые хвойные
деревья среди ледяного поля, выходившие прямо из ледяного
грунта».
Наледь - это слоистый ледяной массив, возникающий при пос-
лойном замерзании периодически изливающихся на поверхность
подземных, речных и озерных вод. Наледи встречаются в областях
сурового климата в сильные зимние морозы. Промерзающие
постепенно горные породы и реки вытесняют жидкую воду, которая
142
Глава 12. Наледи, тарыны
на отдельных участках тонким слоем выливается на поверхность.
Благодаря большим потерям тепла вода быстро превращается в
лед, который создает первую порцию наледи. Через некоторое
время вода вновь прорывается на поверхность, растекается по
слою недавно образовавшегося льда, увеличивает его толщину.
Так продолжается несколько раз за зиму: наледь растет в толщину
и по площади, занимая порой всю пойму речной долины. Лед
сковывает деревья и кустарник, образуя сплошной ледяной
массив.
Размеры наледей колеблются от тысяч квадратных метров до
десятков квадратных километров [Алексеев, 1978]. Самые большие
наледи встречаются на севере Канады и Аляски, в бассейнах рек
Яны, Индигирки, на притоках Лены. По данным аэрофотосъемки
1970-х годов, в бассейне р. Лены свыше семи тысяч наледей. Они
носят название тарыны. Якутское слово «тарын» в переводе озна-
чает творог. И, действительно, летом издалека наледь напоминает
творожную массу, разбросанную по долинам и склонам среди серых
скал и зеленых пространств растительности.
Изначально тарыном называли наледь на горной реке. Но затем
стали обозначать гигантские, обычно многолетние наледи на северо-
востоке Якутии. Крупнейший тарын ежегодно возникает в Улахан-
ской долине р. Момы, правого притока Индигирки, в 70 км от Якутска.
Эту самую крупную в мире наледь называют Большая Момская,
или Момский Улахан-Тарын. Она протягивается по долине на 40 км,
достигает в ширину 3,5 км и имеет толщину от 3 до 8 м. Площадь
наледи превышает 100 км2. Его начали изучать еще до войны, а затем
уже пробурили несколько скважин, пересекли участок геофизичес-
кими профилями.
Объемы в миллионы кубических метров типичны для наледей.
Толщина таких образований 3-4 м, на отдельных участках 5-6, а
изредка и 12-15 м. По длине реки наледи обычно располагаются
сплошной цепочкой на протяжении десятков километров, то сужаясь,
то вновь расширяясь в зависимости от формы долины. Гигантские
наледи Колымского края спасают от гнуса многие стада оленей.
Наледи могут принимать различную форму и встречаться в
самых разных местах. Например, на берегах рек, озер и морей
возникают береговые наледи. Они формируются в результате
волноприбойной деятельности водных потоков, приливов и отливов,
выхода подземных вод в обнажениях и обычно образуют ледяной
каскад валов толщиной до 3 м.
Необыкновенное зрелище представляют собой замерзшие водо-
пады - массивы льда на крутых и обрывистых склонах гор из
намерзших падавших водяных струй. Такие белые или голубые
ледяные каскады неизменно привлекают внимание туристов. Так, в
143
В мире снега и льда
Замерзший водопад в горах Кавказа
ряде стран получил развитие особый вид спорта - лазание по
замерзшим водопадам.
Больше всего наледей, и притом самых крупных, располагается
на участках тектонических движений, где земная кора раздроблена
на отдельные блоки, которые медленно перемещаются друг относи-
тельно друга. В этих условиях развиваются талики, т.е. участки
талого грунта, по которым подмерзлотные воды поднимаются к
поверхности, смешиваются с водами поверхностного происхождения
и образуют единый поток вод, питающих наледь.
В подобных местах с холодным климатом наледи покрывают
до 4% всей территории, а общие запасы наледного льда исчисляются
миллиардами кубометров. К югу размеры наледей уменьшаются,
но количество их возрастает. В районах умеренного климата наледи
подземных вод встречаются преимущественно в затененных долинах,
оврагах, балках, у подножий склонов. Здесь отдельные наледи
достигают всего десятков квадратных метров, а толщина их не
превышает 1 м.
В горах наледи приурочены к определенному высотному поясу.
Верхняя граница их появления обычно лежит на 400-600 м ниже
144
Глава 12. Наледи, тарыны
Наледи на крутых склонах зимой в горах Таджи-
кистана, недалеко от Душанбе
средней высоты водораздела, а нижняя - там, где рельеф выполажи-
вается и уклон долин заметно уменьшается. Здесь река почти не
откладывает валунно-галечный материал, который обладает хорошей
водоносностью. Снижение уклона и фильтрационных свойств грунта
приводит к уменьшению подруслового потока. В результате днище
долины промерзает, возрастает поверхностный сток вместо
подземного, а в целом все это приводит к тому, что возможность
возникновения наледей по мере приближения к равнине постепенно
уменьшается.
В районах оледенения наледный пояс располагается непосред-
ственно ниже ледников. Это связано с тем, что ледники накапливают
в речных долинах мощные толщи грубых ледниковых и водно-
ледниковых отложений, хорошо обводненных стоком с ледников.
Образование наледей по периферии ледников являет собою прямое
следствие множества таликов - коллекторов подземных вод в
древних ледниковых отложениях.
Во многих случаях ниже ледников располагается цепочка
наледей, приуроченных к ригелям. Иногда они сливаются друг с
145
В мире снега и льда
другом и образуют ледяные поля длиной 5-10 км. На Шпицбергене,
где вода с ледников вытекает и зимой, на флювиогляциальных
равнинах ниже ледников формируются наледи площадью до 2,5 км2
и толщиной 2-4 м.
Процесс формирования наледи определяется взаимодействием
наледеобразующих вод с областью отрицательных температур.
Нередко между двумя или несколькими слоями намерзшего льда
остается жидкая вода, и формирующаяся наледь становится похожей
на слоеный пирог. Только «пирог» этот испытывает большое внут-
реннее давление из-за расширения намерзающего льда и постепенно
приподнимает верхние ледяные слои - образуется наледный бугор.
Он указывает на местоположение источника наледи и на большие
напряжения в ее теле. Такие бугры могут достигать 5 м в высоту и
100 м в длину. Они типичны для якутских тарынов и нередко с
грохотом взрываются.
Первые небольшие ледяные бугры пучения на тарынах появля-
ются уже в октябре. В ноябре грунтовые воды пробиваются во многих
местах, и тарын растет очень быстро. В декабре его рост замедля-
ется, так как ледяная броня уже перекрывает многие источники. Лишь
в верхней части тарына, где вода еще имеет доступ на поверхность,
лед продолжает интенсивно нарастать и в январе, и в феврале. Рост
тарына с марта до начала мая замедляется, а вскоре и совсем
прекращается, так как вода находит себе канал для стока. Река
пробивает русло в наледи, и тарын постепенно стаивает и разрушает-
ся. Однако верхняя, наиболее мощная часть наледи нередко
сохраняется в течение всего лета.
Скорость роста наледей и их количество каждую зиму меняет-
ся. Иногда намерзание новых слоев льда прекращается уже в
первую половину зимы, а после некоторого перерыва возобновляет-
ся снова. На первой стадии наледи формируются из речной воды,
а во вторую половину зимы, когда реки на перекатах полностью
перемерзают, наледь питается подрусловыми и береговыми
грунтовыми водами. Перемерзание рек иногда приводит к свое-
образным зимним наводнениям. В самом конце 1967 г. из-за
малоснежья и сильных морозов большая наледь образовалась на
одной из речек в бассейне р. Камы. Она подперла речную воду,
которая стала подступать, замерзая, к деревне Шаршада. Очень
скоро более 10 домов оказались замороженными по самые окна.
Пришлось произвести 500 взрывов, прежде чем в теле наледи был
пробит 600-метровый канал, по которому вода ушла обратно в
речное русло. Только это спасло деревню от нашествия льда.
Нередко на реке можно увидеть два, казалось бы, антагонисти-
ческих явления - речные наледи и полыньи. Однако на самом деле
они тесно друг с другом связаны. Полынья обозначает место выхода
146
Глава 12. Наледи, тарыны
подземного, сравнительно теплого источника, а крупные наледи
начинают формироваться именно от полыньи и своим верхним краем
к ней прилегают.
Имея выпуклую поверхность, наледь служит ледяным барьером
для весенних паводковых вод. Им приходится огибать наледь, что
способствует ее разрастанию. В суровую зиму 1986/87 г. много
наледей образовалось под Москвой. Катаясь на лыжах в парке
санатория «Узкое» в Москве, я неоднократно выезжал на пятна
влажного просевшего снега, после чего в лыжном следу быстро
появлялась вода, как это бывает, когда нарты проезжают по мокро-
му и заснеженному краю наледи. И здесь, в русле небольшой речки,
за два зимних месяца нарастала метровая наледь, которая приводила
к растеканию воды по близлежащему снежному покрову. Так что и в
средней полосе России наледи не такое уж необычное явление.
В весеннее время наледи становятся препятствием для стока
талых снеговых вод. Водяные потоки дробятся и растекаются по
поверхности льда, а иногда обтекают наледь, разрушая ее края.
Подтаявшие ледяные глыбы обрушиваются, а мощные потоки воды
прорезают ледяные массивы и формируют новые русла. Положение
таких каналов из года в год меняется - в результате наледный
участок долины постепенно расширяется и выравнивается. С насту-
плением морозов в толще грунтов, подстилающих наледь, формиру-
ются пласты льда, разрастающиеся до 30-40% наледного участка
долины, летом же они вытаивают, что приводит к возникновению
термокарстовых просадок и оползней.
Наледи, ежегодно формирующиеся на одних и тех же участках
пологого склона или дна долины, вырабатывают специфические
наледные поляны, резко выделяющиеся на фоне окружающей
местности. Уступ высокой террасы реки на участке наледной поляны
удален от речного русла, а само русло похоже на дельту с множест-
вом рукавов. На поверхности встречаются гряды и присыпки пере-
отложенного материала на свежей дернине, останцы речных террас,
ниши выбивания падающими водными потоками, ложбины от ударов
обваливающихся глыб льда, термокарстовые озерки, трещины и
просадки, ниши в береговых обнажениях выше уровня стояния
высоких вод, бугры пучения, земляные пирамиды, каменные мосто-
вые, расположенные на разных уровнях, уплотненные льдом ровные
площадки и т.д.
На наледной поляне растут сочные травы, собравшиеся в кочки,
встречаются обнаженные галечники, в почвенном покрове много
трещин, заполненных водой мочажин, по краям которых и галька, и
трава, словно, побелены. Кустарники растут куртинами, а деревья
стоят на чуть приподнятых островках. Взрослые деревья и кустарники
часто угнетены и искривлены, стволы и корни их деформированы. В
147
В мире снега и льда
общем-то лес неплохо переносит затопление его наледным льдом,
но лишь в том случае, если лед стаивает до начала вегетации. Если
же наледь стаивает медленно, лес погибает. На стволах усохших
деревьев видны белесые налеты солей, отмечающие толщину наледи.
При толщине льда более 2,5-3 м наледная поляна может совсем
лишиться растительного покрова и превратиться в так называемый
камешник, или валунную «мостовую».
С течением времени наледи мигрируют по долине реки, и вместе
с этим постепенно изменяется вид наледных полян. Миграция наледей
вызывается изменением климатических или мерзлотно-гидроло-
гических условий. С изменением климата может измениться поло-
жение естественного мерзлотного барьера, преграждающего движе-
ние подруслового потока: с похолоданием граница между таликом и
мерзлой породой продвинется в сторону талика, а при потеплении - в
сторону мерзлой породы. В периоды похолодания многие наледи
увеличивались в размерах, распространялись на новые участки
долины, на которых в настоящее время наледей нет. Между прочим,
по наблюдениям в бассейне р. Агаякан в горах Сунтар-Хаята, пло-
щадь наледей за последние 50—100 лет возросла, а некоторые из них
стали наступать на лес.
В процессе своего развития наледь сама создает условия для
перемещения вверх по реке. Кроме того, перераспределение и
промерзание отложений в речной долине иногда ведет к ликвидации
источников, питающих наледи. Подобные покинутые наледями пло-
щадки и участки долин можно найти на любой крупной наледной реке.
Наледи оказывают большое влияние наречной сток, перераспреде-
ляя его с холодного периода на теплый. Они поглощают весь зимний
сток малых рек, так что те зимой не текут. А в крупных реках на
формирование наледей идет значительная часть зимнего стока. На-
пример, в горной части бассейна р. Индигирки, включая бассейн
р. Момы, питание наледей идет со скоростью более 100 м3/с воды.
Расход Индигирки от сентября к октябрю, когда оканчиваются
дожди и начинает промерзать деятельный слой, уменьшается в
4 раза. В ноябре, с началом роста наледей, расход реки по сравнению
с октябрьским падает втрое. В течение следующих четырех месяцев
расход Индигирки уменьшается вдвое в каждый последующий месяц
по сравнению с предыдущим. В конце марта - апреля, когда огромная
масса подземных вод израсходована на формирование наледей, сток
становится минимальным.
С приходом лета вода от накопленного льда вновь поступает в
реки. Максимальное воздействие на речной сток наледи оказывают
весной, в самом начале паводка, когда реки еще не вскрылись ото
льда. На одной из якутских рек наледный сток составил в мае 18-
46% общего стока, в июне 10-20%, в июле 4-10% и в августе 1-3%.
148
Глава 12. Наледи, тарыны
Весеннее разрушение речных наледей
Формирование и последующее таяние наледей вовлекает в оборот
значительные ресурсы тепловой энергии. Образование наледей при
температурах воздуха от -15 °C вплоть до -45 °C и ниже из воды,
имеющей температуру 1-8 °C, ведет к значительному выделению
тепла при льдообразовании. Наоборот, весенне-летнее таяние наледей
забирает большое количество тепла. Тем самым наледи - регулятор
не только подземного и поверхностного стока, но и температуры
149
В мире снега и льда
окружающей среды. Они перераспределяют тепловую энергию
между летним и зимним периодами, смягчая резко континентальный
характер климата.
Вблизи крупных наледей создаются особые микроклиматические
условия - летом понижается температура и повышается влажность
воздуха. Поэтому наледи вполне возможно использовать для водной
и тепловой мелиорации почв и грунтов. В Сибири, например, для
повышения плодородия пойменных лугов наледи создают искус-
ственно. Они позволяют регулировать сток рек, защищать грунты от
промерзания, увлажнять сельскохозяйственные угодья, решать
некоторые транспортные, водохозяйственные и технические
проблемы.
Для регулирования речного стока наледи искусственно нара-
щивают в осенне-зимне-весеннее время, когда сток бесполезен для
сельского хозяйства, с тем чтобы в результате таяния наледей увели-
чить сток летом, в вегетационный период. Наиболее перспективны
для этой цели сезонные наледи, но и в районах с перелетовывающими
наледями консервация части зимнего стока не приведет к сущест-
венному его увеличению в годы с нормальными условиями погоды,
а в аномально жаркие годы произойдет таяние наледного льда,
накопленного за ряд предыдущих лет, что вызовет существенную
добавку к естественному стоку. Таким образом, наледное регули-
рование стока может быть и внутригодовым, дающим допол-
нительный приток воды в теплое время за счет зимнего стока, и
многолетним, обводняющим реки в наиболее жаркие годы. Процесс
этот особенно актуален в горных областях с суровыми климатичес-
кими условиями.
Каковы же годовые запасы естественного наледного льда? На
территории нашей страны они составляют около 300 км3, из них 60 км3
приходится на наледи подземных вод и 240 км3 - на наледи
поверхностных вод. Запасы наледей поверхностных вод, несмотря
на их значительный объем, не имеют такого большого хозяйствен-
ного значения, как крупные ледяные массивы, которые создаются
при намораживании подземных вод в областях распространения
многолетнемерзлых пород.
Наледные ресурсы можно создавать искусственно - путем
намораживания воды слоями разной толщины или брызговым
методом, используя естественный холод. Имеющийся опыт послой-
ного намораживания показывает, что при непрерывной подаче воды
тонкой пленкой скорость намораживания равна в среднем 1 г/см2 в
сутки на 1 ° отрицательной средней суточной температуры воздуха.
Это так называемое потенциальное намораживание. Оно по-
казывает, сколько можно наморозить льда при существующих
климатических условиях. Согласно расчетам, на юге Восточной
150
Глава 12. Наледи, тарыны
Сибири за зиму можно наморозить 15-20 м льда, на севере - 60-65,
в горах Южной Сибири - 20-25, а в горах Якутии - 35-45 м. Противо-
положный показатель - потенциальная абляция - представляет собой
удельную массу льда, которая может стаять и испариться за год в
данном климате. Например, в Термезе за год может стаять слой
льда толщиной в 28 м.
Сравнение обоих показателей дает потенциальный ледовый баланс
территории, т.е. массу льда, которую можно ежегодно наращивать без
теплоизоляции. Линия нулевого потенциального баланса в Евразии
проходит через Карелию, Пермь, Барнаул, Улан-Батор; к северу от
нее простираются Сибирь, Казахстан, Дальний Восток, где намора-
живание льда осуществить легко. При непрерывном технологическом
процессе за зиму в этих регионах можно наморозить толщу льда от 10
до 70 А, применяя современную водометную технику, позволяющую
вести намораживание и за счет теплообмена приземного воздуха,
можно увеличить его производительность в 5-10 раз и более. При
этом появляется возможность улучшить резко континентальный климат
в местах намораживания льда, поскольку происходит выделение
скрытой теплоты льдообразования зимой и ее поглощение летом.
Искусственные наледи можно создавать не только на плоской
поверхности, но и вокруг специальных строений, намораживая воду
на их стены и крышу А затем, прикрыв лед толстым слоем опилок,
соломы, дерна, пенопласта, можно изолировать такую наледь от
внешнего воздуха и надолго сохранить ее летом. Этот эффективный
путь создания крупных складов-холодильников давно нашел приме-
нение на просторах Сибири.
Крупные искусственные массивы льда нужны также и как
источники холода для использования в промышленности, на тепловых
и атомных электростанциях. Экономическая эффективность таких
станций будет резко повышена, если в систему их водоснабжения
войдут большие искусственно намороженные ледохранилища. Исполь-
зование в системе охлаждения талой воды с температурой около 0 °C
повышает вакуум двигателей и таким образом увеличивает рабочую
мощность станции. Стоимость получаемой электроэнергии при этом
существенно снижается.
Следует подумать и об использовании геохимических особен-
ностей наледей. Очевидно, они могут работать как опреснители
солоноватых подземных вод, помогать в очистке промышленных
стоков, выводя в осадок взвешенные и растворенные вещества.
Но в то же время наледные участки долин - трудные для освоения
территории. Ведь разлившаяся наледь нередко только сверху покрыта
корочкой льда, а под ней стоит мокрая снежная каша. Машины прова-
ливаются в мокрый снег, вязнут, буксуют, а стоит остановиться -
моментально вмерзают в дорогу так, что не выдернешь и трактором.
151
В мире снега и льда
Поэтому зимники да и стационарные дороги прокладывают в обход
наледей, используя зачастую неудобные склоны.
Опасность от наледей вызывается: неожиданным затоплением
территории в суровое зимнее время, формированием ледяных пре-
град, увеличением скользкости дорог и других покрытий, развитием
криогенного пучения, морозного растрескивания и шелушения
строительных материалов, других аналогичных явлений.
Наледные процессы также вызывают быстрое разрушение
дорожного полотна. Привязанность наледей к дорогам не случайна
- во многих случаях постройка дороги обостряет и провоцирует их
проявление. Возникновение наледей ведет к оползанию и просадкам
земляного полотна, пучению мостовых опор, разрушению бутового
материала, которым заполняют ряжевые конструкции, быстрому
дроблению и выкрашиванию бетона и облицовочных материалов.
Возникая в водопропускных устройствах и дренажных канавах, по
которым отводится сток от дороги, наледи способствуют накоплению
влаги непосредственно у дорожной насыпи и в ее основании. Влага
эта многократно замерзает и оттаивает, что деформирует и разруша-
ет дорожное полотно, а морозное пучение довершает дело. Возник-
шие наледные бугры взрываются и выбрасывают многотонные глыбы
льда и грунта, а мощные потоки воды в несколько минут срезают
дорожные сооружения, приводят к гибели людей и животных.
Закупоривая мостовые отверстия и водопропускные трубы,
наледный лед вызывает резкий подъем воды во время весеннего
половодья, что ведет к размыву дорожного полотна и разрушению
мостов. На некоторых реках в этот период механическое разрушение
льда идет столь интенсивно, что формируется летний ледоход -
прямая угроза малым дорожным сооружениям.
Особую опасность наледи представляют для горных выработок.
Они часто образуются в штольнях и шахтных стволах, а также на
поверхности у мест сброса шахтных вод. Огромные наледи можно
видеть вокруг незатампонированных скважин, из которых непрерывно
откачивают и сбрасывают излишнюю воду на поверхность. Появле-
ние таких наледей неизбежно ведет к заболачиванию окружающей
местности, развитию термокарстовых процессов, вызываемых прота-
иванием подземных льдов. Подобные явления сильно затрудняют
освоение и эксплуатацию обширных пространств Сибири.
Наледи, к сожалению, - частое явление на улицах и во дворах
сибирских городов и поселков. И здесь они свидетельствуют преж-
де всего о бесхозяйственности и непродуманности строительных
решений. Сведение лесов на окружающих склонах, отсыпка террас
в тех местах, где это не следует делать, протаивание мерзлых грунтов
и, наконец, несовершенство и плохое состояние систем водоснабже-
ния и сточных вод - вот главные причины, ведущие к широкому
152
Глава 12. Наледи, тарыны
Опасная наледь возникла в противолавинной галерее
распространению «рукотворных» наледей, которых вполне могло бы
и не быть, если бы мы как следует заботились о правильном
«вписывании» нашего хозяйства в природу
В ряде случаев приходится постоянно бороться с образующимся
наледным льдом. Для этого используют тепло солнечной радиации,
зачерняя поверхность наледи; газовые и нефтяные горелки; подогре-
тую воду речных потоков и водоемов; сбросы теплых вод промышлен-
ных предприятий. Приходится убирать лед постоянным скалыванием,
гидромониторами и взрывами, внесением солей натрия, кальция и
других реагентов, усиливающих таяние льда, в том числе при
отрицательных температурах.
При необходимости применяют и более сложные инженерные
методы борьбы с наледями. Водоносные грунты и водные потоки,
угрожающие сооружениям, заранее промораживают. Для этого
используют машины, вводят металлические теплопроводящие стер-
жни и льдообразующие вещества, с помощью которых полностью
консервируют воду в зоне образования наледей или отводят наледь
в другое место. Иногда проводят тепловую мелиорацию наледе-
опасного участка с помощью торфа, опилок, пенопласта и, конечно,
естественного снега, а также гранулированного и аэрированного льда.
С целью безналедного пропуска подземных и поверхностных вод
в безопасное место строят каналы, колодцы, проходят водопоглоща-
ющие буровые скважины, укладывают перфорированные трубы и
другие водозаборные устройства, меняют глинистые грунты на
хорошо фильтрующиеся породы. Водные потоки перегораживают с
153
В мире снега и льда
помощью водонепроницаемых экранов, путем укладки глинистых
грунтов, пленок, металлических и бетонных щитов. Наконец, вносят
химические вещества, понижающие температуру замерзания воды
на участках возможного льдообразования, чем предотвращают
формирование льда при температурах, близких к О °C.
Изобретено немало специальных устройств, направленных на
предотвращение вредного влияния наледей. К ним относятся
противоналедные заборы из досок, бревен, деревянных щитов или
железобетонных плит, противоналедные щиты, которыми на зиму
закрывают входные отверстия у водопропускных труб и небольших
мостов. Нередко специально создают своеобразный наледный пояс,
т.е. искусственно расширенный участок русла водотока, на котором
наледеобразующие воды распластываются, охлаждаются и быстро
промерзают, не доходя до железной или автомобильной дорог.
Перечисленные меры - действенное оружие в борьбе с наледями,
но исключить их совершенно при хозяйственном освоении территории
не удается. Поэтому наледи остаются грозным явлением природы,
о чем постоянно нужно помнить.
Глава 13
ЛЬДЫ ПОД ЗЕМЛЕЙ
Путешествуя по Сибири, нередко можно увидеть не только дома,
но и дороги, пронизанные мелкими и крупными трещинами. В
Якутске и на далекой Колыме, в поселках БАМа и в Анадыре
на Чукотке нет-нет да и встретишь одноэтажные и многоэтажные
здания с деформированными фундаментами и отваливающимися
стенами. Все это проделки вечной мерзлоты, результаты действия
законов, управляющих жизнью многолетнемерзлых пород.
Такие породы занимают на Земле площадь более 35 млн км2. и
11 млн км2 из них приходится на территорию нашей страны. Мерзлое
состояние горных пород на значительных площадях сохраняется по
крайней мере миллион лет. Мощность многолетнемерзлых пород
возрастает к полюсам до 1 000 Л4 и более. Их температура в полярных
областях Северного полушария понижается до -16 °C, а в скальных
выходах в Антарктиде достигает -50°С. Льдистость многолетне-
мерзлых пород изменяется от нескольких процентов до 90%, форма
и размеры ледяных включений в них могут быть самыми разными.
Территории, где распространены эти породы, нередко называют
областью подземного оледенения.
Есть и другой, широко распространенный термин - вечная (или
многолетняя) мерзлота. Он употребляется в трех значениях: во-
первых, так говорят о продолжительном оледенении горных пород
верхней части земной коры; во-вторых, так называют слой или
область длительного распространения не оттаивающих горных пород
и, в-третьих, так определяют сами горные породы, сцементирован-
ные замерзшей в них влагой.
С вечной мерзлотой русские землепроходцы столкнулись в
начале XVII в. Они видели, как коренные жители использовали
мерзлый грунт для хранения мяса и рыбы в теплое время года,
как они зарывали продукты в ямы и ели мороженую рыбу даже в
жаркое сибирское лето. Закладывая в 1632 г. Якутский острог на
Лене и другие служилые поселения, казаки с удивлением
убеждались, что здесь не «работают» их прошлые навыки в
приемах строительства, в водоснабжении, распашке пахотных
земель.
155
В мире снега и льда
Якутские воеводы составили «чертежи и росписи» пахотных
земель по верхней Лене, Витиму и другим рекам, но в 1641 г.
вынуждены были отписать в Москву: «А в Якутском, государь, по
скаске торговых, промышленных и служилых людей, хлебной пашни
не чаять. Земля, государь, среди лета вся не растаивает».
Большие трудности возникали и с водой. Вместо использования
колодцев приходилось заготавливать лед. Лишь в 1685-1686 гг.
удалось пройти колодец до глубины 30,5 м, и снова пошла депеша в
Москву: «А колодезя, великие государи, в Якутском сделать никоими
мерами нельзя, потому что земля летом только тает в полтора аршина,
а больше двух аршин никогда не тает, а в исподе на дне бывает земля
всегда мерзлая».
Скаски и челобитные из сибирских и дальневосточных земель
стали основой трудов В.Н. Татищева, который в своей «Истории
Российской с самых древнейших времен» (1725 и 1736 гг.) привел
многочисленные данные о повсеместном развитии вечной мерзлоты
в Сибири, о бивнях и трупах мамонтов, найденных в ее толщах. А в
1757 г. М.В. Ломоносов обобщил многие сведения о природе
«замерзшей земли» и дал первые научные объяснения причин и
механизма формирования многолетнемерзлых пород.
Несмотря на эти заключения, многие западноевропейские ученые
относились с недоверием к рассказам о вечной мерзлоте, полагая,
что внутреннее тепло Земли должно препятствовать глубокому
промерзанию грунта. Но число фактов неумолимо росло: все новые
шахты и скважины вскрывали сотни метров мерзлых горных пород.
Весной 1827 г. по приказу начальника Якутского отделения Рос-
сийско-Американской компании Ф. Шергина в Якутске начали рыть
колодец в квадратную сажень (2,13 х 2,13 м\ пытаясь дойти до
водоносного горизонта. От самой поверхности работы шли в мерзлом
грунте, и через два года удалось углубиться всего на 15 м. Летом
1829 г. через Якутск проезжал адмирал Ф.П. Врангель, назначенный
правителем русских поселений в Америке. Узнав о колодце, он
распорядился продолжать его углубление за счет Российско-Амери-
канской компании. Весной 1830 г. шахта достигла 30-метровой
глубины, и в ней начали измерять температуру.
Работы по проходке были прекращены весной 1837 г. За 10 лет
прошли до глубины 116,5 м, и на всех горизонтах породы были
мерзлыми. На дне шахты температура была равна -0,5 °C. В 1842—
1845 гг. шахту обследовал будущий академик А.Ф. Миддендорф.
Весной 1844 г. под его руководством на разных глубинах из стенки
шахты было пройдено 10 горизонтальных скважин, каждая длиной
2,1 м, в которых затем долгое время измеряли температуры грунта.
Результаты измерений А.Ф. Миддендорфа оказались примерно
на 2° ниже данных Ф. Шергина. Используя значения геотермического
156
Глава 13. Льды под землей
Температура, С
Изменение температуры горных пород с
глубиной в шахте Шергина по измерениям в
разные годы
1 -1830-1837; 2 -1845; 3-1934-1937
градиента 2,8 и 3,3° на 100 jw, Миддендорф вычислил мощность вечной
мерзлоты: 187 и 204 м. Это совсем близко к современным резуль-
татам бурения: 210-214 м. Исследования в этой шахте окончательно
убедили ученый мир в существовании вечной мерзлоты в Сибири. А
шахта Шергина до сих пор остается убедительным памятником науке
и человеческому упорству
Существующие климатические условия способствуют формиро-
ванию мощных толщ вечной мерзлоты на обширных пространствах
Севера, Сибири и Канады. В Якутии сплошная мерзлота превышает
100 м, а в верховьях одного из притоков р. Вилюй зафиксирована
1500-метровая толща многолетнемерзлых пород - это «рекорд» для
всей территории России, а может быть и мира.
Мощность и температура мерзлых грунтов не остаются одинако-
выми. Например, в районе Якутска под главным руслом Лены
мерзлоты нет, а под ближайшей к городу протокой грунты не
157
В мире снега и льда
замерзают до глубины 30 м от дна. Под городом Якутском мощность
мерзлоты колеблется от 200 до 250 м, а ее температура зависит от
давности застройки территории:
Возраст застройки, лет Температура на глубине 10 м, °C
200-300 -8...-6
50-200 -6.. .-4
20-50 -4...-3
до 20 -3...-2
Такое распределение температуры, очевидно, связано с общим
потеплением в последние столетия - старая застройка сохраняет под
собой «реликтовые» температуры грунта. На застроенных участках
в удалении от города температура грунта составляет около -2 °C, а
на большей части территории с многолетнемерзлыми породами она,
как правило, ниже -2,5 °C.
Мерзлые толщи могут формироваться и на наших глазах. Напри-
мер, если в области вечной мерзлоты происходит осушение озерной
котловины, начинается промерзание обнажающегося дна озера,
которое под водой прежде не было замороженным. Формирование
мерзлых толщ в этом случае идет путем постепенного приращения
их снизу по мере проникновения отрицательных температур вглубь.
Подобная мерзлая толща в верхней части имеет слои и ячейки льда,
а ниже - монолитное строение, без заметных ледяных скоплений.
По-другому формируются слои вечной мерзлоты в поймах рек,
заливаемых водой в весеннее половодье. Осаждающийся в пойме
ежегодно слой грунта с наступлением зимы промерзает, а в после-
дующее лето грунт оттаивает на меньшую глубину. Такой процесс
может продолжаться долгое время, особенно если из-за медленных
движений земной коры этот участок постоянно погружается. Так
возникают мерзлые толщи, в которых много ледяных прослоек по
всему разрезу.
Таким образом, вечная мерзлота - не остаток прошлых эпох, а
закономерное явление, характерное для современных климатических
условий значительной части территории Евразии и Северной
Америки.
Скорость и глубина промерзания грунтов зависят от географи-
ческих факторов и свойств самих грунтов. Географические факторы
очень многообразны, но главный среди них - температура. Чем
дольше держатся сильные морозы, тем ниже опускается температура
на поверхности и тем глубже промерзает грунт. Абсолютные величи-
ны такого промерзания зависят также от растительности и снежного
покрова: оголенная почва промерзает больше всего. Как и снег,
большое отепляющее действие на грунты оказывают травяной и
моховый покровы.
158
Глава 13. Льды под землей
На промерзание грунтов влияет и их строение. Сухой грунт
промерзает быстрее и глубже, чем влажный, поскольку в последнем
случае много холода затрачивается на замерзание воды в порах, и
это задерживает проникновение холода вглубь. Рыхлый грунт отдает
тепло медленнее плотного и поэтому промерзает на меньшую
глубину.
Вечная мерзлота тысячелетиями сохраняет органику в неразло-
жившемся состоянии. Всем известны сибирские находки мамонтов,
а в начале 90-х годов на алтайском плоскогорье Укок были обнару-
жены мумии древних людей почти в первозданном виде. В мерзлых
курганах были вскрыты захоронения древних племен, живших здесь
более 2,5 тыс. лет назад. На мумии женщины из богатого сословия
прекрасно сохранилась сложная татуировка. Такие археологические
находки говорят о длительном холодном периоде в глубине
Евроазиатского материка.
Многолетнемерзлые породы всегда содержат в своей толще лед.
Это могут быть рыхлые скопления сублимационного льда в пещерах,
шахтах, туннелях и других подземных полостях; зерна, линзы и жилы
льда внутри горных пород; сплошные залежи льда в толще грунта.
Основная масса подземных льдов располагается в Северном полу-
шарии. Предположительно на Земле находится от 0,3 до 0,5 млн км3
подземных льдов. Запасы только тех льдов, что видимы невооружен-
ным глазом и тем самым поддаются непосредственным измерениям,
составляют около 35 тыс. км3, из них примерно 19 тыс. км3 приходится
на территорию России. Основную их массу представляют
внутригрунтовые льды, которые образовались непосредственно в
породах.
В этой группе подземных льдов выделяют конституционные,
которые формируются за счет воды, содержащейся в горной породе
при ее промерзании, и пещерно-жильные, возникающие в результате
замерзания воды, попадавшей с поверхности в пустоты и трещины в
грунтах. Конституционные подземные льды подразделяют на лед-
цемент, сегрегационные (или миграционные) и инъекционные (интру-
зивные) льды.
Лед-цемент формируется при промерзании увлажненного песка
или супесей, когда вода, находящаяся в порах между частицами,
кристаллизуется без нарушения их взаимного расположения, а
избыток ее отжимается. Ледяной цемент состоит из мелких, почти
не различимых простым глазом кристалликов льда, так что замерз-
шая порода похожа на монолитную цементную массу.
При промерзании влажных глинистых и пылеватых грунтов
незамерзшая вода движется в сторону более холодных слоев и,
постепенно накапливаясь в них, замерзает. Увеличение объема
образовавшегося льда на 9% по сравнению с водой вызывает
159
В мире снега и льда
Распространение многолетнемерзлых пород и подземных льдов
в Северном полушарии
1-2 - южные границы сплошного (1) и островного (2) распространения
многолетнемерзлых пород; 3-5 - районы преимущественного распростра-
нения сегрегационных (3), жильных (4) льдов и современных ледников (5);
6-8-значительные скопления подземных льдов: 6-инъекционных, 7-повторно-
жильных, 8 - погребенных
значительные внутренние напряжения, действие которых ведет к
перемещению минеральных частиц и изменению строения грунта.
Подток влаги из более глубоких горизонтов к промерзающим грунтам
ведет к формированию ледяных прослоек и линз толщиной в
160
Глава 13. Льды под землей
миллиметры и сантиметры, а рядом лежащие минеральные прослои
несколько обезвоживаются. Такой лед называют сегрегационным, или
миграционным, потому что он образовался в результате перемещения
(миграции) воды при замерзании.
Образование сегрегационного льда зачастую может
продолжаться длительное время, и ледяные прослои разрастаются
до крупных пластов подземного льда. Чтобы такой процесс шел
долго, необходимо продолжительное сохранение равновесия между
охлаждением и продвижением воды к фронту ее кристаллизации.
Подобное условие действует лишь на определенной глубине, и потому
все крупные пластовые залежи подземного льда встречаются глубже
3 м от поверхности.
При замерзании больших объемов подземных вод, внедряющихся
под значительным напором, формируются инъекционные льды. Вода
внедряется в толщу промерзших грунтов по ослабленным зонам или
по контакту мерзлой толщи и слоя летнего протаивания. Инъекцион-
ные льды образуют протяженные пласты или линзы льда толщиной
в несколько метров, а иногда до десятков метров. Пласты инъекци-
онных льдов обычно перекрыты тонким слоем грунтов, а иногда они
лежат на большой глубине от поверхности.
При промерзании насыщенного водой грунта часть массива
захватывается в тиски окружающей мерзлотой, давление в таком
замкнутом объеме начинает возрастать. В наиболее слабом месте вода
под давлением прорывается вверх, поднимает слой почвы и замерзает
под ним ледяным куполом. Подобный процесс может повторяться в
том же месте многократно, в результате высота и объем купола
продолжают нарастать. Такие многолетние бугры криогенного
пучения часто встречаются в днищах обсохших или обсыхающих
озерных котловин либо на болотах. В Якутии их называют
булгунняхи. а в Канаде - пинго. В высоту булгунняхи поднимаются
на 40-70 м. а диаметр их основания может достигать нескольких
сотен метров.
Процесс формирования булгунняха очень напоминает подъем
расплавленной магмы в осадочные породы, когда в результате
остывания возникает массивный кристаллический лакколит. Поэтому
и многолетний бугор криогенного пучения, образующийся на
участках выхода или циркуляции подземных вод при их перемерза-
нии, называется гидролакколитом. Он возникает в результате
вспучивания поверхности и мерзлых пород под действием гидроста-
тического напора и замерзания внедрившейся воды. Размеры гидро-
лакколита чуть поменьше, чем булгунняха: до 25-40 м в высоту,
несколько десятков и, реже, сотен метров в основании.
Крупные ледяные массивы формируют повторно-жильные льды.
Зимой, когда основной массив пород уже промерз, резкие перепады
161
В мире снега и льда
Повторные ледяные жилы в береговом обрыве р. Индигирки
температуры на поверхности приводят к растрескиванию этой
сцементированной толщи. В 4-6-метровые трещины попадают снег,
а затем и талая вода, которая тут же замерзает и образует жилы льда
внутри мерзлой породы.
Процесс морозного трещинообразования и формирования
ледяных жил многократно повторяется в течение сотен и тысяч лет,
в результате вырастают повторные ледяные жилы высотой до 50 м и
шириной до 5 м. В поперечном разрезе они имеют клинообразную
форму, а в плане отдельные жилы объединяются в полигоны -
огромные многоугольники поперечником 10-30 м. Ледяной клин
раздвигает вмещающие его горные породы, и на поверхности земли
возникают валики из грунта, «проявляющие» сеть полигонов. Такой
полигональный рельеф занимает огромные пространства на северных
низменностях Сибири и Канады.
На территории России запасы повторно-жильных льдов равны
примерно 1 тыс. км3. Наилучшие условия для формирования повтор-
ных ледяных жил сложились на аккумулятивных равнинах севера
Евразии и Северной Америки в последнюю ледниковую эпоху 17-
20 тыс. лет назад. От этого времени остались грандиозные обнажения
льда в обрывах северных морей, по берегам рек и озер. В наше время
рост ледяных жил происходит лишь в тех районах, где температура
мерзлых пород на глубине 10-15 м не бывает выше -3 °C. Такие
условия существуют сейчас в северных районах Западной и Средней
162
Глава 13. Льды под землей
Сибири, Якутии и Чукотки, в горных районах Забайкалья. Особенно
больших размеров повторные ледяные жилы достигают на берегах
арктических морей. На Новосибирских островах и на побережье
Восточно-Сибирского моря ледяные клинья слились почти в сплош-
ной массив льда. В начале XIX в., когда впервые приступили к
изучению этих льдов, исследователи приняли их за остатки былого
покровного ледника, покрытого наносами.
Вплоть до конца 50-х годов XX в. все подземные льды считали
остатками древних ледников, перекрытыми более поздними отложе-
ниями. В дальнейшем постоянные наблюдения в Сибири позволили
доказать, что значительная, если не подавляющая, часть подземных
льдов сформировалась в толще многолетнемерзлых грунтов.
Тогда же, в 50-х годах в нашей стране утвердилась контрактацион-
ная теория образования повторно-жильного льда [Шумский, 1959],
согласно которой элементарные ледяные жилы, образующиеся в
трещинах, служат основой повторного намерзания льда и формиро-
вания крупных ледяных образований. Казалось, что теория победи-
ла окончательно, но новые факты и гипотезы в последнее время
вернули представление о ледниковом происхождении пластовых
льдов Сибири, свидетельством чему служат: следы послойного
пластического и глыбового движения льда, присущие только
ледникам; специфические структуры во вмещающих льдистых
отложениях; аналогичные структурам мореносодержащего льда
ледников. Многие гляциологи полагают, что основная масса больших
пластовых залежей льда в Западной Сибири и Северной Якутии -
это погребенные останцы плейстоценового Евразийского ледникового
покрова, сохраняющиеся из-за влияния вечной мерзлоты.
Еще в 1972 г. сотрудники Игарской научно-исследовательской
мерзлотной станции Института мерзлотоведения СО АН СССР
обнаружили на правом берегу Енисея, в 100 км южнее Игарки, на
широте Полярного круга мощный пласт чистого подземного льда.
Обнажение назвали Ледяная гора. Толщина ледяного пласта в месте
выхода его на поверхность около 10 м. а глубже, по данным бурения
и геофизической разведки, она увеличивается до 40-50 м.
Большинство исследователей видят много доказательств того,
что Ледяная гора - это остаток некогда обширного ледника,
сохранившегося в толще рыхлых отложений до наших дней. Судя
по датировкам органических остатков во льду и геоморфоло-
гическим данным, возраст его позднеплейстоценовый, или, по
сибирской терминологии, зырянский. В ту эпоху климат в Западной
Сибири был более суровым, чем сейчас. Вместе с тем некоторые
сомневаются в ледниковом происхождении этой ледяной залежи.
Так что полного единства в проблеме происхождения подземных
льдов до сих пор нет.
163
В мире снега и льда
Лед встречается в карстовых полостях и других пещерах.
Многие пещеры сохраняют температуру воздуха ниже О °C в течение
всего года. Вследствие этого просачивающаяся сверху по трещинам
вода, попадая в такую пещеру-ледник, замерзает в виде корок,
сосулек и других ледяных образований - ледяных сталагмитов,
сталактитов и стал агнатов. Парообразная влага оседает на потолке
и стенах пещеры в форме пещерной изморози и ледяных друз. Все
эти ледяные образования относятся к пещерному льду. Пещеры-
ледники образуются в районах с морозной зимой. В большинстве
из них внутренняя полость лежит ниже входного отверстия,
например в пещере Большой Бузулук в Крыму или Снежной на
Кавказе. Существованию льда способствует сквозная циркуляция
воздуха, как в Кунгурской пещере на Урале и Балабанской в
Приангарье.
В некоторых пещерах формируются фирново-ледяные образова-
ния, которые обладают самостоятельным движением и имеют
достаточно четко различающиеся области аккумуляции и абляции.
Их вполне можно назвать пещерными ледниками. Они образуются в
результате наметания снега и замерзания просачивающейся воды,
могут достигать 100 м в длину или ширину (в соответствии с формой
и размерами пещеры) и иметь толщину 20-30 м. Для пещерных
ледников характерно слоистое строение, которое определяется
чередованием периодов накопления и таяния; в отдельных случаях
они достигают возраста в несколько сотен лет.
Все пещерные ледники - современные, а не реликтовые образо-
вания. Самые старые слои фирна, судя по данным спорово-пыльцевого
анализа, не превышают 500 лет. Возможно, что подземные ледники
существовали и раньше, но они явно активизировались с конца средних
веков. Все это время размеры их изменялись, о чем свидетельствуют
прилегающие моренные отложения.
В мерзлых толщах нередко обнаруживаются талые слои, по
которым циркулируют заключенные в броню мерзлоты межмерзлот-
ные воды. Конечно, они постепенно протаивают ледяной слой, по
крыше которого текут, но происходит это медленно. В районе Якутс-
ка две глубокие скважины вскрыли водоносный горизонт на глубинах
310-520 м. Подмерзлотные воды оказались напорными, уровень их
установился на глубине 78 м от поверхности. Вода в этом Якутском
артезианском бассейне подмерзлотных вод пресная, вполне пригодная
для питья.
Но не всегда под мерзлыми слоями находят пресную воду.
Подмерзлотная толща во всей Западной Якутии насыщена горько-
солеными водами, так называемыми криопэгами. Это название
известный гидролог О.К. Ланге дал природным солоноватым,
соленым и рассольным водам, которые имеют отрицательную
164
Глава 13. Льды под землей
температуру, но не содержат льда. Циркуляция таких вод может
вызвать нарастание мерзлой толщи снизу, даже когда с поверхности
происходит ее деградация.
Иногда криопэги создаются неумелым хозяйствованием.
Бывают случаи, когда загрязненные хозяйственными стоками
надмерзлотные воды скапливаются в небольших бессточных
понижениях. Ежегодное промерзание этих вод ведет к постепенному
увеличению в них концентрации солей. Зимой при промерзании
грунта сверху возникающее давление заставляет мигрировать
незамерзающие соленые воды в толщу многолетнемерзлых пород.
Создаются крупные линзы антропогенных криопэгов. В Якутске,
например, такие воды расположены на глубинах 3,5-6 м, а местами
и на 8-12 м. Минерализация их в самой старой части Якутска
достигает 300 г/л.
Подземные льды и многолетнемерзлые породы - динамичные
образования. Вечная мерзлота далеко не вечна. Ведь высокая
льдистость пород существует наряду с неустойчивой термодинамикой
грунтов. Стоит лишь немного измениться климатическим условиям,
растительному покрову и рельефу поверхности - и мерзлотные
условия начинают перестраиваться.
Самое заметное и частое явление - термокарст, или образова-
ние просадочных, провальных форм рельефа, бугров и пустот в
результате вытаивания подземного льда или оттаивания мерзлого
грунта. Термокарстовые процессы вызываются не только измене-
нием природной обстановки, но и провоцируются человеком. Лесные
пожары и вырубки леса, освоение пахотных земель и строительство
дорог - все это вызывает изменение мерзлотных условий и прежде
всего ведет к термокарсту. Даже глубокий след вездехода или трак-
тора в результате термоэрозии быстро переходит в овраг. Иногда
достаточно одного летнего сезона, чтобы в южном районе области
вечной мерзлоты придорожные кюветы превратились в овраги
глубиной 10 м.
При многолетнем протаивании льдистых пород на поверхности
возникают западины, ложбины, воронки, котловины с озерами и без
озер, своеобразный западинно-бугристый рельеф. Термокарст
осложняется термоэрозией, оплыванием грунтов. Иногда в результате
термокарстовых процессов вырастают бугры, в Якутии их называют
байджарахами. Они представляют собой вытаявшее ядро жильного
полигона конусовидной или клумбовидной формы. Байджарах
сложен мерзлым грунтом, в высоту поднимается на несколько метров,
имеет основание диаметром от 3 до 30 м.
В Центральной Якутии - на Лено-Амгинском и Лено-Вилюйском
междуречьях - возникают обширные, часто безлесные плоскодонные
котловины площадью от десятков квадратных метров до десятков
165
В мире снега и льда
Термокарст на одном из ледниковых языков в
Центральном Тянь-Шане
квадратных километров. Это аласы - результат вытаивания подзем-
ного льда и неравномерного оседания протаивающих пород и
поверхности. Глубина аласных котловин колеблется от 5-10 до 20-
25 м, а поперечник может достигать нескольких километров. Аласы
заняты озерами, болотами и лугами.
Термокарстовые процессы в лесных насаждениях проявляются
в возникновении так называемого пьяного леса - изогнутых и накло-
ненных в разные стороны стволов деревьев. Такой облик леса вызван
как медленными, так и быстрыми деформациями грунта из-за
оползания, неравномерного криогенного пучения и оседания пород
при протаивании.
Общее потепление климата за последние 200 лет ведет к
деградации вечной мерзлоты и таянию подземных льдов. В результате
разрушаются и отступают по 7-9 м за год насыщенные льдом берега
многих озер в Центральной Якутии, обрушиваются льдистые бере-
говые уступы северных полярных морей. Например, о. Муостах в
166
Глава 13. Льды под землей
море Лаптевых за 25-30 лет укоротился более чем на 300 м. а берега
исчезнувшего о. Семеновского в середине 40-х годов отступали по
30-50 м за год. По-видимому, та же судьба постигла и легендарные
Землю Санникова и Землю Андреева: в XVII-XVIII вв. их уничто-
жили процессы термоденудации и термоабразии.
Упомянутое потепление отразилось и на температурном режиме
верхних горизонтов многолетнемерзлых толщ. При повторном
измерении через 100 лет температур грунта в шахте Шергина в
Якутске оказалось, что верхний слой мерзлоты потеплел более чем
на 2 °C, на глубине 60-70 м температура осталась такой же, а на дне
шахты, на глубине 116 м, она понизилась на 0,3 °C. Очевидно,
потепление, отразившееся на верхних слоях, еще не проникло глубже
в толщу, которая несет на себе следы волны холода, вызванной
предшествующим более холодным периодом.
Современное потепление климата больше всего сказывается по
периферии области вечной мерзлоты. Протаивает верхняя часть
многолетнемерзлых толщ, сдвигается к северу южная граница мерз-
лоты. Но мы еще мало знаем о режиме глубоких слоев многолетне-
мерзлых толщ. Вполне возможно, что в результате прошлых более
длительных колебаний климата мерзлые породы во многих местах
снизу продолжают нарастать.
Много трудностей вызывает строительство в области вечной
мерзлоты. Приходится постоянно помнить о возможности протаи-
вания льдистых грунтов и неизбежном процессе их пучения, т.е.
выдавливании отдельных участков грунта под влиянием внутренних
напряжений, вызываемых повторным промерзанием оттаявших
частей.
Особенно опасно выпучивание, или вымерзание столбов, свай,
фундаментов, заложенных во влажных рыхлых грунтах слоя сезон-
ного промерзания-оттаивания, усиливающегося в области многолет-
немерзлых пород. Пучение грунтов или поднятие поверхности земли
вызываются льдообразованием в промерзающих грунтах и соот-
ветственным увеличением их объема. Любые влажные грунты при
замерзании увеличивают свой объем, а при оттаивании уменьшают.
Поэтому поверхность мерзлых пород несколько повышается к зиме
и снова понижается летом.
Периодичность этого процесса приводит к тому, что крупные
предметы выталкиваются из грунта. Ход такого вымерзания
представлен на рисунке на с 168. Допустим, что в конце лета, когда
грунт оттаял на глубину 2-3 м. в него установили столб (I фаза). С
наступлением морозов поверхностный слой грунта промораживается
и крепко примерзает к столбу, который по мере увеличения объема
грунта увлекается вверх (II фаза). Полость под столбом сначала
заполняется талым грунтом, а затем полностью промерзает (III фаза).
167
В мире снега и льда
Стадии (фазы I—VI см. в тексте) выпучивания столба из слоя летнего
оттаивания грунтов, сложенного влажными рыхлыми породами
1 - часть слоя летнего оттаивания и граница промерзания; 2 - оттаявшая
часть этого же слоя; 3 - полость под поднявшимся столбом, заполненная
разжиженным грунтом; 4-та же полость, заполненная замерзшим льдистым
грунтом; 5-таже полость, заполненная уплотнившимся грунтом
С приходом весны верхний горизонт снова оттаивает, поверхность
понижается и обнаруживается, что столб на несколько сантиметров
поднялся из грунта (IV и V фазы). Этот процесс повторяется из
года е год, пока наконец столб полностью не будет выпучен наружу
(VI фаза).
Криогенное пучение грунтов имеет огромную силу. Ни асфальт,
ни другие покрытия не могут предохранить от выпучивания столбы
и опоры. Разрушаются автомобильные и железные дороги, взлетно-
посадочные полосы аэродромов, линии связи, газо- и нефтепроводы,
деформируются здания и мосты. Преодолеть эти трудности можно
лишь правильным подходом к строительству на вечной мерзлоте,
принципы которого уже хорошо разработаны.
Деформации сооружений можно предупредить двумя путями:
либо сохранять при строительстве и последующей эксплуатации
сооружений многолетнемерзлые грунты в замороженном состоянии,
либо оттаивать их на расчетную глубину еще до начала строительства
и затем постоянно поддерживать в протаявшем состоянии. Наилуч-
ший эффект в первом случае дает строительство зданий на сваях,
так чтобы между грунтом и сооружением оставался воздушный слой,
позволяющий сохранить прежним температурный режим мерзлых
грунтов. Существует также ряд конструкций охлаждаемых свай и
168
Глава 13. Льды под землей
опор, позволяющих поддерживать грунт непосредственно вокруг них
в замороженном состоянии.
Присмотревшись к нагромождениям камней на горных склонах,
иногда можно заметить каменные потоки, по форме отдаленно
напоминающие ледники. Это каменные глетчеры - обширные скоп-
ления грубообломочного материала, сцементированного льдом. Под
влиянием силы тяжести эти массы движутся как обычные горные
ледники.
Каменные глетчеры распространены во всех горных системах с
холодным и умеренно влажным климатом. Их можно встретить в
Альпах и на Кавказе, на Памире и Гиндукуше, Тянь-Шане и Карако-
руме, в Скалистых горах и Андах, в Гренландии и на Шпицбергене, в
Новой Зеландии и Антарктиде. В большинстве случаев каменные
глетчеры связаны с современными или недавно исчезнувшими
ледниками, некоторые из них имеют в своем теле ледяные ядра.
Реже каменные глетчеры располагаются на осыпных склонах, вне
связи с оледенением.
Каменные глетчеры перемещают огромное количество камен-
ного материала, почти на порядок больше, чем любые другие
склоновые процессы. Временами они перегораживают речные
долины и подпруживают довольно большие озера. Нередко цепоч-
ки каменных глетчеров можно видеть вдоль всего борта долины.
Сливаясь, они образуют гирлянды, окаймляющие подножия осы-
пных склонов.
Длина каменных глетчеров колеблется от сотен метров до
нескольких километров, ширина достигает нескольких сотен метров
и даже километров. Внизу глетчер заканчивается уступом высотой
от 15 до 50 м. а иногда до 80-100 м. Благодаря большому содержанию
льда, цементирующему обломки (не менее 30-40%), каменные
глетчеры испытывают пластические деформации и медленно
движутся. Из-за постоянного движения на фронтальном уступе
глетчера нет растительности и лишайников. Линзы подземных льдов
постепенно вытаивают, и на поверхности возникают термокарстовые
воронки и провалы.
Благодаря движению поверхности каменного глетчера образуются
поперечные валы шириной 10-35 м и разделяющие их ложбины до
20-40 м. Валы имеют выпуклую форму и выгибаются в направлении
движения. За год глетчер проходит от нескольких сантиметров до
десятков метров, но иногда случаются резкие подвижки. Например,
в Андах на крутом участке склона скорость движения каменного
глетчера увеличивалась до 100 м/год.
Основное движение приходится на период с июня по сентябрь. В
летнее время оживает фронтальный уступ. Как бульдозер сминает
он верхний слой подстилающей поверхности в складки, образует
169
В мире снега и льда
Строение приледникового каменного глетчера
1 - конец языка современного ледника; 2 - выходы погребенного
льда; 3- стадиальная морена; 4 - дугообразные валы и ложбины;
5 - фронтальный уступ; 6 - древний каменный глетчер; 7 - погре-
бенный лед; S-коренные породы; 9- граница многолетней мерзлоты;
10 - обломочный материал
напорные валики и гряды, с уступа валятся щебень, мелкозем и
крупные обломки.
Существование каменных глетчеров обусловлено малым
количеством атмосферных осадков и стабильной температурой воз-
духа, при которой сохраняются многолетнемерзлые породы. На
участках хребтов, где развито обширное оледенение, места для
каменных глетчеров не остается, но там, где ледников мало, они
становятся главной чертой горных склонов.
При отсыпке грубообломочного материала на склонах в условиях
вечной мерзлоты формируются техногенные каменные глетчеры,
нарушающие ритм работы рудников. Например, на плато Расвумчорр
в Хибинских горах имеется около десятка таких рукотворных
образований, сформированных при отсыпке обломочного материала
на склоны крутизной 30-40°. В условиях вечной мерзлоты каменный
материал перемешивается с уплотняющимся снегом и создает
конгломерат на ледяном цементе.
Так, в 1973 г., когда объем льда здесь превысил 30% общей массы
отвала, она стала пластичной, ледовый конгломерат, имевший
температуру -1,2 °C, перешел в текучее состояние и стал пере-
двигаться со скоростью до 120 см/сут. Сначала он двигался по
170
Глава 13. Льды под землей
склону крутизной 10-15°, а затем достиг перегиба, где уклон возрос
до 20-30°. Скорость сразу увеличилась, и масса объемом около
4 млн м3 обрушилась вниз по склону Возник грунтовый поток, пред-
ставляющий собой нечто среднее между оползнем и селем. Анало-
гичное обрушение произошло и в августе 1977 г. Небольшие подвижки
возникли в результате таяния обнажившегося льда. Каменный мате-
риал продвинулся по долине на 3 км и захватил 2 км2, на этой
площади был уничтожен лес и подпружено несколько ручьев.
Техногенные каменные глетчеры продолжают существовать в
Хибинах до сих пор. Скорость движения наиболее крупных из них
достигает 70 м/год.
Глава 14
ПО ВОЛЕ ВЕТРОВ
В старину северные моря России называли студеными. Долгие
зимние и весенние месяцы они были скованы льдом, который
облегчал связи с прибрежными островами, но исключал
возможность далеких плаваний. Морские льды, обычные в Арктике
и Антарктике, в суровые зимы появляются и на южных морях, подо
льдом нередко оказывается и северо-западная часть Черного моря.
В Северной и Южной полярных областях морские льды покры-
вают значительные площади акваторий, причем располагаются
вокруг географических полюсов далеко не равномерно. Дальше
всего на юг льды протягиваются вдоль западных берегов Атлан-
тического и Тихого океанов, чему способствуют Восточно-Грен-
ландское, Лабрадорское, Оясио и Приморское течения, несущие с
севера холодные опресненные воды. В течение круглого года морские
льды встречаются в центральной части Северного Ледовитого
океана и в северных районах его окраинных морей, а также вокруг
Антарктиды.
В холодный сезон года морской лед образуется в Баренцевом и
Белом морях, в южных районах Карского, Лаптевых, Восточно-
Сибирского, Чукотского морей, в море Бофорта, в проливах
Канадского Арктического архипелага, в Гудзоновом заливе, море
Баффина, Девисовом проливе и Лабрадорском море. Морской лед
формируется и в Гренландском море, а зимой также в Беринговом,
Охотском и Азовском морях, в Ботническом и Рижском заливах, в
северных частях Японского и Каспийского морей.
В Южном полушарии морской лед занимает концентрическое
положение вокруг Антарктического материка, дальше всего на
север льды распространяются в западных частях морей Уэдделла
и Росса.
В современную эпоху в среднем за год льды покрывают
23,74 млн км2, или 6,6% площади Мирового океана. Из них на Се-
верное полушарие приходится 12,65 млн, а на Южное - 11,09 млн км2.
Но распространение льда сильно меняется по сезонам: от 8 до
16 млн км2 в Северном полушарии, и от 3 до 19 млн км2 в Южном.
Максимальное и минимальное развитие льда в этих полушариях
172
Глава 14. По воле ветров
Изменение по месяцам средних многолетних
площадей льда в Мировом океане
1 - Северное полушарие; 2- Южное полушарие;
3 - океан в целом
приходится на противоположное время: март и сентябрь, а амплитуда
сезонных изменений в Южном полушарии вдвое больше, чем в
Северном. Это связано с «закрытым» в Арктике и «открытым» в
Антарктике положением морских льдов и косвенно свидетельствует
о большей устойчивости плавучих льдов в Северном полушарии.
Ежегодно образуется более 33 тыс. км3 морского льда, в том
числе около 13 тыс. км3 в Северном полушарии и 20 тыс. км3 в
Южном. В целом на севере планеты объем морских льдов изменя-
ется от 20 тыс. км3 в конце лета и осенью, когда на поверхности
моря остаются лишь многолетние льды, до 35 тыс. км3 весной,
когда сезонные льды достигают максимального распространения.
На юге планеты соответствующие объемы морских льдов изменя-
ются от 7 до 30 тыс. км3.
В разных частях полярных морей длительность ледяного покрова
неодинакова: от нескольких месяцев до многих лет. Но средняя
продолжительность существования льда в Мировом океане лишь
немногим превышает 1 год, причем в Северном полушарии она равна
1,3 года, а в Южном - 0,8 года.
С приходом XX в. и планомерным освоением полярных морей
началось детальное изучение морских льдов прежде всего русскими и
североамериканскими исследователями. Не забывая о многих
первопроходцах и таких выдающихся ученых, как Ф. Нансен,
Ф. Мальмгрен и др., следует подчеркнуть решающий вклад в изучение
арктических льдов отечественных ученых В.Ю. Визе и Н.Н. Зубова.
Книга Зубова [ 1945] подвела итог всему предшествующему в исследова-
ниях плавучих льдов и открыла современный этап в их изучении.
173
В мире снега и льда
Распространение морских льдов в Северном и Южном полушариях
Границы морских льдов: 1 - средний многолетний летний минимум (постоянные
льды), 2-летний минимум в теплые годы, 3- средний многолетний зимний
максимум (сезонные льды), 4 - зимний максимум в холодные годы. Гра-
ницы распространения айсбергов: 5 - в среднем за период наблюдений,
6 - максимальное распространение
А в 60-х годах наступила эпоха космического ледоведения.
Искусственные спутники на околополюсных орбитах, снабженные
инфракрасными и микроволновыми радиометрами, позволяют вести
съемки плавучих льдов полярной ночью и под облаками. Спутники
передают сведения о состоянии и свойствах морских льдов, об их
формировании и движении. Неоценима помощь спутников в
потярном мореплавании, также велика она и в понимании законов
формирования и существования морских льдов.
174
Глава 14. По воле ветров
Температура замерзания воды - величина непостоянная, она
зависит от содержания в воде солей, и поэтому процесс замерзания
морской воды сильно отличается от пресноводного. Скорость
формирования льда и его характер определяются соленостью воды,
показывающей, сколько граммов солей содержится в килограмме
морской воды. Соленость выражается в промилле (%о), т.е. в
тысячных долях.
Температуры замерзания и наибольшие плотности воды оказы-
ваются равными (-1,33 °C), когда соленость достигает 24,695%с. Этот
рубеж делит все воды на две группы: солоноватые и соленые.
Солоноватые воды, с соленостью меньше 24,695%с, по мере охлаж-
дения принимают температуру наибольшей плотности, т.е. ведут
себя так же, как пресные. Вплоть до достижения температуры
наибольшей плотности происходит вертикальное перемешивание
воды, и лишь дальнейшее охлаждение предотвращает конвекцию.
175
В мире снега и льда
В соленых водах при солености воды выше 24,695%с вертикальное
перемешивание не прекращается, и, когда температура в перемешан-
ном слое дойдет до точки замерзания, ледяные иглы образуются во
всем этом слое, постепенно всплывая на поверхность моря.
Однако глубокое море с высокой соленостью, в котором постоянно
происходит обширный обмен водных масс, приносящих тепло, очень
трудно охладить до точки замерзания. Охлаждение поверхностного
слоя воды вызывает конвекцию всей водной массы, и к поверхности
непрерывно поступает тепло из водных глубин, компенсирующее
тепловые потери при охлаждении.
И тем не менее полярные моря замерзают на огромных простран-
ствах. Причина, очевидно, заключается в том, что в центральных
частях Северного Ледовитого океана поверхностный 100-метровый
слой воды имеет пониженную соленость. Эта толща представляет
собой результат смешения соленых океанических, пресных речных
и талых вод, образующихся от таяния снега на морских льдах, самих
морских льдов и ледников. Арктические воды подстилаются теплыми
и солеными водами, приходящими в Арктику из Северной Атлантики
и Тихого океана, но не смешиваются с ними. Аналогичная картина
и в южно-полярных водах, широкое кольцо которых охватывает
Антарктиду. Здесь, правда, поверхностные антарктические воды
распреснены слабее арктических.
Опресненный слой холодных арктических вод, поступающих в
северную Арктику с Лабрадорским и Восточно-Гренландским
течениями, формирует и здесь, во внеполярных широтах, ледовые
условия. Поверхностные арктические и глубинные атлантические
воды образуют в Северной Атлантике переходный слой - галоклин.
в котором плотность и соленость воды быстро возрастают с глубиной.
Галоклин представляет собой своеобразный экран для потока тепла,
идущего из глубин Атлантики к поверхности океана. Там, где
существуют такие условия, появляется возможность формирования
морских льдов в глубоком, далеко не северном море. За пределами
галоклина резко усиливается поток тепла из глубин океана к
поверхности, и плавучие льды не образуются.
Таким образом, повсюду в Северном Ледовитом океане и в
Северной Атлантике, где встречаются морские льды, можно видеть
одну и ту же картину: поверхностный слой морской воды опреснен и
подстилается галоклином. С этим же свойством, как показал
ленинградский океанолог В.Ф. Захаров [1981], связана и другая
особенность льдов Северного Ледовитого океана: площадь их
увеличивается в первые три месяца - в октябре, ноябре и декабре, а
затем, несмотря на продолжающееся поступление холода, площадь
льдов почти не изменяется. Очевидно, причина заключается в том,
что к середине зимы ледяной покров распространяется уже на всю
176
Глава 14. По воле ветров
область галоклина, которая препятствует переносу тепла к поверхнос-
ти и тем самым способствует ледообразованию. Но как только
кромка льда достигает внешних границ галоклина, подобные условия
нарушаются, и льды не могут распространиться в сторону открытой
воды, несмотря на самый разгар зимы.
Арктический лед образуется из морской воды, имеющей соле-
ность около 31%о. Как и в пресной воде, первичные ледяные крис-
таллы зарождаются после некоторого переохлаждения воды ниже
температуры замерзания. При формировании льда внутрь него
попадают из морской воды минеральные и органические включения,
соли. По мере своего формирования морской лед приобретает все
более низкую температуру, а сохраняющийся в нем рассол вытес-
няется в более теплые условия, происходит постепенное опреснение
льда.
Соленость морского льда, конечно, зависит от солености морской
воды, из которой он образовался. Чем интенсивнее перемешивание
воды в момент формирования льда, тем лед оказывается солонее, а в
спокойных условиях его соленость зависит исключительно от
температуры. Так, если лед образуется при температуре воздуха
-16 °C, он имеет соленость 5,5%о, при температуре -28 °C - около
8%с, а при -40 °C - до 10%о. Часть рассола выступает и на ледяной
поверхности, так что даже в холодный день на морском льду
образуются лужи. Но со временем солей во льду становится все
меньше. Многолетний морской лед оказывается почти совсем
пресным, вполне пригодным для получения питьевой воды.
Благодаря сильному ветровому перемешиванию морской воды
нередко формируется внутриводный, а на мелководьях и донный
льды. Известны случаи, когда со дна моря всплывали корабельные
якоря, потому что на них нарастал рыхлый лед.
Плавучие льды почти постоянно растут снизу вверх: летом сверху
лед стаивает, а в холодное время года новые его порции нарастают
снизу. Если, например, к нижней поверхности морского льда примерз-
нут какие-либо предметы или погибшие рыбы, через некоторое время
они окажутся в верхней части. За год в Арктическом бассейне толщина
льда таким образом обновляется на 1 м, при этом здесь сохраняется
равновесная толщина многолетнего льда, равная 3 м.
В соответствии с международной номенклатурой, в Арктике по
толщине льда различают шесть градаций: лед толщиной 30- 70 см
считают однолетним тонким льдом; 70-120 - однолетним льдом
средней толщины; 120-180 - однолетним толстым льдом; 180-240 -
двухлетним льдом; 240-280 - трех- или четырехлетним льдом
сибирского происхождения; 280-320 - канадским периферийным
многолетним льдом; 320-360 см - канадским и аляскинским
многолетними льдами. Для сравнения добавим, что средняя толщина
177
В мире снега и льда
Молодой морской лед - зона взломанного и наслоенного светлого
ниласа. На разводье формируется темный нилас
многолетних и сезонных морских льдов на всей акватории Мирового
океана равна 150 см.
В Северном Ледовитом океане в период максимального развития
ледяного покрова многолетние льды занимают 28% площади,
двухлетние - 25%, однолетние и молодые - 47%. В Южном океане,
вокруг Антарктиды, многолетние льды практически не встречаются,
а двухлетние льды занимают площадь не более 2,5 млн км2, т.е.
меньше, чем в Арктике. Значит, ледяной покров в Северном
Ледовитом океане носит более устойчивый характер, нежели в
Антарктике.
Виды морского льда многообразны и тесно связаны с его
возрастом. К начальным видам льдов относят недавно образовавши-
еся, состоящие из не смерзшихся или слабо смерзшихся кристал-
лов. Они включают ледяные иглы, ледяное сало, снежуру и шугу.
Такие же ледяные образования встречаются и на поверхности
пресноводных водоемов. Ледяные иглы - это тонкие иглы или
пластинки льда, взвешенные в воде. Ледяное сало - следующая
стадия замерзания, когда всплывшие ледяные иглы образуют на
поверхности воды серый слой с матовым оттенком. Снежура -
выпавший на свободную ото льда поверхность воды снег, пропитан-
ный водой и превратившийся в вязкую массу. Наконец, шуга - это
178
Глава 14. По воле ветров
Однолетний тонкий лед
скопление пористых комков льда, образующихся из ледяного сала,
снежуры и всплывшего донного льда.
Следующая возрастная стадия льда - стадия ниласа. Это
тонкая, эластичная корка льда толщиной до 10 см. легко изгибаю-
щаяся на волне и зыби, а при сжатии образующая зубчатые наслоения
льда. Нилас легко режет деревянные корпуса судов и шлюпок, а
потому местами его называют льдом-резуном. К ниласовым льдам
относят склянку - блестящую корку льда толщиной до 5 см. которая
образуется на спокойной поверхности в закрытых бухтах, в разводьях
и полыньях среди старого льда; при ветре на волне она легко ломается
на прямоугольные куски. Различают также темный нилас - матовую
ледяную корку темного цвета толщиной до 5 см, и светлый нилас -
ледяную корку толщиной 5-10 см более светлого цвета.
Особая стадия - блинчатый лед. представляющий собой
пластины льда, близкие по форме к кругам диаметром от 30 см до
3 м и толщиной до 15 см. Края льдин вследствие соударений обычно
приподняты в виде валиков. Блинчатый лед появляется на началь-
ных фазах замерзания в условиях слабого волнения. Он образуется
при смерзании ледяного сала, шуги или снежуры на легкой волне
или при всплывании внутриводного льда с поверхности раздела
водных масс разной плотности.
179
В мире снега и льда
Сплошной массив блинчатого льда
Следующая после ниласа стадия развития - молодой лед. или,
как его еще называют, молодик, толщиной 10-30 см. Он может
образоваться и при смерзании блинчатого льда. Молодой лед
подразделяют на серый лед толщиной 10-15 см. который менее
эластичен, чем нилас, ломается на волне, а при сжатии обычно
наслаивается, и белый лед толщиной 10-30 см. который при сжатии
чаще торосится, чем наслаивается. Дальнейшая возрастная стадия
- однолетний лед. просуществовавший не более одной зимы. Его
толщина колеблется от 30 см до 2 м. и в зависимости от толщины,
как мы уже видели, он делится на тонкий, средней толщины и толстый
однолетний лед.
Заключительная стадия развития - старые льды, подвергав-
шиеся таянию по крайней мере в течение одного лета. Они подраз-
деляются на двухлетние и многолетние льды. Такие льды не часто
встречаются в Антарктике, а в Северном Ледовитом океане они более
пресные и менее плотные по сравнению с однолетними, а потому
выше выступают над поверхностью воды. Летом на таком льду
образуется узор из многочисленных снежниц; под снежницами и в
местах без снега лед имеет зеленовато-голубой цвет.
Многолетний лед, который раньше называли арктическим паком,
переживает два и более периода летнего таяния и теперь достигает
3 м толщины. Этот лед почти полностью опреснен, имеет голубой
цвет. Многолетние льды распространены главным образом в
180
Глава 14. По воле ветров
Разреженный лед у края морской воды
Канадской Арктике, но иногда заносятся в Чукотское, Восточно-
Сибирское моря и море Лаптевых, а также в Гренландское море и
проливы Канадского Арктического архипелага.
Особый тип морского льда образует припай - неподвижный,
«припаянный» к берегу лед, который не совершает горизонтальных
движений, но участвует в вертикальных колебаниях уровня воды. В
полярных морях припай образуется у ледяных берегов, севших на
мель айсбергов. Он формируется и из соленой воды и в результате
примерзания к берегу дрейфующего льда любого возраста. Протя-
женность припая - от нескольких метров до сотен километров. Он
широко развит у берегов Антарктиды, у северного побережья Сибири
и в Канадском Арктическом архипелаге. А во фьордах Гренландии
многолетний припай называют эскимосским словом сиккозак, или
сиккусак.
Внешний вид и структура ледяного покрова в Северном
Ледовитом океане в течение года изменяются. Зимой ледяной
покров расчленен на блоки и полосы льда, состоящие либо из
однородного по возрасту льда, либо из спаянных в единый
конгломерат льдин разной формы. Но со второй половины апреля
и особенно в мае сетка трещин расчленяет ледяной покров на
отдельные ледяные поля, которые в конце июня начинают собст-
венное движение.
181
В мире снега и льда
Ледяными полями называют отдельно плавающие льдины или
участки ледяного покрова с относительно плоской поверхностью и
поперечником более 20 м. В соответствии с горизонтальными
размерами ледяные поля подразделяют на гигантские - более 10 км
в поперечнике, обширные - от 2 до 10 км. большие - от 500 м до
2 км. обломки ледяных полей - от 100 до 500 м и крупнобитый лед -
от 20 до 100 м в поперечнике. Ледяное поле может образоваться при
смерзании льдин разного возраста и форм; в этом случае оно на-
зывается сморозью. Нередко встречаются поля многолетней сморози,
т.е. льдины, смерзшиеся несколько лет назад, которые превратились
в многолетние поля со сглаженным рельефом. Поля осенней сморози
поперечником в 2-3 км возникают осенью в результате смерзания
льдин разного возраста; но нередко в Арктике можно видеть и
неустойчивые сморози, возникающие на протяжении всей зимы и
отчасти весной от смерзания малых полей и их обломков.
Общее состояние льдов в полярных морях характеризуется их
сплоченностью, т.е. отношением площади, занятой дрейфующим
льдом, к общей площади рассматриваемой акватории. Сплоченность
льда очень быстро увеличивается в глубь массива, так что на
относительно небольшом протяжении по сравнению с общими
размерами ледяного массива она возрастает от 1-2 до 9-10 баллов.
Как правило, обширная область сплоченных льдов окружена узкой
периферийной разреженной зоной.
Когда мы говорим о полярных морях, мы обычно употребляем
слово «ледовитость» как показатель площади, занятой льдом любой
сплоченности, в процентах от общей площади моря или любой другой
акватории. От ледовитости моря зависят условия плавания по нему.
Как и сплоченность льда, ледовитость определяется по 10-балльной
шкале, где 1 балл соответствует 10% покрытой льдом площади.
Редкий лед (1-3 балла) позволяет плавать любым судам почти без
потери их мощности. Разреженный лед (4-6 баллов) не препятствует
плаванию, но приводит к снижению скорости судов на 20-30%.
Густой, или сплоченный, лед (7-8 баллов) непроходим для судов
неледокольного типа. Приспособленные для ледовых плаваний
корабли теряют в таких льдах до 20-30% своего хода. Наконец,
сплошной лед (9-10 баллов) иногда оказывается непроходимым и
для ледоколов.
В зимний период участки чистой воды в Арктическом бассейне
не превышают 1% всей площади, все остальное пространство
покрыто льдом. По данным канадского гляциолога П. Кёрнера -
участника трансарктического перехода на собаках в 1969 г. из Канады
через Северный полюс до Шпицбергена, в марте и начале апреля
чистая вода в околополюсном районе занимала всего 0,2%. Летом
площадь водных пространств в Центральной Арктике увеличивается,
но редко превышает 5%.
182
Глава 14. По воле ветров
Дрейф льда в Северном Ледовитом океане
1 - граница наибольшего распространения плавучего льда; 2 - преобла-
дающее направление дрейфа льда; 3 - отклонения от преобладающего
дрейфа льда, характерные для летне-осеннего периода; 4 - дрейфораздел
между трансарктическим и антициклоническим дрейфом льда
Плавучие льды находятся в постоянном движении, вызываемом
ветрами и течениями. Больше всего движение морских льдов зависит
от ветра, и, кажущееся с первого взгляда хаотическим, оно
подчиняется особенностям атмосферной циркуляции в этом районе
планеты. Дрейф арктических льдов разделяется на два направления:
трансарктический в Евразийском секторе Арктики и анти-
циклонический в Американском секторе. Плавучие льды интенсивно
выносятся в Центральную Арктику из Карского моря и моря
Лаптевых и медленнее - из Восточно-Сибирского и Чукотского морей.
Этому способствуют преобладающая циклоническая циркуляция
воздуха по периферии исландско-карской ложбины пониженного
атмосферного давления, а также сток великих сибирских рек.
В то же время у берегов Северной Америки дрейфующий лед
движется с востока на запад в соответствии с антициклонической
циркуляцией атмосферы над Канадским сектором Арктики. Здесь
183
В мире снега и льда
возникает замкнутый круговорот льда, отдельные льдины соверша-
ют его за 7 лет. Но постепенно и отсюда льды поступают в трансарк-
тический поток, вместе с которым постепенно выносятся в северную
Атлантику. Трансарктический вынос льда происходит за три года.
Между двумя генеральными направлениями движения плавучего
льда в Арктике существует дрейфораздел, где отдельные ледяные поля
дрейфуют с разной скоростью и даже в разных направлениях. Это
нередко приводит к особому, вращательному движению льдин.
В большей части Северного Ледовитого океана льды продвигают-
ся по генеральному направлению по 2-3 км за сутки; у северо-
восточного мыса Гренландии скорость выноса возрастает до
10 км/сут, а еще на два градуса южнее она уже превышает
20 км/сут. Через пролив между Гренландией и Шпицбергеном лед
непрерывно выносится из Северного Ледовитого океана в
Гренландское море полосой шириной 300^00 км. Дальше к югу эта
полоса быстро сужается, и окончательно льды стаивают примерно
на 58-60° с.ш.
В процессе дрейфа отдельные льдины и ледяные поля постоянно
сталкиваются и напирают друг на друга. Происходит сжатие
плавучего льда, которое сопровождается трением льдин, их
дроблением и нагромождением. За несколько минут столкнувшиеся
глыбы льда поднимаются на 10-15 см, разбиваются и обрушиваются
на соседнюю льдину с оглушительным грохотом и скрежетом.
Возникают торосы высотой в несколько метров, а в прибрежных
частях - до 15-20 м. Нередко они образуют гряды и барьеры, сильно
затрудняющие проходимость льдов.
Во льдах небольшой сплоченности можно встретить выступа-
ющий до 5 м над уровнем воды несяк - отдельный торос или группу
смерзшихся торосов, образующих единую плавучую льдину. Это
отголосок мощных процессов ледового сжатия, происходящих в ледо-
витом море. Ближе к берегу торосистые образования садятся на мель
и превращаются в стамухи - 10-метровые ледяные преграды,
которые частенько служат защитой кораблей от напора сплоченных
дрейфующих льдов, а для небольших судов - от волнения и ветра.
На пологих берегах в результате напора льда со стороны моря
возникают мощные береговые валы льда. Их особенно много бывает
в Ботническом заливе, в море Бофорта, у мыса Барроу и в других
местах, где лед при надвигах распространяется до 50—100 м в глубь
побережья, а нагромождения дробленого льда достигают высоты 20-
30 м.
Любопытные формы ледяных отложений возникают и на морских
берегах во внеполярных странах, например в Голландии.
Сжатие и деформации льдов в открытом море нередко приводят
к разлому или разрыву сплоченного льда или отдельных льдин, в
184
Глава 14 По воле ветров
Ледяной вал на берегу моря в Голландии, сформировавшийся
зимой 1996/97 г.
результате чего возникают/газелья, протягивающиеся от нескольких
метров до нескольких километров. Зимовщики на дрейфующих
станциях постоянно испытывают опасность внезапного разлома
льдины, происходящего порой без всякой видимой причины.
Разводье - явление эфемерное, но в полярных морях наблюдают-
ся и устойчивые пространства чистой воды среди неподвижных или
дрейфующих льдов. Это полыньи, нередко появляющиеся в одном и
том же месте каждый год. К таким стационарным полыньям относятся
«Великая Сибирская» в море Лаптевых, «Северная вода» в Баффино-
вом заливе, «Великая Чукотская» в Чукотском море, полыньи во
многих антарктических морях. При сильных морозах поверхность
воды в полыньях может быть заполнена ниласом, молодиком или
ледяной кашей, но никогда лед здесь не достигает большой толщины.
Возникновение стационарных полыней, по-видимому, связано с
особенностями течений и ветров в полярных морях.
Полыньи играют важную роль в ледовом режиме морей. Зимой
в них все время образуется новый лед, который ветром или тече-
нием относится к их границам. Открытые воды среди льдов в
крайне холодной области океана служат источником тепла: интен-
сивная теплоотдача из полыньи в атмосферу в зимнее время ведет
к некоторому повышению температуры воздуха, возникновению
туманов. Тепло, поступающее через полынью из океана в
185
В мире снега и льда
атмосферу, формирует не только местные условия погоды, но
сказывается на погоде и более отдаленных частей моря. Наконец,
весной полыньи аккумулируют радиационное тепло и служат
центрами таяния льда.
Наряду со стационарными полыньями в Северном Ледовитом
океане обнаружены и постоянные ледяные массивы - скопления льдов
сплоченностью более 7 баллов, которые занимают сотни квадратных
километров и сохраняются летом длительное время в одном и том же
районе. Положение таких массивов определяется господствующими
ветрами в каждом ледовитом море: ветры выносят льды из одной
части моря, где возникают полыньи, и нагоняют их в другую часть,
где формируется ледяной массив. Таких массивов обнаружено более
десяти: Новоземельский, Карский Северный и Североземельский в
Карском море, Таймырский и Янский в море Лаптевых, Лионский в
Восточно-Сибирском море, Врангелевский в Чукотском море. В
Центральном Арктическом бассейне постоянно существуют ядра
Сибирского и Канадского океанических массивов. Аналогичные
ледяные массивы есть в морях Бофорта, Баффина, Гренландском,
Беринговом и Охотском. В водах Антарктики ледяные массивы
формируются в западных частях всех крупных излучин побережья,
например, Атлантический в море Уэдделла, Тихоокеанский в море
Росса и др.
Все эти особенности ледовитых морей имеют важное значе-
ние для мореплавания и понимания природы полярных областей
Земли.
Среди дрейфующих льдов особое место занимают айсберги -
огромные ледяные горы, откалывающиеся от ледниковых покровов
и шельфовых ледников. По мере того как ледник сползает с суши к
морю, конец его погружается в воду, но затем всплывает и отламы-
вается от основного тела ледника. В зависимости от скорости
движения сползающего льда и конфигурации берега айсберги
принимают разные размеры. Самые крупные, столовые айсберги
откалываются от шельфовых ледников, они имеют плоскую вершину,
достигают в длину и ширину нескольких километров, но изредка в
Антарктике встречаются гиганты длиной более 100 км. В 1956 г. с
американского ледокола «Глейшер» поступило сообщение об
айсберге величиной 95 х 335 км. Подобные массы льда подолгу
дрейфуют в южно-полярных морях, но иногда выносятся и в далекие
теплые воды. В Северном полушарии более обычны куполообразные
и пирамидальные айсберги, которые откалываются от выводных
ледников. Нередко они возвышаются над поверхностью воды на
70-100 м, а ведь под водой скрыто еще 70-80% массы льда. Так
что это целые ледяные горы, переносимые ветром и течениями по
океану.
186
Глава 14. По воле ветров
Арктические ледяные массивы
/-Новоземельский; //-Северный Карский; ///-Североземельский;
IV- Таймырский; V-Янский; W-Айонский; VII — Врангелевский;
VIII-ядро Сибирского океанического массива; /Х-ядро Канадского
океанического массива
Основное количество арктических айсбергов возникает у берегов
Гренландии. Многочисленные выводные ледники рождают здесь
ежегодно по 10-15 тыс. айсбергов, каждый по несколько сотен метров
в длину, а некоторые - до 1,5 км и больше. Только один, самый
быстрый гренландский ледник Якобсхавн дает свыше тысячи
айсбергов в год. Айсберги с западного побережья Гренландии
выносятся течением сначала вдоль побережья на север, а затем
поворачивают на юг вдоль восточного берега Баффиновой Земли и
полуострова Лабрадор. Много айсбергов Лабрадорским течением
выносится в Атлантику и попадает в район интенсивного судоходства.
Несколько меньшее количество айсбергов дает восточное
побережье Гренландии. Здешние айсберги вовлекаются в Восточно-
Гренландский дрейф, достигают мыса Фарвель и, обогнув его, дви-
жутся вдоль побережья в северо-западном направлении, постепенно
разрушаясь. Откалываются айсберги и от ледников Шпицбергена,
Земли Франца-Иосифа, Новой Земли, Северной Земли, но размеры и
значение их гораздо меньше.
Основной путь из Арктики в Атлантику от залива Мелвилл до
Большой Ньюфаундлендской банки айсберги проходят в среднем за
187
В мире снега и льда
Столовый айсберг среди морских льдов в море Дейвиса у берегов
Антарктиды
три года. Количество их в разные годы неодинаково. Например,
48-ю параллель в 1913-1945 гг. ежегодно пересекало в среднем
448 айсбергов, а в 1946-1965 гг. - всего 248. Если айсберги Западной
Гренландии при своем образовании достигают в высоту 60, а иногда
и более 100 м. то к югу от Ньюфаундленда их высота уже не
превышает 30 м. а масса уменьшается почти на порядок. Но и такие
сравнительно небольшие айсберги представляют собой угрозу
кораблям. Отдельные айсберги переносятся морскими течениями в
низкие широты и пересекают 40° широты у северо-западных берегов
Атлантического океана и в южных частях Тихого и Индийского
океанов. Опасность встречи судна с айсбергом усугубляется тем,
что нередко в подводной части ледяной горы имеются крупные
выступы - тараны, выдвигающиеся на сотни метров дальше
надводной части. Налететь на такой таран - большая опасность
для корабля.
Айсберги движутся по полярным морям не так, как окружающие
их плавучие льды. Если последние дрейфуют главным образом под
влиянием ветров, то движением айсберга в значительной мере
управляют морские течения, воздействующие на его обширную
подводную часть. Поэтому нередко можно видеть, как айсберг,
подобно ледоколу, прокладывает себе путь сквозь ледяные поля и
припайные льды. И когда он садится на мель, вся ледовая обстановка
в округе меняется.
188
Глава 14. По воле ветров
Осенью 1980 г. крупный айсберг длиной 50 км и шириной 25 км
проходил проливом Фрама, что разделяет Гренландию и Шпицберген.
Вскоре он сел на мель, что повлекло за собой большие изменения в
режиме морских льдов этого района. Границы припая между
побережьем Гренландии и севшим на мель айсбергом установилась
гораздо дальше в море, чем в предыдущие 15 лет. Скапливающиеся
в проливе дрейфующие льды сузили его открытую часть почти на
15%, в южной части пролива возник новый залив - полынья, которая
существенно усилила подъем глубинных вод к поверхности. И хотя
в августе 1981 г. шторм сорвал с мели и унес айсберг, необычный
припайный лед держался еще и в середине сентября.
Странствуя долгое время по морю, айсберги испытывают на себе
воздействие океанического волнения: они покачиваются, волнообраз-
но приподнимаются и опускаются, горизонтально смещаются взад
и вперед, подвергаются килевой качке с окунанием и выпиранием,
поочередно погружаются и всплывают «носом» и «кормой», раска-
чиваются из стороны в сторону, вращаются и пр. Испытывающий
всестороннее воздействие айсберг оказывается гораздо менее
прочным, чем полагали ранее. Из-за периодических изгибов в
айсберге возникают мелкие и крупные трещины, которые в конце
концов приводят к его разрушению.
Глава 15
ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ ПОЛЯРНЫХ МОРЕЙ
Ледовые явления придают совершенно особый характер морям.
Сроки наступления и продолжительность ледового режима
определяют возможности судоходства и рыболовства, добычи
полезных ископаемых на шельфе, морских научных исследований.
Чтобы правильно спланировать эти работы и наиболее рационально
их провести, надо заблаговременно знать ледовую обстановку, нужен
ледовый прогноз. Сейчас мы уже умеем прогнозировать ледовитость,
положение кромки и толщину льда, сроки ледообразования, полного
замерзания и, наоборот, очищения морей ото льда. Такие прогнозы
могут быть краткосрочными, т.е. с заблаговременностью до 20 суток,
долгосрочными - от одного месяца до полугода, сверхдолгосрочными
- более полугода. В ледовых прогнозах используются наблюдения за
предшествующими гидрометеорологическими условиями, а также
возможности сохранения ледовых аномалий на море, преемствен-
ность и цикличность в развитии ледовых явлений.
Основная забота об изучении и прогнозе ледовых явлений падает
прежде всего на полярные моря - части Северного Ледовитого и
Южного океанов.
Южным океаном называют южные части Атлантического, Индий-
ского и Тихого океанов, приблизительно по 55°ю.ш. - линии
схождения более теплых северных и холодных южных поверхностных
вод. Источником опресненных холодных вод служит Антарктический
материк, от которого откалывается множество айсбергов - общим
объемом до 2000 км3 в год.
Морские льды зимой образуются вокруг Антарктиды в полосе
шириной 500-2000 км, а летом от них остается лишь узкая полоса
разреженных льдов вдоль побережья, которая разрывается в районах
Антарктического полуострова, моря Росса и моря Содружества, и
лишь в море Уэдделла сохраняется большой ледяной массив.
Однолетние льды в Южном океане достигают толщины 1,5-2 м, а
многолетних льдов здесь совсем немного. Дрейф льдов вдоль
Антарктического побережья вызывается круговым прибрежным
течением, направленным с востока на запад. В некоторых
прибрежных районах, например в морях Росса и Уэдделла, возникают
190
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
местные круговые циркуляции, а севернее 60° ю.ш. мощное круговое
течение несет льды с запада на восток. Плавание в Южном океане
исключительно сложно из-за морских льдов и весьма опасно из-за
айсбергов.
В отличие от Южного Северный Ледовитый океан стиснут Севе-
роамериканским и Евразийским материками. Главная его особен-
ность - это мощный ледяной покров, занимающий в марте около 11,4,
а в сентябре 7 млн км2. Но из-за влияния теплых течений в Северном
Ледовитом океане даже зимой сохраняются пространства чистой
воды общей площадью около 2,3 млн км2. Это Норвежское и незначи-
тельные части Гренландского и Баренцева морей. Те районы Север-
ного Ледовитого океана, что летом очищаются ото льда, зимой
покрыты льдом толщиной 0,8-2 м, а в центральной части океана -
Арктическом бассейне - льды достигают 4,5 м.
Соотношение прихода и расхода льда за год формирует ледовый
баланс моря. Приход льда происходит за счет замерзания воды,
приноса льда из соседних водоемов, конденсации атмосферной влаги,
выпадения снега с образованием снежуры. Расход льда определяется
таянием, испарением и выносом льда за пределы водоема. Ледовый
баланс тесно связан с тепловым балансом водоема и отражает
климатические особенности района. В табл. 4 приведены средние
многолетние значения баланса массы льда всего Северного Ледови-
того океана и его главных частей [Чижов, 1976].
Таблица 4
Баланс массы льда Северного Ледовитого океана
(средний многолетний)
Аквато- * рия Площадь, МЛН юг Объем льда, тыс км' Средняя толщина льда, н Изменение объема, км< Изменение ТОЛЩИНЫ, 1/
весной осенью весной осенью
1 3 13,8 1 1,4 4,6 3,8 2,4 0,8
2 2 8,0 5,8 4,0 2,9 2,2 1,1
3 3 9,3 5,1 3,1 1,7 4,2 1,4
4 0,75 3,45 3,0 4,6 4,0 0,45 0,6
5 8,75 34,55 25,3 4,0 2,9 9,25 1,1
* 1 - Канадская часть Арктического бассейна, 2 - Евразийская часть Арктического
бассейна, 3 - моря Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское и Бофорта;
4 - проливы Канадского Арктического архипелага; 5 - Северный Ледовитый океан в
целом.
Ледовые условия Северного Ледовитого океана сильно затруд-
няют плавание - судоходство здесь возможно лишь в течение
2-3 летних месяцев и, как правило, в сопровождении ледоколов.
191
В мире снега и льда
Несмотря на это, значение Северного морского пути для России
огромно, что М.В. Ломоносов выразил в пророческих словах более
200 лет назад: «Российское могущество прирастать будет Сибирью
и Северным океаном».
М.В. Ломоносов показал значение теплообмена между морем и
атмосферой через ледяной покров, «умеряющий зимнюю стужу над
морем». На основе лишь логических рассуждений он правильно
нарисовал схему циркуляции вод и льдов в океане, подчеркнув, что
дрейф льдов вызывается ветром и течениями. В своем труде «Краткое
описание разных путешествий по северным морям и показание
возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию»
М.В. Ломоносов разработал проект морской экспедиции от Белого
моря к Берингову проливу. Уверенный в реальности выполнения этой
задачи, он убедил адмирала В.Я. Чичагова возглавить такую экспе-
дицию.
Русские купцы и промышленники плавали по арктическим морям
уже много веков назад. Древние русские кочи с мелкой осадкой и
корпусом яйцевидной формы позволяли с успехом плавать вдоль
берегов и противостоять сжатиям льдов. В XIII и XIV вв. русские
кочи доходили до Вайгача и Новой Земли, а в XV в. они достигли
Шпицбергена. Умело используя реки и волоки, обходя крупные
массивы морских льдов, «промышленные» люди пересекли Ямал и
в 1601 г. основали в устье Таза богатый город Мангазею. Продолжая
двигаться «встреч солнцу», в первой четверти XVII в. они обогнули
Таймыр и вышли в море Лаптевых. Потребовалось всего несколько
десятков лет для преодоления огромных пространств Восточной
Сибири, и в 1648 г. промышленник Ф. Попов и казак С. Дежнёв
обогнули Чукотский полуостров и вышли в Тихий океан.
По инициативе Петра Первого в 1725-1743 гг. была проведена
Великая Северная экспедиция, выполнившая планомерную съемку
берегов Сибири. Результаты этих работ были известны М.В. Ломоно-
сову и послужили основой его рассуждений о возможном проходе
«Сибирским океаном в Восточную Индию». Однако со смертью
Ломоносова его идеи дальних плаваний в Северном Ледовитом океане
были преданы забвению.
Гидрографические работы на Севере были возобновлены в
20-х годах XIX в., когда усилиями выдающихся морских гидро-
графов Ф.П. Литке, П.К. Пахтусова, П.Ф. Анжу, Ф.П. Врангеля
и других были созданы новые, более точные карты арктических
берегов и лоции, прослужившие почти столетие. А в 1878-1879 гг.
под руководством выдающегося шведского геолога и географа
Н.А.Э. Норденшельда на пароходе «Вега» впервые было совер-
шено сквозное плавание (с зимовкой в пути) Северо-Восточным
проходом из Атлантического океана в Тихий. Правда, после этого
192
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
Схема продвижения русских первопроходцев на отдельных
участках Северного морского пути в XIН—XVII вв.
1 -морские пути и время их освоения; 2-речные пути и волоки; 3- зимовья
путешествия Норденшельд высказал сомнение в том, что Северный
морской путь будет иметь значение для торговли.
Время активного освоения Северного морского пути пришло в
XX столетии. В 1910-1915 гг. была проведена гидрографическая
экспедиция в Северном Ледовитом океане на специально построен-
ных в Петербурге ледокольных пароходах «Таймыр» и «Вайгач»:
именно на этих кораблях в 1914-1915 гг. было совершено сквозное
плавание по Северному морскому пути с востока на запад. В
советское время в Арктику двинулись большие отряды ученых и
наблюдателей, была создана система полярных станций. И уже в
30-е годы началось регулярное плавание судов по Северному
морскому пути за одну навигацию. Однако стало очевидным, что
для безопасного и гарантированного судоходства у северных берегов
Сибири нужны мощный ледокольный флот и регулярная ледовая
разведка с воздуха.
Термин «ледовая разведка» стал применяться с 1924 г., когда
летчик Б.Г. Чухновский выполнил несколько полетов над льдами,
чтобы выяснить возможности прохода судов Карской экспедиции
через пролив Маточкин Шар к устью р. Енисей. С 1937 г. полеты с
ледовой разведкой в Арктике стали регулярными. По трассе пред-
193
В мире снега и льда
Маршруты советских экспедиций по Северному Ледовитому океану:
1 - ледокольного парохода «А. Сибиряков» (июнь-сентябрь 1932 г.); 2-парохода
«Челюскин» (июль 1933 г. - февраль 1934 г.); 3-дрейф «Челюскина», 4-атомного
ледокола «Арктика» (август 1977 г.); 5-атомного ледокола «Сибирь» (май-июнь
1978 г.); 6-атомного ледокола «Сибирь» (май-июнь 1987 г.)
полагаемого пути каравана судов с помощью наблюдений с борта
самолета ведется поиск наиболее легких ледовых условий - редких
льдов, полыней и разводий, куда и рекомендуется следовать кораблям.
Задача ледовой разведки - распознать строение и состояние
льдов, количественно оценить неоднородность ледяного покрова.
Нужно обнаружить в ледяных массивах полосы и пятна повышенной
и пониженной сплоченности льдов. Нужно предвидеть возможные
изменения в ближайшее время таких полос и пятен, помня, что,
распадаясь в одном месте ледяного массива, они начинают формиро-
ваться в другом, как правило, сохраняя свои размеры.
Ледовая разведка в наше время ведется с борта кораблей, само-
летов, искусственных спутников Земли. Чтобы получить информацию
о состоянии льдов на пути движения ледокола на расстоянии до
100 миль, используют вертолеты, базирующиеся на самих кораблях.
Больше всего информации о состоянии льда приносит самолетная
ледовая разведка, которая выполняется визуально или с помощью
аэрофотосъемки, радиолокаторов бокового обзора, радиолокацион-
ных толщиномеров и пр. По материалам ледовой разведки строят
ледовые карты, которые служат в оперативных целях, т.е. для
194
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
Караван судов во льдах
определения наиболее благоприятного пути судов через льды, и
основой составления ледовых прогнозов.
Первый в мире ледокол «Ермак» был построен по идеям и
чертежам адмирала С.О. Макарова. В марте 1899 г., взломав
балтийский лед, ледокол вошел в Кронштадтскую гавань. Макаров
лелеял мечту построить второй ледокол и тандемом пройти «к полюсу
напролом», но сделать ему это не удалось. Время ледоколов в Арктике
наступило в 30-х годах, когда стали строить ледокольные суда разной
мощности и разных типов.
Корпус ледокола, в отличие от обычных судов, делается более
толстым и прочным. В районе ватерлинии, где корпус подвергается
наибольшим ледовым нагрузкам, толщина обшивки достигает 5 см.
Изнутри корпус укрепляют системой вертикальных и горизонтальных
балок, воспринимающих ледовые нагрузки при ударе о лед и сжатиях
льда. Форштевень ледокола наклонный, а носовая часть и борта
закруглены, благодаря чему ледокол может не только раздвигать льды,
но и, наползая на лед, обламывать его и подминать под себя. В ре-
зультате за кормой ледокола образуется канал, заполненный измель-
ченным льдом.
Ныне в Северном Ледовитом океане используются атомные
ледоколы типа «Арктика» и «Сибирь» мощностью 55 МВт.
Дизель-электрические ледоколы типа «Москва» имеют мощность
12 МВт. а для работы в замерзающих портах используются
195
В мире снега и льда
небольшие ледоколы мощностью до 7,5 МВт. Все большую роль
в арктических перевозках, особенно у берегов Аляски, начинают
играть мощные танкеры-ледоколы водоизмещением в десятки
тысяч тонн.
В конце 60-х и 70-х годов ледоколы все активнее стали
использовать для морских операций в высоких широтах. С помощью
ледоколов были оборудованы станции «Северный полюс» СП-10,
СП-18, СП-22, а весной 1971 г. ледоколы «Ленин» и «Владивосток»
прошли с запада на восток по всей высокоширотной трассе
Северного морского пути. Ледоколы такой мощности могут
проходить через молодые льды сплоченностью до 8-9 баллов, но
не способны преодолеть многолетние льды сплоченностью до
6 баллов.
Поэтому атомный ледокол «Арктика» был спроектирован таким
образом, чтобы преодолевать однолетние льды в любое время года, а
многолетние - летом и осенью. Мечта адмирала С.О. Макарова «к
полюсу напролом» осуществилась 9 августа 1977 г., когда атомный
ледокол «Арктика» вышел из Мурманска и взял курс к Северному
полюсу. Он обогнул с севера Новую Землю, прошел Карское море и
через пролив Вилькицкого вышел в море Лаптевых. Отсюда
14 августа ледокол повернул на север и, преодолев за трое суток
600 миль мощных многолетних льдов, 17 августа достиг Северного
полюса. Все плавание во льдах продолжалось семь суток. Атомоход
преодолевал двухлетние льды со скоростью 13-14 узлов. Лишь на
подходах к полюсу, как и предсказывала ледовая авиаразведка, на
пути ледокола оказался более мощный многолетний лед, и скорость
движения заметно уменьшилась. Однако «Арктика» неуклонно
двигалась к полюсу, останавливаясь главным образом для опреде-
ления местонахождения по космической информации.
Спустя 10 лет состоялся второй поход к полюсу - атомохода
«Сибирь». Но если плавание «Арктики» проходило осенью, в
наиболее благоприятное по ледовой обстановке время, то «Сибирью»
прокладывался курс в весеннее время, в еще по-зимнему крепких
льдах. Да и задачи у «Сибири» были намного сложнее: выполнить
метеорологические, океанологические и ледовые исследования в
труднодоступном слабоизученном районе, провести эвакуацию
дрейфующей станции СП-27 и создать новую станцию СП-29 в море
Лаптевых.
Атомоход «Сибирь» покинул Мурманск 8 мая 1987 г. На первом
этапе ледокол плыл через Баренцево море между Шпицбергеном и
Землей Франца-Иосифа к месту дрейфа полярной станции СП-27.
Эта станция просуществовала в Арктическом бассейне три года. На
последнем отрезке пути она повторила дрейф папанинской льдины, и
теперь течения выносили ее к Гренландии.
196
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
В полярных льдах
Станцию СП-27 атомоход достиг 18 мая в точке с координатами
86°29' с.ш. 7°4Г з.д. Десять суток ушло на преодоление 1369 миль, в
том числе 1145 во льдах. Последние мили давались особенно тяжело,
ледокол проходил всего по 25-28 миль за сутки - расстояние, на
которое при благоприятных условиях он затрачивает не более двух
часов. Приняв на борт имущество станции и 13 зимовщиков, атомоход
продолжил путь к Северному полюсу и достиг его 25 мая. После 10-
часового пребывания в самой северной точке планеты корабль взял
курс на юг, но еще почти неделю, пока он не вышел к островам Земли
Франца-Иосифа, продолжались интенсивные исследования во льдах
Арктики.
После этого атомоход через Карское море достиг 2 июня о.
Диксон, а затем через пролив Вилькицкого вошел в море Лаптевых
для организации новой дрейфующей станции СП-29. Здесь «Сибири»
197
В мире снега и льда
вновь пришлось преодолевать тяжелые 10-балльные льды порой
толщиной 4-6 м. Еще до выхода в намеченный район с вертолета
была исследована льдина, выбранная для станции СП-29. Она
оказалась сравнительно небольшой: 900 м в длину, 700 м в ширину,
толщиной от 2,5 до 4,5 м. Но более крупных льдин во всей округе
не нашли. 10 июня был поднят флаг новой станции, а на следующее
утро атомоход отправился в обратный путь и 19 июня вернулся в
Мурманск. 42 дня длилось плавание, за весь рейс «Сибирь» прошла
5517 миль, из них 4916 - во льдах. 87% ходового времени
энергетические установки атомохода работали на полную
мощность.
Поход «Сибири» в Центральную Арктику в мае-июне 1987 г.
стал важным экспериментом в опробовании нового способа научных
работ в околополюсном районе. Теперь стоит задача - создать
специальный атомный ледокол, способный вести самостоятельные
научные исследования в центральном полярном бассейне. А
построить и оснастить такой атомоход нужно силами арктических
государств, с тем чтобы в будущем вести исследования на между-
народной основе.
Даже в центральной части Северного Ледовитого океана не так
уж редки пространства открытой воды, и это дает возможность
плавать во льдах подводным лодкам. В августе 1958 г. американская
атомная подводная лодка «Скейт» всплыла в полынье всего в 65 км
от полюса, а два года спустя подводная лодка «Си Дрэгон» появилась
непосредственно на Северном полюсе. В 1971 г. в районе полюса
побывала британская атомная подводная лодка, с борта которой де-
тально изучали нижнюю поверхность паковых льдов.
В результате плавания атомных подводных лодок подо льдами
Северного Ледовитого океана удалось детально исследовать состояние
морского льда снизу. В морском ледоведении появились новые
термины, характеризующие лед в подводном плавании. С точки
зрения подводника, дрейфующий лед выглядит как ледяной потолок.
Благоприятный лед - это ледяной потолок с многочисленными
большими окнами во льду, которыми называют тонкую часть ледяного
потолка обычно менее 1 м. с плоской нижней поверхностью. Окно
во льду считается большим, если длина его больше 120 м. что
позволяет всплыть современной подводной лодке, и малым, если
длина его меньше 120 м.
Корабли, плавающие в полярных морях, нередко становятся
пленниками дрейфующих льдов. В 1914 г. знаменитый британский
полярник Э. Шеклтон организовал экспедицию в Антарктиду, чтобы
пересечь континент от моря Уэдделла до моря Росса. Почти месяц его
корабль «Эндьюранс» пробивал себе путь к берегу в море Уэдделла.
И когда до берега оставались считанные мили, судно вмерзло в лед,
198
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
а затем почти девять месяцев дрейфовало на север вдоль Антаркти-
ческого полуострова и в конце концов было затерто льдами.
В Советской Арктике одним из труднейших периодов навигации
был 1937 год. Тогда почти весь флот, работавший на западе Арктики,
не смог вернуться к зиме на свои базы. А три ледокольных парохода
были увлечены дрейфующим льдом в Центральную Арктику. Лишь
на следующий год ледоколу «Ермак» удалось освободить из ледового
плена пароходы «Малыгин» и «Садко», а третий «Георгий Седов»
дрейфовал в Арктике 812 суток.
Примеры вынужденного дрейфа кораблей во льдах бессчетны. И
многие из них, начиная с легендарного дрейфа нансеновского
«Фрама», принесли огромные научные результаты. А с мая 1937 г.
Советский Союз начал новый этап в исследованиях Арктики с
дрейфующих станций, находящихся непосредственно на льдах.
Первая такая станция под руководством И. Д. Папанина начала дрейф
почти у полюса и затем девять месяцев двигалась приблизительно
вдоль 70-й параллели к восточному побережью Гренландии. С апреля
1950 г. в Центральной Арктике в течение года работала станция
СП-2 под руководством М.М. Сомова, а в апреле 1954 г. были
организованы сразу две станции: СП-3 во главе с А.Ф. Трешнико-
вым и СП-4 во главе с Е.И. Толстиковым. С тех пор 2-3 советские
дрейфующие станции постоянно работали в Арктике, на смену одной
приходила другая.
Американцы приступили к организации дрейфующих исследова-
тельских станций намного позже. Лишь в апреле 1957 г. в связи с
началом работ по программе Международного геофизического года
на ледяном поле в 1125 км к северу от мыса Барроу на Аляске была
организована станция «Альфа», просуществовавшая полтора года.
Ее сняли в начале ноября 1958 г., когда после ряда сжатий и разломов
льдина со станцией уменьшилась до 300 м в поперечнике.
Среди арктических ледяных полей встречаются крупные
дрейфующие ледяные массивы, возвышающиеся на несколько метров
над уровнем моря. Их стали отмечать во время полетов в Арктике и
назвали ледяными островами. Толщина ледяного острова 15-50 м,
над поверхностью моря его край возвышается на 2-7 м. Поперечник
такого острова достигает 15-35 км, площадь - нескольких сотен
квадратных километров. Поверхность ледяного острова обычно
волнистая, поэтому с воздуха он выглядит ребристым, высота валов
около 2 м, а расстояние между их гребнями до 50 м.
В марте 1952 г. на ледяной остров, дрейфовавший севернее
крайних островов Канадского Арктического архипелага, высадились
три американских ученых во главе с известным полярником
Дж. Флетчером. В то время остров Т-3, или, как его потом называли,
о. Флетчера, имел в длину около 20 км, а в ширину 9 км, его толщина
199
В мире снега и льда
была около 50 л/, а периметр 56 км. После этого открытия из архивов
были извлечены прежние аэрофотоснимки, сделанные в Центральной
Арктике, и на них нашли довольно много дрейфующих ледяных
островов. Вспомнили и о прежних открытиях «земель» в Арктике,
которые затем не подтвердились, например о Земле Пири. По-
видимому, подобные «земли» представляли собой ледяные острова,
впоследствии вынесенные из Арктического бассейна и растаявшие.
Ледяные острова в Арктике - это столовые айсберги, оторвав-
шиеся от шельфового ледника у северных берегов Земли Элсмира
или Гренландии и вынесенные в Арктический бассейн. Под дейст-
вием ветров и течений они дрейфуют в Северном Ледовитом океане,
иногда многократно двигаясь по замкнутому кругу. Взяв старт у
о. Элсмир, ледяной остров поворачивает на запад, идет вдоль берегов
Канадского Арктического архипелага, а затем к северу от Аляски
направляется в открытый океан. Отсюда остров движется сначала к
северу, почти к району Северного полюса, а затем поворачивает на
юг и возвращается к побережью о. Элсмир - месту старта. На один
подобный круг уходит 10-12 лет, а всего таких замкнутых путешест-
вий острова совершают по 2-3 года, прежде чем попадут в пролив
между Гренландией и Шпицбергеном. Таким образом, некоторые
ледяные острова находятся среди льдов Северного Ледовитого
океана по 30-50 лет.
Ледяные острова широко используют для организации временных
ледовых аэродромов и научно-исследовательских станций длитель-
ного действия. На них располагались советские дрейфующие станции
СП-6, СП-19, СП-21, СП-22, СП-23, СП-24, несколько американских
станций.
Ледяные острова и гренландские айсберги в конце концов
выносятся генеральным дрейфом льдов из Северного Ледовитого
океана в Гренландское море и Северную Атлантику, где они попадают
в район оживленного морского сообщения между Северной Америкой
и Европой. В ночь на 14 апреля 1912 г. один из гренландских
айсбергов проплывал вдоль края Гольфстрима в 650 км южнее мыса
Рейс на о. Ньюфаундленд и стал причиной одной из величайших в
мире морских катастроф. С ним столкнулся океанский лайнер
«Титаник» водоизмещением 45 тыс. т, считавшийся непотопляемым.
Но айсберг пробил в пароходе брешь диаметром в 90 л/, и через четыре
часа «Титаник» пошел ко дну. Погибло 1500 человек, не стало
крупнейшего пассажирского корабля той эпохи.
Спустя год после гибели «Титаника» была организована Служба
наблюдений за льдами в Северной Атлантике - так называемый
Ледовый патруль. Эта служба финансируется 17 государствами, а
осуществляется Береговой охраной военно-морских сил США с
помощью судов, самолетов и искусственных спутников Земли.
200
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
Ледовый патруль ведет наблюдения за образованием айсбергов на
многих гренландских ледниках. Картируются концы ледников,
распределение айсбергов во фьордах, измеряются течения с целью
прогноза их дрейфа. Информацию о дрейфе айсбергов и ледовой
обстановке на морях Ледовый патруль регулярно передает по радио
для всеобщего использования.
С начала работы Службы наблюдений за льдами в Северной
Атлантике столкновений судов с айсбергами почти не было. Правда,
во время второй мировой войны однажды от удара айсберга пошло
ко дну транспортное судно. Но во время войны Служба патрулиро-
вания бездействовала, подводные лодки были гораздо страшнее, чем
айсберги.
И все же катастрофа случилась. 30 января 1959 г. с айсбергом
столкнулось датское грузопассажирское судно «Ганс Гедтофт»,
специально сконструированное для плавания в северных водах.
Несмотря на то что судно было оснащено радарными установками и
электронными навигационными приборами, а также имело инфор-
мацию Ледового патруля, на пути из поселка Готхоб в Гренландии к
Копенгагену во время шторма произошло столкновение судна с
айсбергом, и оно быстро пошло ко дну. Два корабля, прибывшие на
место катастрофы уже через час, и несколько других судов и самоле-
тов не нашли никаких следов судна «Ганс Гедтофт» и его пассажи-
ров. Айсберг оказывается всегда сильнее плывущего рядом корабля,
и об этом нельзя забывать.
Мы не очень хорошо представляем, каким был и как изменялся
ледяной покров Северного Ледовитого океана в прошлые столетия,
но что происходило в Арктике со льдами в XX в., мы знаем точно.
Вплоть до 30-х годов ледовые условия были здесь тяжелыми, и все
попытки пройти на кораблях к северу оканчивались неудачей.
Вспомним хотя бы ГЯ. Седова и его попытку пробиться к Северному
полюсу в 1912 г.
Но в 30-х, 40-х и начале 50-х годов площадь, занимаемая льдами
в Арктике, сократилась приблизительно на 1 млн км2. Произошло
известное потепление Арктики, резко уменьшилась ледовитость
арктических морей, особенно заметное в 30-х годах. Как писал
В.Ю. Визе [1940], впервые в истории мореплавания в 1932 г. неболь-
шое деревянное судно «Николай Книпович» обогнуло с севера Землю
Франца-Иосифа, а пароход «Сибиряков» проплыл к северу от Северной
Земли. В 1935 г. ледокольный пароход «Садко» прошел по чистой
воде от северной оконечности Новой Земли до Северной Земли и
достиг 82°4Г с.ш. А в 1938 г. ледокол «Ермак» проник в Арктический
бассейн в секторе Новосибирских островов до 83°05' с.ш., тогда как
летом 1901 г. не смог добраться даже до северной оконечности Новой
Земли.
201
В мире снега и льда
Площадь льда в Северном Ледовитом океане во второй
половине августа за период 1924-1980 гг.
Голубая линия построена поданным, осредненным по скользящим
пятилетиям
Потепление и сокращение ледяного покрова в Северном
Ледовитом океане длились почти 30 лет, хотя в середине 40-х годов
наметилось понижение температуры воздуха, сначала в северо-
западной Гренландии, затем в Центральной Арктике и Канадском
Арктическом архипелаге и, наконец, в окраинных арктических морях.
Похолодание особенно усилилось в 60-х годах; в Карском море,
например, среднее годовое значение температуры в 1961-1965 гг. было
почти на 3° ниже, чем в 1941-1945 гг.
Как следствие похолодания на 0,8 млн км2 разрослась площадь
ледяного покрова, увеличилась толщина льдов. Сместилась к югу
граница тяжелых паковых льдов, которые стали затруднять
мореплавание. Морские льды блокировали северное побережье
Исландии, нарушив рыбный промысел в прибрежных водах. Но в
конце 60-х годов похолодание прекратилось, температура воздуха
стала расти, а площадь льдов сокращаться. К середине 70-х годов
площадь ледяного покрова в Арктике уменьшилась на 0,4 млн км2
по сравнению с максимумом в 60-е годы.
Ход температуры и ледовитости Центральной Арктики за послед-
ние 100 лет говорит о том, что изменение средней температуры зимы
на 5° ведет к изменению объема льдов почти вдвое, а площадь
ледяного покрова изменяется на 10-15%, или на 1 млн км2. За этот
период количество льда в Северном Ледовитом океане было
наибольшим в конце 1910-х, а наименьшим - в конце 1930-х. В
современных условиях небольшие изменения климата могут
приводить к значительным колебаниям объема льдов в Арктическом
202
Глава 15. Ледовый режим полярных морей
бассейне, причем равновероятны и сокращение, и разрастание
ледяного покрова.
До сих пор нет однозначного ответа на вопрос, устойчив или
неустойчив арктический ледяной покров, восстановится он или нет в
случае своего разрушения естественным или искусственным путем.
А проекты воздействия на льды Арктики в целях мелиорации климата
и улучшения мореплавания выдвигались неоднократно. Предлага-
лось, например, уменьшить отражательную способность льдов с
помощью особого вида водорослей, произрастающих на льду, и тем
самым способствовать растаиванию ледяного покрова. В свое время
со страниц печати не сходил проект строительства насосной станции
в Беринговом проливе для перекачки воды из Северного Ледовитого
океана в Тихий, что одновременно усилило бы приток теплой воды
из Северной Атлантики в Арктику и тем самым ускорило стаивание
ледяного покрова.
Если бы были уничтожены арктические льды, то в районе полюса
на уровне моря средняя температура воздуха в теплый период
повысилась бы с -2 до +2 °C, а в холодный - с -29 до -3 °C. Как
видим, разница большая, но она лежит в тех пределах, при которых
происходит ледообразование.
Но, как уже было сказано в предыдущей главе, появление льда в
океане зависит главным образом от верхнего опресненного слоя
морской воды. Поэтому при современной структуре поверхностных
вод Северного Ледовитого океана однажды уничтоженные полярные
льды очень быстро восстановятся в своих прежних размерах. Лишь
при удалении опресненного слоя, что обеспечивает поток тепла из
глубин океана к поверхности, создадутся условия, препятствующие
восстановлению ледяного покрова.
Ныне ясно, что климатические условия на Земле связаны с
морскими ледяными покровами, которые, в свою очередь, очень
устойчивы к внешним воздействиям. Поэтому можно говорить об
устойчивости современного климата, не способного измениться за
короткое время даже при активных антропогенных воздействиях,
таких как изменение температуры воздуха вследствие парникового
эффекта, возникающего из-за роста концентрации двуокиси углерода
или аэрозоля в атмосфере. Ледовый режим Северного Ледовитого
океана может измениться только в том случае, если будет нарушен
баланс пресных вод в океане.
Глава 16
ВЕЧНЫЕ СНЕГА В ПОДНЕБЕСЬЕ ГОР
Многие высокие горы на Земле увенчаны белоснежными
шапками снега и льда. В верхних частях горных хребтов
господствует своеобразный климат: здесь значительное
количество осадков сочетается с низкими температурами воздуха,
что позволяет формироваться и существовать «вечным» снегам. Так
называют многолетние скопления снега и льда, залегающие в горах
выше снеговой линии, когда часть накапливающихся из года в год
твердых осадков не успевает стаивать за короткое лето и постепенно
превращается в фирн, а затем и в лед.
Ледниковый климат отличается повышенной влажностью и
облачностью, здесь часто дуют сильные и постоянные по направле-
нию ветры. Чем больше суммы осадков, тем при более высоких
температурах могут существовать ледники и снежники. Разброс
климатических характеристик над ледниками велик: на Восточном
Памире, например, за год выпадает всего 300-500 мм осадков, а на
Патагонских ледниках в Южной Америке - до 4500 мм. Средняя темпе-
ратура воздуха летом в верховьях ледников может составлять 3-5 °C
мороза, а у концов самых длинных ледников она достигает 12-15 °C.
Академик Г.А. Авсюк [1955] выделил ледниковый климат морс-
кого и континентального типов. В ледниковом климате морского типа
годовые суммы твердых осадков составляют не менее ЮООлш, таяние
ледников происходит главным образом за счет тепла, поступающего
из воздуха, конденсация на ледниках преобладает над испарением.
В ледниковом климате континентального типа твердых осадков за
год выпадает менее 1000 мм. таяние снега и льда вызывается почти
исключительно солнечной радиацией, конденсация на ледниках
уступает место испарению.
Благоприятные для ледников условия господствуют в горах выше
снеговой линии, которая снижается в холодных и влажных районах
и поднимается в теплых и засушливых. Она проходит близко к уровню
моря в полярных областях и наибольшей высоты достигает в
тропическом поясе.
По аналогии с базисом эрозии можно говорить и о базисе оледе-
нения. Это нижняя граница возможного сползания языков ледни-
204
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Высота снеговой линии на разных широтах
а - вдоль Южноамериканских и Североамериканских Кордильер; б- вдоль
90-110° в.д.; 1 - рельеф земной поверхности; 2 - области современного
оледенения; 3 - снеговая линия
ков, которая зависит от высоты днищ долин в данном районе.
Глубокий базис оледенения сдерживает развитие ледниковых язы-
ков, так как они не могут существовать в теплых условиях низких
уровней. Высокий базис оледенения, наоборот, способствует раз-
витию ледников, поскольку позволяет распространиться их языкам
на плоских днищах высоко расположенных долин. Это хорошо видно
на Восточном Памире, где пологий язык ледника Октябрьского на
южном склоне Заалайского хребта оканчивается на 700 м выше
ледника Ленина на противоположном, северном склоне хребта, но
превосходит его по длине в 1,5 раза.
Количество твердых осадков в горах обычно во много раз больше,
чем на окружающих равнинах и предгорьях. Почти всегда на склонах
гор, обращенных к господствующему потоку атмосферной влаги,
можно найти пояс максимального (на данном хребте) количества
выпадающих осадков шириной до 10 км или немного больше. Именно
к этому поясу приурочена основная масса ледников. Ледники, таким
образом, служат индикатором районов со значительными водными
ресурсами на данной территории.
205
В мире снега и льда
Слоистая толща горного ледника
Вследствие метелевого переноса и схода снежных лавин на
ледники попадает дополнительное количество снега. Снегонакопле-
ние на долинных ледниках увеличивается по сравнению с фоновой
величиной осадков на той же высоте примерно на 20-40%, а на
каровых ледниках - вдвое и более. В Гималаях, где ледники
окружены почти отвесными склонами, накопление снега на них мо-
жет в три, а то и в пять раз превышать количество осадков. В
результате верхний пояс гор несет значительные запасы влаги, часто
гораздо большие, чем считали раньше.
В таких условиях повышенного снегонакопления устойчиво
существуют ледники небольших размеров. Они могут формиро-
ваться и высоко в горах, и, наоборот, ниже снеговой линии. Су-
ществование малых ледников на низких уровнях вызывается
концентрацией снега на определенных участках из-за ветров и
лавин, значительной затененностью ледников высокими склонами,
защитой льда от таяния многочисленными снежниками, ослабле-
нием таяния благодаря бронирующему слою гравия и щебня.
Залегание малых ледников высоко в горах, у гребней хребтов,
связано со слабым таянием льда в результате значительных затрат
тепла на испарение в сухом воздухе на больших высотах, что часто
усугубляется нисходящими токами воздуха в высотном анти-
циклоне. Немалое значение имеют отражающая роль снежного
покрова после летних снегопадов и заполнение метелевым снегом
удобных выемок на склонах. Все это приводит к тому, что повсюду
206
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
У языка ледника Минаду в бассейне р. Обихингоу на Памире
в горах мы находим бесчисленное количество малых ледников
наряду с более крупными.
В некоторых районах, где в настоящее время ледников нет,
нужно совсем небольшое изменение природных условий, чтобы
началось их формирование. Например, зимой 1973/74 г. над
Японией прошли исключительно обильные снегопады, и на
высотах 1300-1900 м в цирках и нишах скопилось 20-30, а
местами до 50 м снега. За лето здесь обычно стаивает около 30 м.
На горе Текан мощный снежник на высоте 1400 м превратился в
небольшой ледник, который летом 1975 г. двигался со скоростью
20 см/сут.
Итак, ледник. Это масса многолетнего льда преимущественно
атмосферного происхождения, которая движется под действием силы
тяжести и принимает форму потока, купола или плавучей плиты. В
верхней части ледника находится область аккумуляции, где идет
накопление осадков и преобразование их в лед. Из этой области лед
перетекает в нижнюю часть - область абляции, где он расходуется
преимущественно путем таяния или откола айсбергов.
207
В мире снега и льда
Ледниковый узел у пика Свободная Корея на Памире
Верхняя часть горного ледника обычно представляет собой
фирновый бассейн. Он занимает цирк - расширенное верховье
долины - и имеет вогнутую поверхность. Верхний край фирново-
го бассейна заходит в понижения между отрогами окружающего
цирк гребня. При выходе из цирка ледник нередко пересекает
высокую устьевую ступень - ригель; здесь лед рассекают глубо-
кие поперечные трещины - возникает ледопад. А дальше ледник
сравнительно узким языком спускается вниз по долине, иногда
принимая с боков притоки.
Если взглянуть на горный хребет с высокой точки, то одновременно
можно увидеть десятки ледников разных размеров и форм. Вверху у
гребня располагаются обширные массивы снега и льда, дающие начало
сразу нескольким ледникам, спускающимся по обе стороны хребта.
Здесь же, в расщелинах обнаженных скал, залегают небольшие
изолированные ледники, ниже в долинах находятся ледниковые языки,
а на боковых склонах лежат ледники средних размеров, иногда
соединяющиеся с текущим ниже долинным ледником.
В каждой горной системе насчитываются сотни и тысячи ледни-
ков. Кажется, что подсчитать их невозможно. Но в 60-х годах наша
208
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
страна выступила с предложением провести инвентаризацию всех
ледников и первой начала работы по созданию Каталога ледников
СССР, содержащего основные характеристики их размеров, формы,
положения и режима. С помощью крупномасштабных карт, аэрофото-
и космических снимков были учтены буквально все ледники на
территории страны, а там, где исходные материалы не позволяли
получить точные сведения, проводились полевые наблюдения.
Эта кропотливая работа осталась позади. Каталог ледников
СССР издан [Каталог..., 1965-1982]. В 108 его выпусках приведены
сведения о 28 700 ледниках - таково общее число ледников с
площадью более 0,1 км2. Согласно данным каталога, ледники в СССР
в 60-х и 70-х годах занимали площадь 78 239 км2, в том числе
56 122 км2 приходились на долю Арктики и 22 117 км2 - на долю
горных ледников (табл. 5).
Таблица 5
Площадь современного оледенения и количество
ледников в горах бывшего Советского Союза
Район оледенения Площадь оледенения, км2 Количество ледников
Памир 7515,4 7110
Тянь-Шань 7325,8 7787
Гиссаро-Алай 2293,2 3859
Большой Кавказ 1424,4 2047
Джунгарский Алатау 1000,0 1369
Алтай 906,5 1499
Камчатка 874,1 405
Корякский хребет 259,7 1335
Горы Сунтар-Хаята 201,6 208
Хребет Черского 156,2 372
Горы Бырранга 30,5 96
Саяны 30,3 105
Урал 28,7 143
Кодар 18,8 30
Орулган 18,4 74
Саур 16,6 18
Кузнецкий Алатау 6,8 91
Малый Кавказ 3,8 42
Остров Врангеля 3,5 101
Горы Путорана 2,5 22
Хибины 0,1 4
Всего 22 116,9 26 717
209
В мире снега и льда
Верховья ледника Федченко в конце лета
Хорошо видна граница между сероватым льдом и белым снегом в
верховьях - это фирновая линия
Вслед за Советским Союзом каталогизацию ледников начали
проводить многие страны. Уже закончено составление каталогов
ледников в Норвегии, Швейцарии, Франции, Австрии, Эквадоре;
ведутся работы в США, Канаде, Аргентине, Перу, Боливии, Чили,
Колумбии, Исландии, Гренландии и на Шпицбергене, в Италии,
Турции, Иране, Индии, Бутане, Непале, Китае, Новой Зеландии.
Всемирная служба мониторинга ледников, находящаяся в Цюрихе,
опубликовала сводку Мирового каталога ледников [World..., 1989].
Пока еще нельзя назвать цифру общего количества ледников на зем-
ном шаре. Известно лишь, что на Земле, помимо Антарктиды и
Гренландии, насчитывается около 140 ледников площадью более
1000 км2 каждый, они занимают площадь свыше 630 тыс. км2.
Жизнь ледника во многом определяется балансом его массы.
При положительном балансе, когда приход вещества на леднике пре-
вышает его расход, масса льда увеличивается, ледник становится
более активным, продвигается вперед, захватывает новые площади.
210
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
При отрицательном балансе, т.е. уменьшении массы льда, ледник
становится пассивным, отступает, освобождая из-под льда долину и
склоны, которые он раньше занимал.
Ежегодное состояние баланса массы ледника отражает граница
питания - важнейший пограничный уровень на леднике, проходящий
там, где аккумуляция в целом за год равна абляции, а баланс массы,
следовательно, равен нулю. Граница питания разделяет области годо-
вой аккумуляции и абляции на леднике. Выше, а иногда и ниже границы
питания проходит фирновая линия, ограничивающая область много-
летнего фирна на леднике. На теплых (изотермических) ледниках
выше границы питания располагается неширокая полоса «наложен-
ного» льда, образовавшегося в последний летний сезон от замерзания
снежной толщи, насыщенной талой водой.
Фирновую линию как многолетнюю границу между льдом и
фирном можно определить по перспективным фотографиям, аэро-
фото- и космическим снимкам, сделанным в конце лета. Положение
границы питания определить по снимкам значительно труднее, да и
непосредственно на леднике отделить полосу молодого льда этого
года от многолетнего старого льда области абляции не всегда легко.
Если же на леднике ведутся измерения баланса массы, то высоту
границы питания надежнее определять графически по балансовым
кривым - пересечению высотных кривых аккумуляции и абляции,
построенных для данного балансового года. Важность этих границ
для понимания режима ледников была осознана еще в конце XIX в.,
и уже тогда было предложено несколько способов их косвенного
определения.
Наиболее популярны сейчас два способа, позволяющие опреде-
лить положение и высоту фирновой линии ледника по хорошим
топографическим картам. По карте видно, что в области питания
горного ледника горизонтали имеют вогнутый характер, а на ледни-
ковом языке они становятся выпуклыми. Значит, там, где вогнутый
рисунок горизонталей сменяется выпуклым, проходит фирновая
линия, именно так она определяется по методу Гесса.
По методу Куровского высоту фирновой линии находят как
уровень на леднике, выше и ниже которого площади ледника
равновелики. Этот метод предполагает стационарность ледника при
годовом балансе, равном нулю, и линейные изменения аккумуляции-
абляции с высотой. На самом деле изменение абляции на леднике с
высотой чаще всего имеет вид вогнутой кривой, а баланс массы
изменяется от года к году. При наступании ледника ошибки из-за
допущения стационарности и линейности абляции имеют одинако-
вый знак, т.е. складываются, а в периоды сокращения ледника они
имеют противоположный знак, т.е. компенсируют друг друга.
Поэтому использование способа Куровского для определения высоты
211
В мире снега и льда
Морфологическая классификация ледников
фирновой линии дает наилучшие результаты в периоды деградации
оледенения, к которым относится и современная эпоха.
Итог годовому балансу массы на леднике подводится в конце
лета, когда таяние завершается и граница сезонного снега занимает
самое высокое в этом году положение. Естественно, между поло-
жением границы питания и балансом массы ледника устанавливается
тесная связь: чем больше величина отрицательного баланса массы,
тем выше эта граница на леднике. На ледниках с периодом
наблюдений в 20-30 лет получены хорошие линейные связи обоих
показателей.
Но вести так долго наблюдения на одном и том же леднике
дорого и трудно. К тому же за длительный период сбора инфор-
мации ледник может изменить свои размеры, наступить или
отступить, при этом изменится и форма поверхности, а значит,
станут другими распределение снежного покрова и таяние. Все
это окажет влияние на вид связи, которую мы ищем. Поэтому
М.Б. Дюргеров [1993] предложил другой путь: вместо анализа
рядов годового баланса массы ледника и высоты границы питания
лучше подсчитывать баланс массы ледника несколько раз за лето
и отмечать высотное положение, которое в это время занимают
границы сезонного снега на леднике. Если мы эту операцию будем
проделывать раз в 5-10 дней, то всего за один летний период
сможем построить нужную нам связь баланса массы и границы
питания на леднике.
212
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Наиболее распространенные морфологические типы ледников
У-висячий; 2- присклоновый; 3-склоновый; 4-каровый; 5-карово-
долинный; 6 - котловинный; 7 - простой долинный; 8 - сложный
долинный; 9-дендритовый; 10-предгорный; 11 - ледник конической
вершины; 12- ледник плоской вершины
Хотя жизнедеятельностью всех ледников управляют одни и те
же законы, их внешний облик может быть самым разнообразным -
в зависимости от климатических особенностей, условий на ложе,
характера рельефа. Чтобы разобраться в этом ледниковом калейдо-
скопе, существует ряд классификаций ледников - геофизическая,
динамическая, морфологическая.
Больше всего внешний облик ледников зависит от окружающего
рельефа, и это дает возможность провести их морфологическую
классификацию. На помещенной здесь схеме представлены основные
типы ледников. В нее включены типы ледников полярных областей и
гор умеренного пояса, отмечены возможные переходы одного типа
ледника в другой. Такие изменения постоянно происходят при
сокращении или разрастании оледенения.
В этой главе мы поговорим о горных ледниках. Все их много-
образие можно объединить в три группы: ледники вершин лежат
на вершинных поверхностях отдельных гор, хребтов и горных
узлов; ледники склонов располагаются на отдельных участках
горных склонов; ледники долин занимают верхние и средние
части горных долин. Форма большинства горных ледников
непосредственно зависит от строения рельефа, в котором они
находятся.
213
В мире снега и льда
Верхняя часть ледника плоской вершины на Кавказе
Ледник плоской вершины покрывает выровненные наклонные
поверхности отдельных вершин и гребней в форме плоско-
выпуклого купола. Он заканчивается крутым обрывом с одним-
двумя короткими выводными языками, спускающимися по лож-
бинам на склоне. Из-за ветрового сноса снега питание ледника
плоской вершины невелико, лед движется сравнительно медлен-
но, на поверхности почти нет моренных отложений. Такие ледни-
ки часто встречаются на Тянь-Шане, Восточном Памире, в горах
Центральной Азии.
Ледник конической вершины покрывает со всех сторон
отдельно расположенную вершину, чаще всего потухший, а иногда
и активный вулкан. Если склоны вершины слабо расчленены, нижний
край ледника сравнительно ровный, если же на склонах есть
ложбины и радиальные долины, по ним, как правило, спускаются
выводные ледники. В этом случае ледник конической вершины
имеет в плане звездообразный вид. Вследствие сильных ветров и
сдувания снега питание ледника сравнительно невелико, мощность
льда обычно не превышает 60-80 л/, движение льда замедлено. На
обширных конических вершинах площадь ледников может достигать
214
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Оледенелые шапки Эльбруса -
ледник конической вершины
100 км2 и более. Подобные ледники характерны для Кавказа (Эльбрус,
Казбек), Камчатки, Береговых хребтов Северной Америки и Анд
Южной Америки.
Ледник конической вершины на
горе Рейнир в штате Вашингтон
215
В мире снега и льда
Висячие ледники в горах Памира
Кальдерный ледник располагается в кальдере вулкана, как
правило, с одним или несколькими выводными языками. Расход льда
происходит через эти языки, а также путем таяния льда за счет вул-
канического тепла внутри кальдеры. Кальдерные ледники - самые
крупные в вулканических районах, мощность льда в них определяется
глубиной кальдеры и может достигать сотен метров. Они характерны
для Камчатки, Аляски, Анд.
Русловой ледник залегает в эрозионной борозде на горном склоне
или в узком углублении на пологом склоне. Такие ледники образуются,
как правило, в результате отложения снега при метелях и широко
распространены в невысоких горах Южной Сибири, Камчатки, на
Новой Земле и пр. Разновидностями русловых ледников выступают
ледники барранкосов на склоне вулканического конуса и ледники
кулуаров в высокогорье.
Присклоновый ледник возникает на узкой поверхности структур-
ной террасы или какой-либо пологой площадки у подножия крутого
уступа. Он образуется за счет метелевого снега, перевеваемого
через хребет, реже - от схода снежных лавин; обычно протягивается
216
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Каровый ледник Обручева на Полярном Урале
вдоль склона и имеет ширину гораздо больше длины. Такие ледники
часто распространены, например, на Полярном Урале.
Склоновый ледник занимает обширное пространство слабо
расчлененного горного склона. Обычно он спускается от горного
гребня до подножия склона и в нижней части образует короткий
язык. Нередко ширина ледника превышает его длину; такие ледники
могут располагаться по одному. Но чаще образуют цепочку вдоль
гребня. Поверхность их обычно чистая, лишенная морены, почти
без трещин, с четким нижним краем. Склоновые ледники впервые
были выделены в конце 60-х годов на Памиро-Алае, а затем
оказалось, что они широко распространены в горных странах
умеренного пояса.
Висячий ледник залегает на крутых склонах гор и оканчивается
высоко на склоне основной долины. Благодаря высокому положению
таяние льда невелико; расход происходит нередко путем ледяных
обвалов. Когда такие обвалы случаются регулярно, они приводят к
формированию у подножия склона возрожденного ледника.
Каровый ледник лежит в чашеобразном углублении склона - каре,
созданном или расширенном деятельностью снега и льда. Ледник
может занимать весь кар или его часть и, как правило, оканчивается
коротким языком; в устье кара он обычно окаймлен валом конченой
морены. В питании каровых ледников большую роль играют
метелевый перенос снега и сход снежных лавин, благодаря чему эти
ледники отличаются высокой концентрацией снега и могут сущест-
вовать значительно ниже снеговой линии.
217
В мире снега и льда
Крупнейший в Альпах долинный Алечский ледник
Долинный ледник имеет ярко выраженный фирновый бассейн в
чашеобразном углублении склона и ледниковый язык в долине. Среди
долинных ледников различают простые долинные, состоящие из
одного ледникового потока, и сложные долинные, образующиеся
из двух или более ледниковых потоков с самостоятельными областями
питания. Сложный ледник, состоящий из многих притоков разного
порядка, вливающихся в главный ледник, называется дендритовым.
В плане он имеет облик ветвистого дерева, откуда и происходит
название. Сливаясь, его боковые потоки долго, а часто до конца
сохраняют самостоятельные структуры и разделяются срединной
мореной. Крупнейшие ледники дендритового типа расположены в
горах Центральной Азии (табл. 6).
Возрожденный ледник лишен фирнового бассейна и питается
обвалами льда с висячего или другого более высоко расположенного
ледника.
Нередко два или несколько ледников, расположенных на противо-
положных склонах одного хребта, имеют общую область питания на
седловине. Такие ледники называют переметными.
Особый вид долинного ледника представляет ледник туркес-
танского типа. Он лежит на дне глубокой и узкой долины и лишен
фирнового бассейна. Его питание происходит за счет схода снежных
лавин и ледяных обвалов с висячих ледников. Вместе со снегом и
льдом на ледник попадает большое количество каменного материала,
218
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
постепенно погребающего его, поэтому концы ледников туркестан-
ского типа покрыты сплошным моренным чехлом и состоят из
мертвого льда. Такие ледники также широко распространены в горах
Центральной Азии.
Таблица 6
Крупнейшие горные ледники Памира,
Гиссаро-Алая и Тянь-Шаня (более 50 км2)
Ледник Речной бассейн Площадь, км2 Длина, км
Памир
Федченко Муксу 651,7 77,0
Грумм-Гржимайло Бартанг 142,9 37,0
Гармо Обихингоу 114,6 30,4
Октябрьский оз. Каракуль 88,2 19,0
Корженевского Кызылсу 73,0 21,5
Географического Общества Ванч 64,4 24,2
Фортамбек Муксу 57,3 27,2
Ленина Кызылсу 55,3 13,5
Северный Танымас Бартанг 55,0 18,0
Большой Саукдара Муксу 53,0 20,6
Гиссаро-Алай
Зеравшанский Зарафшан 132,6 27,8
Преображенского-Рама Зарафшан 54,0 12,8
Тянь-Шань
Южный Энгильчек Сарыджас 567,2 60,2
Северный Энгильчек Сарыджас 181,2 32,8
Каинды Сарыджас 84,1 29,0
Петрова Нарын 69,8 11,3
Область питания котловинного ледника располагается в обшир-
ном цирке, а язык выходит за пределы котловины на некоторое
расстояние. Такие ледники намного больше каровых, толщина их
может достигать нескольких сотен метров.
В условиях морского климата, где на ледники выпадает много
осадков, формируются предгорные ледники. Они распластываются
вдоль подножия горного хребта, образуясь из нескольких долинных
219
В мире снега и льда
Забронированная поверхность ледника
туркестанского типа на Памире
ледников с самостоятельными областями питания, слившихся при вы-
ходе на равнину. Таких ледников много на Аляске, в Британской Колумбии
и Патагонских Андах. Классический пример предгорного ледника -
известный ледник Маласпина на Аляске, достигающий 4500 км2.
Первые сведения о горных ледниках пришли из Альп, где они
сейчас вместе с другими красотами природы составляют основу
индустрии туризма. Железнодорожные поезда взбираются по крутым
склонам к самим ледникам, вагончики канатных дорог проплывают
над их поверхностью, туристские тропы пересекают фирновые
бассейны и приводят ко многим альпийским вершинам. В конце XX в.
в Альпах насчитывалось более 4,5 тыс. ледников на площади
2860 км2. А по соседству, в Пиренеях, располагалось около 70 ледни-
ков общей площадью 15 км2.
Богата ледниками Северная Америка. Только на Аляске оле-
денение занимает 103 700 км2. Крупнейший предгорный ледник
Маласпина достигает 65 км в ширину и занимает здешнюю прибреж-
ную равнину. В его центральной части толщина льда превышает 600 м.
В краевой части ледник покрыт слоем морены и почвы, здесь растут
столетние ели высотой до 22 м. А в Скалистых горах США 319
ледников занимают площадь 79 км2.
220
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Ледники в Новозеландских Альпах
Некоторые ледники Аляски лежат в кратерах действующих
вулканов, испытывают на себе регулярные удары вулканической
стихии. С горы Катмай на полуострове Аляска до 1912 г. стекало
несколько ледников длиной до 10 км. В июне 1912 г. мощный взрыв
потряс гору, а на ее вершине образовался кратер со стенками высотой
до 700 м. Извержение обезглавило все ледники, лишив их источников
питания. Но уже через 10-15 лет на уступах, созданных оползнями,
родились два новых ледника, а еще через 15 лет они протянулись
почти на 1,5 км в длину.
Такие же события произошли на вулкане Кальбуко в Чили. Между
извержениями 1929 и 1961 гг. кратер вулкана оказался заполненным
снегом на 30 м выше краев.
Несколько ледников есть даже на вулканах Мексики. В начале
60-х годов вершина Орисаба (5675 м) несла на себе 7 ледников общей
площадью 9,3 км2, гора Истаксиуатль (5286 м) - 4 ледника на площади
1,2 км2, гора Попокатепетль (5452 м) - 2 ледника на площади 0,75 км2.
Известно, что все эти небольшие ледники в 1916-1922 гг. отступали,
а в 1955-1965 гг. наступали.
Не так уж много крупных ледников расположено недалеко от
экватора, но один из них - купол Келькайя в Перу на 14° ю.ш. -
стал в 70-х годах объектом серьезных исследований. И что же
выяснилось? Здесь на высоте 5670 м лежит настоящий леднико-
вый купол длиной 17 км и шириной 3-5 км на площади 55 км2.
Годовая аккумуляция снега на вершине купола с 1969 по 1978 год
колебалась от 880 до 1350 мм. Мощность льда достигала 180 м,
его возраст у основания около 1500 лет. Глубже 43 м лед имел
221
В мире снега и льда
Взгляд из космоса на ледники Тибетского нагорья
отрицательную температуру. За последние 15 лет ледник стал тоньше
и местами отступил на 100 м.
В Новой Зеландии, на ее Южном острове, обнаружено
527 ледников на площади более 800 км2. Средняя толщина ледников
зависит от их площади: от 40 м на ледниках площадью 1-5 км2 до
270 м на ледниках площадью 50-100 км2. Новозеландские ледники
очень активны, они получают обильное питание, их языки достигают
тропического леса.
Среди экзотических районов оледенения следует отметить и
экваториальную Африку, где три вершины несут ледники: Килиманд-
жаро (5430 м) с площадью оледенения около 5 км2, Рувензори (4680 м)
- 5 км2 и Кения (4790 м) - 0,8 км2. Аккумуляция, которая длится здесь
почти круглый год, дважды прерывается периодами абляции. Это
случается в сухие сезоны - в январе-феврале и с июня по август.
Поэтому в годовых слоях фирна на ледниках присутствуют загрязнен-
ные полосы, отмечающие перенос пыли ветрами в сухие периоды.
Хотя величина годовой аккумуляции составляет 2000-2500 мм, расход
222
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Характер оледенения на Центральном Тянь-Шане
льда тоже велик как за счет таяния, так и испарения. В результате
большинство ледников Африки в XX в. отступает, а несколько исчезло
совсем.
Большие площади занимают ледники в Азии. Особенно много их
в Гималаях - 33 055 км2 и Каракоруме - 16 265 км2. Ледники здесь
питаются за счет индоокеанской влаги, поступающей с юга. Поэтому
на южных склонах лежат самые длинные ледники. Основное питание
гималайских ледников происходит в сезон муссонов, длящийся с июня
по октябрь, а в сухой зимний период снегопады редки. Крупные
ледники спускаются с вершин Гималаев к югу, в сторону Непала и
Индии. Расколотые множеством трещин, они сверкают в лучах
тропического солнца.
«Что же может быть более величественно, нежели непревзойден-
ные горы со всеми их высказанными сияниями... со всем их неизре-
ченным многообразием!.. Где же такое сверкание, такая духовная
насыщенность, как не среди этих драгоценных снегов?» - писал
Николай Рерих.
К плоскогорьям Центральной Азии примыкают горы Тянь-Шаня
и Памира. Они соседствуют с пустынными территориями, где за
год выпадает всего 100-150 мм осадков. И тем не менее здесь
протекают полноводные реки. Причина такого несоответствия
вызывала споры на протяжении десятилетий, пока не выяснилось,
223
В мире снега и льда
1-4 - гляциологические зоны: 1 - самая холодная, снежная, 2 - переход-
ная к холодной фирновой, 3 - холодная фирновая, 4 - фирново-ледяная;
5 - границы гляциологических зон; 6 - изолинии толщины снежного
покрова (в см); 7 - шурфы и места измерения плотности и температуры в
снеге и фирне; 8 - направление движения льда; 9 - места обрушений
фирново-ледяных глыб и схода лавин с Памирского фирнового плато на
ледник Фортамбек
что в горах, где находятся истоки рек, осадков выпадает в 8-10 раз
больше, чем на равнине.
В 1867 г., когда Н.А. Северцов, известный географ, зоолог и
гляциолог, поднялся на сырты Центрального Тянь-Шаня, его
встретила густая метель, что было удивительно после бесснежных
предгорий. А в августе 1880 г. большая экспедиция во главе с
известным геологом и гляциологом И.В. Мушкетовым достигла
верховьев крупнейшего в Туркестанском хребте Зеравшанского
ледника.
С тех пор в горах Средней Азии побывали десятки гляциологичес-
ких экспедиций, стали известны многие особенности высокогорных
ледников, изучены главные черты их режима, а несколько лет назад
детальные работы проведены в районе высочайшей вершины Памира
- пика Коммунизма (ныне пик Исмоила Сомони).
Здесь на высотах 5600-6000 м над ур. моря расположено знаме-
нитое Памирское фирновое плато. Его длина 10,5 км, ширина от 0,5
до 3 км, а площадь горизонтальной части около 21 км2. Над плато до
6,5-7,5 км возвышаются гребни гор, покрытые фирново-ледяными
полями и висячими ледниками, и среди них высочайшие вершины
Памира. В центральной части плато толщина фирна и льда, вероятно,
224
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
Памирское фирновое плато и пирамида пика
Исмоила Сомони (бывший пик Коммунизма)
составляет 200-300 м. Массы льда движутся вниз по уклону и
откалываются главным образом с южного края плато, порождая
здесь ежедневно до 25 снежно-ледяных лавин, которые обрушиваются
на 2 км вниз, на ледник Фортамбек, проходя путь в несколько
километров.
В 1976-1980 гг. на Памирском фирновом плато под руковод-
ством М.Б. Дюргерова были выполнены обширные гляциологи-
ческие работы. В нескольких трещинах и обрывах изучены разрезы
фирновой толщи, в самой глубокой 30-метровой трещине обнаружено
14 годовых слоев, отложенных с 1964 г. Средняя многолетняя
аккумуляция оказалась равной 1620 мм, что было неожиданным
для такой высоты, где предполагалось значительное убывание
осадков с высотой.
При подъеме к вершине пика Коммунизма было выкопано
несколько шурфов, в которых измерили следующие величины годо-
вой аккумуляции: на высоте 6400 м - 1080 мм, 6900 м - 1340 мм.
Эти данные вносят коррективы в прежние представления о малом
количестве атмосферных осадков на значительных высотах. Оказы-
вается, большие величины аккумуляции характерны для всех горно-
ледниковых районов (вспомним Перуанский ледниковый купол
Келькайя), в том числе и находящихся в глубине континента.
Где бы ни располагались ледники, мы всегда в конце лета на их
языках видим обнаженный лед, а в области питания - фирн, представ-
225
В мире снега и льда
ляющий собой переходную стадию между снегом и ледниковым льдом.
Снег превращается в фирн постепенно, быстрее всего летом под
действием солнечной радиации, оттепелей, а в более холодных
условиях - в результате перекристаллизации и сублимации водяного
пара. Так что ледники в своих верховьях обычно имеют мощные
фирновые толщи - своеобразные пористые массы поверх монолит-
ного льда.
Многие процессы на ледниках определяются их тепловым
режимом. В верхний, активный слой ледника проникают сезонные
колебания температуры. Нижняя граница этого слоя, где размах таких
колебаний в 500 раз меньше, чем на поверхности, во льду находится
на глубине 21—22 м, а в фирне - на глубине 15 м. Проникающая в
фирн талая вода настигает и гасит холодную волну, распространяю-
щуюся в толще после зимнего сезона, и это сокращает мощность
активного слоя до 10 л*. Тепловой режим более глубоких слоев ледника
не подвержен сезонным колебаниям температуры и отражает его
многолетнее состояние.
Тепловое состояние и термический режим ледников ниже
активного слоя служит основой их геофизических классификаций.
Известный шведский гляциолог X. Альман [Ahlmann, 1948] выделил
три класса ледников: полярные ледники, в которых температура до
значительной глубины отрицательна и таяния не бывает; субполярные
ледники, в толще которых господствуют отрицательные температуры,
но летом на поверхности возможно таяние; ледники стран умеренного
климата, или теплые, в которых вся толща, за исключением самых
верхних слоев, имеет температуру плавления льда.
По мере углубления наших знаний стало ясно, что и в пределах
одного и того же ледника, особенно если он достигает больших
размеров, интенсивность и ход льдообразования на разных участках
различны, и это приводит к неодинаковому строению фирново-
ледяной толщи и разной скорости превращения фирна в лед. Смена
условий льдообразования на ледниках отражает высотную поясность
и позволяет выделить зоны льдообразования. В нашей стране принята
система зон, предложенная П.А. Шумским [1955].
Всего в области аккумуляции ледников выделяется шесть зон
льдообразования, которые на больших ледниках образуют
закономерные наборы в зависимости от степени континентальности
климата.
В снежной зоне таяние отсутствует, толщина фирна составляет
50-100 м. Эта зона распространена во всей внутренней Антарктиде
выше 900-1350 м над ур. моря, в северной половине Гренландского
ледникового щита выше 2000-3000 м и на высочайших горных пиках.
В снежно-фирновой зоне таяние захватывает менее 10%
отложенного за год снега, талая вода целиком замерзает внутри
226
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор
годового слоя. Толщина фирна здесь 20-100 м. Эта зона встречается
на периферии Антарктического ледникового покрова между 500 и
1100 м над ур. моря в южной части и на периферии Гренландского
ледникового покрова на высотах 2000-3000 м на юге и 1000-2000 м
на севере, на отдельных ледниковых покровах и горных пиках.
В холодной фирновой зоне таяние захватывает от 10 до 50%
отложенного за год снега, но почти вся талая вода замерзает в толще
фирна, достигающей 10-20 м. Температура ледника здесь отрица-
тельна. Зона широко распространена в горах с континентальным
климатом и на островных ледниковых покровах, а в Антарктиде и
Гренландии занимает тонкую окраинную полосу.
В теплой фирновой зоне объем талой воды составляет 40-70%
годовой аккумуляции, и запаса холода в леднике не хватает для ее
замерзания. Поэтому много воды стекает, толщина фирна с ледяными
прослойками имеет 20-40 м, температура ледника в этой зоне нулевая.
Эта зона широко распространена в горах и на островных ледниковых
покровах с морским ледниковым климатом.
В фирново-ледяной зоне стаивает более половины годового
накопления. Толщина фирна менее 10 м, часто менее 5 м. Эта зона
окаймляет снизу другие фирновые зоны.
В зоне ледяного питания таяние превышает половину годовой
аккумуляции, и все поры фирнового остатка заполняются льдом. Эта
зона располагается между фирновой линией и границей питания
ледника. Она существует при малых уклонах поверхности, малой
аккумуляции, малых скоростях движения льда, т.е. в континенталь-
ных ледниковых климатах.
Глава 17
БОРЬБА ЖИДКОЙ И ТВЕРДОЙ ВОДЫ
Как бы высоко в горах ни лежал ледник, с приходом лета все
больше солнечной радиации поступает к его поверхности, все
чаще приходит теплый воздух, и постепенно начинается
таяние снега и льда. С появлением жидкой воды на леднике весь его
режим меняется. Наступает период абляции, когда масса ледника,
главным образом благодаря таянию, уменьшается. Абляция происхо-
дит и под ледником, и внутри ледника, и на его поверхности. Таяние
на границе ледника с ложем вызывается потоком тепла из недр Земли,
трением льда о ледниковое ложе и жидкой водой, проникшей под лед.
Внутриледниковое таяние связано с трением отдельных слоев
ледника, циркуляцией воды и воздуха в полостях и трещинах ледника.
Оба вида абляции дают всего 5% жидкой воды, а основная абляция
происходит на поверхности ледника. Здесь господствует таяние, и
лишь в условиях крайне сухого и солнечного высокогорья сущест-
венное значение приобретает испарение.
Таяние снега и льда на поверхности зависит от того, насколько
она чиста. Например, на ледники Средней Азии ветры летом приносят
много пыли из пустынь Центральной Азии, и это усиливает таяние
благодаря уменьшению отражательной способности поверхности
ледников. Вместе с тем сплошной слой мелкозема и щебня толщиной
более 1 см тормозит таяние, и в той же Средней Азии на значительных
участках ледников, прикрытых толстым слоем морены, лед почти
совсем не тает.
На ледниках с обширным фирновым бассейном значительный
объем стока формируется выше границы питания. На больших
выровненных участках с малым уклоном талые воды иногда
застаиваются и насыщают снежную толщу. Образуется «снежная
каша», т.е. смесь снега с водой, когда все поры снежного покрова
заполнены ею и теряются связи между снежными зернами. В
результате «снежная каша» течет при малейшем уклоне, а на
горизонтальной поверхности образуются обширные снежные болота.
Такие места на ледниках очень опасны для человека и транспорта,
так как снег не удерживает на поверхности даже легких предметов, а
под ним много водотоков и ям, невидимых с поверхности. Нередко
участок снежного болота приходит в движение - возникает гидрона-
228
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Кающиеся льды на одном из ледников Памира
порная лавина, сносящая обширные массы снежной слякоти с пологих
склонов. Такие события разыгрываются на субполярных ледниках,
в условиях большой снежности и пасмурной погоды.
Совсем другие процессы происходят на высоких ледниках в
тропических и субтропических широтах. Поднявшись в области
питания ледников в разгар лета, можно увидеть остроконечные
образования на поверхности фирна и льда, наклоненные в
направлении на полуденное положение солнца. Они напоминают
коленопреклоненные фигуры молящихся и отсюда получили
название «кающиеся снега и льды». Самые крупные кающиеся
встречаются в Андах на высотах 5000-6000 м над ур. моря, где они
высятся на 4-6 м.
Кающиеся снега и льды на Памире достигают 2 м, их называют
здесь кальгаспорами. В 1969-1973 гг. мы провели специальные
теплобалансовые наблюдения на Памире на высотах около 5000 м
над ур. моря и выяснили, что эти образования представляют собой
формы избирательного таяния снега и льда в условиях солнечной
сухой, умеренно холодной погоды, когда слабое таяние происходит
лишь на поверхностях, перпендикулярных солнечным лучам при
наиболее высоком стоянии солнца. Солнечные лучи «прожигают»
229
В мире снега и льда
Ледниковый стол
снег и лед, не разрушая его на теневых участках. Такие условия
складываются на разных абсолютных высотах в зависимости от
широты, но пояс развития кающихся разнится по высоте из-за
изменения циркуляционных процессов от года к году и в течение
периода абляции. Поднявшись на высокое плоское поле одного из
памирских ледников, где в предыдущее лето мы наблюдали типичные
двухметровые фигуры кающихся из снега и льда, мы обнаружили
ровное снежное пространство, из которого торчали лишь отдельные
острия кающихся.
Поверхность горных ледников умеренных широт летом становит-
ся очень неровной вследствие неравномерного таяния льда из-за его
разной плотности и засоренности посторонним материалом. Поверх-
ность фирна в области питания принимает мелкобугристый характер
с неровностями в 5-15 см. Абляция чистого льда нередко формирует
на леднике кору таяния. Так называют верхний сильно разрыхленный
слой льда толщиной 5-10 см, возникающий в результате солнечного
выветривания льда под воздействием прямой солнечной радиации,
которая проникает в глубь льда и вызывает таяние внутри его верхнего
слоя. Кора таяния быстро исчезает (стаивает) с приходом пасмурной
погоды и теплого воздуха.
Присутствие пылеватого материала, водорослей и иных примесей
и обломков во льду приводит к избирательному таянию, в результате
которого образуются ледниковые стаканы - вертикальные цилин-
230
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Причуды тающего льда
дрические углубления шириной 3-5 см и глубиной 10-40 см,
проплавляемые во льду нагретыми солнцем темными включениями.
Иногда поверхность ледника бывает настолько изъедена леднико-
выми стаканами, что образуются ледяные соты. На дне стаканов и
сот всегда обнаруживается слой темного мелкозема, называемого
криоконитом.
В результате неравномерной абляции и водной эрозии на
леднике возникают и более крупные формы рельефа - ледниковые
воронки, колодцы, мельницы, ледниковые столы, «муравьиные
кучи», сераки и пр.
На участках ледникового языка, лишенных трещин, иногда
встречаются округлые впадины с пологими склонами диаметром в
несколько десятков метров и глубиной до 15-20 м. Это ледниковые
воронки, образованные действием талых поверхностных вод; на их
дне можно увидеть ледниковые колодцы и мельницы. Ледниковый
колодец представляет собой вертикальное цилиндрическое отверстие
обычно диаметром 1-2 м на языке ледника, возникшее в трещине в
результате ее размыва талыми водами и сохранившееся после
231
В мире снега и льда
Сераки на одном из памирских ледников
смыкания трещины в процессе движения ледника. Вращательное
движение воды, падающей на ледяные уступы внутри трещины,
превращает колодец в ледниковую мельницу - глубокую спи-
ральную шахту диаметром 1-2 м, а иногда до 6 м.
Путешествуя по языку ледника, обязательно встретишь леднико-
вые столы, образованные крупной каменной глыбой, покоящейся
на сравнительно тонкой ледяной колонне высотой 1-1,5 м. Такой
«стол» возникает в результате стаивания окружающего льда и
сохранения ледяного участка, предохраняемого камнем от воз-
действия солнечных лучей. Со временем ледяная колонна с полуден-
ной стороны подтаивает, «стол» наклоняется и каменная глыба
соскальзывает на лед.
На ледниковых языках бросаются в глаза «муравьиные кучи» -
конусовидные возвышения, прикрытые каменистым или землистым
чехлом. В высоту они достигают чаще всего 1-1,5 м, изредка
возвышаются на 15-20л^. Такие бугры образуются в результате более
быстрого стаивания чистого льда вокруг площади, заваленной
мореной, которая защищает лед от таяния. Правильная форма
232
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Таяние поверхности антарктического ледника
«муравьиных куч» формируется от постоянного осыпания в процессе
таяния землистого материала по краям конуса.
Проходя по леднику в районе ледопада, неизбежно приходится
пересекать пояс сераков. Это ледяные пики и зубцы, возникшие в
результате неравномерного таяния и обрушения глыб льда между
поперечными трещинами на ледопадах или диагональными трещи-
нами у бортов ледника.
Таяние на поверхности фирнового бассейна ледника ведет к
просачиванию воды в фирн. Скорость просачивания в холодной
толще снега и фирна равна 5-6 см/сут, в «теплой», прогретой до
О °C, - 15-20 см/сут. Если запас холода в толще ледника невелик,
вода проходит на глубину в несколько метров и разливается по кровле
водоупорных слоев. Тепло, приносимое талыми водами, прогревает
фирновую толщу, а сами воды, оставаясь в жидком виде вплоть до
осенне-зимнего промерзания, служат мощным барьером, препятству-
ющим зимнему выхолаживанию толщи. Поэтому талые воды
прогревают ледник.
Не все талые воды стекают из фирнового бассейна. Значитель-
ная их часть повторно замерзает в толще фирна и льда, выключа-
ясь из стока текущего года. Это - внутреннее питание ледников,
величина которого зависит от соотношения выпадающих твердых
и жидких осадков, интенсивности таяния, температурного режима
и строения снежно-фирновой толщи, условий стока талых вод из
области питания ледника. На ледниках с «теплым» фирновым
типом льдообразования внутреннее питание составляет 10-20%
233
В мире снега и льда
Сток воды по ледниковой поверхности
общего количества талых вод, а на холодных ледниках может
достигать 50% и более.
В начальный период таяния снежно-фирновая толща впитывает
воду, как губка, так что сток оказывается намного меньше величины
таяния. Так продолжается всю первую половину лета, когда толща
снега и фирна на леднике накапливает воду. Но постепенно она
насыщается водой, а ее мелкозернистое строение, благодаря которо-
му и удерживается вода, сменяется средне-, а затем и крупнозер-
нистым. Водоудерживающая способность толщи уменьшается, и во
вторую половину лета сток с ледника начинает превышать величину
таяния - снежно-фирновая толща отдает прежде запасенную воду
[Голубев, 1976].
Основная масса талой воды на леднике стекает по поверхностным
руслам, которые формируются на языке ледника. Ручьи с талой водой
врезаются в ледниковую поверхность со скоростью 6 см/с. Если на
пути ручья встречаются открытые трещины, часть воды устремляется
в толщу ледника.
Ледниковый лед, с первого взгляда кажущийся водонепрони-
цаемым, на самом деле пропускает воду. Вода легко проходит через
пористую кору таяния, но ниже проникает с большим трудом. И все
же внутри льда теплых ледников находится до 1,5% жидкой воды.
Она присутствует во внутрикристаллических «цветах Тиндаля»,
жидких пленках на поверхности воздушных пузырьков, капиллярных
234
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Фонтан на одном из ледников, спускающихся с
Ватнайёкюдля в Исландии
включениях на гранях нескольких прилегающих друг к другу
кристаллов. Пленка воды, обволакивающая воздушные пузырьки,
возникает под действием солнечных лучей, проникающих в лед. Ее
называют «водяной сумкой». При движении льда вода из этой
«сумки» может под давлением поступать в пограничный слой между
кристаллами. Таким образом, даже плотный ледниковый лед оказы-
вается слабо проницаемым для воды.
Но основная масса внутриледниковой воды движется по межкрис-
таллическим капиллярам. Это своеобразная система «вен» ледника.
Их радиус регулируется соотношением давления окружающего льда
и скоростью таяния стенок. При благоприятных условиях каналы
постепенно расширяются за счет стаивания их ледяных стенок. В
толще ледника формируется дендритовая сеть, сходящаяся в мощные
стволы, по которым вода достигает ложа ледника.
Внутри ледников существует целая система водоносных горизон-
тов, подстилаемых ледяными водоупорными слоями. Вода в них
движется вниз по уклону, иногда с большим напором. Поэтому сква-
жины, которые бурят в теплых ледниках, быстро заполняются водой
до уровня, соответствующего зеркалу внутриледниковых вод.
Поскольку на пути движения воды внутри ледника встречается
немало препятствий, главным образом водонепроницаемые ледяные
перемычки и подледные поднятия коренного рельефа, возникают
напорные горизонты, в которых вода находится под значительным
235
В мире снега и льда
Грот памирского ледника
давлением. Это приводит к подъему воды в скважинах и возникнове-
нию ледниковых фонтанов. Такие гейзероподобные источники
представляют собой часть единой дренажной системы ледника. Они
возникают при движении потоков талых напорных вод внутри
ледника и формировании сифонных систем благодаря периодичес-
кому излиянию вод на поверхность. Подобные фонтаны до 1 м
высотой я встречал на языках памирских ледников.
На крупнейшем в Альпах Алечском леднике наблюдали, как из
ледниковой трещины вблизи ледопада, заполненной талой водой,
извергался столб воды высотой до 7 м. В трещине слышался шум,
на поверхности воды появлялись пузырьки и через полминуты
возникал фонтан шириной 0,5 м и высотой около 1 м. Затем струя
236
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Начало ледниковой реки на Памире
сужалась и примерно в течение 1 мин поднималась до 5-7 м, после
чего действие фонтана прекращалось, чтобы через несколько минут
возникнуть вновь.
Талые внутр ил едниковые воды легко переходят из подвижного в
неподвижное состояние. В процессе движения ледника канал стока
или заполненная водой поверхностная трещина могут замкнуться.
Так формируются полости с водой, которых в теле ледника очень
много. На известном североамериканском леднике Атабаска при
бурении на глубине 10 м была вскрыта полость с водой глубиной
2,4 м. Как только бур извлекли из скважины, возник фонтан,
действовавший почти целую минуту. Значит, вода в полости находи-
лась под давлением. Это могло быть оттого, что полость зажалась
движущимся льдом, либо объем ее уменьшился из-за намерзания
воды на стенках. Во всяком случае, температура воды, фонтанировав-
шей из скважины, была чуть выше 0 °C, а лед на этой глубине имел
температуру -0,5 °C.
В субполярных ледниках, подверженных таянию, вода, промачи-
вая ледник, сосредоточивается в его нижней части, в то время как
верхняя часть остается холодной. Две эти толщи обнаруживаются
путем радиолокационного зондирования, потому что скорость
распространения радиоволн в сухом и влажном льду существенно
237
В мире снега и льда
Слияние двух рек
Левый белесый поток («ледниковое молоко») стекает с ледника
различается. На границе верхнего холодного и подстилающего
теплого льда возникает горизонт внутреннего отражения радиоволн,
хорошо различимый на радиолокационных записях. Он служит
прекрасным индикатором «двухслойных» ледников, детально
исследованных на Шпицбергене, и используется для оценки глуби-
ны изотермы, соответствующей плавлению льда.
В придонной части ледников вода проделывает длинные подлед-
никовые туннели, протягивающиеся порой на сотни метров. Широко
известна история о том, как в конце прошлого века один швейцарец,
проходя по Гриндельвальдскому леднику, упал в трещину, просколь-
зил около 120 м вниз и по счастливой случайности остался жив. Собрав
всю свою волю, в кромешной темноте он стал искать выход из ледя-
ного плена и вскоре нашел его, двигаясь по туннелю.
Подледные туннели заканчиваются у конца языка ледника, где
образуется ледниковый грот - туннель в форме арки, по которому
летом из ледника вытекают талые воды. Такие гроты порой достига-
ют 10 м и более в высоту и нескольких десятков метров в ширину и
служат истоком рек, берущих начало от ледников.
238
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Спускающийся в озеро исландский
ледник Лангйёкюдль (июль 1967 г.)
Стекающие с ледников реки несут мутную белесую воду, называ-
емую за свой облик «ледниковым молоком». Она содержит множес-
тво мельчайших моренных частиц, вымываемых из ледника подлед-
никовыми потоками. При слиянии двух горных рек всегда можно опре-
делить, в верховьях какой из них лежит ледник. Яркий пример дает
воспетая А.С. Пушкиным и М.Ю. Лермонтовым Арагви. Она образу-
ется слиянием двух рек, стекающих с южного склона Кавказского
хребта: Белой Арагви, названной так за цвет воды, содержащей
«ледниковое молоко», и Черной Арагви, берущей начало в высоко-
горье, где нет ледников. Молочный оттенок рек и ручьев, сбегающих
с ледников, в лучах яркого горного солнца приобретает чудесные
светло-голубые и бирюзовые тона, а, попадая в озерные ванны,
придает водной глади озер бирюзово-зеленые и голубые цвета. Вот
почему так много озер в горах носят собственное названия Голубые.
Сток с ледников приносит большую пользу. Например, российские
поселки Баренцбург и Пирамида на Шпицбергене целиком зависят
от воды, поступающей с окрестных ледников. Известный американ-
239
В мире снега и льда
ский город Боулдер в штате Колорадо имеет «свой собственный»
небольшой ледник Арапахо в Скалистых горах, который бесперебой-
но снабжает город чистой водой.
Холодная ледниковая вода, разбавляя в летний период речные
воды, способствует улучшению их качества. Ведь ледниковые воды
отличаются исключительной чистотой и содержат значительный
запас холода. Температура талых вод, которые стекают со склонов
гор, окружающих ледники, редко превышает 5 °C, а из-под ледников
вытекают воды с температурой, близкой к О °C. Ледниковые реки
могут служить разбавителями водоемов, в которых велико тепловое
«загрязнение».
В среднем за год ледниковый сток в Средней Азии составляет
около 20 км3 - это половина объема воды, необходимой для полного
многолетнего регулирования рек этого региона. Из этих 20 км3 за
счет таяния льда языков ледников формируется 11 км3 воды, за счет
таяния снега на языках - около 6 км3 и за счет фирна в областях
питания - 3 км3. Оледенение гор Средней Азии, занимающее всего
5% их площади, дает 15% годового стока и 37% стока в теплый
период. Если же к этому прибавить таяние сезонного снега на языках
ледников, годовая доля ледникового стока возрастает до 20%, а летняя
- до 50%. Ледниковыми водами орошается почти половина поливных
земель в Средней Азии.
Ледники служат прекрасными естественными регуляторами
стока, изменяя его в полезном для людей направлении. Регулирующая
роль ледников проявляется в многолетнем, межсезонном и внутри-
сезонном циклах. Ледниковый сток увеличивается в годы, когда
выпадает мало осадков. Сток с ледников концентрируется в летний
период, сухой в большинстве ледниковых районов. Наконец, сток
перераспределяется с первой на вторую половину лета, так как талая
вода в начале лета накапливается в снежно-фирновой толще и внутри-
ледниковых полостях, а затем в июле и августе стекает. Все эти
изменения стока ледниками очень удобны для орошения, а многолет-
нее регулирование важно для гидроэнергетики. Подобное преобразо-
вание стока ледниками в Средней Азии снижает примерно на треть
потребность в водохранилищах.
Гидрограф ледникового стока, т.е. график изменения во времени
расходов жидкой воды с ледника, имеет ряд отличительных
показателей: расходы воды ничтожны зимой и максимальны во
второй половине лета: на гидрографе выделяются два максимума:
снегового стока, в том числе с окружающих ледник склонов, и таяния
фирна и льда на леднике; ясно выражен суточный ход, отражающий
колебания днем и ночью интенсивности таяния открытого льда и
время быстрого добегания этой воды. Наконец, гидрограф также
отчетливо фиксирует случайные паводки, вызываемые прорывом
240
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Подпрудные озера у ледников в Заилийском Алатау и Кюнгёй-
Ала-Тоо на территории Казахстана
1 - ледники; 2 - подпрудные озера; 3- хребты
воды во внутриледниковых полостях, и перерывы в стоке, связанные
с перекрытием внутриледниковых каналов.
Но наиболее опасны ледниковые паводки, связанные с прорывом
подпруженных озер. Такие озера возникают либо рядом с ледником,
когда он подпруживает боковые речки и ручьи, либо в понижении
долины, где талые воды, стекающие с ледника, подпруживаются
моренными грядами. Целые цепочки крупных и мелких ледниково-
и моренно-подпрудных озер существуют на северном склоне Заилий-
ского Алатау, они угрожают Алма-Ате и многим другим городам и
поселкам, расположенным на предгорной равнине.
Десятки таких же озер закартированы на склонах Кордильеры
Бланка в Перу, здесь они приносят большие разрушения в долине
р. Санты. Недалеко от горы Уаскаран, где произошли уже упоминав-
шиеся лавинные катастрофы 1962 и 1970 гг., интенсивное таяние
ледников в 1941 г. привело к переполнению водой озер, подпруженных
ледниками и моренами. Одно из них, оз. Палькочоча, было прорвано,
воды его устремились вниз по долине и разрушили многострадальный
город Уарас; погибло около 6 тыс. человек.
Прорывы таких озер часто проходят совершенно неожиданно и
резко изменяют окружающий ландшафт. В районе залива Благо-
получия на Новой Земле в 1952 г. была проведена аэрофотосъемка.
Из-за плохой погоды съемочный самолет в этих местах пролетал
дважды - 21 и 25 июля, и оба раза были сфотографированы озера
Ольгинское и Высокое, подпруженные ледниками. Оказалось, что
в один из этих июльских дней озера прорвались, и контуры их
изменились. 21 июля уровень оз. Ольгинского был максимальным,
а поверхность оз. Высокого оказалась уже на 2-3 м ниже, так как
241
В мире снега и льда
Озеро Мерцбахера на Центральном Тянь-Шане
произошел медленный спуск озера. 25 июля котловина оз. Высокого
площадью 1,85 км2 и глубиной до 60 м была уже совершенно сухой.
Уровень оз. Ольгинского упал примерно на 10-12 м, а площадь его
сократилась с 8,1 до 5,2 км2.
В заполненном состоянии поверхность оз. Высокого лежала
на высоте 205 м над ур. моря, а оз. Ольгинского - на высоте
25 м. Видимо, прорыв оз. Ольгинского был вызван быстрым
подъемом его уровня из-за внезапного поступления в него вод
оз. Высокого. За 1,5-2 суток из этих озер было сброшено около
125 млн м3 воды.
Нередко ледниково-подпрудные озера ежегодно образуются
в одном и том же месте, и тогда их прорывы происходят
периодически. Таких озер много на Аляске: в заливе Глейшер-
Бей ледник Кейзмент подпруживает озеро в боковой долине
глубиной 65-70 м, которое ежегодно осушается. В 1965 г. спуск
озера происходил с 8 июля до середины августа, а в 1967 г. - с
22 июля по 10 сентября, но механизм этих прорывов до сих пор не
изучен.
242
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Среди многих ледниково-подпрудных озер на Аляске одно из
самых крупных - это оз. Джордж, в 65 км от Анкориджа. Оно лежит
у обрывистого фронта ледника Ник, который 40-километровым пото-
ком спускается с хребта Чугач. За ледяной плотиной, протяги-
вающейся на И км, каждую весну и раннее лето уровень озера
начинает подниматься, пока оно не достигнет почти 22 км в длину и
3-6 км в ширину. Вода сначала вытекает тоненькой струйкой, а затем
широким бушующим потоком вырывается из озера, унося с собой
глыбы льда на десятки километров. В некоторые годы наводнения из
оз. Джордж смывают участки шоссе и Аляскинской железной дороги.
Ярким примером периодически прорывающихся озер может
служить известное ледниково-подпрудное оз. Мерцбахера на Тянь-
Шане. Оно возникает в долине ледника Северный Энгильчек при
заполнении долины льдом правой ветви ледника Южный Энгильчек.
Расположенное на высоте 3200 м над ур. моря это озеро при высоком
уровне достигает 4 км в длину, 1 км в ширину и объема до 200 млн м3
воды. Летом уровень воды в озере непрерывно повышается на 0,4-
1 м в сутки, а в августе на его поверхности плавает много айсблоков
(небольших айсбергов), откалывающихся от ледника Южный
Энгильчек. Прорывы озера происходят ежегодно, иногда дважды в
год, чаще всего в начале сентября, в конце периода интенсивной
абляции. Паводок длится около недели, и его расход может превышать
1000 м3/с.
Случается, что уровень озер резко поднимается, когда их перего-
раживают ледниковые языки. Мировую известность приобрел
Айсблоки в небольшом приледниковом озере в
Патагонии (апрель 1982 г.)
243
В мире снега и льда
Язык ледника Морено, оканчивающийся в одном из заливов
оз. Архентино в Патагонии (апрель 1982 г.)
В центральной части ледникового обрыва только что произошел
обвал льда и возникло несколько айсблоков
В конце апреля 1982 г. язык ледника Морено перегородил
один из заливов оз. Архентино
Вода разрушает ледяную плотину: через несколько дней она будет
прорвана
244
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
ледник Морено, стекающий на восток с Южного Патагонского
ледникового плато. Конец его языка регулярно перегораживает одно
из крупнейших озер Патагонии Архентино, отделяя довольно
большой залив озера от его остальной акватории. Только с 1934 по
1958 год ледник девять раз перекрывал эту часть озера, в результате
уровень отсеченного залива повышался от 6 до 30 м. В 1942 г. из-за
перекрытия озера ледником вода в заливе поднялась почти на 17 м
и залила многие тысячи гектаров возделанных земель и пастбищ.
А в начале 60-х годов подъем воды в озере достиг 30 м, так что
более половины окрестных пастбищ оказалось под водой.
В конце 70-х годов наблюдение за этим районом велось с
космической станции «Салют-6». Космонавты отметили новое
наступание языка ледника Морено в 1977-1979 гг. А в апреле 1982 г.
мне удалось побывать на оз. Архентино и увидеть его залив,
перегороженный языком ледника. Огромная, разбитая глубокими
трещинами ледниковая лопасть, спускающаяся с Южного Патагонс-
кого ледникового плато в озеро с фронтом в несколько сотен метров,
упиралась в противоположный берег. Урез воды в отчлененной части
озера был на 20 м выше, чем во всем озере. Ледниковая перемычка
подвергалась активному воздействию воды, в ней формировался
канал. Через некоторое время выдвинувшийся ледниковый язык
разрушился и обе части озера вновь соединились. Подобный процесс
повторяется здесь каждые 2-3 года.
Озера, возникающие за ледяными плотинами, неизбежно проры-
ваются, и причин для их прорыва может быть несколько: всплывает
ледяной барьер (когда глубина озера достигает примерно 9/10 высоты
плотины), либо вода переливается через плотину, что сопровождается
ее разрушением. Всплывание ледяного барьера или отдельных его
блоков характерно для ледников с не очень холодным режимом, а
перелив воды - для холодных ледников. В первом случае на гидро-
графе паводка выделяются крутая ветвь подъема и еще более крутая
ветвь спада: озеро, как правило, спускается быстро и целиком. Во
втором случае крутая ветвь подъема сменяется более пологой
ветвью спада, а озеро может опорожняться не полностью.
Объем прорывных паводков колеблется от нескольких сотен тысяч
до десятков и сотен миллионов кубометров. Так, в 1982 г. при прорыве
двух приледниковых озер в районе ледника Кхумбу, недалеко от
Эвереста, расход воды достигал 2000 м3/с, было спущено по 4-
5млнлг? воды. Такие паводки, постепенно распластываясь,
сохраняются в реках на протяжении нескольких сотен километров.
Еще более опасные явления случаются в вулканических районах,
где ледники соседствуют с действующими вулканами: в Исландии,
на Камчатке, Аляске, в Новой Зеландии. Здесь мощные паводки и
наводнения возникают в результате извержения вулкана под ледником
245
В мире снега и льда
или около него. Так, например, случилось в октябре 1974 г. на
Ключевском вулкане, когда раскаленная лава излилась прямо в толщу
ледника Богдановича. Формирующийся в таких случаях вулкано-
генный ледниковый паводок носит название «йокульлауп». Это слово
пришло из Исландии, где подобные паводки случаются часто.
Особенно велики йокульлаупы с ледникового купола Ватнайё-
кюдль, под которым находится вулкан Гримсвётн. Талые воды
ледника, образующиеся от воздействия вулканического тепла и
поверхностной абляции, накапливаются в гигантской депрессии
площадью 35-40 км2 и раз в 5 лет прорываются с максимальным
расходом до 50 тыс. м3/с. В 1922 г., например, объем паводка с
Гримсвётна был равен 7,1 км3, а максимальный расход составил
57 тыс. м3/с. Снижение гидростатического давления приводит к
извержению вулкана, что, в свою очередь, способствует новому
накоплению воды в депрессии.
В результате подледных извержений до 1 км3 расплавленной
магмы внедряется в ледник, что приводит к таянию нескольких
кубических километров льда. В 1972 г. в результате извержения
Гримсвётна растаяло 3,2 км3 льда, в 1976 г. - 2,4 км3, в 1982 г. после
извержения, продолжавшегося более двух недель, лед в кальдере
понизился на 50 м. В исландских сагах и других документах за
семь веков - с 1332 по 1934 год - отмечено более 20 подобных
мощных извержений, приводящих к разрушительным йокульлаупам.
Йокульлаупы с Ватнайёкюдля захватывают обширные площади
приледниковой равнины. В сентябре 1985 г. с группой ученых я
путешествовал по южной части Исландии. В пути мы не раз
пересекали черные, безжизненные следы потоков, еще недавно
проносившихся от края ледника к берегу моря. Темные замшелые
обломки вулканических пород покрывали бесконечную равнину,
оставшуюся от гигантских йокульлаупов из окрестностей
Гримсвётна. А еще более мощное извержение вулкана Катла на
Ватнайёкюдле севернее Гримсвётна, происходившее в 1918 г.,
привело к катастрофическому наводнению на обширной при-
ледниковой равнине, населенной людьми на протяжении многих
сотен лет.
Мощные наводнения случаются на склонах вулканов не только
во время их извержения. В декабре 1953 г. спущено озеро, находив-
шееся в кратере вулкана Руапеху в Новой Зеландии. Один небольшой
участок берега озера, сложенный смесью вулканического пепла и
фирна, возник после извержения вулкана в 1945 г. Именно это слабое
место и прорвали теплые воды озера. Они устремились вниз по
ледниковой долине, по пути разрушили железнодорожную насыпь и
повредили мост. Результатом этого паводка было крушение пасса-
жирского поезда - погибло свыше 150 человек.
246
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды
Грязевые вулканогенные потоки, называемые лахарами, возни-
кают при извержении вулкана вследствие спуска кратерных озер
или интенсивного таяния снега и льда на склоне вулкана под
воздействием раскаленных масс пирокластического материала или
лавы. Такие потоки порой достигают невероятных размеров: длина
может составить 300 км, объем перемещенной обломочной массы
500 млн м3, мощность отложений 20 м. Их формированию способ-
ствуют крутые склоны действующих вулканов и обилие рыхлых
легко размываемых вулканогенных толщ.
Борьба твердой и жидкой воды извечна на ледниках. Ледниковый
сток - огромное благо для засушливых предгорных равнин, но
ледниковые наводнения - страшная стихия, причиняющая большие
убытки, а иногда вызывающая и катастрофы.
Глава 18
ВЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЛЕДНИКОВ
Величественные и спокойные, ледники в действительности
находятся в непрестанном движении. Медленно текут вниз по
склону каровые и долинные ледники, растекаются от центра к
периферии ледниковые щиты и купола. Движение ледников опреде-
ляется силой тяжести и становится возможным благодаря свойству
льда деформироваться под напряжением. Хрупкий в отдельных
кусках, в обширных массивах лед приобретает пластические свой-
ства, подобно застывшему вару, который колется, если по нему
ударить, но медленно растекается по поверхности, будучи сгружен-
ным в одном месте. Но нередки случаи, когда лед ледников почти
всей своей массой скользит по ложу или по другим слоям льда - это
так называемое глыбовое скольжение ледников.
В 1787г., поднимаясь по леднику Мер-де-Гляс на склон Монблана,
О. Соссюр оставил на льду лестницу, а спустя 44 года она вытаяла в
4 км ниже по леднику. Один из путей к вершине Монблана проходит
по леднику Боссон, спускающемуся с северного склона горы. Летом
1820 г. группа альпинистов поднималась к вершине, но по пути была
«захвачена» снежным обвалом, и три проводника оказались засыпан-
ными снегом в глубокой трещине. Через 43 года их останки обнару-
жили у конца ледника. К тому времени ученые уже кое-что знали о
движении ледников и правильно предсказали место и время находки
погибших.
В 1942 г., во время Великой Отечественной войны, немцам
удалось прорваться к Центральному Кавказу. Небольшой отряд
горных егерей поднимался по ледниковому склону Эльбруса. По
дороге завязался бой, для некоторых воюющих - со смертельным
исходом. Сильные снегопады и метели тотчас захоронили трупы в
леднике. В 1962 г., ведя гляциологические работы на Эльбрусе, мы
увидели останки солдат, которые вместе со льдом за прошедшие
годы переместились на несколько сот метров вниз.
Движение ледников определяется двумя разными механизмами -
вязкопластическими деформациями льда и скольжением по ложу,
бортам и внутренним ослабленным поверхностям. Доля скольжения
в суммарном движении льда может меняться от нуля до 90%.
248
Глава 18. Вечное движение ледников
Поверхность ледника
Смещение, м
Перемещение льда в области питания
Алечского ледника (Швейцарские
Альпы) с августа 1948 г. по сентябрь
1950 г.
а - суммарное смещение; б - смещение
за счет скольжения по ложу; в - смещение
за счет деформации льда
Скольжение особенно характерно для ледников, вся толща которых
находится при температуре таяния, и менее присуще холодным
ледникам. На горных ледниках чаще всего оба механизма движе-
ния присутствуют одновременно.
В отношении пластических деформаций лед мало отличается от
любой другой горной породы. В глубоких слоях земной коры, находя-
щихся под огромным давлением, породы также обладают текучес-
тью, следы которой мы видим в складках горных пород. Только эти
породы текут в миллионы раз медленнее льда. Вот почему изучение
законов и форм движения ледников нужно не только гляциологии -
оно помогает понять, природу деформаций в глубинных слоях земной
коры. Ледяные массивы могут моделировать земную кору. Чтобы
понять законы движения ледников, надо изучить реологические
свойства льда.
Сделать это очень трудно, потому что в лаборатории мы экспери-
ментируем с отдельными ледяными образцами, в то время как в
обширных массивах поведение льда меняется. К тому же свойства
льда очень чувствительны к температуре. Чем теплее лед, тем он
пластичнее и подвижнее.
До сих пор мы очень мало знаем о движении льда внутри ледника,
не всегда можем разделить глыбовое скольжение и вязкопластическое
249
В мире снега и льда
Характерные формы трещин на поверхности ледников
По Р. Шарпу
А - боковые трещины: 1 - недавно образовавшиеся, 2- более
старые; Б - поперечные трещины; В - веерообразные трещины;
Г - радиальные трещины на конце ледника. Стрелки показывают
направление движения льда
течение льда, не умеем в должной мере учитывать влияние трещин,
нарушающих сплошность льда, и ряда других факторов. Дело в том,
что движение льда в ледниках происходит неравномерно. На своем
пути ледник встречает резкие перегибы и изменения наклона ложа,
изгибы, сужения и расширения русла. Все это вызывает дополни-
тельные напряжения во льду и нередко приводит к возникновению
ледниковых трещин. Над резким уступом или перегибом ложа
формируются поперечные трещины, при выходе ледника из более
узкого участка долины в расширенный они расходятся веером, а язык
приобретает каплеобразную форму. Торможение льда у бортов долины
или у пронизывающих лед выходов коренных пород ведет к образова-
нию диагональных трещин, так что их на леднике образуется бесчис-
ленное множество.
Трещины формируются на одних и тех же местах ледника, но в
этом процессе участвуют каждый раз все новые массы льда, а старые
трещины по мере перемещения льда от места их образования
постепенно «залечиваются», т.е. исчезают главным образом благодаря
режеляции льда. Отдельные трещины протягиваются на леднике от
нескольких десятков до многих сотен метров, их глубина равна 20-
250
Глава 18. Вечное движение ледников
Поперечные трещины на леднике Фортамбек на Памире
30 м, а иногда достигает 50 м и более. Зимой и весной большинство
трещин на леднике перекрывается снежными мостами, но они
ненадежны, особенно с приближением периода таяния, так что ходить
по леднику в одиночку, не в связке, всегда опасно.
Особенно трудны для пересечения ледопады - участки ледника
над крутыми уступами ледникового ложа, разбитые множеством
поперечных и отчасти продольных трещин на отдельные глыбы.
Некоторые ледопады на больших ледниках простираются на сотни
метров по высоте. Таков всемирно известный ледопад на леднике
Кхумбу, по которому проходит южный путь к вершине Эвереста. Этот
сложный участок был первым препятствием на пути советской гима-
лайской экспедиции 1982 г.: быстрое перемещение льда ежедневно
меняло ситуацию на ледопаде, так что требовалось постоянно
обновлять маршрут, переставлять мосты и лестницы, на эту работу
уходило много времени и сил.
Напряженное состояние ледников и разрывное движение льда
вызывают частые сейсмические сигналы - льдотрясения. Они возникают
при образовании и росте трещин, каверн, дроблении льда. Источниками
251
В мире снега и льда
Крутой ледопад на памирском леднике
упругих колебаний могут также быть заполненные водой полости.
Турбулентное движение воды в них, резкие изменения режима течения,
прорывы внутриледниковых каверн - все это вызывает пульсации дав-
ления на стенках и, в конечном счете, ведет к вибрации льда. Поэтому
сейсмические приборы нередко фиксируют высокочастотные сигна-
лы от ледников, которые могут быть предвестниками изменения режима
ледника и, в частности, близящейся резкой его подвижки.
Ниже ледопада на леднике видны системы чередующихся широ-
ких полос светлого и темного льда, которые протягиваются поперек
ледника и образуют ряды вложенных дуг, выпуклых в направлении
движения льда. Ширина пары полос - одной темной и одной светлой
- равна годовому смещению ледниковой поверхности. Это огивы -
волнообразные деформации льда, которые возникают под ледопадами,
а затем перемещаются вниз по леднику, сглаживаясь и превращаясь
в полосы разного цвета.
Огивы возникают при прохождении льда через мощные ледопады.
Здесь происходит дробление льда, продольное растяжение, и площадь
выходов льда на поверхность увеличивается. Поэтому за лето накап-
ливается много частиц пыли и мелкозема, а зимой, наоборот, отлага-
ется повышенное количество снега. Потом, когда лед достигнет
подножия ледопада, растяжение сменяется сжатием и лед собирается
252
Глава 18. Вечное движение ледников
Огивы под ледопадом на леднике Халде, южный склон Кавказа
Ледниковые огивы
253
В мире снега и льда
Узкий кулуар ледника Трамплинного на Центральном
Памире, по которому регулярно срываются фирново-
ледяные лавины - обвалы льда с Памирского фирнового
плато
в складки. Лед, прошедший ледопады зимой, превращается в вал
белого цвета, а летом - в темные ложбины. Непосредственно ниже
ледопада огивы еще вытянуты слабо, но по мере продвижения вниз
по леднику они становятся все более выпуклыми, потому что скорость
движения льда на стрежне ледника всегда больше, чем у его бортов.
Огивы служат украшением ледника, придают ему живой характер
движущегося потока.
Если на пути движения ледника возникает препятствие, происхо-
дит подпруживание ледника, приводящее к поднятию его поверх-
ности. Таких препятствий встречается много: переход льда от обшир-
ного фирнового бассейна к узкому ледниковому языку, слияние
ледников, сужение или уменьшение уклона ледниковой долины,
значительные неровности ледникового ложа, обилие каменных
обломков во льду, понижение температуры, вызывающее уменьшение
вязкое ги и текучести льда.
254
Глава 18. Вечное движение ледников
Язык сложно-долинного ледника
а, б - смежные потоки; в - вложенный поток; г - наложенный поток
Сложные по строению ледники возникают при слиянии двух
или нескольких потоков. Характер такого слияния может быть очень
разным. Если сливаются два близких по величине ледника, возни-
кает единый поток льда, разделенный срединной мореной, а при
впадении в главный ледник меньших боковых притоков последние
занимают в леднике подчиненное положение, образуя вложенные или
наложенные потоки.
Вложенный поток - это боковая часть сложно-долинного ледника,
возникшая при впадении менее мощного ледника. Она располагается
сбоку от основного ствола и отделяется от него слоем морены -
моренным швом. Наложенный поток возникает при впадении в
сложно-долинный ледник маломощного ледника из висячей долины,
днище которой расположено выше дна главной долины. Причина
разной высоты днищ долин связана с прошлым оледенением, когда
мощный ледник, протекавший по главной долине, переуглубил ее, в
то время как боковой ледник эродировал свою долину в гораздо
меньшей степени. Поэтому висячая долина отделяется от дна
главной троговой долины устьевой ступенью, с которой иногда
стекает боковой ледник, при слиянии с главным ледником превра-
щающийся в наложенный поток льда. Наложенный поток целиком
располагается на поверхности главного ледника, часто отделяясь от
255
В мире снега и льда
него слоем морены вдоль всей нижней поверхности наложенного
ледника. В результате крупный сложно-долинный или древовидный
ледник может иметь двухъярусное и многоярусное строение. Динами-
ческий режим таких ледников и их колебания носят сложный
характер. Случается, что одна ветвь ледника резко наступает, тогда
как другая испытывает медленное отступание.
Движение льда временами рождает ледяные лавины, когда мас-
сы фирна и льда срываются с ледника в результате его движения по
крутому склону, наступания на резкий уступ ложа, накопления
значительных количеств воды внутри ледника, прорыва ледниково-
подпрудных озер, землетрясений. В некоторых местах из-за благопри-
ятной конфигурации рельефа ледяные лавины случаются регулярно,
как это имеет место на леднике Трамплинном, через который огром-
ные массы фирна и льда с Памирского фирнового плато обрушивают-
ся на поверхность ледника Фортамбек.
Фирново-ледяные лавины представляют собой большую стихий-
ную угрозу в горах и иногда приводят к ледниковым катастрофам со
значительными разрушениями и человеческими жертвами. Такими
были обвалы Девдоракского ледника на Кавказе в первой половине
XIX в., обвал ледника Алалин в Альпах в 1965 г.
Исследования движения ледников показывают, что сила, вызыва-
ющая движение, состоит из двух частей: силы стока, обусловленной
Схематические поперечные разрезы ледников Федченко на
Памире и Большого Алечского в Альпах в сравнении с контуром
главного здания Московского университета
Рисунок М.Г. Гросвальда
256
Глава 18. Вечное движение ледников
уклоном ложа, и силы растекания, вызванной наклоном поверхности
ледника относительно ложа и в меньшей степени уклоном ложа
[Шумский, 1962]. По соотношению названных сил выделяются два
главных динамических типа ледников. Ледники стока - это горные
ледники, в которых господствует ламинарное течение, а форма и
движение ледников полностью определяются рельефом ложа. В
ледниках растекания господствует глыбовое скольжение, ледники
полностью независимы от рельефа, их динамика определяется почти
исключительно климатическими условиями. Такой тип ледников
относится к покровному оледенению. Между этими крайними типами
ледников существуют переходные, в частности, горно-покровное
оледенение, в котором ледниковые купола сочетаются с большими
долинными или предгорными ледниками, как это имеет место на
Новой Земле, Шпицбергене, Аляске.
Отдельные ледники и их части движутся с разной скоростью.
Центральные части языков ледников Мер-де-Гляс и Боссон на
склоне Монблана перемещаются по 75-100 м/год. Малые горные
ледники проходят в год всего несколько метров, а большие долин-
ные ледники - несколько сот метров. Весьма быстро движутся
полярные ледники, особенно те, что частично находятся на плаву:
шельфовые ледники в Антарктиде перемещаются в сторону моря
на 1-2 км/год, скорость некоторых выводных ледников Гренлан-
дии достигает 8 к.м/год.
Вдоль поверхности ледника горизонтальная скорость его
движения постепенно растет от верховий к области фирновой линии,
где толщина льда достигает максимума, а затем скорость снова
убывает к концу ледникового языка. Вследствие трения льда о
коренное дно и борта долины движение ледника от стрежня потока к
боковым и донным частям замедляется - постепенно при вязкопласти-
ческом движении и резко при глыбовом. В целом движение льда
ледников характеризуется пространственными полями различных его
компонент: горизонтальной и вертикальной составляющими вектора
скорости движения льда, углами входа и выхода вектора скорости
движения льда внутрь ледника и наружу, вертикальной составляющей
перемещения изохронной (т.е. образованной в одно и то же время)
поверхности и др.
Благодаря тому, что в области питания ледника происходит
аккумуляция снега, а в области расхода - таяние ледникового льда,
частица, попавшая в ледник в его верховьях, сначала заглубляется в
толщу льда, перемещается с ней вдоль ледника, а затем вытаивает на
ледниковом языке. Таким образом, движение льда в области питания
направлено в глубь ледника, а в области абляции - наружу, так что
на языке ледника вытаивают все предметы и отложения, которые
ледник несет с собой из области питания. Так на ледниковом языке
появляются поверхностные морены.
257
В мире снега и льда
Линии тока (а) и линии движения (б)
в горном леднике
Г.п. - граница питания ледника
Линии тока льда представляют собой траектории частиц льда в
толще ледника. Часть линий тока кончается на дне и внутри ледника,
где происходит донное и внутреннее таяние. Проекция линии тока
на поверхности ледника дает линию движения ледника. В фирновом
бассейне горных ледников линии движения постепенно сближаются
по мере перехода к ледниковому языку, а в области абляции происхо-
дит их причаливание к бортам.
В случае скольжения льда возникает ряд сложных процессов на
коренном ложе, ведущих к ледниковой эрозии. Скорость скольжения
ледника зависит от температуры у ложа, минералогических и струк-
турных особенностей подстилающих горных пород и их водопрони-
цаемости, размеров препятствий и гидростатического давления воды
в кавернах и порах. Ледник воздействует на ложе обломками горных
пород, которые он тащит с собой в придонном слое. В больших
полярных ледниковых покровах, таких как Антарктический или
Гренландский, основная масса льда имеет отрицательную темпера-
туру у ложа, и здесь скольжение невелико. Но под быстро движущи-
мися ледниковыми потоками, формирующимися среди ледникового
покрова, возникает «теплый» слой, способствующий ледниковой
эрозии. Появление нижних слоев «теплого» льда увеличивает ско-
рость его движения, соответственно растет тепловыделение внутри
ледника, и этот эффект самопроизвольно нарастает. Таким образом,
крупные ледниковые покровы разделяются на основную массу
холодного льда и сеть потоков с основанием из «теплого» льда.
Ледниковые потоки производят интенсивную эрозию и образуют
троговые долины и фьорды.
258
Глава 18. Вечное движение ледников
Потоки льда на леднике Вальтера на Памире
Ускорению движения льда ледников способствует водная «смаз-
ка», т.е. образование водяной пленки между трущимися поверхнос-
тями (сколами) в леднике или между ледником и ложем. Такая
пленка образуется от таяния под действием тепла трения или тепла
из недр Земли.
Процессы на ледниковом ложе изучаются непосредственно под
ледником - в подледниковых пещерах, полостях, гротах. Прямые
измерения показали, что лед у ложа движется в 10-15 раз медленнее
ледниковой поверхности. Движение это прерывисто: вслед за останов-
кой на несколько часов или даже дней наблюдается быстрое проскаль-
зывание льда. Между подошвой ледника и породами ложа нередко
присутствует активный слой наносов, движущихся вместе с ледником.
Обломки и частицы в этом слое вращаются при движении льда по
ложу и способствуют эродирующей деятельности ледника. Судя по
отрывочным экспериментальным данным, ледники истирают слой
твердых крепких пород от 2 до 15 мм в год.
Движение ледников не одинаково в разные сезоны года. У холод-
ных ледников скорость движения увеличивается при повышении
температуры льда и толщины ледников. В теплых ледниках скольже-
ние по ложу и разрывам сильно зависит от давления воды в леднике,
так что скорость движения возрастает летом, несмотря на утончение
ледника. Максимум устанавливается в начале лета, когда обильная
талая вода собирается в еще узких трещинах и не успевает стечь.
259
В мире снега и льда
Работы в туннеле, пройденном в леднике Обручева на
Полярном Урале
Нередко сезонные изменения скоростей движения приводят к
ежегодному наступанию ледника, как это случается с ледником
Хаббард на Аляске. Каждый год весной этот ледник начинает продви-
гаться со скоростью 10 м, а временами до 50 м в день, блокирует
большой фьорд, который временно превращается в озеро, быстро
заполняемое талой водой. К середине августа уровень в отчлененном
«озере» повышается на 16-17 м и угрожает местному населению.
На крупных, динамически нестабильных горных ледниках сезон-
ные колебания скоростей движения льда достигают 50%. Самая
высокая скорость в верховьях ледника наблюдается поздней весной,
когда зимняя аккумуляция снега достигает максимума. В результате
этого здесь образуются кинематические волны, представляющие
собой перемещение вниз по леднику участков переменного сжатия и
растяжения, что приводит к чередованию на тех же местах бугров и
впадин в рельефе ледниковой поверхности. Кинематическая волна
распространяется по леднику в 3-4 раза быстрее движения собственно
льда. Такие волны на хорошо изученном леднике Хинтерайсфернер
в Австрийских Альпах перемещаются со скоростью 60-70 м/сут
вдоль всего ледника протяженностью 8 км.
Кинематические волны представляют собой мгновенную реакцию
ледника на изменение условий питания и абляции за короткий
промежуток времени - сезон или, во всяком случае, часть года. Но
ледник реагирует на колебания климата разной продолжительности,
отражая в своем режиме как текущие, так и прошлые климатические
изменения. А из-за инерционности ледниковых процессов колебания
260
Глава 18. Вечное движение ледников
концов ледников запаздывают на несколько лет по отношению к
климатическим изменениям, причем у каждого ледника это происхо-
дит по-своему Поэтому поведение ледников протекает сложно и его
трудно предсказать.
В результате климатических изменений ледники постоянно
испытывают колебания массы и размеров. Еще в прошлом веке они
были названы термометрами, приложенными к телу Земли. Вернее,
это осадкомеры, чутко реагирующие также на скачки температуры и
влажности.
Систематические наблюдения за колебаниями концов ледников
были начаты в Швейцарии в 70-е годы прошлого века и затем
постепенно распространились на другие горно-ледниковые районы.
В нашей стране наблюдения за колебаниями отдельных ледников
Кавказа, Алтая и гор Средней Азии проводились еще в прошлом
столетии. Как и в Альпах, они состояли в основном из наблюдений
за смещением фронта ледников относительно неподвижных марок
(реперов, скальных выходов, крупных неподвижных камней) ниже
концов ледников. Такие наблюдения в международном масштабе
были начаты в конце XIX в., а в 1967 г. в Цюрихе была создана
Постоянная служба для обобщения результатов наблюдений за коле-
баниями ледников в разных частях земного шара, преобразованная
в 1986 г. во Всемирную службу мониторинга ледников.
Очень трудно увидеть какие-либо закономерности в колебаниях
ледников за отдельные годы, и, наоборот, легко найти общие черты в
поведении ледников за десятилетия и века и таким образом характери-
зовать климат прошедших лет. В историческую эпоху - примерно за
3 тыс. лет - наступания ледников происходили в столетия с понижен-
ной температурой воздуха и увеличенной увлажненностью, о чем
также свидетельствовали расширение акватории Каспийского моря
и степных озер, увеличение ареалов буковых и еловых лесов в горах.
Такие условия складывались в последние века прошлой эры и в
середине прошлого тысячелетия.
Около 2,5 тыс. лет назад началось значительное похолодание
климата. Арктические острова покрылись ледниками, на Земле
Франца-Иосифа вымерли олени. На побережье Северной Атлантики
отмечались «века страшных зим». В странах Средиземноморья и
Причерноморья на грани новой эры климат был более холодным и
влажным, чем сейчас. Об этом свидетельствуют строки Вергилия
(70-19 гг. до н.э.) и особенно Овидия (43 г. до н.э. - 17(18) г. н.э.),
последний отбывал ссылку на территории нынешней Румынии и
жаловался на крайнюю жестокость зим.
В Альпах в I тыс. до н.э. ледники выдвинулись на более низкие
уровни, загромоздили горные перевалы льдами и разрушили неко-
торые высоко расположенные селения. На эту эпоху приходится
261
В мире снега и льда
X
Фрагмент картины голландского художника А. Арентца (1585-1635)
«Катающиеся на коньках в Амстеле»
крупное наступание кавказских ледников, оставившее после себя
большие моренные гряды, которые до сих пор можно легко различить
ниже концов многих современных ледников.
Совсем другим был климат на рубеже I и II тыс. н.э. Более теплые
условия и отсутствие льдов в северных морях позволили мореплавате-
лям Северной Европы проникнуть далеко на север. С 870 г. началась
колонизация Исландии, где ледников в то время было меньше, чем
теперь. В X в. исландцы и норманны, плавая по северным морям,
обнаружили южную оконечность необозримо большого острова,
берега которого заросли густой травой и высоким кустарником. В
981 г. Эйрик Рыжий, викинг из Исландии, основал здесь первую евро-
пейскую колонию, а землю эту назвал Гренландией. Более двух веков
жили в Гренландии несколько тысяч европейцев. Они занимались
земледелием и животноводством, промышляя зверя и морскую
живность. Здесь росли яблоки и вызревала пшеница.
На карте древних мореходных путей норманнов маршрут от
Исландии проходит прямо к восточному побережью Гренландии на
широте 66°, затем - вдоль этого побережья к югу от мыса Фарвель
и дальше к северу - вдоль западного побережья. В то время Восточ-
но-Гренландское течение несло меньше льдов, чем сейчас, а может
быть, оно было вообще свободно ото льдов; в Баффиновом заливе
льды почти отсутствовали.
К концу I тыс. н.э. сильно отступили и горные ледники в Альпах,
на Кавказе, в Скандинавии и Исландии. В это время стали прохо-
262
Глава 18. Вечное движение ледников
Фрагмент картины художников голландской школы А. Шторка (1635—1710)
и Т. Хеереманса (1640-1697) «Зимняя сцена в Амстердаме»
димыми некоторые перевалы, которые раньше были заняты ледника-
ми. До конца X в. на Руси редко случались неурожаи, не было очень
суровых зим. Именно в это благоприятное время широко использовал-
ся путь «из варяг в греки».
Климат начал снова серьезно меняться к XIV в. С ХШ в. начали
продвигаться вперед ледники в Исландии, многие старинные хутора
оказались погребенными подо льдом. В этот период суровые и снеж-
ные зимы на Руси часто приводили к голоду.В Гренландии стали
наступать ледники, летнее оттаивание грунтов становилось все более
кратковременным, и к концу века здесь прочно установилась вечная
мерзлота. Спасаясь от похолодания и надвигающихся ледников,
жившие на севере острова эскимосы переместились к югу, и под их
натиском в 1342 г. рухнул один из двух центров норманнской общины.
Возросла ледовитость северных морей, и предпринимавшиеся в
последующие века попытки достигнуть Гренландию обычно заканчи-
вались неудачей.
С конца XV в. начинается наступание ледников во многих горных
странах и полярных районах. После сравнительно теплого XVI в.
наступают суровые годы, получившие название малого ледникового
периода. На юге Европы часто повторялись суровые и продол-
жительные зимы, в 1621 и 1669 гг. замерзал пролив Босфор, а в
1709 г. у берегов замерзало Адриатическое море. В Исландии к
1800 г. население уменьшилось вдвое из-за недородов и голо-
да.Картины знаменитых фламандцев демонстрируют нам замерз-
263
В мире снега и льда
шие каналы и заснеженную Голландию. А «Легенда об Уленшпи-
геле», рассказывающая об эпохе борьбы за независимость в 70-х
годах XVI в., рисует холодную страну, где валит снег, стоят лютые
морозы и море у берегов замерзает.
В Альпах и на Кавказе некоторые ледники вклинились в леса.
Участился сход снежных лавин. Местами ледники перекрыли дороги,
построенные еще римлянами. В XVII в. обычными стали губительные
наступания и обвалы ледников в Альпах. В архивах альпийских
общин начала XVII в. содержится много жалоб крестьян на ледники,
отнимавшие у них земли, и о приглашении священников для службы
у концов ледников, чтобы заставить их отступить.
В картинных галереях Швейцарии, Франции, Италии и Австрии
немало картин, на которых запечатлены ледники и их окружение.
Около 500 пейзажей рассказывают о состоянии ледников на протяже-
нии 350 лет. Особенно подробно известна история колебаний Верхнего
и Нижнего Гриндельвальдских ледников, стекающих со склонов
Бернских Альп к селению Гриндельвальд, расположенному в непосред-
ственной близости к известной вершине Юнгфрау. Около 1600 г. конец
Нижнего Гриндельвальдского ледника находился на 1200 м ниже
сегодняшней его позиции и располагался совсем недалеко от деревни.
С тех пор положение ледника неоднократно менялось, и он снова
выползал на 1,5-1,8 км в долину около 1720, 1770-1780, 1814-1820 и
1850-1855 гг. Последнее наступание было самым большим за
историческое время: ледник почти достиг своего положения начала
XVI в.
В 1974 г. я увидел Нижний Гриндельвальдский ледник отступив-
шим на много сотен метров по сравнению с известным положением,
которое он занимал в предыдущем столетии, - его язык оканчивался
выше крутого ригеля. Однако спустя семь лет ледниковый язык был
снова активен - разбитый трещинами поток льда преодолел ригель
и спустился в пологую часть долины.
А раньше, в 1967 г., путешествуя по Норвегии после научного
симпозиума, мы остановились в деревне Нигардс, в 5 км от конца
ледника Нигардсбреен - крупнейшего долинного ледника, спуска-
ющегося с обширной ледниковой шапки Юстедальсбреен. Ледник
Нигардсбреен - один из наиболее хорошо изученных в Норвегии:
данные о его колебаниях охватывают период вплоть до 1700 г. В
долине ниже современного конца ледника четко видны шесть крупных
моренных валов, отмечающих кратковременные наступания ледника
в XVII-XIX вв. По дороге на ледник мы зашли в деревенский дом,
где нам показали любопытный документ середины XVIII столетия
- прошение крестьянина, жаловавшегося королю на «бесчинства»
ледника. Наступая, ледник уничтожил принадлежавшие крестьянину
выпас, картофельное поле и уже приближался к дому.
264
Глава 18. Вечное движение ледников
Нижний Гриндельвальдский ледник в 1808,1820,1858 и 1981 гг.
С тех пор ледник Нигардсбреен отступил на 5 км в начале
1960-х годов освободил подледный уступ-ригель, выше которого
возникло приледниковое озеро. В 1967 г. здесь оканчивался леднико-
вый язык. Эти же места мне довелось посетить снова в 1980 г. Ледник
продолжал интенсивно отступать, и чтобы добраться от озера к
ледниковому языку по бараньим лбам - голым скалам, недавно еще
облизанным льдом, потребовалось добрых полчаса.
Изменения горного оледенения за последние 100 лет известны
достаточно хорошо. Колебания горных ледников в целом не противо-
речат общему характеру изменения температуры воздуха в средних
широтах Северного полушария. Последнее крупное наступание гор-
ных ледников, знаменовавшее завершение малого ледникового
265
В мире снега и льда
периода, происходило в 50-70-х годах XIX в., после чего началось
их отступание, сначала медленное, прерывавшееся кратковремен-
ными продвижениями вперед. Небольшие наступания были особенно
частыми в 10-х и 20-х годах XX столетия и объяснялись некоторым
увеличением атмосферных осадков в условиях еще недостаточного
потепления.
До 1928 г. преобладала преимущественно западная форма атмо-
сферной циркуляции, благоприятная для ледников. С конца 20-х годов
участились проявления меридиональной формы циркуляции атмосфе-
ры, которые стали господствовать в последующие 30-40 лет (вплоть
до середины 60-х годов). В эти десятилетия усилилось отступание
горных и арктических ледников, особенно к 40-м годам, когда темпе-
ратуры летних месяцев достигли максимальных значений.
В первой половине столетия в Альпах были распространены
«нивометры», т.е. нанесенные прочной яркой краской горизонтальные
деления через полметра на крутом склоне, обращенном к леднику, по
которым издалека можно было видеть отметку ледниковой поверх-
ности. Нивометр на одном из альпийских ледников показал прирост
высоты ледника в фирновой области на 9,5 м с 1906 по 1933 год и
понижение на 3 м с 1934 по 1956 год.
Крупнейший на Памире горный ледник Федченко, движу-
щийся со скоростью 500-600 м/год, дважды наступал на памяти
людей - в 1868-1870 и 1910-1913 гг. Конец его языка сравни-
тельно быстро продвигался на 800-1000 м, а затем медленно
возвращался в исходное положение. На фоне общего отступания
кавказских ледников выделяются 10-е и 20-е годы, когда многие
ледники испытывали наступание. Однако в целом с 1890-х по
1960-е годы площадь оледенения Кавказа уменьшилась почти на
800 км2, а объем льда - на 76 км3. Некоторые долинные ледники
отступили на 3 км.
Потепление XX столетия еще четче было выражено в полярных
широтах Северного полушария. В первой половине века многие
арктические острова, сложенные льдом, растаяли, и на их месте
сохранились лишь подводные банки. В середине века разрушился
шельфовый ледник на Земле Элсмира - один из последних в Арктике.
Быстро отступали ледники на многих арктических островах, хотя
этот процесс происходил и не синхронно.
Режим горного оледенения стал заметно меняться с конца 50-х
годов. В эти годы на Кавказе в 2,5 раза уменьшилась скорость
отступания ледников, а скорость их движения в 1,5-2 раза возросла;
в 60-е годы многие ледники стали наступать. На скандинавских
ледниках в 60-е годы преобладал положительный баланс массы. В
Альпах в эти годы увеличилась аккумуляция и участились обвалы
ледников, баланс массы также был положительным и отмечалось
266
Глава 18. Вечное движение ледников
Изменения температуры за 100 лет у поверхности Земли в разных
широтных зонах Северного полушария
1 - ежегодные отклонения от средней температуры; 2- осредненные за 5 лет
267
В мире снега и льда
Колебания концов ледников в Швейцарских Альпах
рождение новых ледников. В 60-е годы возросла активность ледников
Североамериканских Кордильер и Аляски. Уменьшилось отступание
ледников Средней и Центральной Азии, а некоторые ледники здесь
перешли к наступанию. Такое изменение режима ледников было
связано с некоторым понижением температуры летних месяцев и
ростом в горах атмосферных осадков.
Колебания ледниковых систем характеризуются долей наступаю-
щих, стационарных и отступающих ледников. Для Альп имеются
данные, охватывающие все прошедшее столетие. Если доля насту-
пающих ледников в Альпах в 40-х и начале 50-х годов была близка к
нулю, то в середине 60-х годов здесь наступало около 30% обследо-
ванных ледников, а в конце 70-х годов - 65-70%. Такая тенденция
была реакцией на внутривековое изменение климата. Во всяком
случае, подобное состояние ледников свидетельствовало о том, что
антропогенное увеличение содержания двуокиси углерода, других
газов и аэрозолей в атмосфере в XX в. еще не повлияло на нормальный
ход глобальных атмосферных и ледниковых процессов.
Интересно отметить, что перелом в режиме горных ледников в
XX столетии проходил аналогично изменениям уровня Каспийского
моря, который с начала 1880-х до 1970-х годов с небольшими пере-
рывами снижался и к 1970 г. упал на 2,5 м по сравнению с 1930 г. Но
268
Глава 18. Вечное движение ледников
в 60-е и начале 70-х годов снижение уровня Каспия было очень
медленным, а начиная с 1977 г. он неуклонно повышался и к 1993 г.
поднялся почти на 2 м. Следовательно, оба природных процесса -
колебания горных ледников и бессточных водоемов - происходят в
целом синхронно.
Однако в конце XX столетия климатическая ситуация на земном
шаре кардинально изменилась, и повсюду в горах ледники перешли к
отступанию, это стало реакцией на глобальное потепление, тенден-
ция которого особенно усилилась в 1990-х годах.
Изменяется газовый состав атмосферы (усиливается воздействие
парниковых газов на климат), на тысячи километров от источников
загрязнений переносятся кислотные осадки. Важную роль в природных
процессах играет углеродный цикл, в частности, эмиссия парниковых
газов в атмосферу, обусловленная разностью между первичной
продукцией и деструкцией. Степень влияния на климат углеродного
цикла определяется тенденциями, охватывающими как минимум
несколько десятилетий.
В настоящее время углеродный цикл наземных экосистем
находится в приблизительном глобальном равновесии по отношению
к поглощению и эмиссии углекислоты. Однако в XXI столетии назем-
ная атмосфера может превратиться в ее источник. Этому способству-
ет быстрый рост человечества, что приводит к расширению посевных
площадей в Азии и Африке (способствующих избыточному выделе-
нию углекислоты) и может превысить возможное увеличение площади
лесов и степей в Европе и Северной Америке. Кроме того, за послед-
ние 30 лет северные широты претерпели значительное потепление, а
поэтому будут чаще подвергаться засухам, пожарам, что увеличивает
выбросы углекислоты в атмосферу.
Но каковы бы ни были антропогенные изменения климата, они
накладываются на его естественные вариации, масштаб которых все
еще сильно превосходит влияния, обусловленные изменением
поверхности Земли и эмиссией парниковых газов. Если глобальный
тепловой баланс Земли серьезно зависит от парникового эффекта,
накладывающегося на космические закономерности поступления
энергии от Солнца (таков главный вывод исследований ледяного керна
из скважины на станции Восток), то региональные особенности
климата определяются прежде всего колебаниями циркуляции вод
океана в масштабах десятилетий.
Характер циркуляции воды в океане показывает, что в нескольких
критических зонах небольшие колебания в плотности воды, обуслов-
ленные вымораживанием или таянием, могут существенно влиять
на движение воды под поверхностью и соответственно на перенос
тепла и на климат. Например, критической для климата Европейской
части России оказывается глобальная циркуляция вод океана.
Глава 19
В ЛОГОВЕ ЛЕДЯНОГО МЕДВЕДЯ
Глубокой осенью 1969 г. в городе Орджоникидзе (ныне
Владикавказ) появились два туриста, только что спустившиеся
с гор. Они рассказали, как, поднимаясь вверх по долине
р. Геналдон, заночевали в палатке у крутого горного отрога, за
которым скрывался гребень высокого хребта. Среди ночи их разбудил
грохот, доносившийся из-за отрога, а с рассветом они увидели
ледяную громаду, медленно выползавшую в долину из-за горного
склона. Гул и грохот исходили от этого покореженного потока,
громадные глыбы льда валились в речное русло, вода в реке стала
мутной и несла с собой куски льда.
На другой день в местной газете появилась заметка под заголов-
ком «Родился ледник», вспомнили ужасную Геналдонскую ката-
строфу, случившуюся летом 1902 г. Тогда по той же долине на 11 км
пронесся высоченный вал из воды и льда, погубивший несколько
десятков человек и многочисленные стада овец. В наиболее узких
местах долины тот поток достигал 100-метровой высоты, во всяком
случае, через месяц и даже позже отдельные глыбы льда на склонах
долины были замечены на высоте 100 м над руслом. Вспомнились
также рассказы стариков о подобном событии, случившемся в долине
Геналдона в 1835 г.
Впечатляющим было и еще одно наблюдение: все редкие аулы
в этой долине находятся высоко на горных склонах, хотя мало там
удобной земли, да и от реки далеко. Значит, такие разрушительные
ледниковые события случались здесь и раньше, с незапамятных
времен.
А осенью и зимой 1969/70 г. произошло вот что. Небольшой лед-
ник Колка длиной немногим больше 3 км вдруг стал быстро прод-
вигаться вперед. С сентября по январь ледниковый язык удлинился
более чем на 4 км, а его конец занял положение на 785 м ниже преж-
него. Скорость продвижения ледникового фронта, несмотря на очень
пологую долину, временами достигала многих десятков метров в
сутки, а толщина наступающего языка составляла 130 м. Ледник
создал реальную угрозу паводков и ледовых выбросов. Это была
быстрая подвижка ледника. Изучение такого явления в те годы еще
только начиналось [Рототаев и др., 1983].
270
Глава 19. В логове ледяного медведя
271
В мире снега и льда
Выдвинувшийся в долину р. Геналдон язык ледника
Колка (февраль 1970 г.)
В нашей стране такие ледники получили название пульсирующих,
в английской литературе - паводковых. Пульсирующие ледники -
это особый класс ледников, отличающихся внезапными продвижения-
ми своих концов, вне видимой связи с изменениями климата. Часто
подвижки льда не выходят за пределы нижнего конца ледника - тогда
говорят о внутренних подвижках. Такие периодически происходящие
пульсации возникают из-за нестационарности динамических связей
в леднике. Они представляют собой релаксационные колебания,
причиной которых служат изменения силы трения о дно и дробление
льда. Сейчас известны сотни пульсирующих ледников во многих
ледниковых районах. Больше всего их на Аляске, в Исландии и на
Шпицбергене, в горах Центральной Азии, на Памире. Давайте
познакомимся с некоторыми из них.
На Аляске в горах Св. Ильи, где число ледников превышает 2500,
известно 150 пульсирующих ледников. Это, как правило, крупные
дендритовые ледники длиной более 10 км. Подвижки захватывают
не только главный ствол, но чаще боковые притоки таких ледников.
Один из них, ледник Малдроу в Аляскинском хребте, берет начало с
горы Мак-Кинли и протягивается на 63 км. Зимой 1955/56 г. после
долгих лет спокойствия (предыдущая подвижка произошла в начале
века) на одном из притоков зародилась волна активизации, которая
скоро достигла главного ствола. Средняя скорость движения волны
с июля 1956 по январь 1957 года составляла 150 м/сут, а максималь-
ная скорость ее движения в августе 1956 г. была равна 300 м/сут.
При этом скорость движения льда не превышала 90—120 м/сут. За
272
Глава 19. В логове ледяного медведя
Космический снимок ледников Аляски, большинство из
которых пульсирующие
девять месяцев конец ледника продвинулся на 6,6 км, поверхность
льда в верхней части понизилась на 20-30 м, а в нижней возросла до
150 м. На боковых притоках появились ледопады, а главный поток
был разбит на множество ледяных глыб.
Многие газеты Соединенных Штатов писали в конце зимы 1937 г.
о наступании ледника Блэк Рэпидс, лежащего в Аляскинском хребте
в 210 км к югу от города Фербенкса. С сентября 1936 по февраль
1937 года конец ледника продвинулся на 6,5 км и угрожал перерезать
единственное в то время шоссе, связывающее Фербенкс с внешним
миром. В течение полугода ледниковый фронт продвигался со
скоростью 35, а временами 60м/сут. От грохота и сотрясений почвы
в домике, находившемся в 10 км от ледника, дребезжали стекла.
В 60-х годах XX в., когда климатические условия во всем
Северном полушарии были благоприятны для оледенения, на Аляске
пульсировало сразу несколько ледников. Среди них был и самый
крупный в Северной Америке - ледник Беринга. В 1965-1966 гг. он
продвинулся на 13 км, при этом площадь ледника возросла на 52 км2.
Ледник Уолш длиной около 75 км, «дремавший» с 1918 г., за 1963—
1965 гг. наступил на 10 км.
В горах Аляски одновременно пульсирует по несколько ледников,
но многие из подвижек так и остаются неизвестны людям. В ноябре
1979 г. мне пришлось лететь на маленьком самолете из глубины
Аляски, из Фербенкса в большой прибрежный город Анкоридж. На
пути лежали Аляскинский хребет и его главная вершина Мак-Кинли.
273
В мире снега и льда
В сумеречном свете короткого зимнего дня внизу проплывали засне-
женные ледники. И вдруг среди девственного снежного покрывала
мы увидели свежие разрывы, торошения льда, разломы и ледопады
- типичный облик поверхности пульсирующего ледника. Так в
реестр североамериканских ледников этого типа был внесен еще
один новый объект.
Много пульсирующих ледников на Шпицбергене. Начиная с
1870 г., когда за ледниками здесь начались более или менее регуляр-
ные наблюдения, отмечено 72 случая резких подвижек у 54 лед-
ников. Конечно, это далеко не полная картина, так как наблюдения
на протяжении этого столетия носили случайный характер и имели
значительные интервалы. Тем не менее подвижки зафиксированы
во всех ледниковых районах архипелага, а в некоторых случаях
они были грандиозны. Суммарный прирост площади только у трех
ледников - Негри, Стоне и Бросвель - составил около 800 км2, или
2% общей площади оледенения Шпицбергена. При этом пере-
местилась масса льда, примерно равная 170 км3 - 4% объема оле-
денения архипелага. Наступания фронтов этих ледников составили
12, 15 и 20 км.
Недавнюю подвижку шпицбергенского ледника Фритьоф уда-
лось исследовать моим коллегам из Института географии РАН летом
1997 г. Подвижка ледника произошла в 1996-1997 гг., но уже весной
Положение фронта ледника Фритьоф
с 1898 по 1988 год
1 - береговые и конечные морены;
2- средняя часть фронта в 1898, 1911,
1920 гг.; 3 - 6 - границы ледника соответст-
венно в 1936 г., 1969 г., 25 июля 1977 г. и
12 июня 1988 г.
274
Глава 19. В логове ледяного медведя
1998 г. в его краевой части были отмечены накопление льда и
формирование активного фронта. К июлю 1997 г. фронт ледника
наступил по сравнению с 1988 г. на 1,9-2,6 км, а его площадь
увеличилась на 4,2-4,5 км2. В результате подвижки поверхность
нижней части ледника повысилась, а верхней части - понизилась,
т.е. произошло перераспределение массы льда. Скорость движения
ледника в июле 1997 г. достигала 1,5-3,2 м/сут и наибольшей
была в плавучей части. Скорость движения льда увеличивалась с
ростом циклонической активности, скорости ветра и подъемом
уровня моря.
В Исландии известно более 10 пульсирующих ледников. Не менее
40% площади крупнейшей ледниковой шапки - Ватнайёкюдля -
подвержено резким подвижкам, причем зачастую они происходят
синхронно у нескольких ледников. Особенно известен своими
быстрыми наступаниями с упомянутой шапки выводной ледник
Бруарйёкюдль. Его пульсации отмечены в 1625, 1720, 1810, 1890 гг.
Последняя подвижка произошла зимой 1963/64 г. 20 августа 1963 г.
увеличился сток с ледника, вода в ледниковой речке стала мутно-
коричневой. Поверхность льда стала дробиться на столбчатые блоки,
напоминающие базальтовые глыбы. В начале октябре шум с
ледника был слышен за 50 км, а во второй половине октября
ледниковый фронт начал быстрое продвижение вперед. Через месяц
фронт продвинулся на 3 км, а к началу января 1964 г. еще на 8 км; в
среднем 5 м/ч - такова была стремительность наступания ледника,
сопровождавшаяся дроблением все большей массы льда и паводка-
ми на ледниковой реке.
В истории Эцтальских Альп были известны четыре подвижки
ледника Фернагтфернер: в 1599, 1678, 1772 и 1843 гг. Каждый раз
ледник продвигался на 2 км, подпруживал р. Рофон, в результате
чего возникало ледниково-подпрудное озеро объемом до 10 млн м3,
прорыв которого приводил к катастрофическим последствиям. Резкие
наступания ледника происходили каждые 70-90 лет. Очередная
подвижка должна была случиться в 20-х годах прошлого столетия,
но она не произошла (лишь немного увеличились скорости движения
льда), очевидно, из-за деградации оледенения, показателем чего стало
общее отступание ледников, последовавшее с конца XIX в.
Широко известны пульсации ледников в Каракоруме. Здесь
подвижкам подвержены ледники длиной 10-25 км, в питании кото-
рых главную роль играют обвалы лавинного снега. Это обычно
довольно крутые ледники с языками, заваленными моренным мате-
риалом. В 1904-1905 гг. ледник Гассанабад за 2,5 месяца продвинулся
на 10 км; в 1930 г. ледник Султан-Чуску в долине Умдан переместил
на более низкие уровни не менее 300 млн м3 льда. При этом в
верховьях ледника поверхность понизилась на 100 м, внизу же
наступивший язык ледника перекрыл древние морены.
275
В мире снега и льда_________________________________________
Крупная подвижка ледников произошла в Каракоруме в 1953 г. В
конце марта в верховьях долины, упирающейся в заполненные снегом
и льдом цирки южного склона горного массива Харамош (7397 м\
вдруг ожили сразу три ледника. 21 марта они начали выносить в
долину огромные массы льда и, слившись в единый поток - ледник
Кутиях, заполнили льдом долину во всю ее ширину - около 3 км.
Этот ледник двигался вниз, ломая вековые деревья и переворачивая
огромные глыбы. В отдельные дни он проходил до 130 м, или по
5,5 м/ч. За три месяца ледник продвинулся вниз по долине на 12 км
и лишь к середине июня успокоился. Затем этот громадный язык
начал медленно таять и постепенно отступать к исходным рубежам.
Все больше и больше пульсирующих ледников открывают в
горах Средней Азии. В середине 60-х годов крупная гляциологи-
ческая станция была построена на высоте 3800 м, рядом с ледником
Абрамова в Алайском хребте. Прошло всего несколько лет наблю-
дений, и вот в 1972 г. скорость движения ледника стала нарастать
и к концу года была уже на порядок больше обычной. Конец ледника
быстро пошел вперед, разрушая водомерные посты и другие соору-
жения, оказавшиеся на его пути. Некогда ровная поверхность льда
вздыбилась глыбами, а на месте тракторной дороги на леднике
возник лабиринт трещин и ледопадов. За год конец ледника
продвинулся на 420 м.
Есть в Заилийском Алатау сложно-долинный ледник Шокальско-
го, состоящий из трех ветвей. В 1962-1967 гг. произошла подвижка
его правой ветви: поверхность льда в ее верхней части понизилась
на 10-15 м, а на языке стала на 50 м выше, конец языка удлинился
на 150 м. В 1968-1973 гг. активизировалась левая ветвь: леднико-
вый язык стал толще на 56 м, скорость движения льда возросла на
порядок. Цикл пульсаций каждой из ветвей, как выяснилось, равен
20-24 годам.
Много переполоха наделал в 1974 г. ледник Дидаль на хребте
Петра Первого. Небольшой, по памирским масштабам, площадью
1,6 км2, длиной 4,8 км ледник начал быстро двигаться в июле,
удлинился на 700 м, а 1 августа произошел обвал, когда 600-метро-
вый массив льда был вынесен на 1,5 км. Не прошло и двух недель,
как новый, еще более грандиозный ледяной обвал породил водно-
ледовый поток, перенесший лед на 3 км. Произошло то же самое, что
и на кавказском леднике Колка в 1902 г.
Местные жители рассказали, что похожий обвал ледника Дидаль
случился в 1939 г. А еще в 1897 г. в этих местах путешествовал
известный русский ботаник В.И. Липский. Поднявшись на один из
перевалов, он записал: «Я увидел к западу от пика Каудаль как бы
спускающуюся вниз лавину темного цвета... Общее впечатление было
такое, как будто тут был ледник с сильно неровной поверхностью».
276
Глава 19. В логове ледяного медведя
Поверхность языка ледника Дидаль на Памире во время
подвижки в 1979 г.
277
В мире снега и льда
—— 1 -2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7
Схема динамики подвижек ледников Вали, Дзержинского и Малый
Саукдара в 1972-1977 гг.
Показаны границы ледников в 1972 (У), 1973 (2), 1974 (3), 1975 (4), в мае
1976 (5), в августе 1976 (6) и в феврале 1977 гг. (7)
По-видимому, В.И. Липский зафиксировал следы тогдашней подвиж-
ки ледника. Таким образом, период пульсаций ледника Дидаль состав-
ляет около 40 лет.
На Памире встречаются долины, где большинство ледников
оказываются пульсирующими. Такова долина р. Сугран, в которой
подвижка главного ледника отмечена в 1981 г., а 20 годами раньше
ледник Шини-Бини наступал в 1959-1960 гг., ледник Бирс - в 1965—
1967 и 1981 гг.
Большой интерес представляет группа пульсирующих ледников
в верховьях р. Сауксай (бассейн р. Муксу), южнее пика Ленина в
Заалайском хребте. С 1972 по 1977 год здесь почти одновременно
произошли подвижки крупных сложно-долинных ледников Вали,
Дзержинского и Малый Саукдара. Их активные стадии не были
синхронными; в то время как ледник Вали наступал, ледники Дзер-
жинского и Малый Саукдара уже прошли кульминационную точку
и вступили в фазу деградации. Продолжительность активной стадии
у них также была неодинакова: у ледника Малый Саукдара около
3,5 лет, у ледника Дзержинского около 4 лет и у ледника Вали около
2 лет. Общий прирост площади у всех трех ледников составил 3,3 км2,
или 6% первоначальной, а суммарный выброс льда в долину р. Сауксай
- 220 млн м3.
278
Глава 19. В логове ледяного медведя
Наиболее известным и одним из хорошо изученных пульси-
рующих ледников стал ледник Медвежий, спускающийся с западно-
го склона самого высокого на Памире хр. Академии Наук. Он рас-
положен по соседству с ледником Федченко и имеет смыкающуюся
с ним область питания на высотах 4700-5500 м над ур. моря в
нескольких цирках. Образующийся здесь лед имеет только один
выход - в долину р. Хирсдары, куда он выливается узким семи-
километровым языком, спускающимся до высоты 3000 м. Ледник
Медвежий обычно движется со скоростью 200-400 м/год, т.е.
проходит не более 1 м/сут.
В апреле 1963 г. скорость ледника внезапно возросла более чем
в 100 раз. Теперь лед проходил за сутки до 100 м и быстро продвигался
вниз по долине. Чуть больше месяца понадобилось леднику, чтобы
удлинить свой язык почти на 2 км. Он перегородил боковую долину
р. Абдукагор, здесь образовалось озеро, достигшее глубины 80 м. В
середине июня под напором воды ледяная плотина начала разрушать-
ся, а вскоре вода прорвала ледяную перемычку и устремилась вниз
по р. Ванч. Расход потока достигал 1000 м3/с, поток нес с собой
крупные ледяные и каменные глыбы.
Подвижка ледника Медвежьего стала толчком к изучению в
Советском Союзе пульсирующих ледников. Специальная экспедиция
начиная с 1963 г. выезжала на ледник и вела там обстоятельные
наблюдения, результаты которых легли в основу прогноза следую-
щей подвижки ледника [Долгушин, Осипова, 1982].
Прогноз базировался на детальных измерениях скорости движе-
ния, баланса массы и изменений высоты поверхности в разных частях
ледника на протяжении ряда лет. Было выяснено, что подвижка
ледника начинается после восстановления его формы, которую он
имел до предшествующей подвижки, и достижения фронтом
активизации нижней части конца ледника. Благодаря нескольким сте-
реофотограмметрическим съемкам удалось предсказать время и
масштаб следующей подвижки, действительно произошедшей летом
1973 г. Это был первый в мире научный прогноз ледникового
бедствия. Весной 1973 г. ледник Медвежий снова пошел вперед и
примерно через два месяца удлинил свой язык на 1,8 км, перекрыв
все остатки подвижки десятилетней давности. Снова была подпру-
жена долина р. Абдукагор, дважды возникало за ледниковым барье-
ром озеро и дважды оно прорывалось, причем расход во время
прорыва также достигал 1000 м3/с. Несмотря на высокий паводок
на р. Ванч, больших разрушений не было - сказалось наше
предупреждение.
Исследования пульсирующих ледников в 60-х и 70-х годах, и в
особенности работы на леднике Медвежьем, принесли первые
научные сведения о строении и природе таких ледников. Выяснилось,
279
R мире снега и льда
Обрывы на леднике Большой Саукдара на Памире
что пульсации на одном и том же леднике повторяются через пример-
но равные промежутки времени, если внешние условия не меняются.
На разных же ледниках даже в сходных географических условиях
периодичность пульсаций может быть самой различной. Она
колеблется от нескольких до 100 лет; например, ледник Медвежий
пульсирует каждые 9-17 лет (по косвенным сведениям и сообщениям
местных жителей, ледник наступал в 1937, 1951 гг., по данным
прямых наблюдений - в 1963, 1972 и 1989 гг.), а ледник Колка -
примерно через 65-70 лет (1835, 1902, 1970 гг.).
Время от завершения одной из подвижек пульсирующего ледни-
ка до завершения последующей называют периодом пульсации. Он
слагается из двух основных стадий: подвижки и восстановления. В
стадию подвижки происходит разрядка напряжений, накопившихся
на леднике за предшествующую ей стадию восстановления. Ледник
растрескивается, скорость движения увеличивается на один-два
порядка и более, что приводит к быстрому перемещению масс льда
из верховий ледника в его среднюю зону и низовья. При этом
поверхность ледника в верховьях пульсирующей части понижается,
280
Глава 19, В логове ледяного медведя_______________________
а в низовьях повышается; конец ледника продвигается вперед. По
завершении подвижки наступает стадия восстановления, когда
накапливаются массы льда в верховьях пульсирующей части ледника,
и постепенно продвигается вниз фронт активизирующейся части.
В стадию- подвижки пульсирующая часть ледника или весь
ледник, если пульсация захватывает его целиком, делится на две
зоны: оттока и выноса. В стадию восстановления ледник также
делится на две части - зону активизации и зону деградации, в
которых происходят противоположные изменения. В то время как
в зоне активизации идет накопление льда и увеличивается скорость
движения, в зоне деградации, лишенной подтока льда из области
питания, лед стаивает и разрушается. Обе эти зоны разделяет фронт
активизации, постепенно продвигающийся вниз по леднику. По месту
положения на леднике и скорости его перемещения можно
приближенно прогнозировать время начала очередной подвижки
ледника.
Остается открытым вопрос, где граница между «нормальными»
и пульсирующими ледниками и не может ли обычный ледник при
определенных условиях превратиться в пульсирующий. Во всяком
случае, далеко не всегда активизация достигает конца ледника и
приводит к его продвижению. Но она воздействует на структуру и
режим всего ледника: ускоряется движение льда, образуются трещи-
ны, которые заполняются моренным материалом, остаются свежие
моренные отложения.
Общей причиной ледниковых подвижек служит накопление льда
в условиях, когда расход его затруднен узостью долины, моренным
покровом, взаимным подпруживанием основного ствола и боковых
притоков и т.п. Такое накопление создает условия неустойчивости,
вызывающие сток льда: большие сколы, разогрев льда с выделением
воды в процессе внутреннего таяния, появление водной и водно-
глинистой смазки на ложе и сколах. Однако прямые наблюдения за
изменением механизма движения в момент начала подвижки пока
единичны, и причины ледниковых пульсаций до конца еще не
выяснены.
В начале века причиной резких подвижек ледников считали
землетрясения. Такая гипотеза возникла после серии подземных
толчков на Аляске в сентябре 1899 г., приведших к массовому сходу
лавин в областях питания ледников. Казалось, что землетрясение
вызвало ряд продвижений ледников, но ледниковые подвижки были
известны на Аляске и до 1899 г. Случай проверить эту гипотезу
представился в 1964 г. 27 марта на Аляске произошло землетрясение
силой 8,4-8,6 баллов с эпицентром в ледниковой зоне. На языки и в
области питания многих ледников сошли огромные снежные лавины,
на некоторых ледниках лавинные отложения толщиной 1-3 м
281
В мире снега и льда _________________________________________
покрыли до половины всей их площади. Языки ледников оказались
разбиты трещинами, глыбы льда на ледопадах сдвинулись и заняли
другое положение, от плавучих языков ледников в некоторых местах
откололись айсберги. Но уже через несколько недель режим аляскин-
ских ледников пришел в норму, ни одного продвижения конца ледника
в результате этого землетрясения не отмечено.
В чем же причина ледниковых подвижек и каков их механизм?
Ясно, что ускорение движения ледника связано с переходом через
какое-то критическое состояние, время от времени возникающее в
леднике. В настоящее время существует ряд гипотез, пытающихся
объяснить механизм пульсаций ледников.
Резкое увеличение скорости движения ледника происходит
либо за счет увеличения движущих сил, либо, более вероятно, за
счет ослабления сил трения как внутри ледника, так и на его ложе.
Оба эти процесса связаны между собой. Скорость течения льда
резко возрастает после преодоления некоторой предельной
нагрузки, возникающей, в частности, в результате повышенного
накопления массы в области питания в течение ряда лет. Замечено,
что величина накопления снега между подвижками приблизи-
тельно одинаковая, а в результате большего накопления ледник
при подвижке продвигается дальше. Подвижки ледников происхо-
дят обычно в результате отложения за спокойный период слоя снега
в 25-50 м. это дает превышение критической мощности ледника
и вызывает быстрое скольжение его по слою водной смазки. Дело
в том, что чем толще становится ледник, тем труднее потоку холода,
идущему сверху, достигнуть нижней границы льда, в то время как
поток тепла из недр Земли остается неизменным. Затем в резуль-
тате подвижки толщина ледника уменьшается, и на дне его вновь
возникает отрицательная температура, что приводит к замедлению
движения.
Одним из факторов увеличения скольжения ледника по ложу
служит образование пленки жидкой воды. Наибольшее сопротивление
движению льда оказывают мелкие - порядка нескольких сантиметров
- препятствия на дне, и соответственно характер движения меняется,
когда на ложе появляется водная пленка, равная по толщине размерам
этих препятствий.
Ускорение движения льда может объясняться появлением пустот
между льдом и ложем, заполняемых водой, которая находится там
под большим давлением. Лед передвигается над выступами и
неровностями ложа благодаря таянию и повторному замерзанию
талой воды, пластическим деформациям и образованию над высту-
пами ложа пустот в теле ледника.
Подвижки кажутся возможными даже у ледников, у которых в
стадии покоя нет проскальзывания льда по ложу и отсутствует водная
282
Глава 19. В логове ледяного медведя
смазка на дне. В этом случае подвижки вызываются спецификой
механических свойств льда в стадии прогрессивной ползучести, чему
способствуют три условия: крутой участок на леднике, где создаются
условия для перехода льда в стадию прогрессивной ползучести; отно-
сительно пологий участок ложа вблизи конца ледника, препятствую-
щий стеканию льда ниже по склону; достаточно интенсивное поступ-
ление льда из области питания на пологий участок в конце ледника,
что приводит к увеличению толщины ледника до некоторой крити-
ческой величины, при которой возникают напряжения сдвига,
способные вызвать прогрессивную ползучесть и нарушить сплош-
ность льда.
Резким подвижкам могут быть подвержены и холодные ледники.
Стационарное состояние внутри них существует лишь при определен-
ных условиях, отражающих механические и теплофизические свой-
ства льда и геометрию ложа. В иных условиях происходит резкий
нестационарный разогрев льда. Температура на ложе достигает точки
плавления и из-за скачкообразного уменьшения трения начинается
подвижка холодного ледника.
Подвижки пульсирующих ледников могут объясняться характе-
ром процессов на ледниковом ложе. Если обычные колебания
ледников вызываются изменениями температурного режима, под-
ледного таяния и стока, то к ледниковым подвижкам приводит резкое
уменьшение сил сухого трения, когда их величину превышает
напряжение сдвига благодаря поднятию моренного материала со дна
по плоскостям надвигов.
Приведенные гипотезы по-разному объясняют механизм пульса-
ций ледников. Не исключено, что в различных условиях могут
действовать разные из названных здесь механизмов, как по отдель-
ности, так и в сочетании друг с другом. Для их доказательств нужны
конкретные наблюдения на пульсирующих ледниках во время
подвижек, которых все еще очень мало. Пока комплекс таких работ
был выполнен на леднике Варигейтид на Аляске.
Подвижки ледника Варигейтид зафиксированы в 1906,1926, 1947,
1964 и в 1982-1983 гг. с частотой около 20 лет. Детальные наблюдения
начаты в 1973 г. Они показали постепенное увеличение сначала
летней, а потом и зимней скоростей движения ледника. В 1978—
1981 гг. каждое лето наблюдалось по 4-5 микроподвижек, при
которых скорость движения в верхней части ледника за 1-2 часа
увеличивалась с 0,4 до 3 м/сут, и этот пик скоростей смещался вниз
по леднику на 400 м за час. Он сопровождался резким повышением
уровня воды в скважинах. Подвижка ледника началась в январе
1982 г. и сопровождалась ростом льдотрясений. В июне 1982 г.
скорость движения возросла до 10 см/сут, затем она упала вдвое, а
в октябре 1982 г. снова увеличилась.
283
В мире снега и льда
«Лапа» ледника Бырс в бассейне р. Муксу на Памире во
время подвижки
Эта центральная фаза подвижки длилась до середины июля 1983 г.
В верхней части ледника скорость движения возросла до 15 м/сут. а
в нижней - до 50 м/сут. В результате перемещения льда поверх-
ность ледника в области питания понизилась на 50 м. а на языке
возросла на 100 м. Давление воды в скважинах во время подвижки
было близко к давлению льда и нередко превосходило его. Расход
воды из-под ледника заметно увеличивался при падении скорости
ледника. Очевидно, в развитии подвижки существенную роль играла
перестройка системы подледного стока.
Резкие подвижки горных ледников привлекают к себе все более
пристальное внимание. Увеличение скорости движения льда в стадию
подвижки деформирует тело ледника и существенно меняет его
морфологический облик. На этом основано дешифрирование фото-
снимков, сделанных с воздуха или из космоса.
К числу общих признаков активизации ледников и их подвижек
относятся: изменения их очертаний, каплевидная форма языка,
называемая иногда «лапой», краевые разломы и зоны дробления льда
284
Глава 19. В логове ледяного медведя
Озеро в боковой долине, возникшее в
результате подвижки ледника Медвежьего
Озеро, пожпруженное ледником
285
В мире снега и льда_______________________________________
у склона долины, появление на ледниковой поверхности большого
количества трещин, надвигание языков ледников на другие ледники
и склоны, образование ледниково-подпрудных озер. В кульминаци-
онную фазу подвижки конечная часть ледникового языка представ-
ляет собой хаотическое нагромождение ледяных блоков. Характерно
также изменение рисунка поверхностных морен - их смещение,
изгибы, образование характерных петель.
Все эти черты хорошо видны на снимках. Особую ценность для
выявления пульсирующих ледников и изучения их режима приобре-
тают повторные космические фотоснимки в сочетании с аэро- и
наземными наблюдениями. Первый опыт таких работ был выполнен,
в качестве полигона взяты бассейны рек Муксу и Обихингоу на
Памире, где многие ледники наступали в 1972-1977 гг. Исполь-
зовались космические снимки, полученные во время полетов пилоти-
руемых кораблей и орбитальных станций в 1973-1978 гг.
В 1977-1980 гг. визуальные наблюдения за пульсирующими
ледниками были включены в программу работ орбитальной станции
«Салют-6». В период полета космонавты наблюдали на Памире
деградирующий язык ледника Медвежьего после его подвижки в
1973 г. Они отметили расчленение нижней, продвинувшейся части
ледника, перегородившего р. Абдукагор, путь движения воды из
подпруженного ледниковым языком озера и полное исчезновение
озера к лету 1978 г.
В конце 1977 г. с борта станции «Салют-6» были выполнены
уникальные наблюдения за динамикой ледников в крупнейшем
массиве внеполярного оледенения - на Южном Патагонском
ледниковом плато. Интересные результаты принесли наблюдения
за ледником О'Хиггинс, стекающим с этого плато на восток к
оз. Сан-Мартин. С 1935 по 1963 год ледник отступил на 8 км.
22 декабря 1977 г. экипаж станции «Салют-6» обратил внимание
на то, что нижняя часть ледникового языка, спускающегося в
озеро, отделена от основного ствола узкой полосой воды. Через
несколько дней в ослабленном месте откололось обширное ледни-
ковое поле площадью более 12 км2. 30 декабря этот айсберг был
отнесен ветром и резко деформирован, а 1 января 1978 г. разру-
шился на сотни обломков. 10 марта на поверхности озера сохраня-
лось лишь несколько небольших айсбергов. Таким образом,
космонавтам удалось зафиксировать рождение грандиозного
айсберга после подвижки крупного горного ледника и оценить
быстроту его распада.
Широкое использование аэрокосмических материалов гляциолога-
ми США и России уже дало возможность составить схемы пульсиру-
ющих ледников в горах Запада США, на Аляске, в Центральном
Каракоруме и на Памире.
286
Глава 19. В логове ледяного медведя
Пульсирующие ледники Центрального Памира
А недавно вышел в свет первый каталог пульсирующих ледников
Памира - явных в последнее время и с признаками подвижек в
прошлом [Осипова и др., 1998]. Каталогизация всего крупного региона
стала возможной лишь благодаря отечественным космическим
съемкам 1972-1991 гг. на Памире. В результате скрупулезного
анализа обнаружено 612 нестабильных ледников - дендритовых и
сложных долинных без деления их на потоки, а также простых
ледников, в том числе 51 ледник с зафиксированными крупными
подвижками, 215 ледников, имеющих комплекс признаков, свидетель-
ствующих об их пульсационном режиме в настоящее время или в
недавнем прошлом, и 346 ледников, имеющих признаки давних
подвижек или отдельные признаки современной нестабильности.
После завершения ледниковой подвижки большие массы льда
оказываются на низких уровнях долины, где они перестают двигаться
и превращаются в мертвые льды. Толщина таких льдов может дости-
гать нескольких десятков метров. Сверху их нередко прикрывает
287
В мире снега и льда
Ледник Бивачный - пульсирующий приток ледника Федченко
мощный моренный чехол, затрудняющий таяние льда. Поэтому
мертвые льды многие годы лежат в долине, постепенно разрушаясь
и стаивая. Чаще всего омертвевшая часть ледника отделяется от
активного льда, рассекается водными потоками на отдельные масси-
вы, которые постепенно исчезают под действием жаркого солнца и
водных потоков.
В других случаях мертвые льды перекрываются моренными
отложениями и в погребенном состоянии могут существовать десяти-
летия и столетия. Количество моренного материала в ледниковой
долине зависит от активности ледника. Чем быстрее движется лед,
тем больше он выносит каменных обломков к концу ледника, которые
затем размываются текущими водами.
Обилие обломочного материала у конца ледника зависит и от
размеров ежегодного стока талых вод. Если от концов относительно
маловодных ледников река уносит до трети ежегодно накапливаю-
щихся обломков, то от многоводных - до 90%. Это ведет к тому, что
у ледников с малым стоком почти всегда - и в периоды их наступания
и отступания - мы находим обширные поля моренных отложений,
288
Глава 19. В логове ледяного медведя
Селевой конус в долине р. Сурхоб на Памире
служащих потенциальными источниками схода селей. Конечно,
возникновение селей связано не только с ледниками, но самые
разрушительные случаются в результате ледниковых подвижек.
Сели - это быстро движущиеся потоки, в которых, помимо воды,
участвует и твердая фракция - камни, мелкозем, лед, Они часто
образуются после дождей и особенно ливней, но наиболее мощные и
опасные своим происхождением обязаны снегу и льду. Гляциальные
сели могут возникать от прорыва ледниково-подпрудных и моренных
озер, либо от сброса воды, накопленной внутри ледника. Они также
формируются, когда сползают и обрушиваются накопления морен
или срываются фирново-ледяные массы.
Для защиты от селей Алма-Аты, где постоянно существует селевая
опасность, в 1960-х годах в урочище Медео была построена плотина
высотой около ЮОти. Не прошло и нескольких лет, как новые грозные
события доказали своевременность ее постройки. Жаркий июнь
1973 г. привел к быстрому таянию снега в горах, переполнились
приледниковые озера, перемычка одного из них не выдержала, и вниз
289
В мире снега и льда_________________________________________
по Малой Алматинке понесся бурный селевой поток, по пути все
больше набирая силу За два часа, в течение которых сель пронесся
по всей долине, он углубил ее на 15-20 м. Четыре миллиона
кубометров воды и камней принес сель к плотине, и вся эта масса
осела в резервуаре перед ней. Город был предохранен от стихии.
Гляциальные сели неодинаковы по своей природе. Можно выде-
лить три их типа. Первый тип - грязекаменные потоки, образующиеся
при размыве молодых моренных отложений с ледяными ядрами
внутри. Такие сели - результат сильного таяния ледников и ливней,
размывающих ледово-моренные перемычки между отдельными
полостями с водой. Вероятность таких селей возрастает по мере
отступания ледников, оставляющих после себя значительные массы
мертвого льда, прикрытого моренными отложениями. Сели такого
генезиса характерны сейчас для многих горно-ледниковых районов,
к ним принадлежат и опасные малоалматинские сели, которые теперь
останавливает гигантская плотина в урочище Медео.
Второй тип - это водоснежные потоки, когда с ледниковых языков
или горных склонов соскальзывают значительные массы пропитан-
ного водой снега. Для их формирования нужны совсем незначи-
тельные уклоны - всего 2-7°. При одновременном интенсивном
таянии больших масс снега или сильном дожде в период снеготаяния
в движение приходят обширные снежные массивы. Объем и мощ-
ность водоснежного потока вниз по течению быстро нарастают, а
путь может достигать десятков километров. Такие сели часто сходят
на арктических островах и в субполярных горных районах, и опасны
они не меньше, чем грязекаменные потоки.
Но опаснее всего третий тип - водно-ледово-каменные потоки.
Они возникают при обвале ледниковых языков во время их подвижек,
как это имело место при подвижках кавказского ледника Колка в
1902 г. и памирского ледника Дидаль в 1974 г. К таким же селям
могут привести и прорывы ледниково-подпрудных озер, что неодно-
кратно наблюдалось на леднике Медвежьем. Водно-ледово-камен-
ные потоки, сопровождающие ледниковые подвижки, могут
достигать колоссальных размеров. Расход небольшой речки вне-
запно увеличивается до тысяч кубометров в секунду, а в узких
местах уровень реки поднимается на десятки метров.
После подвижки ледника Колка в 1969 г. специалисты обратили
самое серьезное внимание на возможность возникновения катаст-
рофических селей. На леднике была организована оперативная
служба наблюдения за формированием паводка. В результате
подвижки внутри раздробленного ледника скапливались большие
объемы жидкой воды, грозящие прорывом из-за неустойчивости всей
системы (ведь лед легче воды). Рассчитав водный баланс ледника
и ледникового бассейна, удалось определить распространение и
290
Глава 19. В логове ледяного медведя
трансформацию селя для случаев максимального и нормального
поступления воды в бассейн ледника. В период наибольшей угрозы
селя, с мая по октябрь 1970 г., непрерывно подсчитывали водный
баланс в бассейне ледника Колка, чтобы выявить опасное накоп-
ление воды. Каждые десять дней выпускали бюллетени о степени
угрозы наводнения и селей. К счастью, гидрометеорологические
условия в ту пору сложились благоприятно и катастрофического
паводка не произошло.
Оперативная работа в 1970 г. в бассейне ледника Колка была
первым в мире успешным опытом текущего прогноза гляциальных
селей. Теперь постоянная служба наблюдений и предупреждения
селей существует в Казахстане, она входит в комплекс мероприятий
по предотвращению стихийных бедствий в районе Алма-Аты.
Я так подробно рассказал о пульсирующих ледниках не только
потому, что их подвижки представляют собой удивительный феномен
природы, но также потому, что это явление, по-видимому, свойственно
и крупным ледниковым покровам, а следовательно, может играть
заметную роль в эволюции нашей планеты.
Глава 20
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЛЕДНИКОВ И ОКЕАНА
В первом издании моей книги «Мир снега и льда» [М.: «Наука»,
1994] две главы были посвящены оледенению Антарктиды и
результатам изучения керна из глубокой скважины на стации
Восток. Здесь я опускаю эти главы. Их содержание подробно
рассмотрено в других книгах настоящего шеститомника: в 1-м томе
и первой части 4-го тома. На этих страницах я сосредоточусь на
взаимодействии ледников и, в частности, крупных ледниковых
покровов с морем.
Для формирования ледников требуется вода, которая в конечном
счете поступает из океана. Поэтому по мере того как ледниковые
покровы разрастаются, уровень океана понижается. В период роста
ледники нередко достигают моря, и при соприкосновении льда с водой
вступает в действие целая группа особых процессов.
Если крупный ледник оканчивается в морской воде, положение
его края контролируется уровнем моря. Поднятие этого уровня
вызывает утончение ледникового покрова, которое постепенно
затухает на некотором удалении от побережья. Реакция ледникового
покрова на изменение уровня занимает десятки и сотни лет, что
намного быстрее, чем реакция ледника на глобальное изменение тем-
пературы. При понижении уровня моря происходят рост и наступание
ледника, однако он не может продвинуться дальше внешнего края
материкового шельфа - этому препятствуют океанские глубины.
Морская вода почти всегда теплее соприкасающегося с ней льда.
В антарктических водах, например, плавучий материковый лед
холоднее окружающей его воды в среднем на 0,5°. Это приводит к
постоянному таянию на краю ледникового покрова и его отступанию
по этой причине на 5-15 м в год.
Условия на ледниковом ложе резко различны, когда лед подсти-
лается горными породами или водой. Это сказывается на форме,
движении и всей жизнедеятельности ледников. Например, наземные
ледниковые покровы, лежащие целиком на каменном ложе, совсем
не похожи на плавучие части ледниковых щитов, ложем которых
служит толща воды. В первом случае высока сила донного трения, в
результате чего рождается куполообразная форма ледника. Во втором
292
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Наземный (/), «морской» (//) и плавучий (///) ледниковые покровы
1 - коренные породы; 2-лед; 3- морская вода
случае донное трение очень мало, и это приводит к формированию
на поверхности воды сравнительно тонких ледяных плит, верхняя и
нижняя поверхности которых почти параллельны. Яркие примеры
наземных ледниковых покровов - Гренландский или Восточно-
антарктический щиты, а плавучих - многочисленные шельфовые
ледники у берегов Антарктиды.
Промежуточное место между этими двумя главными типами
занимают ледниковые покровы, ложе которых подстилается камен-
ным ложем и водой. Коренное основание таких ледников погружено
на сотни метров ниже уровня моря, но это не мешает мощным
внутренним их частям покоиться на материковом субстрате, а
периферическим всплывать, образуя шельфовые ледники. Такие
ледники стали называть «морскими» [Гросвальд, 1983]. Хотя они
имеют континентальное происхождение, их морфология и режим во
многом зависят от влияния океана. «Морские» ледниковые покровы,
как видно на рисунке, представляют собой сочетание выпуклых
щитов, плоских шельфовых ледников и соединяющих их вогнутых
участков. Именно таким покровом является ледниковый комплекс
Западной Антарктиды.
293
В мире снега и льда
Главная особенность «морских» ледниковых покровов заключа-
ется в том, что их зарождение, развитие и деградация контролируются
главным образом морем: тепловым балансом и циркуляцией океана,
рельефом и вертикальными движениями морского дна. В то же время
крупнейшие «морские» ледники сами мощно воздействуют на океан:
вызывают колебания уровня, отклонения течений и изоляцию круп-
ных частей, изменяют условия осадконакопления и биологической
продуктивности, выпахивают континентальные шельфы и служат
источником накопления толщ ледниково-морских осадков на мате-
риковых склонах и их подножиях. Разрастаясь, ледники этого типа
влияют на формирование масс глубинной воды, а деградируя, что
нередко сопровождается быстрым выбросом в море обширных масс
льда и спуском больших ледниково-подпрудных озер, резко изменяют
температуру, соленость и изотопный состав отдельных частей Миро-
вого океана.
По мере продвижения ледника с суши на море его основание
постепенно погружается до такой глубины, над которой вес столба
воды равен весу колонки льда или превышает его, т.е. на глубину
0,8-0,9 толщины ледника. Когда ледник минует эту линию гидро-
статического равновесия, он всплывает, хотя иногда может погружать-
ся еще глубже, до 0,95 своей толщины, если конец ледника удержи-
вается сопротивлением соседних участков дна. В зоне всплывания
ледника его толщина уменьшается в результате ускорения движения
льда при переходе с твердого ложа на воду. Возникающее растяжение
льда вызывает образование трещин, которые заполняются морской
водой, по большей части вскоре замерзающей внутри ледника. Зона
всплывания материкового ледника отмечается на поверхности систе-
мой параллельных трещин, расположенный на расстоянии 50-100 м
одна от другой.
Линию отрыва ледника от ложа и перехода его в плавучее сос-
тояние называют линией налегания^ это очень важный рубеж,
положение которого не остается постоянным, а зависит от многих
причин. Линия налегания отступает, т.е. приближается к берегу мате-
рика, когда возрастает глубина океана (в результате погружения
земной коры, эрозии ложа или повышения уровня океана), увеличи-
вается скорость движения ледника, ослабляется его питание, усилива-
ются абляция и продольное растяжение. Противоположные изменения
тех же факторов ведут к наступанию линии налегания, т.е. она
продвигается в сторону моря.
На горизонтальном или резко наклонном в сторону суши океани-
ческом ложе линия налегания не может стабилизироваться, она
становится неустойчивой, и даже при небольшом внешнем возму-
щении «морской» ледник способен полностью разрушиться. Лишь
достигнув участков ложа с обратным уклоном, т.е. обращенными в
сторону моря, линия налегания может здесь стабилизироваться.
294
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Отступание и распад «морских» ледниковых покровов тормозится,
если спускающиеся к морю наземные части ледников подпруживают-
ся плавучими шельфовыми ледниками. Это наблюдается сейчас в
Западной Антарктиде, где «морской» ледниковый комплекс удержи-
вается двумя огромными шельфовыми ледниками - Росса и Филь-
хнера-Ронне.
Плавучие ледники подвержены постоянному воздействию морс-
ких приливов. Нормальное существование таких ледников возможно
лишь при малой высоте приливов, высокие приливы способствуют
отколу айсбергов. Например, в Арктике плавучие языки и шельфовые
ледники встречаются в тех местах, где высота приливов не превышает
0,3 м. Приливы могут создавать в ледниках поверхностные и придон-
ные трещины изгиба, отстоящие одна от другой на величину суточно-
го или полусуточного (в зависимости от типа прилива) продвижения
ледника.
В результате действия прилива нередко происходит откалывание
айсбергов. В антарктических ледниках толщиной 200-400 м для
появления айсбергов нужны приливы высотой более 2 м. а в очень
толстых плавучих ледниках (800 м и более) приливы вызывают
лишь появление мелких трещин. Зато в этих условиях широкое рас-
пространение получает природный механизм, названный прилив-
ным насосом.
Это явление наблюдается у линии налегания «морских» ледников
под влиянием периодических колебаний уровня океана. Оно заключа-
ется в ритмичном чередовании двух процессов: во время приливов,
когда шельфовые ледники всплывают, морская вода засасывается
под них, а во время отливов, когда ледники оседают, вода выжимается.
Даже при незначительном уклоне ложа и высоте прилива в 1-2 м
зона действия приливного насоса достигает многих сотен метров.
Реальность этого механизма доказана геодезическими работами на
шельфовом леднике Росса в Антарктиде.
Чем тоньше и холоднее плавающий ледник, тем продолжительнее
периоды между обломами айсбергов. А поскольку условия существо-
вания каждого из ледников и их размеры неодинаковы, также
разнообразны и интервалы между отколами айсбергов. От некоторых
ледников небольшие айсберги откалываются каждые несколько дней,
а у других между отколами проходят годы, в этих случаях мы
становимся свидетелями образования гигантских айсбергов длиной
в десятки и сотни километров.
Значительной стабильностью фронта отличаются шельфовый
ледник Росса и другие плавучие ледники, лежащие к востоку от
105° з.д. Несколько короче интервалы между обломами айсбергов у
шельфовых ледников Фильхнера-Ронне и Ларсена. Еще более
динамичен барьер шельфовых ледников Лазарева, Эймери, Западного
295
В мире снега и льда
Бухта отела у края ледника Торелл Вестре на Шпицбергене
и Шеклтона. У фронтов этих ледников всегда видны большие скопле-
ния айсбергов средних размеров. Сейчас в наших руках есть оператив-
ный инструмент для мониторинга плавучих ледников - космическая
съемка хорошего разрешения. Дешифрируя эти снимки, мы видим
огромную динамичность антарктических шельфовых ледников и
плавучих языков.
Откалывание айсбергов вызывают льдотрясения, которые могут
быть зарегистрированы сейсмоприемниками. По наблюдениям в
Мирном, пик таких льдотрясений приходится на максимальные
высоты суточных приливов, что свидетельствует о значительной роли
приливов в образовании айсбергов. Но ведущими факторами откалы-
вания больших айсбергов служат мощные волны в океане и баричес-
кие волны в атмосфере. Они обладают достаточной кинетической
энергией и подходящим периодом колебаний, чтобы вызвать резонан-
сные колебания плавучего ледника. И тогда происходит откол айсбер-
гов по зоне повышенных напряжений, уже ослабленных действием
приливных сил.
Особенно крупных размеров откалывание айсбергов достигает
в бухтах отела - глубоководных заливах, вдающихся в краевую часть
«морского» ледникового покрова у конца ледяного потока. Такие
бухты имеют в плане форму воронок, открытых в сторону моря, с
дугообразными фронтальными обрывами и концентрическими трещи-
нами - сбросами на склонах. Лед в бухтах движется очень быстро
по сравнению с соседними краевыми частями ледниковых покровов,
296
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Ледяной поток на Шпицбергене, оканчивающийся в море
а потери массы льда благодаря откалыванию айсбергов в бухтах
отела достигают громадных размеров.
В Северном полушарии последний крупный откол айсбергов
произошел зимой 1961/62 г. на шельфовом леднике Уорд-Хант,
лежащем у северного берега о. Элсмир. Этот ледник существовал
без заметных изменений по крайней мере 60 лет, но в феврале
1962 г. откололось сразу около 600 км2 льда. 4 февраля в 50 км от
ледника зарегистрировано землетрясение силой 3-4 балла, с
6 февраля по 6 марта наблюдались приливы и отливы особенно
большой амплитуды. Очевидно, подобные приливно-отливные,
сейсмические и метеорологические условия создали критическое
состояние льда у о. Элсмир и вызвали массовый откол айсбергов.
Однако условия для существования здесь шельфового ледника
продолжают сохраняться. Идет постоянный прирост льда в донной
части ледника, ледяная плита медленно выдвигается в сторону
моря, шельфовый ледник ежегодно вырастает примерно на 6 км2.
Таким образом, и Арктика пока еще не лишается шельфовых
ледников.
На контакте ледников с морем часто возникают приливные
ледники. Так называют долинные ледники, концы которых достигают
моря и образуют айсберги. Ледники этого типа распространены на
гористых побережьях полярных и субполярных областей, где граница
питания лежит на высоте всего 500-700 м над ур. моря. Типичный
приливный ледник оканчивается фронтальным обрывом, расположен-
297
В мире снега и льда
Приливный ледник на о. Южная Георгия
ным вблизи линии налегания, хотя иногда за эту линию выдвигается
плавучий язык.
В современную эпоху, когда мощность ледников убывает, а уро-
вень океана повышается, линия налегания приливных ледников
отступает и часто скачкообразно. Поэтому ледники этого типа
сокращаются во много раз быстрее обычных наземных. Например,
многие приливные ледники Юго-Восточной Аляски, спускающиеся
в залив Глейшер-Бей, за 100 лет отступили на 40-45 км.
Исключение составляет находящийся здесь ледник Колумбия.
Этот приливный ледник впадает в залив вблизи г. Валдиз, где
заканчивается Аляскинский нефтепровод и нефть перегружается в
танкеры. Площадь ледника около 1100 км2, в конце 70-х годов его
длина была равна 67 км, скорость движения достигала 1,6 км/год.
Глубина залива, в который спускается ледник, около 400 м, но конец
ледника в те годы упирался в подводную моренную гряду, где
глубина была всего около 20 м. Поэтому ледниковый язык шириной
4,8 км, возвышавшийся над водой на 76 м, занимал стабильное
положение и не продуцировал айсберги. Он не таил угрозы южному
побережью Аляски, вдоль которого тогда проходило в среднем по
три танкера в день.
В 1976 г. конец ледника начал медленно отступать, грозя сойти
со своего якоря - мелководной банки. Переход языка на плав
неизбежно должен был привести к быстрому разрушению конца
ледника и появлению множества айсбергов в заливе. Такое развитие
событий ставило под угрозу судоходство в этом районе и транспор-
298
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Общий вид ледника Колумбия. Размах высот от ледникового фронта до
окружающих ледниковых вершин составляет более 4000 м
тировку аляскинской нефти. Американские гляциологи начали деталь-
но исследовать ледник, чтобы дать прогноз его поведения.
Как раз в это время, в 1979 г., мне довелось посетить город Такому
на Тихоокеанском побережье, где находится гляциологический отдел
299
В мире снега и льда
Геологической службы США, занимавшийся проблемой ледника
Колумбия. Руководитель отдела Марк Майер рассказал, что на
леднике проводятся детальные наблюдения за изменениями подлед-
ного рельефа, толщины и движения льда, баланса массы ледника.
Применены три разных модели, которые дали близкий прогноз.
Согласно моделям, ледник через 5-6 лет, т.е. к середине 80-х годов,
должен был целиком оказаться над глубокой водой, и тогда скорость
его движения должна была бы возрасти в несколько раз, а расход
айсбергов достигнуть 10 км3/год. В последующие годы ледник
должен катастрофически разрушаться и в конце концов отступить
на 42 км, т.е. сократится более чем вдвое, после чего наступят
стабильные условия.
Как же вел себя ледник Колумбия? В 1983 г. его фронт покинул
гребень отмели и стал отступать с большой скоростью. К концу
1984 г. его конец находился уже в 2 км от отмели над глубинами
около 300 м. В 1977-1978 гг. лед в концевой части языка двигался
со скоростью 4 см/сут, а в 1984 г. он проходил по 15 м за сутки. В
спокойную фазу за сутки от ледника откалывалось в среднем по
3,3 млн т айсбергов, а в фазу быстрого отступания - по 12 млн т.
Толщина льда в нижней части языка за 1974-1981 гг. уменьшилась
на 26 м. за 1981-1983 гг. еще на 30 м. а к 1985 г. уменьшение
толщины ледника достигло 100 м. Таким образом, события раз-
вивались так, как и было предсказано гляциологами.
Колебания приливных ледников происходят не синхронно с
колебаниями ледников, оканчивающихся на суше. Это особенно
ярко видно в случае аляскинских ледников. Например, залив Литуйя
на Юго-Восточной Аляске освобождался ото льда 8200-5500,
5000-3600 и 2000-1500 лет назад, что в целом совпадает с измене-
нием ледников на суше. Однако приливный ледник, начавший
отступать в силу климатических изменений, затем, на протяже-
нии 500-1000 лет, практически не реагировал на климатические
воздействия; его динамика определялась внутренними свойствами
ледниковой системы.
В области линии налегания, т.е. там, где ледник отрывается от
коренного ложа, ледниковая эрозия сменяется ледниковой аккумуля-
цией. Оба эти процесса в условиях взаимодействия оледенения с
морем носят своеобразный характер. В гористых побережьях облас-
тей покровного оледенения широко распространены фьорды -
длинные, узкие и глубокие заливы, прорезанные мощными вывод-
ными ледниками. Некоторые фьорды на Аляске, в Гренландии и
Антарктиде достигают в длину 300-400 км.
Фьорды служат продолжением ледниковых долин суши, а на дне
морей они переходят в желоба-троги. Последние по своей форме
похожи на троговые долины, имеют корытообразные поперечные и
300
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Согнефьорд - крупнейший фьорд
на Скандинавском полуострове
ступенчатые продольные профили. Как и фьорды, они выработаны
ледяными потоками «морских» ледниковых покровов. Самые крупные
желоба-троги располагаются в Баренцевом и Карском морях, морях
Росса и Уэдделла в Антарктиде, в проливах Канадского Арктичес-
кого архипелага. Их длина составляет в среднем 400-500 км, ширина
- десятки километров, а глубина - чаще всего 600-1000 м, но в
Антарктике может превышать и 2000 м [Глазовский, 1989].
Огромное количество каменного материала, переносимого
«морскими» ледниками, откладывается на океаническом дне, за
пределами линии налегания. Здесь формируются подводные морены
вытаивания, приуроченные к районам распространения плавучих
ледников, а далее в море - ледниково-морские отложения. Подобные
отложения окружают Антарктиду и обнаруживаются в любой
глубоководной скважине, пройденной в антарктических морях. Сейчас
они продолжают формироваться в Южном океане южнее 60-65° ю.ш.,
в ледниковые же эпохи граница этих отложений сдвигалась на 10-
15° к северу. Подобные осадки маркируют обширные области былого
распространения шельфовых ледников и айсбергов.
Большие айсберги, разносящиеся по южно-полярным морям,
вызывают деформации донных отложений на глубинах до 300-500, а
иногда до 600 м. Айсберги выпахивают на морском дне борозды
глубиной до 2-2,5 м. иногда до 10 м, и шириной до 20 м. Чаще всего
такие борозды лежат на продолжении фьордов и других ледниковых
долин и направлены вдоль господствующих течений. Здесь же
происходят складчатые дислокации грунта, который, кроме того,
301
В мире снега и льда
Отложения «морских» налегающих и плавучих ледников
1 -ледники и айсберги; 2-придонная морена; 3-подводная морена вытаивания;
4-ледниково-моренные отложения; 5-основная морена; 5-коренные породы;
7 - морская вода
обогащается валунами и галькой, вытаивающими из айсбергов.
Изучение айсберговых дислокаций в море Бофорта и некоторых других
районах Арктики очень важно для разработки мер защиты подводных
нефте- и газопроводов от повреждений айсбергами.
Еще совсем недавно мы не могли ответить на вопросы:
происходит ли таяние или намерзание у нижней поверхности
шельфовых ледников и как интенсивно идут эти процессы. В 1960-х
годах была выявлена связь между характером температурного поля
и направлением процессов накопления и таяния у верхней и нижней
поверхностей шельфовых ледников. Измерения температуры в
скважинах на морских частях шельфовых ледников Модхейм, Росса
и Лазарева показали, что на границе ледника с водой происходит
таяние льда. Однако, согласно расчетам, уже в 150-200 км от края
ледника донное таяние сводится к нулю, а средняя скорость стаивания
во всей этой полосе равна примерно 30 см/год.
В скважинах, пробуренных на ряде шельфовых ледников дальше
200 км от их края, тип распределения температур свидетельствует о
том, что на нижней поверхности шельфовых ледников намерзает лед.
Основной причиной этого, по-видимому, служит поступление
пресной воды к нижней поверхности ледника, омываемого очень
холодной морской водой. Слой распресненной воды у донной
поверхности шельфовых ледников образуется в основном от
поступления пресной воды в тыловую часть ледника из-под
материкового ледникового покрова. В центральной области послед-
302
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана________________
него, как мы уже видели, постоянно идет таяние на границе с
коренным ложем.
Подобный процесс наиболее интенсивно развивается на шельфо-
вом леднике Эймери, являющемся плавучим продолжением крупней-
шего в Антарктиде выводного ледника Ламберта. С него под ледник
Эймери ежегодно поступает около 4 км3 пресной воды. В результате
на нижней поверхности шельфового ледника замерзает до 7 км3
распресненной воды в год. Намерзший снизу лед был обнаружен в
скважине, пробуренной на леднике Эймери.
В начале 80-х годов группе российских ученых, работавшей в
составе Антарктической экспедиции США, удалось пробурить
скважину до дна шельфового ледника Росса в 500 км от его края
[Зотиков, 1982]. По всей скважине глубиной 416 м был отобран
ледяной керн. Нижний 6-метровый слой льда резко отличался от
остальной толщи: это был солоноватый лед, образовавшийся от
намерзания морской воды. Нашей группе сопутствовала редкая
удача - каким-то чудом удалось поднять самый нижний кусок керна.
Его нижняя поверхность имела пупырчатую вафлеобразную струк-
туру. Пока нет объяснения удивительной ориентированности верти-
кальных ледяных кристаллов нижнего слоя, сгруппированных в
правильные ряды. Можно думать, что это связано с морскими
течениями, имеющими явно выраженную направленность под
ледяной плитой.
Работавшим на леднике российским ученым впервые в мире
удалось выполнить наблюдения за процессами намерзания - таяния
на нижней поверхности шельфового ледника Росса. На нижнем устье
скважины были установлены неподвижные датчики ультразвуковых
колебаний. С их помощью измеряли изменения расстояния от
датчиков до фронта намерзания-таяния. Таким путем удалось
установить, что за год намерзает от 2 до 4 см льда.
Следовательно, дальше 200 км от края шельфовых ледников
таяние на их нижней поверхности сменяется намерзанием. Сначала
оно незначительно, но по мере приближения к тыловым частям
шельфового ледника, особенно там, где происходит интенсивное
«выжимание» пресных вод из-под континентального ледникового
покрова, все более усиливается. Этот процесс имеет большое
значение для режима периферийных частей ледникового покрова
Антарктиды.
При потеплении климата возрастет поверхностное таяние и
количество поступающей под шельфовый ледник пресной воды
увеличится. Это вызовет рост намерзания снизу и приведет к
утолщению тыловой части шельфового ледника. Поэтому можно
полагать, что некоторое потепление климата не только не разрушит
шельфовые ледники, но, наоборот, укрепит их основание. Таким
303
В мире снега и льда
Изменения уровня океана за последние 6 тыс. лет в пределах
пяти разных зон, выделенных на карте в центре рисунка
образом, механизм повторного намерзания пресной воды на нижнем
основании шельфовых ледников стабилизирует в условиях меняюще-
гося климата границы наземного антарктического оледенения и
океана [Зотиков, 1983].
Приблизительные подсчеты показывают, что в Южном океане
находится около 15 тыс. км3 пресного льда (в водном эквиваленте),
заключенного в плавающих айсбергах. Для изменения уровня
Мирового океана на 1 мм достаточно прибавить или изъять 360 км3
воды - это немногим больше 2% объема айсбергов, плавающих вокруг
304
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана
Антарктиды. Значит, огромный объем айсбергов, откалывающихся
от Антарктического ледникового покрова, может существенно влиять
на водный баланс Мирового океана. В предыдущем столетии уровень
океана неуклонно повышался со скоростью 1-1,5 мм/год, что
соответствовало ежегодному увеличению водной массы океана на
360-540 км3. В какой мере этот прирост является следствием таяния
в наше время ледниковых покровов, еще требуется определить.
Одно несомненно, что в прошлом главным фактором крупных
колебаний уровня моря были изменения оледенения на Земле.
Снижение уровня океана происходило в ледниковые эпохи, когда
значительные массы воды консервировались в ледниковых покро-
вах; наоборот, в межледниковые эпохи, когда ледниковые покровы
сокращались, уровень повышался.
Изменения уровня океана, связанные с колебаниями массы
ледников, называются гляциоэвстатическими. Их определяют неско-
лькими методами. Геологический метод состоит в определении
глубин, высот и абсолютного возраста затопленных и поднятых древ-
них береговых линий в тектонически стабильных береговых зонах.
Изотопно-кислородный метод исходит из степени увеличения
содержания тяжелого изотопа 180 в морской воде в эпохи оледенений.
Рост относительного отклонения 180/160 в глубоководных бентосных
фораминиферах на 0,1%о соответствует падению среднего уровня
океана на 10 м. Причина этого явления заключается в изъятии изотоп-
но более легкой воды из океана в результате ее испарения и аккумуля-
ции в ледниковых покровах.
Наконец, гляциологический метод использует реконструкции
объемов древнеледниковых покровов, что позволяет рассчитать
снижение уровня океана, исходя из эквивалентности 1 млн км3 льда
Осредненные гляциоэвстатические
изменения уровня Мирового океана
за последние 130 тыс. лет
305
В мире снега и льда
слою океанической воды примерно в 2,5 м. За последние тысячи
лет происходила деградация оледенения, что привело к подъему
уровня Мирового океана. Однако благодаря неотектоническим и
гляциоизостатическим движениям земной коры, происходившим
неодинаково в разных частях земного шара, изменения уровня
океана на всей его поверхности шли по-разному, лишь в среднем
демонстрируя общий рост.
Как показывает гляциоэвстатическая кривая, в последний раз
уровень океана был выше современного 120-125 тыс. лет назад - в
последнюю межледниковую эпоху. Все остальное время он был ниже,
что свидетельствует о сохранении обширного оледенения Земли на
протяжении последних 100 тыс. лет.
Глава 21
ПРОШЛЫЕ ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ
Ледники интенсивно преобразуют лик Земли. Склоны гор, где
еще недавно залегали мощные льды, испещрены глубокими
чашеобразными впадинами. Это кары, расположенные в
верховьях ледниковых долин. Они имеют неровные, крутые и скали-
стые стенки вогнутой формы с резкими перегибами при переходе к
днищу, а от выхода в долину кар обычно отделяется скальным
ригелем - устьевой ступенью, нередко прикрытой отложениями
морены. Формирование каров начинается с накопления снежных
масс в водосборных воронках ручьев и речек, которые постепенно
расширяются и углубляются в результате движения возникающего
здесь ледника. Морозное выветривание у верхних границ ледников
способствует отступанию задних стенок кара, доледниковые водо-
раздельные поверхности постепенно «съедаются», и от них остают-
ся острые и крутые зубцы альпийских гребней и пирамидальные пики
- карлинги. Особенно крутые, отдельно стоящие каменные иглы
альпинисты называют жандармами - их много встречается на пути
к вершинам.
При последующем развитии несколько соседних каров могут
объединяться в один гигантский цирк. Например, кар на горе Маун-
Листер в районе Мак-Мёрдо в Антарктиде достигает в ширину 16 км.
его задняя стенка поднимается на 3 км. Благодаря действию
солнечных лучей и ветрового переноса снега основная масса каров в
Северном полушарии ориентирована на север и восток, а в Южном
- на юг и восток. Поскольку кары образуются вблизи снеговой линии,
по их днищам можно восстанавливать прошлое ее положение.
Нередко на горных склонах можно видеть несколько ярусов каров -
так называемые каровые лестницы, которые служат основой для
суждения о высотах снеговой линии в разные ледниковые эпохи. Ско-
рость углубления каров зависит от энергии оледенения. За 1000 лет
в Арктике кары врезаются на 2,5-9 см. в Норвегии - на 50-60 см. в
Скалистых горах - на 130 см.
В центральных частях древних ледниковых покровов, где интен-
сивно шло ледниковое выпахивание, чехол рыхлых отложений
оказывается целиком снесенным, и на поверхности остаются продол-
говатые холмы высотой от нескольких до десятков метров, сложенные
307
В мире снега и льда
Преобразование горного рельефа в резуль-
тате движения льда (по Е. Мартонну)
А - молодые горы перед началом оледене-
ния; Б - максимальное развитие оледенения:
1 - боковая морена, 2 - срединная морена,
3 - донная морена, 4 - внутренняя морена,
5 - поверхностная морена; В - горы после
отступания ледников
чаще всего прочными вулканическими породами со следами обработ-
ки ледником - штрихами и шрамами. Такие скалы зовут бараньими
лбами, а их скопления - курчавыми скалами.
А в горах, где текут мощные долинные ледники, долины приоб-
ретают форму трогов. Для них характерны корытообразные попереч-
ные профили с плоским широким дном и крутыми вогнутыми бортами.
В верхней части борта переходят в обработанные льдом наклонные
площадки - плечи трогов. Иногда формируются две и даже три пары
плеч, характерные для разновозрастных долин, когда молодые троги
врезаны в днища более старых.
308
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Вершина Маттерхорн в Альпах -
известнейший карлинг Европы
Нередко над главной троговой долиной располагаются висячие
долины-притоки, их устья находятся на 150-200 м выше. Здесь
некогда залегали менее мощные боковые притоки ледников, исчезнув-
шие раньше основного ледника, который продолжал эродировать,
углублять свое ложе.
Большинство троговых долин возникло в результате расшире-
ния, спрямления и неравномерного углубления ледниками прош-
лых речных долин, но иногда такие долины имеют чисто леднико-
вый генезис. В этом случае они достигают глубин 1000 м и пересе-
кают водоразделы горных стран, испытавших крупное оледенение.
Типичных троговых долин много в Скандинавии, Шотландии,
Кордильерах Северной Америки, вообще в горных странах, откуда
в прошлом стекали мощные ледники. На окраинах материков и на
шельфе троги переходят в фьорды, а затем в желоба-троги, прореза-
ющие морское дно.
Ледники переносят огромные массы обломков горных пород.
Часть их находится на поверхности ледниковых языков, куда они
поступают с обвалами и осыпями с окружающих склонов и при
вытаивании морены из толщи льда. В основании ледников формиру-
ются слои мореносодержащего льда толщиной до нескольких метров
- главным образом путем захвата обломков с ложа в процессе
ледниковой эрозии. Ледники сильно обогащены мореной, которая
отлагается при таянии и отступании ледников.
В результате неравномерного вытаивания моренных отложений
возникают холмистые и грядовые формы рельефа, береговые и
309
В мире снега и льда
Штрихи и шрамы на плоской поверхности скал в Канаде
свидетельствуют о двух генеральных направлениях
движения в прошлом Канадского ледникового щита
конечно-моренные валы. Обширные массивы мертвых льдов, пос-
тепенно стаивающих в результате деградации оледенения, способ-
ствуют формированию холмистого рельефа камов - крутосклонных
холмов, сложенных песком, гравием и галькой с горизонтальной и
косой слоистостью. Камовые отложения накапливаются в озерах
между ледяными глыбами, несортированный материал стекает в эти
озера со стаивающих ледяных массивов. В переотложении
материала значительную роль играют позднеледниковые потоки,
следы действия которых - в косой дельтовой слоистости так
называемых камовых террас.
Линейно вытянутые гряды водно-ледникового происхождения
получили название озов. Они имеют вид валов с крутыми скло-
нами и узкими гребнями, сложенных косослоистыми песками,
гравием и галькой. Мелкие озы поднимаются всего на 2-3 м и
протягиваются на сотни метров, а самые большие достигают высоты
100 л/ и тянутся на сотни километров. В плане озы обычно изгибаются
и даже меандрируют, могут пересекать пологие впадины и долины,
поднимаясь и спускаясь по их склонам. По составу и строению
озы похожи на камы, но сложены более грубым материалом. Они
формируются путем заполнения внутриледниковых туннелей и
трещин продуктами перемыва морены. Озы прекрасно развиты в
Швеции, где они сформированы у выходов приледниковых каналов
при разрастании дельт в процессе отступания края ледникового
покрова.
310
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Верховья Кубани имеют характер трога
На равнинах, подвергшихся обширному оледенению в прошлом,
встречаются удлиненные холмы обтекаемой формы, сложенные
сильно уплотненными, несортированными валунными глинами и
суглинками, реже - песками. Их называют друмлины. Высота
холмов колеблется от 8 до 60 м. длина - от 400 до 2300 м. а ширина
-от 150 до 700 м. Друмлины обычно встречаются большими
группами, образуя друмлинные поля. На побережье Североаме-
риканского континента, в штате Нью-Йорк одно такое поле состоит
из 10 тыс. друмлин.
Тупые, сравнительно высокие и крутые концы друмлин обраще-
ны навстречу движению льда, противоположные концы более пологие
и узкие. Друмлины ориентированы в направлении прошлого движе-
ния льда. Они возникают при неравномерном выпахивании и
переотложении ранее сформированной морены либо в результате
неравномерного отложения морены, вызванного разными токами льда
в ледниках и особенностями распределения морены во льду.
Движение крупных ледников ведет к серьезным нарушениям в
залегании горных пород. На равнинах Европы, Западной Сибири и
311
В мире снега и льда
Моренное поле перед ледником Центральный
Туюксу в Заилийском Алатау
Северной Америки находят возвышенные останцы, сложенные
осадочными породами, отличными от окружающей местности. Такие
блоки осадочных пород, иными словами отторженцы, в свое время
ледник целиком отделил от материнской толщи и переместил на много
километров, сохранив в той или иной мере характер первичных
напластований. Гигантские отторженцы достигают нескольких
километров, но наиболее типичные имеют длину 80-250 м. ширину
40-120 м и мощность до 10-20 м. Как ледник отторгает большие
блоки горных пород от субстрата, до сих пор еще не совсем ясно.
Можно представить несколько путей такого процесса: ледник
отчленяет прочные породы по трещинам благодаря неравномерному
давлению льда; ледник работает как бульдозер, срывая выступы ложа
своим фронтом; ледник скалывает чешуеобразные пластины ложа
при надвигах и срезает тела, внедрившиеся в лед.
Так или иначе, но ледники в своем движении, наступании и
стаивании постоянно преобразуют рельеф, что служит также ярким
свидетельством их прошлого распространения и жизнедеятельности.
В Швейцарии, проходя по одной из улиц Люцерна, я обратил
внимание на мелькнувшее в объявлении название «Ледниковый парк».
Как, парк прямо в городе, среди старинных садов и домов? И я решил
поглядеть на маленькое ледниковое «чудо». В 1872 г. при
строительстве винного погреба в доме И.В. Амрайна-Толлера под
312
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
моренными отложениями были обнаружены полости, выработанные
древним ледником в песчаниках миоценового возраста. На стенах
полостей увидели ледниковые штрихи и шрамы, а некоторые валуны
несли типичные следы обработки ледником. Хозяин решил создать
в своем доме маленький музей естественной истории. С тех пор и
существует на окраине Люцерна «парк» с аттракционами: ледниковой
мельницей, лабиринтом. За 115 лет музей с парком посетило более
8 млн человек.
Среди достопримечательностей музея в Люцерне - несколько
эрратических валунов, т.е. прочных каменных глыб, состав которых
отличается от местных горных пород. Такие валуны тысячами
находят на равнинах Европы и Северной Америки, в долинах на
выходе их из гор. Объем некоторых валунов достигает нескольких
тысяч кубометров. В Швейцарии крупнейшим эрратическим валу-
нам даны имена: Плуг-камень, Стопа-камень. Широкой известно-
стью пользуется гигантский Ермоловский камень в русле Терека на
выходе из Дарьяльского ущелья. Длина камня превышает 28 м. а
высота около 17 м. старые трещины рассекают его.
Такие гиганты, конечно, редкое явление, но валуны поперечником
1-2 м и меньше встречаются во многих местах. В Прибалтике,
Ленинградской и Псковской областях, в Подмосковье можно видеть
кучи камней, извлеченных из земли при обработке полей. Все это
эрратические валуны, которые принесены сюда издалека.
Поныне тьма каменьев стопудовых
Валяется. Кем брошены они?
Этот вопрос задал Гёте. Ответ на него наука искала десятилетия.
Откуда на огромных равнинах Евразии и Северной Америки взялись
бесчисленные эрратические, т.е. «блуждающие» (erratic - по-
английски значит рассеянный, блуждающий) валуны? Как будто бы
ясно, что источник их - места, где соответствующие породы выходят
на поверхность. В Америке это Кордильеры и Лабрадор, в Европе -
Скандинавия, Финляндия, Карелия.
В 1500-1502 гг. были расписаны стены собора Рождества
Богородицы Ферапонтова монастыря, недалеко от Вологды - это
вершина творчества Дионисия. Настенные фрески исполнены
великолепными минеральными красками, изготовленными из гальки,
разбросанной на Вологодчине. Однако коренные источники большей
части этих галек находятся к северу - в Заонежье. Галька цветных
пород из окрестностей Ферапонтова монастыря почти полностью
соответствует коренным горным породам Карелии.
Какие же силы разносят каменные валуны на сотни, а то и тысячу
километров? В 1830 г. Чарльз Лайель такой разнос валунов объяснил
действием морских льдов и айсбергов, блуждающих по морям,
313
В мире снега и льда_________________________________________
неоднократно покрывавшим равнины в геологическом прошлом.
Дрифтовая теория Ч. Лайеля относила несортированные щебнистые
глины - то, что мы сейчас называем моренными отложениями, - к
осадкам холодных морей. Чуть позже Чарльз Дарвин поддержал это
мнение, но, возвратясь с Огненной Земли, написал, что и сами ледники
приносят массу валунов, спускаясь с гор на равнину.
Идеи о древних оледенениях гор на основе исследований в Альпах
были высказаны еще в конце XVIII в. Зарождение представлений о
прошлом оледенении равнин умеренных широт относится к первой
половине XIX в. В 1837 г. швейцарский исследователь Луи Агассис
впервые объяснил воздействием ледников полировку скал, перенос
валунов и отложение морены. Первоначально взгляды Агассиса были
использованы в дрифтовой теории Лайеля и лишь в 1880-х годах
стали основой ледниковой теории.
Значительный вклад в становление ледниковой теории внесли
русские ученые, и прежде всего П.А. Кропоткин [1876]. Так, еще в
прошлом веке удалось объяснить огромное количество самых разных
фактов, гляциализм получил всеобщее признание. Однако даже в наше
время немалое число геологов остаются сторонниками антигляциа-
лизма, отрицающего древние покровные оледенения на равнинах
умеренного пояса. Всплеск подобных взглядов приходится на 50-е и
60-е годы прошедшего века, когда в связи с поисками нефти развер-
нулись геологические исследования в бассейне Печоры и в Западной
Сибири. Здесь интерпретация ледниковых отложений связана с
определенными трудностями. Поэтому события четвертичного пери-
ода объяснялись чередованием морских трансгрессий и регрессий,
а существование оледенений отрицалось. В те годы вновь возродилась
дрифтовая концепция.
В морских трансгрессиях, характерных для позднеледниковых
этапов истории приморских низменностей, сторонники этой концепции
отрицали действие покровных оледенений, признавая оледенения и
климата как явления, обусловленные лишь тектоническими движе-
ниями. Между тем гляциология нашла логическое объяснение
специфическим особенностям эволюции этих территорий, показав
различия в отложениях ледниковых покровов, формировавшихся на
возвышенной суше, дне мелководных морей и морских низменностях.
Ключ к разрешению этих противоречий лежит в познании развития
ледников и их взаимодействия с морем.
Первоначально ледниковая теория предполагала однократное
оледенение европейских равнин. Однако уже к концу XIX в. сложи-
лось представление о двух- и трехкратных оледенениях, а вскоре была
выработана классическая альпийская схема, включавшая четыре
ледниковые эпохи: гюнц, миндель, рисе, вюрм. С ними пытались
сопоставлять четыре горизонта ледниковых отложений на Русской
314
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Шкала геологического
Ледниковые эры
Лавразийская s
и абс. возраста
— kz —г, О
-0,07—_
Гондванская
Африканская
1,0
Канадская
— 1 ^2
Ледниковые эры и крупнейшие
ледниковые периоды в истории
Земли
1 - оледенения; 2 - возможные
возрастные пределы оледенений;
длина линий пропорциональна
числу материков, на которых из-
вестны ледниковые отложения.
Kz - кайнозой, Mz- мезозой, Pz-
палеозой, R - рифей, PR - про-
терозой
равнине: окский, днепровский, московский и валдайский. Ана-
логичные горизонты были обнаружены и в Западной Сибири:
шайтанский, самаровский, тазовский и зырянский. По данным,
полученным на суше, на протяжении плейстоцена произошло не
менее четырех крупных оледенений, в каждом из которых можно
выделить две и более крупные ледниковые стадии. Еще более
сложная картина ледниковых эпох вырисовывается по данным
морских отложений.
Изучая древние геологические отложения, мы нередко находим
тиллиты - несортированные грубообломочные окаменевшие
морены и ледниково-морские осадки. Несмотря на окаменелость,
тиллиты очень похожи на обыкновенные моренные отложения: в них
присутствуют эрратические валуны, ледогранники и отторженцы,
315
В мире снега и льда
следы ледниковой обработки - борозды, бараньи лбы и пр.,
остатки гляциодислокаций и других ледниковых воздействий.
Тиллиты обнаружены на всех континентах в отложениях разного
возраста. По ним восстанавливается ледниковая история Земли
за 2,5 млрд лет.
За это время Земля пережила четыре ледниковые эры [Чумаков,
1978], каждая из которых длилась от многих десятков до 200 млн
лет; канадская в начале раннего протерозоя (2,45-2,2 млрд лет назад),
африканская в конце рифея и в венде (900- 580 млн лет назад),
гондванская в среднем и позднем палеозое (380-240 млн лет назад),
лавразийская в позднем кайнозое, она продолжается и сейчас.
Каждая такая эра состояла из ледниковых периодов, соизме-
римых по длительности с плейстоценом, или четвертичным перио-
дом, а каждый период - из большого числа ледниковых эпох.
Продолжительность ледниковых эр на Земле составляет не менее
трети всего времени эволюции нашей планеты за последние 2,5 млрд
лет. А если учесть длительные начальные фазы зарождения
оледенения и его постепенной деградации, то эпохи оледенения на
Земле займут почти столько же времени, сколько и теплые,
безледные условия.
Упрощенная реконструкция карбонового оледенения Гондваны на
основе изучения тиллитов и других ледниковых следов
Реконструкция Д. Тарлинга и М. Тарлинг
1 - граница распространения льда; 2- направление движения льда
316
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Все древние оледенения были приурочены к полярным и
умеренным широтам, и только одно оледенение (в венде), возможно,
распространилось и на более низкие широты. Геологические данные
говорят о том, что оледенения сопровождались не только похолодания-
ми, но и контрастной климатической зональностью, подобной
существовавшей во время наиболее изученного плейстоценового
оледенения, тогда как климат в промежутках между ледниковыми
эрами был более теплым и отличался слабо выраженной широтной
зональностью.
Средняя температура на Земле в ледниковые эпохи была на 6-
7 °C ниже, чем в теплые эпохи. Еще большую разницу дает сравнение
современной кайнозойской эпохи оледенения с предшествовавшей
безледной эпохой мелового периода. Сильные похолодания климата
и резкое расширение покровных оледенений в полярных и умерен-
ных широтах, характерные для ледниковых эпох, сопровождались
эвстатическим понижением уровня Мирового океана более чем на
100 м, расширением области многолетнемерзлых пород и сдвигом
почвенно-растительных зон в сторону экватора. В геологическом и
географическом смысле ледниковые эпохи Земли представляли собой
весьма изменчивый мир по сравнению с более однообразной приро-
дой теплых безледных эпох.
Естественно, возникает вопрос о причинах возникновения и
изменений оледенений Земли. До сих пор эта кардинальная проблема
ледниковой истории планеты еще не разрешена. Поэтому продолжают
существовать десятки гипотез, объясняющих оледенения на Земле
множеством космических и земных причин. В наше время все
большее внимание обращается на идею о том, что малые воздействия
могут вести к существенным глобальным изменениям. Об этом
свидетельствует факт существования климатических изменений, свя-
занных с эффектом Миланковича, т.е. с циклическими колебаниями
радиационного баланса Земли, вызванными периодическими измене-
ниями величины прецессии (предварения равноденствий), наклона оси
вращения планеты и эксцентриситета ее орбиты. Но и в этом случае
существенную роль играет механизм усиления внешних воздействий
в земной системе атмосфера-океан-оледенение.
Не отрицая роли астрономических факторов, в частности
изменения эксцентриситета земной орбиты и эволюции Солнечной
системы в целом, более правильно искать причины изменений
климата и оледенения в процессах, происходящих на самой Земле.
Среди причин, вызывающих изменения оледенения за десятки
миллионов лет, на первое место надо поставить преобразование
географии материков и океанических течений, обусловленное дрей-
фом литосферных плит. Современные воззрения о литосферной
тектонике позволяют по-новому реконструировать историю Ан-
тарктиды и отчасти Арктики.
317
В мире снега и льда
Течения в океанах Южного полушария
I - в палеоцене (60 млн лет назад), II - в начале олигоцена (35 млн лет
назад), III - в начале миоцена (20 млн лет назад), IV - современные
течения; 1 - суша, 2 - ледниковый покров и направления движения
льда, 3 - теплые течения, 4 - холодные течения
В конце мезозоя и в начале кайнозоя, т.е. от 80 до 50 млн лет
назад, Антарктида, как и теперь, находилась в районе Южного
полюса и вместе с Австралией составляла единый материк, с которым
также соединялась Южная Америка. Пролива Дрейка не сущест-
вовало, теплые течения омывали континент, климат здесь был
умеренным.
Около 55-53 млн лет назад Австралия отделилась от Антарктиды
и начала смещаться к северу. Между двумя массивами суши
появился пролив, пока еще узкий и мелкий. Температура поверх-
ностных приантарктических вод снизилась с 19 до 12 °C, но кли-
318
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Развитие оледенения Антарктиды
I - первый этап роста ледников на границе эоцена и олигоцена (около
38 млн лет назад); II - второй этап роста ледников, следовавший
непосредственно за первым; III - оледенение в олигоцене и начале
миоцена (от 38 до 12 млн лет назад); IV - максимальное развитие
оледенения на границе миоцена и плиоцена (около 5 млн лет назад)
мат Антарктиды оставался умеренным, на материке росли широко-
лиственные леса.
38 млн лет назад произошло резкое похолодание. К этому времени
к югу от Австралии образовался широкий и глубокий пролив, в который
устремилось Южное круговое течение, опоясывавшее почти всю
Антарктиду, за исключением узкого перешейка, где Антарктический
полуостров все еще соединялся с Южной Америкой. В этих условиях
теплые воды, поступавшие в Антарктику, подолгу оставались в этой
области и успевали сильно охладиться.
На Антарктическом материке начали образовываться горные
ледники, которые, разрастаясь, усилили похолодание. В районе гор
Гамбурцева, возвышавшихся до 1500-1800 м над ур. моря, возник
ледниковый щит диаметром около 1000 км. Постепенно он разрастал-
319
В мире снега и льда_________________________________________
ся, сливался с другими локальными центрами оледенения и, наконец,
образовал большой Восточноантарктический ледниковый покров
площадью около 10 млн км2.
Изменение океанической циркуляции вместе с разрастанием
ледникового щита привело к охлаждению климата всей Земли.
Температура поверхностных вод вблизи экватора понизилась с 28
до 20 °C, но еще не было оледенения в Западной Антарктиде, где
продолжали расти широколиственные леса. Климат вновь резко
изменился в период между 14 и 11 млн лет назад. В этом немалую
роль сыграло раскрытие пролива Дрейка. Исчезла последняя прегра-
да на пути Южного кругового течения, которое теперь стало опо-
ясывать всю Антарктиду. Температура воды у берегов Антарк-
тиды понизилась до 2 °C, а в экваториальных районах несколько
возросла. В этот период размеры Восточноантарктического щита
изменились несущественно, но резко уменьшилось таяние в
прибрежной зоне и начали образовываться шельфовые ледники.
Появились условия для формирования оледенения в Западной
Антарктиде. Максимальной площади Антарктический ледниковый
покров достиг 5 млн лет назад.
Таким образом, за последние 50 млн лет было два резких
понижения температуры - приблизительно 38 и 12 млн лет назад. В
первом случае большую роль сыграло образование пролива к югу от
Австралии, а во втором - раскрытие пролива Дрейка.
Около 3 млн лет назад появились ледники в Северной Америке и
Евразии, постепенно разраставшиеся до размеров континентальных
ледниковых покровов. В это время общее понижение температуры
сменилось почти периодическими ее колебаниями. Подобные
колебания температуры тесно связаны с периодическим разрастанием
и разрушением материковых ледниковых покровов в Северном
полушарии и синхронными изменениями размеров оледенения в
Антарктиде.
Периоды колебаний плейстоценового оледенения длятся десятки-
сотни тысяч лет. Возможный механизм таких колебаний, как показали
В.Я. и С.Я. Сергины [1978], может заключаться в усилении космичес-
кого воздействия в системе атмосфера-океан-оледенение, для которой
свойствен автоколебательный режим. Автоколебания в Северном
полушарии возникают из-за нелинейного взаимодействия между
океаном и континентальными льдами. Моделирование показывает
периодичность колебаний оледенения и климата в 15-30 и SO-
HO тыс. лет. При этом размах колебаний температуры в Северном
полушарии достигает 10-15°, а в Южном - 4-6°, объем материковых
льдов в Северном полушарии изменяется на несколько десятков, а в
Южном - на 6-10 млн км2. Полученные цифры в общем соответст-
вуют палеогеографическим реконструкциям плейстоцена.
320
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
Последняя ледниковая эпоха продолжалась около 100 тыс. лет.
Недавно была получена уникальная возможность исследовать весь
этот ледниковый цикл по ледяному керну из скважины на станции
Восток. Все крупные пики похолоданий на этом изотопно-кислород-
ном профиле совпадают с минимумами летней инсоляции, а все пики
потеплений - с инфляционными максимумами. Но колебания
инсоляции способны непосредственно изменить среднюю температу-
ру Земли всего на 2-3°, тогда как в действительности температурные
сдвиги были почти втрое больше.
Очевидно, воздействие солнечной энергии усиливается в системе
атмосфера-океан-оледенение, прежде всего из-за увеличения альбедо
земной поверхности, вызванного ростом площадей морских льдов,
снежного покрова и ледников. Современный снежно-ледниковый
покров Земли увеличивает отражательную способность планеты на
3%, что приводит к снижению средней температуры приземного слоя
воздуха по крайней мере на 3°. В последнюю ледниковую эпоху, когда
суммарная площадь ледников учетверялась и сильно возрастала
длительность сезонного существования снежного покрова и морских
льдов, планетарное альбедо еще больше возрастало. По-видимому,
среднее глобальное альбедо Земли в последнюю ледниковую эпоху
достигало 0,22, т.е. было на 57% выше современного, равного 0,14.
В результате повышения альбедо Земли и роста отраженной энергии
средняя глобальная температура в разгар ледниковой эпохи еще сни-
жалась примерно на 3°.
Другой важный механизм изменений температуры на Земле
связан с содержанием СО2 в атмосфере, на что еще в конце XIX в.
впервые обратили внимание английский физик Дж. Тиндаль и швед-
Изменение содержания СО2 в атмосфере на протяжении
фанерозоя
1 - изменения СО2; 2 - вулканическая активность; 3 - эпоха
оледенения
321
В мире снега и льда
Оледенение Южного полушария в позднем плейстоцене
ский физико-химик С. Аррениус. Земля получает солнечную энергию
в основном в коротковолновом, световом диапазоне. Поглощенная
часть энергии ведет к нагреванию земной поверхности, в результате
чего часть энергии излучается в мировое пространство в виде
инфракрасного, т.е. длинноволнового, излучения. Но этот поток тепла
не целиком теряется для Земли - значительная его часть задер-
живается молекулами СО2. Поэтому от наличия двуокиси углерода
322
Глава 21, Прошлые оледенения Земли
Оледенение Северного полушария в позднем плейстоцене
зависит тепловое состояние планеты. Чем больше СО2 в атмосфере,
тем сильнее действует ее «парниковый эффект», тем больше
нагреваются поверхность земли и приземный слой воздуха.
М.И. Будыко, А.Б. Ронов и АЛ. Яншин [1985] выполнили
расчеты эволюции химического состава атмосферы по скорости
формирования углеродосодержащих отложений на континентах.
Выяснилось, что за последние 600 млн лет было несколько резких
323
В мире снега и льда_______________________________________
увеличений содержания двуокиси углерода, вызванных, вероятнее
всего, активизацией вулканической деятельности. Судя по этому
расчету, пики СО2 довольно хорошо согласуются с теплыми эпоха-
ми, а уменьшения этого газа - с эпохами оледенений.
Состав древней плейстоценовой атмосферы можно получить из
образцов льда, отобранных из глубоких скважин в Гренландии и
Антарктиде. По этим данным было установлено, что для воздуха,
сохранившегося во льду с последней ледниковой эпохи, характерно
пониженное содержание СО2 - примерно 0,02%, тогда как в
современном воздухе оно равно 0,03%. Уменьшение содержания
двуокиси углерода на 1/3 должно было вызывать снижение средней
температуры приблизительно на 1°.
Исследования керна из скважины со станции Восток в Антарк-
тиде показали, что изменения содержания СО2, СН4 и температуры
происходят синхронно, что, скорее всего, свидетельствует о важной
роли парниковых газов в формировании климата Земли. В то же
время в масштабе ледниково-межледниковых эпох на первый план
выступает зависимость содержания СО2 от климата. Концентрация
СО2 в атмосфере контролируется количеством этого газа, раст-
воренного в поверхностном слое океана, а последнее определяется
интенсивностью его поглощения фитопланктоном при фото-
синтезе. Процесс этот протекает тем эффективнее, чем больше
биомасса планктона. Но эта масса зависит от скорости переме-
шивания океана, что ускоряет поступление к поверхности фосфора
и других питательных веществ. Атмосферная и океаническая
циркуляция активизировалась именно в ледниковые эпохи. Такова
причина сокращения СО2 в атмосфере и ослабления парникового
эффекта, характерного для этих эпох. Но в данном случае не
уменьшение содержания СО2 влечет за собой похолодание, а,
наоборот, падение температуры в ледниковые эпохи приводит к
падению концентрации СО2.
Кульминация последней ледниковой эпохи на Земле была 21-
17 тыс. лет назад, когда объем льда возрастал приблизительно до
100 млн км3 (см. рисунки на с. 322 и 323). В Антарктике оледенение
в это время захватывало весь континентальный шельф, в том числе
моря Росса и Уэдделла. По данным численного моделирования на
ЭВМ, ледниковый купол в Западной Антарктиде поднимался до
2650 м, а в Восточной - до 4050 м. Объем льда в ледниковом покрове,
по-видимому, достигал 40 млн км3, т.е. был примерно на 40% больше
его современного объема. Граница паковых льдов сдвигалась к се-
веру приблизительно на 10° и доходила в Атлантическом секторе
Южного океана до 47° ю.ш., в Индийском - до 50° ю.ш. и в
Тихоокеанском - до 56° ю.ш.
Снежный покров в то время распространялся зимой на 35%
площади Северного полушария и на 24% площади Южного (для
324
Глава 21. Прошлые оледенения Земли
сравнения укажем, что в 40-х годах XX столетия снежный покров
занимал соответственно 25 и 13% площади полушарий). Таким
образом в период кульминации ледниковой эпохи для Земли было
характерно не только обширное оледенение, но и гораздо большая
снежность (см. рис. на с. 84).
А в Северном полушарии 20 тыс. лет назад формировался
гигантский Панарктический древнеледниковый покров, объединяв-
ший Евразийский, Гренландский, Лаврентьевский и ряд более мелких
щитов, а также обширные плавучие шельфовые ледники. Разные
части этого покрова располагались на суше, континентальном шельфе
и в глубоких морях, но все они составляли динамическую систему.
Как полагают авторы гипотезы о Панарктическом древнелед-
никовом покрове российский гляциолог М.Г. Гросвальд и амери-
канские ученые Т. Хьюз и Дж. Дентон, суммарная площадь покрова
превышала 35 млн км2, из которых 8-10 млн км2 приходилось на
плавучие ледники и еще 9-10 млн км2 - на покровные ледники
континентальных шельфов. Остальные 17 млн км2 составляли
ледниковые покровы суши, но из них более 7 млн км2 были
расположены на низменностях, погружавшихся под тяжестью
ледниковой нагрузки ниже уровня моря. Таким образом, этот
гигантский ледниковый покров был преимущественно «морским».
Общий объем Панарктического древнеледникового покрова превы-
шал 50 млн км2. Учитывая эту величину и объем Антарктического
ледникового покрова в то время, можно утверждать, что уровень
Мирового океана около 20 тыс. лет назад понижался не менее чем
на 125 м.
Средняя температура поверхностных слоев Мирового океана
уменьшилась тогда примерно на 2°, но этого оказалось достаточно,
чтобы значительная часть океана покрылась льдом. Как следствие
сократилась океаническая циркуляция, которая в обычных условиях
способствует ускоренному испарению влаги. Количество осадков
стало уменьшаться, и это не замедлило сказаться на оледенении:
наступание ледников сменилось их деградацией.
Деградация Панарктического покрова началась 17 тыс. лет
назад с разрушения входивших в его состав шельфовых ледников.
После этого «морские» части Евразийского и Североамериканского
ледниковых покровов, потерявшие устойчивость, стали катастро-
фически разрушаться. В океане оказались огромные массы льда,
и это имело поистине глобальные последствия: вместе с мно-
жеством айсбергов в океан было вынесено много ила и песка,
охладился и опреснился поверхностный слой океана, граница
зимних морских льдов сдвинулась на юг до 50° ю.ш. С появлением
в океане айсбергов уменьшилось испарение с поверхности океана,
что стало причиной большой сухости климата континентов, ускорив-
шей убывание оледенения.
325
В мире снега и льда
Распад гигантского плейстоценового оледенения в Северном
полушарии произошел геологически очень быстро - всего за
несколько тысяч лет. От края ледниковых покровов в то время текли
огромные массы воды, возникали гигантские подпрудные озера, а
их прорывы были во много раз больше современных. В природе
господствовали стихийные процессы, неизмеримо более активные,
чем сейчас. Это привело к значительному обновлению природной
среды, частичной смене животного и растительного мира, началу
господства на Земле человека.
12 тыс. лет назад наступил голоцен - современная геологическая
эпоха. Температура воздуха в умеренных широтах повысилась на 6°
по сравнению с холодным поздним плейстоценом. Оледенение
приняло современные размеры. Вечные снега и льды остались лишь
в полярных районах и высоко в горах, а на великих равнинах лишь
эрратические валуны напоминают нам о былом распространении и
мощи четвертичных ледников.
Глава 22
БУДУЩЕЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
И ГЛЯЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ
Развитие Земли как планеты неразрывно связано с оледенением.
Долгопериодические перераспределения водной массы между
океаном и сушей, где она на столетия и тысячелетия аккумули-
руется в виде льда, приводят к неравномерному вращению нашей
планеты. Выяснено, что колебания скорости вращения Земли зависят
от соотношения массы льда на континентах и воды в Мировом
океане. Полученный результат дает ту же качественную картину, что
и реальные гляциологические данные. По всей видимости, прос-
леживающаяся за последние 200 лет тенденция к замедлению вращения
Земли объясняется деградацией в недалеком прошлом ледниковых
щитов Антарктиды и Гренландии.
К такому же выводу приводит и направление векового движения
Северного полюса нашей планеты за 1900-1975 гг. В среднем полюс
смещается по меридиану 300°, что соответствует уменьшению льда
в Антарктиде и Гренландии.
Как изменится оледенение Земли в будущем, зависит от
естественного хода развития природы Земли, на что все большее
влияние оказывает человек. В век научно-технической револю-
ции и интенсивного роста энерговооруженности человечества его
влияние на окружающую среду становится соизмеримым с
естественноисторическими процессами. Для природных льдов
важны две главные составляющие такого влияния: уменьшение
прозрачности атмосферы и увеличение концентрации двуокиси
углерода в ней в результате сжигания минерального топлива. В
настоящее время в атмосферу за год поступает более 1 млн т
аэрозоля естественного происхождения, главным образом подни-
маемая ветром пыль из континентальных пустынь. Количество
аэрозоля резко возрастает при вулканических извержениях. Два
крупных извержения 80-х годов прошедшего столетия - 18 мая
1980 г. вулкан Сен-Хеленс в США и 28 марта 1982 г. вулкан Эль-
Чичон в Мексике - дали по 0,5 км3 пылевого материала, что го-
раздо больше среднего количества аэрозоля, регулярно поступа-
ющего в атмосферу.
327
Изменение удельной массы льда, вычисленной поданным
о вращении Земли (I) и по фактическим данным (II)
Продукты извержения вулканов поднимаются в стратосферу до
высот 30^40 км и держатся там по несколько лет, прежде чем выпадут
на земную поверхность. Они уменьшают поток солнечной радиации,
падающей на Землю, и тем самым приводят к похолоданию. Это
заметил еще в середине XVIII в. Бенджамин Франклин, наблюдавший
после извержения, как солнечные лучи, проходящие через увеличи-
Траектория смещения Северного полюса за 1900-1975 гг. поданным
Международной службы широт
По осям координат отложена величина смещения; стрелками указано
направление смещения полюса при накоплении льда в Антарктиде,
Гренландии и обеих областях вместе; при таянии льда в этих областях
направление смещения полюса меняется на противоположное
328
Глава 22. Будущее природной среды и гляциологический прогноз
тельное стекло, не воспламеняли бумагу. Аномально высокое содер-
жание двуокиси серы в газопылевом вулканическом облаке, взаимо-
действующей с частицами атмосферной воды, приводит к образо-
ванию серной кислоты, частицы которой образуют эффективный экран
для солнечных лучей.
В современную эпоху возросло количество выбросов в атмосферу
аэрозоля антропогенного происхождения, что способствует умень-
шению прихода солнечной радиации. Появились голоса о начале лед-
никовой эпохи, но они затерялись в мощной волне опасений гря-
дущего антропогенного потепления из-за быстрого роста двуокиси
углерода и газовых примесей в атмосфере.
Действительно, если в допромышленную эпоху, т.е. в середине
XIX в., содержание двуокиси углерода в атмосфере составляло
280 ppmv (миллионных частей по объему), то через 100 лет, к 1958 г.,
оно достигло 312, в 1980 - 338,5, в 1990 - 354 ppmv. Темп роста СО2
в атмосфере неуклонно увеличивается. Как мы уже видели, подобное
увеличение СО2 ведет к увеличению количества задерживаемого тепла
и тем самым повышает температуру. Такое же воздействие оказывают
и некоторые малые газовые примеси, попадающие в атмосферу в
результате деятельности человека: фреоны, окислы азота, метан,
аммиак, соединения серы и др.
Не вся масса образующейся при сгорании двуокиси углерода
остается в атмосфере, 50-60% промышленных выбросов СО2
попадают в океан или усваиваются растениями, но это количество, к
сожалению, сокращается из-за быстрого сведения лесов. Многократ-
ный рост концентрации СО2 в атмосфере не ведет к такому же
многократному росту температуры. Очевидно, существует природ-
ный механизм регулирования, резко замедляющий парниковый
эффект при концентрациях СО2, превышающих двух- или трехкрат-
ные. Какова перспектива роста содержания СО2 в атмосфере в бли-
жайшие десятилетия и как будет повышаться температура вследствие
этого, определенно сказать трудно. Но многие ученые предполагают
ее увеличение в первой четверти XXI в. на 1-1,5°, а в дальнейшем и
еще больше.
В этой связи большое значение приобретает гляциологический
прогноз, т.е. предположения о будущем состоянии масс снега и льда
на Земле в условиях меняющегося климата. При составлении такого
прогноза следует помнить, что многие снежно-ледовые явления
носят сезонный характер, а потому обладают большой измен-
чивостью в пространстве; многие объекты снега и льда находятся
в экстремальных природных условиях; крупные ледяные массы
очень инерционны в своей эволюции, не всегда они следуют
климатическим изменениям, а развиваются по собственным
законам, при этом нередко происходит нарушение равновесия, и
329
В мире снега и льда
Снежная зима в горах Кавказа
дальнейшее развитие снежно-ледовых образований приобретает
катастрофический характер.
Естественно, гляциологические прогнозы должны отталкиваться
от климатических. Но прогнозы климата еще далеки от совершен-
ства и не всегда физически обоснованы. Поэтому приходится исполь-
зовать вероятностный подход и рассматривать два сценария -
похолодание и потепление климата.
Анализ колебаний климата за последнее тысячелетие позволяет
предполагать наступление нового «малого ледникового периода»
после недавнего векового потепления. А из теории М. Миланковича
следует, что Земля миновала пик последнего межледниковья и уже
наметился переход к следующему периоду похолодания, который
примерно через 10 тыс. лет может привести к новой ледниковой
эпохе.
Даже небольшое похолодание приводит к наступанию ледников
- незначительному в горах умеренного пояса и более заметному на
полярных ледниках. Существует несколько причин более сильной
реакции высокоширотных ледников на изменение климата. Это
прежде всего эффект «полярного усиления», когда амплитуда колеба-
ний температуры в высоких широтах в 3-3,5 раза превышает соот-
ветствующие колебания в низких широтах. Снижение температуры
на 1-1,5° в средних и низких широтах сопровождается похолоданием
на 3-4° в полярных широтах, т.е. разница температур на разных
широтах возрастает. Это усиливает межширотный обмен воздушных
330
Глава 22, Будущее природной среды и гляциологический прогноз
Мощный снежный покров на гребне хребта в Тянь-Шане
масс и способствует поступлению большего количества осадков в
полярные области.
Снижение снеговой линии при похолодании вызывает не только
рост ледников, но и расширение ареалов снежного покрова и морских
льдов, которые обладают высокой отражательной способностью и
тем самым способствуют усилению похолодания. Далее возрастание
ледовитости и снежности полярных областей ведет к еще большему
усилению меридиональной циркуляции атмосферы, вторжениям на
крайний север и юг циклонов и росту атмосферных осадков, источни-
ком которых служат теплые океанические акватории, продолжающие
соседствовать с ледниками. Наконец, вызванное похолоданием
климата постепенное понижение температуры атлантических вод,
поступающих в Арктику, усиливает рост толщины и площади
морских льдов.
Таким образом, при похолодании вступает в действие природный
механизм, способствующий дальнейшему распространению оледе-
нения, и этот процесс может прогрессивно нарастать. Даже относи-
тельно короткие похолодания - продолжительностью в несколько
десятилетий - могут вызвать труднообратимые процессы разрастания
снежного покрова, морских льдов и ледников.
Изменения глобальной температуры воздуха в XX в. хорошо
известны. В первой половине столетия происходило ее повышение,
достигшее максимума в 40-е годы, а с конца 50-х - начала 60-х годов
началось понижение, сменившееся потеплением в 80-х годах. Эти
331
В мире снега и льда
Изменение глобальной температуры в XX столетии
Показаны ежегодные отклонения температуры и сглаженная кривая (по
данным Гидрометцентра в Москве)
колебания отражают вековой ход температуры, причины которого до
конца еще не ясны. Вполне возможно, что в их числе было и ослабление
в начале XX в. вулканической деятельности, в результате чего атмосфера
стала прозрачнее и к земной поверхности поступало больше солнечной
радиации. Затем вулканическая активность повысилась, а в 1963 г.
произошло мощное извержение вулкана Агунг (Индонезия), который
выбросил много пыли, уменьшившей долю доходящего до поверхности
солнечного излучения. Так или иначе, но для 50-70-х годов было
характерно глобальное похолодание, вопреки обратному влиянию
углекислоты и других парниковых газов, постепенно накапливающихся
в атмосфере вследствие хозяйственной деятельности.
Однако последнее похолодание, отголоском которого были насту-
пания ледников в Альпах, на Кавказе, Аляске, в Гималаях и других
местах, очевидно, закончилось, и за ним следует 40-летний полуцикл
климатического потепления. Весьма вероятно, что на этот естествен-
ный тренд накладывается еще и сильное антропогенное потепление,
вызванное ростом парниковых газов в атмосфере.
При потеплении увеличится испарение с поверхности океана и
будет больше атмосферных осадков, хотя прирост их окажется
неодинаковым на разных широтах. При глобальном потеплении на
1° среднее количество осадков заметно возрастет на широтах от 10 до
30° с.ш. и к северу от 50° с.ш., в то время как между 30 и 50° с.ш.
количество осадков даже уменьшится.
332
Глава 22, Будущее природной среды и гляциологический прогноз
Распределение дополнительного количества
осадков, выпадающих в разных широтных
зонах континентов, при повышении средней
глобальной температуры нижнего слоя воз-
духа на 1°С
1 - по палеоклиматическим данным; 2 - путем
расчета по модели общей циркуляции атмосферы;
3- по данным наблюдений за современным измене-
нием климата
Подобные глобальные изменения климата влекут за собой серьез-
ные изменения природной среды, в числе которых особенно важное
значение имеют убывание оледенения и повышение уровня Мирово-
го океана. Отступание ледников в горах вызовет сокращение стока
рек, что породит трудности в сельском хозяйстве и выработке гидро-
электроэнергии, а подъем уровня океана потребует защиты примор-
ских городов и низменных побережий.
Протекание многих природных процессов зависит от положения
уровня Мирового океана. Оно определяет характер береговых
явлений, убыстряет врезание рек, ускоряет массообмен ледников,
соседствующих с морем. Ледники и ледниковые покровы, оканчи-
вающиеся в море, независимо от того, как протекают аккумуляция
и абляция на их поверхности, имеют тенденцию наступать
(расширяться) при понижении уровня моря и сокращаться при его
повышении.
Мировой океан содержит около 97,3% всех водных масс Земли и
служит главным источником влаги, приходящей на материки. С
океанической поверхности испаряется 86% влаги, поступающей в
атмосферу. Непосредственно в океан попадает 78% всего количества
333
В мире снега и льда
Ледник рядом с человеком выглядит великаном, хотя судьба
этих великанов в большой мере находится в руках человека
выпадающих атмосферных осадков, а остальное возвращается в
океан в виде жидкого стока и масс льда. Уровень Мирового океана
испытывает постоянные колебания, которые определяются сочета-
нием региональных и глобальных факторов. Тектонические и гляцио-
изостатические движения земной коры, а также особенности циркуля-
ции океанических вод приводят к неодинаковым изменениям в разных
частях океанской акватории.
По данным более 500 станций, уровень Мирового океана с нача-
ла XX столетия, хотя и неравномерно, повышается в среднем со
скоростью до 1,4 мм/год. поднявшись на 10-16 см за последние 100
лет. Изменения уровня в целом отражают колебания температуры с
запаздыванием около 20 лет.
Часть подъема уровня происходит за счет расширения воды при
повышении температуры. Уменьшение плотности верхнего 100-
метрового слоя воды при потеплении на 1°, вероятно, вызывает
подъем уровня примерно на 3 см. Нижележащий 900-метровый слой
воды при таком же потеплении становится толще на 7-18 см. а
334
Колебания температуры воздуха и уровня моря за столетие
1 - отклонение средней глобальной температуры от наблюдавшейся в
1900 г.; 2- средние изменения уровня Мирового океана; 3- вклад горных
ледников в изменение уровня океана (отмеченная область - пределы
возможных ошибок расчета); 4 - остаточная кривая изменения уровня
Мирового океана после вычета доли, обусловленной термическим
расширением океана. Использованы расчеты М. Майера [Meier, 1984]
глубинные слои медленно расширяются на 3-6 см. В результате
повышения температуры в XX столетии на несколько десятых градуса
уровень Мирового океана за счет расширения океанской толщи
поднялся на 4-6 см за столетие, что объясняет лишь около 30%
действительного подъема. Оставшаяся часть, вероятнее всего, связана
с происходящей деградацией оледенения.
Изменение режима горных ледников в XX в. отражалось на
колебаниях талого стока, который возрос на 10% с конца XIX в. до
1940-х годов, а затем к 70-м годам снизился на 5%. В целом с 1894
по 1975 год масса всего горного оледенения уменьшилась
приблизительно на 5%, а ежегодный сток со всех горных ледников
составил 403 км3, что на 23 км3 превышает объем атмосферных
осадков, выпавших на этих территориях. Излишки талых вод, в
конечном счете, поступали в океан, что вело к повышению его
уровня.
335
В мире снега и льда__________________________________________
На суммарной кривой расхода массы горных ледников в виде
эквивалентного подъема уровня Мирового океана (рисунок на с. 335)
хорошо виден более крутой отрезок в 40-х - начале 50-х годов, соот-
ветствующий усиленному таянию горных ледников, и более пологий
в 60-70-х годах, когда баланс массы горных ледников был близок к
равновесию. Очевидно, таяние всех горных ледников и небольших
полярных ледниковых куполов привело к наблюдавшемуся в
последнем столетии подъему уровня Мирового океана еще на 10-
12 см. т.е. как раз на величину, которая не может быть объяснена
его термическим расширением.
Баланс массы Гренландского ледникового покрова, согласно
расчету, мог быть слегка отрицательным лишь в эпоху 20-60-х годов
XX в., тогда как в настоящее время он, весьма вероятно, слегка
положителен. Потепление климата неизбежно должно приводить к
расширению области абляции, удлинению сезона таяния и, в
конечном счете, к большему расходу льда. Однако прямых свиде-
тельств изменений баланса массы в Гренландии в конце XX в. мы не
имеем прежде всего из-за малой точности наблюдений.
Тем не менее можно сделать косвенные оценки, например, по
количеству айсбергов у берегов Гренландии. Рост айсбергового стока,
вероятно, означает, что питание ледникового покрова улучшилось,
хотя определенное значение, видимо, имеет и подъем температуры,
который приводит к повышению пластичности льда, росту скорости
его движения и, в конечном счете, к отколу айсбергов.
Многие отмечают, что количество айсбергов в Северной Атлан-
тике уменьшилось: если к югу от 48° с.ш. в 1913—1945 гг. их встречалось
в среднем в год по 450, то в 1946-1965 гг. - уже около 250, а в 1961—
1970 гг. - лишь по 150. Такой спад, с некоторыми оговорками, можно
связать с сокращением Гренландского ледникового покрова, на которое
указывают и измерения на прибрежных участках острова.
Однако в эпоху потепления должно быть больше атмосферных
осадков, что в условиях малого таяния в Центральной Гренландии
повлечет за собой разрастание ледникового покрова. И действитель-
но, наблюдения в области аккумуляции подтверждают, что ледни-
ковый покров, вероятно, утолщается на 5 см в год. Во всяком случае,
вклад оледенения Гренландии в положение уровня Мирового океана
в наше время невелик.
Говоря об Антарктическом ледниковом покрове, надо иметь в виду
длительное время его реакции на изменение климата. Например, при
ежегодном увеличении аккумуляции льда на 1 см потребуется гораздо
более 10 тыс. лет для утолщения центральных районов на 100 м. так
как в этом случае скорость движения льда и его отток к периферии
возрастут. Мало вероятно, что процессы в Антарктическом леднико-
вом покрове могут вызывать сейчас подъем уровня Мирового океана.
336
Глава 22, Будущее природной среды и гляциологический прогноз
Работы на ледниковом куполе Ватнайёкюдль в Исландии
Скорее наоборот, ледниковый покров Антарктиды забирает воду из
океана, ежегодно понижая его уровень на несколько десятых
миллиметра.
Таким образом, современное повышение уровня Мирового океана
вполне объясняется его тепловым расширением и поступлением
дополнительных масс воды от таяния горных ледников, в то время как
крупнейшие современные ледниковые покровы не оказывают на
уровень океана какого-либо существенного влияния. Однако положение
может резко измениться при серьезных переменах климата.
Наши расчеты показывают, что при прогнозируемом повышении
температуры в первой четверти XXI в. в результате таяния горных
ледников и куполов уровень Мирового океана повысится на 15-25 см.
а вследствие таяния Гренландского ледникового покрова - еще на 5-
15 см. Если глобальное повышение температуры к середине
настоящего столетия составит 2-3°, то уровень океана в целом (т.е.
вместе с тепловым расширением), вероятно, поднимется на 0,5-1,2 м.
а при возможном распаде ледникового покрова Западной Антарктиды
- еще на несколько метров.
Нужно сделать все возможное, чтобы воспрепятствовать нару-
шению квазистационарного состояния природных льдов, ибо этот
337
В мире снега и льда
процесс, по всей видимости, необратим и, следовательно, крайне
опасен для цивилизации и ее будущего. Очевидно, оба крупнейших
современных ледниковых покрова будут долго существовать на фоне
повышающейся планетарной температуры. Но если на этих покровах
расширятся области абляции, повысится температура льда, понизится
их поверхность, а в океане возрастет количество айсбергов, мы с
неизбежностью должны будем заключить, что на нашей планете
началось опасное разрушение основных запасов льда.
Глобальный характер изменений окружающей среды, вызывае-
мый цепочкой природных процессов, где важную роль играет
оледенение, требует мониторинга природной среды. В него обяза-
тельно должны включаться гляциологические аспекты, т.е. система
наблюдений, оценки, контроля и прогноза состояния снега и льда и
их роли в текущих и будущих изменениях природной среды. Для
такого мониторинга нужно создать наземно-воздушно-космическую
службу наблюдений за снегом и льдом, в задачи которой будут входить
постоянные наблюдения за режимом снежного покрова, морских
льдов, горных и покровных ледников, оценки их запасов, изменчи-
вости, загрязнения.
338
Глава 22, Будущее природной среды и гляциологический прогноз
Рядом с ледниками - весна и жизнь
По мере научно-технического прогресса человечество все теснее
смыкается с природой, и от того, как будет решена проблема взаимо-
действия общества и природы, зависит будущее человека. Все более
четко взаимоотношения между людьми, обществом и законами при-
роды определяет афоризм Баруха Спинозы: «Свобода - это осознан-
ная необходимость». Да, мы должны жить, не нарушая законы
природы, сохранять и приумножать ее естественные богатства, найти
пути рационального использования ресурсов, основанные на понима-
нии их естественного круговорота.
В этом противоборстве с наступающим экологическим кризисом
нужно помнить и о хрупком равновесии природных льдов на Земле,
нарушение которого может привести к необратимым глобальным
последствиям.
Приложение
СНЕГ И ЛЕД В ГОВОРАХ НАРОДОВ
РОССИИ И ЕЕ СОСЕДЕЙ
Названия твердых осадков в народной речи очень
разнообразны. Во многих местах России иней называют
слана, а в Поморье слово заморозь употребляют для первого
осеннего инея, сопровождаемого легким морозцем. Об изморози, а
иногда и об инее в Приуралье, на Урале и в Западной Сибири говорят
кича, в Коми - кита, кид. кижа. в Архангельской области - кыча. в
северных областях - чичега. в северо-западных и западных областях
- ивенъ. в Калужской области - ивенъе. на Украине - мжа.
На Урале и в Сибири словами куржа, куржак называют измо-
розь и иней, особенно на окнах, стенах и потолке, когда теплый и
влажный воздух попадает в холодное помещение, а слова кухта,
куфта употребляют для изморози и снега на ветвях деревьев, когда
под тяжестью осадков ветви и деревья сгибаются, а нередко и
ломаются. Изморозь и скопления снега на деревьях в северных
областях, на Урале и в Сибири называют также коржава, коржуха,
в Архангельской области - гудега, густега, юдега. а на Северном
Кавказе - навись.
Гололед и гололедица, как правило, обозначаются одним и тем
же словом: в Карелии - глудъ, в Архангельской области - наракуй. в
Псковской области - наледь, наледица. в Саратовской области -
ледница, в бассейне р. Вятка - хирза, в Смоленской и центральных
областях - серен, на европейском Севере и Сибири - чир. Обще-
славянскими названиями гололедицы служат слова ледовица,
леденица, ожеледица, обледъ, обледъе, обледеница.
Небольшой снегопад при морозе в Карелии называют кидега, о
мелком снеге с туманом, затрудняющим видимость, в Сибири говорят
копоть, во многих местах мелкий снежок называют моль. Об обиль-
ном крупном снеге в Псковской области говорят облой, во Владимир-
ской области такой мокрый снегопад называют тварь. А когда снег
падает хлопьями, во многих местах говорят лепень, липуха, в Воло-
годской области, на Урале и в Западной Сибири - кидь, китъ, в
северных областях - падь, рянда. а на средней Волге - кутья.
340
Приложение
Зимний солнечный день
Ненастная погода с дождем и снегом в Рязанской области носит
название дрябня, дряпня, в Пензенской - дрюпня, в Смоленской -
хляба и в Псковской - шляга.
Снежный покров в русских говорах и диалектах занимает видное
место. Первый, только что выпавший снег во многих областях России
называют перенова, пороха, пороша. Когда выпадает глубокий и
мягкий снег, в Восточной Сибири говорят хлупнет, а сильно
уплотненный ветром снег здесь называют торный. В Сибири и на
Дальнем Востоке рыхлый снег, тающий в ясный весенний день после
утреннего наста, называют развод. Наоборот, замерзший после
дождя снег в бассейне Дона именуют чёрён. А нетронутый снежный
покров и непомятый ездой снег в Новгородской области называют
цылик, а в Белоруссии - цэлик.
В Минусинской котловине есть специальное слово для сухого и
теплого фёнового ветра, приводящего к сходу снежного покрова
главным образом благодаря испарению, - снегоед. На Северном
Урале о мокром снеге на поверхности снежного покрова и на
деревьях, превращающемся в плотную ледяную корку, говорятулъма.
Мокрый снег на Среднем Урале называют слякиша. Сильная
оттепель, приводящая к быстрому частичному таянию снега, имеет
несколько наименований: развелъ - в Красноярском крае, распар -
на Северном Урале, ростополъ - в Поволжье и на Дону.
341
В мире снега и льда_______________________________________
Много разных слов употребляется для обозначения наста.
Часто в таких случаях говорят череп, в Архангельской области -
слудъ, на Урале, в Западной Сибири и на Алтае - чарым, на
Европейском Севере - вталъ, в Нижегородской области - сково-
рода, в Смоленской и центральных областях, а также в Белоруссии
- серен. О самом начале таяния, приводящем к насту при повторном
замерзании, на Северном Урале говорят потайка, а в северных
областях непрочную свежую корку снега, ломающуюся под
полозьями нарт, зовут пролом.
По-разному говорят о пути по снегу В бассейне р. Вятка снежную
погоду, когда плохой проезд по дорогам, называют сумятица, на
Байкале бездорожье по снегу называется целик. На Северном Урале
глубокий рыхлый снег, по которому трудно идти, именуют бродно,
субродно, убродно, а дорогу, покрытую рыхлым снегом, называют
бродный путь. На европейском Севере, Сибири и Дальнем Востоке
твердая дорога по снегу называется убой, а трудная вязкая дорога -
уброд. Отсюда убойный снег - плотный, крепкий, а убродно идти -
значит тяжело идти по рыхлому снегу На Урале и в Сибири состояние
снега в горах, определяющее трудности передвижения на лыжах,
обозначают взъем: плохой взъем, когда лыжи тонут глубоко, хороший
взъем, когда они легко скользят по поверхности. В Смоленской
области обрез - это жесткий снег, по которому неудобно бежать не
кованным лошадям, или неровности зимней дороги после вьюги.
Повсюду в России переметом называют длинную снежную косу,
пересекающую дорогу.
Снежный сугроб обозначается разными словами. О сугробе с
застругами часто говорят сувой. В Кировской области сугроб назы-
вают целуха, в Приуралье - завала', отсюда завальный снег -
большой, обильный снег. В северных областях и в Сибири сугробы в
оврагах и ущельях называют забой, а в Саянах - забок.
Несколько выразительных слов употребляется в России для
снежных склонов. Снегосбор - говорят об участке горного склона,
где собирается много снега; снегосброс - о бесснежном склоне, на
котором из-за крутизны снег не удерживается и скатывается вниз.
Выгрев - это склон, где снег стаивает быстрее всего; выдув - склон, с
которого снег постоянно сдувается ветром. Захолодъ - теневой горный
склон на Западном Кавказе, на котором снег стаивает медленно.
Лымтас на Урале - впадина на склоне, в которой зимой скапливается
много снега, стаивающего только летом. Навив в Восточной Сибири
- это скопление снега в горах, которое нависает с крутых скал и
местами образует мощные карнизы.
Ледовые явления на реках и озерах нашли многообразное
отражение в русском языке и его диалектах. Само слово ледостав
произошло из народного языка, синонимом его в Вологодской области
342
Приложение
В зимнем лесу
служит несколько иная форма - ледостай. Гладкий, прозрачный
осенний озерный лед во многих местах называют зорким, а на
Псковском озере - подзор. О тонком, только что образовавшемся
льде, еще не покрытом снегом, на р. Колыме говорят шиба, в
Тверской области - щуп, на р. Урал - синчак, синчик, а на Волге -
шауш, шранъ, шарошъ, шарш. В Восточной Сибири и на Камчатке
тонкий осенний лед, острый в гранях, который режет ноги лошадям и
диким животным, называют резун, отсюда резунец - это осенняя
корка тонкого льда на реках и озерах. А о льде на болотах, который
от первых морозов с понижением воды создает ледяную крышку,
иногда хрупкую и ломающуюся, говорят лед-тощак.
Донный и внутриводный лед на реках, особенно активно формиру-
ющийся в начале зимы, в Прибайкалье и Забайкалье называют
осенец, а в Поволжье - сарка. Шугу и мелкобитый осенний лед в
бассейне р. Вятки обозначают шуя, а в Псковской области и на Волге
- шерех, шорох.
Много слов в нашем языке существует для характеристики
строения и особенностей речного и озерного льда. На порожистых
участках рек с каменистым дном нередко возникает подводное
ледяное образование в виде усеченного овального конуса, примерз-
343
В мире снега и льда
шего ко дну. Это бадумба с округлой верхушкой, выступающей над
водой. Гряда бадумб в виде небольших островков на реках носит
название пятры. Последние возникают на каменистых грядах и
отмелях, когда формирующийся на неровностях скалистого дна
донный лед, быстро нарастая, достигает поверхности воды. В сильные
морозы пятры, смерзаясь своими макушками, образуют ледяную
запруду, способную поднять воду на вышележащем участке. Такие
же образования на р. Ангаре называют балумба.
Ледяные бугры и кочки на поверхности замерзшей реки на
Камчатке зовут тарасу неровный, бугорчатый лед на р. Урал,
ставший в бурную погоду, называют храп. В Псковской области о
чистом, прозрачном льде с темнеющей под ним водой говорят
чернина, а о льде, разбитом на отдельные иглы, - чешуя.
Слои льда на реках, разделенные воздушными прослойками
толщиной от нескольких до 30 см. в Сибири называют сушняк. Он
образуется в течение зимы, начиная с поздней осени, когда промер-
зают горизонты деятельного слоя и приток в реки надмерзлотных
подземных вод сокращается, уровень рек быстро понижается под
образовавшейся на поверхности кромкой льда. Под этим ледяным
горизонтом вода замерзает на новом уровне вторично, и это явление
может повторяться несколько раз. В Иркутской области о пустых
пространствах между льдом и поверхностью воды после ее спада
говорят сушенец.
Отверстие, пробитое в речном или озерном льду, мы называем
прорубь, синоним этого слова в Новгородской области - понора. В
Восточной Сибири полынью на реке при мощном ледяном покрове в
конце зимы обозначают пропарина, а на р. Урал не замерзшее, но
слегка затянутое льдом место в реке или озере называют Опарина
- в сильные морозы от воды в этих местах поднимается пар. О
трещине в речном льду на р. Урал говорят зярык.
Ледяные наплески от прибоя в морозную погоду на Псковском
озере зовут ломы, а изломанный волнами лед, прибитый к берегу, на
Байкале - мятнак. Край льда у берега, полосу воды между берегом
и краем льда, образовавшуюся в результате скопления талой воды
или отрыва ледяного покрова от берега, в Псковской области
называют закрай, а в Архангельской - закрайка. Пустоты подо
льдом между берегом и уровнем реки, упавшим после осеннего
паводка, - это пустоледка, пустоледица, а сам лед, нависающий
над этими пустотами у берега реки, в Сибири называют карниз, на
Северном Урале - кора, а в Коми - кор.
На Байкале осенью и зимой при сильных морозах во время
активной волноприбойной деятельности, приводящей к выплескам
воды на берег, образуются береговые ледяные валы высотой до 5 м.
которые здесь называют сокуи. Различают бережные сокуи, образу-
344
Приложение
ющиеся на пологих берегах при постепенном снижении уровня в озере,
и морские сокуи, возникающие на ледяном забереге. В течение зимы
сплошной ледяной покров на озерах то расширяется при повышении
температуры, то сужается при понижении, и в результате в нем
образуются трещины - щели. На Байкале, например, при понижении
температуры льда на 3° длина ледяного покрова уменьшается на
120 м. Лед разрывается сквозными расщелинами, которые здесь
называют становыми щелями. Вдоль щели всегда идет стена
торосов, о которых на Байкале говорят стеколъник. Верхний
беловатый ледяной слой в апреле, когда подтаивает снег, лежащий
на льду зимой, называют шах. О весеннем рассыпчатом льде сибиряки
говорят метик. Лед, обнажившийся из-под снега поздней весной, в
Колымском крае зовется хабур.
Вода, выступившая поверх льда, или, иначе, наледица, имеет
разные наименования: в Карелии это лумба, в Орловской области -
налой, в Псковской - обжор, обжора, в Восточной Сибири - свежун,
в европейской части России от Белого моря до Дона - слуз. Скопления
мокрого тающего снега на поверхности озера называют снежанка, а
в Псковской области - слякиша. Вскрытие реки или озера, весенний
ледоход называют еще ледопол, ледополъе. В Псковской области о
расхождении весной речных или озерных льдов говорят разрой.
Ледоход с мелким битым льдом в Тульской области и на Дону
называют стор, а на р. Урал - каша.
Отдельно плывущие льдины называют по-разному: в низовьях
Волги и на р. Урал - чка, чки, в Тамбовской, Рязанской и Саратовской
областях - икра, икрина, в Воронежской области -ледянка, в Тверской
- кабан, кобанъ, на Урале - гиря, глыба, глыза. Крепкую льдину,
выдерживающую человека, на севере России зовут рупок. Зажорная
ледяная запруда и осенние заторы в Тамбовской области носят
название икровник, на р. Чулым - жор, а в Колымском крае - тороз.
Ледяной затор в Центральной России называют еще запор.
Понятие «наледь» присутствует в языках многих народов Сибири.
Эвенки называют ее амнунда, амнунна, тувинцы - булук, алтайцы
- тош, буряты - хашар, хашер, тунгусы и маньчжуры - улан.
Негидальцы, живущие на нижней Амгуни, весеннюю береговую
наледь зовут алдан. а эвенки родник с наледью называют буксу букту
букрэ.
В диалектах севера России также есть специальные слова,
обозначающие наледь: в Карелии говорят наслуз, а южнее, вплоть до
Дона, - слуз. В Архангельской области словами когва, когмо называют
вторичный слой льда от воды, излившейся на основной ледяной
горизонт. В Восточной Сибири и Забайкалье бугор с ледяным ядром
внутри называют пуча, а наледный бугор пучения в долине реки или
русле небольшой речки зовут пузырь. В Чуйской степи о наледных
буграх пучения говорят тебелеры.
345
В мире снега и льда
На севере Архангельской области, на Белом море и в Поморье
люди издавна имели дело с морскими льдами, и в местные говоры
вошло много названий этих льдов. Гладкое, ровное место на льду
называют здесь гладун, льдины или смерзшиеся комья снега, свободно
плавающие на море, - это колтужник, колтак, неровный край
прибрежного льда - зуб, весенний лед на море - крышка, а тонкий
лед, образовавшийся весной от приливов поверх толстого зимнего
льда, - кочма. О льде, который не стаивает круглый год, говорят
стамой лед.
Замерзшее море называется бимъе, а плавающая льдина,
оторвавшаяся от сплошного ледяного поля, - бим, бимок. Подводный
удлиненный ледяной выступ, протянувшийся от основной льдины,
называют язык. Большая неразбитая льдина - целуха, отдельная, нося-
щаяся по морю, льдина - падеж, а крепкая льдина, выдерживающая
человека, - это рупок. О полынье, образовавшейся в плавающих по
морю льдинах, говорят разводье.
Ледяной торос с ровной гладкой поверхностью называют
гладуха. Об обширных весенних скоплениях льда говорят колоб.
Торосы в море, не проходимые для судов, называют шуя, стамуху
на море - шихан, нагромождения льдин на берегу - ропас. А
нагромождения морского льда на мелях, достигающие 7-8 м в
высоту, в восточной части Белого моря называют несяк, а в западной
- стамик.
Небольшой айсберг, недавно отколовшийся от ледника и плаваю-
щий в воде, поморы называют щёнок, а само откалывание айсберга,
отел ледника - щёнка.
Красота и величественность снежных гор породили специаль-
ные их названия во многих языках, которые нередко входили составной
частью в географические наименования.
Чередование участков каменных россыпей, скал и пятен казахи
назвали алатау, что значит пестрые горы; название это указывает
на вертикальную поясность гор. В Южной Сибири горы, покрытые
снегом, называют белогоръе. Здесь к названиям горных хребтов и
вершин, покрытых снегом в течение всего или большей части года,
применяют слова белук, белки. На Алтае мы встречаемся с Чуйски-
ми и Катунскими белками, а в Саянах - с Агульскими белками.
Иногда на Алтае те же термины употребляются в значении ледник;
этими словами называют также пятна снега, лежащего в горах.
В Забайкалье и Саянах снеговая вершина, голец носят название
сардык, в Туве вершина горы, покрытая вечным снегом, называется
ак. Горный хребет с нестаивающим снегом во впадинах на эвенкий-
ском языке - хинган.
Слово ледник на разных языках народов, издавна живущих рядом
с Россией и вместе с Россией, звучит следующим образом: чиран,
ЪА6
Приложение
чран - по-балкарски, чонг-муз - по-киргизски; на таджикском языке
пиръях - это старый лед, ледник, а ях-дон - ледяной поток; по-
грузински мкинвари - это ледник, а кибиша - ледник, спускающийся
уступами. По-армянски лед - значит сарруйц, отсюда ледник -
саррацадашт. Ледник, вечный снег, белок - по-тувински менги, а
по-киргизски мёнггю.
На тюркских языках боз или буз означают лед, холодный. Отсю-
да горный ледник по-азербайджански - бузлак, а по-туркменски
- бу злы к. Другое тюркское слово для обозначения льда - муз,
мус, отсюда на якутском языке мус хая - это ледник, обледенев-
шая гора.
Приведем еще два широко известных названия ветров, вызыва-
ющих сильное таяние ледников. Нередко с гор дует теплый ветер -
фён, приводящий к иссушению воздуха на подветренном склоне. Он
вызывает интенсивную абляцию ледников, в том числе и в ночное
время. А на востоке Средней Азии нередко дует афганец - сухой
юго-западный ветер, приносящий из Афганистана много пыли,
заволакивающей горизонт. Он оказывает большое влияние на таяние
ледников.
ЛИТЕРАТУРА
Авсюк ГА. Температурное состояние ледников // Изв. АН СССР.
Сер. геогр. 1955. № 1. С. 14-31.
Алексеев В.Р. Наледи и наледные процессы (вопросы терминологии
и классификации). Новосибирск: Наука, 1978. 188 с.
Атлас снежно-ледовых ресурсов мира. М.: Российская академия
наук, 1997.392 с.
Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л.:
Гидрометеоиздат, 1985. 208 с.
Вейнберг Б.П. Лед. Свойства, возникновение и исчезновение льда.
М.: Гостехтеориздат, 1940. 524 с.
Визе В.Ю. Климат морей Советской Арктики. Л., М.: Главсев-
морпуть, 1940. 124 с.
Воейков А.И. Влияние снеговой поверхности на климат// Изв. Русск.
геогр. об-ва. Геогр. известия. Т. 7. 1871.
Воейков А.И. Снежный покров, его влияние на почву, климат и погоду
и способыя исследования // Зап. Русск. геогр. об-ва по общей
географии. Т. 18. № 2. 1889. 212 с.
Глазовский А.Ф. Взаимодействие ледниковых покровов с ложем в
пределах материковых окраин. М., 1989. 123 с.
Гляциологический словарь / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: Гидро-
метеоиздат, 1984. 528 с.
Голубев ГН. Гидрология ледников. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.
247 с.
Гросвальд М.Г Покровные ледники континентальных шельфов. М.:
«Наука», 1983. 216 с.
Дайсон Дж.Л. В мире льда. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 232 с.
Долгушин Л.Д., Осипова ГБ. Пульсирующие ледники. Л.: Гидро-
метеоиздат, 1982. 192 с.
Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР,
1963.378 с.
Дюргеров М.Б. Мониторинг баланса массы горных ледников. М.:
«Наука», 1993. 127 с.
348
Литература
Захаров В.Ф. Льды Арктики и современные природные процессы.
Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 136 с.
Зотиков И.А. Теплофизика ледниковых покровов. Л.: Гидрометео-
издат, 1982. 288 с.
Зотиков И.А. Таяние-намерзание под шельфовыми ледниками и
его следствия // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1983. № 3. С. 24-32.
Зубов Н.Н. Льды Арктики. М.: Изд-во Главсевморпути, 1945. 360 с.
Колесник СВ. Очерки гляциологии. М.: Географгиз, 1961. 551 с.
Каталог ледников СССР. 108 выпусков (Тома 1, 3, 8, 9, 13-16, 19,
20). Л.: Гидрометеоиздат, 1965-1982.
Котляков В.М. Снежный покров Земли и ледники. Л.: Гидрометео-
издат, 1968.479 с.
Котляков В.М., Кренке А.Н. Роль снежного покрова и ледников в
глобальных моделях климата // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1982.
№ 1. С. 5-14.
Кренке А.Н. Массообмен в ледниковых системах на территории
СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 288 с.
Кропоткин П.А. Исследование о ледниковом периоде. СПб., 1876.
770 с.
Кузьмин П.П. Физические свойства снежного покрова. Л.: Гидро-
метеоиздат, 1957. 179 с.
Лосев КС. По следам лавин. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 136 с.
Мельник Д.М. О законах переноса снега и их использовании в
снегоборьбе // Техника железных дорог. 1952. № 11.
Мурзаев Э. М. Словарь народных географических терминов. М.:
Мысль, 1984. 653 с.
Осипова Г.Б., Цветков ДГ, Щетинников А.С., Рубак М.С.
Каталог пульсирующих ледников Памира // Материалы гляциол.
исслед. Вып. 85. 1998. С. 3-136.
Отуотер М. Охотники за лавинами. М.: «Мир», 1972. 269 с.
Рихтер ГД. Словарь основных терминов и понятий по снеговедению
// Материалы гляциол. исслед. Хроника, обсуждения. Вып. 22.
1973. С. 199-222.
Рототаев К.П., Хобаков В.Г., Кренке А.Н. Исследование пульси-
рующего ледника Колка. М.: «Наука», 1983. 169 с.
Сергин В.Я., Сергин С.Я. Системный анализ проблемы больших
колебаний климата и оледенения Земли. Л.: Гидрометеоиздат,
1978.279 с.
Хобаков В.Г. Водно-ледовый баланс районов современного и древ-
него оледенения СССР. М.: «Наука», 1978. 194 с.
349
В мире снега и льда
Чижов О.П. Оледенение Северной полярной области. М.: «Наука»,
1976. 240 с.
Чумаков Н.М. Докембрийские тиллиты и тиллоиды (проблемы
докембрийских оледенений). М.: «Наука», 1978. 202 с.
Шумский П.А. Энергия оледенения и жизнь ледников. М.:
Географгиз, 1947. 60 с.
Шумский П.А. Основы структурного оледенения. М.: Изд-во АН
СССР, 1955. 492 с.
Шумский П.А. Подземные льды // Основы геокриологии
(мерзлотоведения). Ч. 1. Основы геокриологии. М.: Изд-во АН
СССР, 1959. С. 274-327.
Шумский П.А. О теории движения и колебаний ледников //
Материалы гляциол. исслед. Хроника, обсуждения. Вып. 6. 1962.
С. 31^11.
Шумский П.А., Кренке А.Н. Современное оледенение Земли и его
изменения // Геофиз. бюлл.1965. № 14. С. 128-158.
Ahbnann Н. W. Glaciological research on the Atlantic coasts. Roy. Geogr.
Ser. № I. London, 1948. 83 p.
Dobrowolski A.B. Historia naturalna lodu. Warszawa, 1923. 435 s.
Glen J. W. Experiments of the deformation of ice // Joum. of Glaciology.
Vol. 2. № 11. 1952. P. 111-114.
Hughes T., Denton G.H., Grosswald M.G. Was there a late Wwm
Arctic Ice Sheet? // Nature. 1977. Vol. 266, № 5603. P. 596-602.
Jania J. 2гогштеж lodowce. Warszawa; Wydawnictwo Naukowe PWN,
1996. 236 p.
Kukla G. Snow cover and climate // Glaciol. Data (Snow Watch 1980).
1981. № 11. P. 27-29.
Meier M.F. Contribution of small glaciers to global sea level // Science.
1984. Vol. 226. №4681. P. 1418-1421.
Nakaya U. Snow crystals: natural and artificial. Cambridge: Harvard Univ.
Press. 1955. 510 p.
Quervain M.R. de. On metamorphism and temperature of snow under
constant pressure and temperature gradient // IAHS Publ. 1958.
№ 46.
Radok U., Loewe E, Wishart E.R. Studies on drifting snow. Univ.
Melbourne, Met. Dept. Publ. 1970. № 13. 129 p.
World Glacier Monitoring Service. World Glacier Inventory. IASH —
UNEP - UNESCO. 1989.
АВТОРСКИЙ КОММЕНТАРИЙ
В 1986 г. я получил предложение от издательства «Мысль» написать
книгу о проблемах и явлениях снега и льда, богато иллюстрированную и
рассчитанную на массового читателя. Работа эта заняла несколько лет, в
течение которых я подобрал и проштудировал значительное количество
книг и статей, систематизировал свои наблюдения в путешествиях по всему
миру, разыскал у себя и своих коллег цветные слайды, иллюстрирующие
необыкновенный мир снега и льда. В основу текста был положен курс
моих лекций «Проблемы современной гляциологии», который я читал в
80-х годах на географическом факультете Московского университета. Эта
книга вполне может служить хрестоматией к университетскому курсу по
общей гляциологии.
В конце 80-х годов рукопись была передана в «Мысль», но вскоре в
издательстве наступили трудные времена, и уже подготовленную к изданию
рукопись публиковать не стали. В самом начале 90-х годов я предложил эту
книгу издательству «Наука», где она увидела свет в 1994 г. в красочном
издании под названием «Мир снега и льда».
Каждая глава в той книге была разбита на две части. Основной текст
повествовал о распространении и особенностях разных видов снега и льда,
раскрывал механизм природных процессов, отражал практические аспек-
ты использования снега и льда, а также приемы борьбы с их вредным
влиянием. Более мелким шрифтом давался справочный материал о свой-
ствах тех или иных видов снега и льда, их распространении по территории
и изменчивости во времени. Здесь же приводились некоторые конкретные
наблюдения и интересные случаи, связанные с исследованиям этих
природных явлений.
Готовя к изданию настоящую книгу «В мире снега и льда», я вновь
пересмотрел текст и иллюстрации той книги, объединил обе части каждой
главы в единый текст. Из прежнего текста также были исключены две главы,
касающиеся Антарктического ледникового покрова, так как об этом я доста-
точно подробно написал в первой книге настоящего шеститомника, и глава,
где говорится о снежно-ледовых ресурсах, материалы которой в том или
ином виде вошли во вторую книгу этой серии. Кроме того, первая глава
книги «Мир снега и льда» ныне разделена на две; в главу о льде в космосе
включены некоторые сведения о полярных шапках Марса, впервые приве-
денные мною еще в книге «Мы живем в ледниковый период?», опублико-
ванной в 1966 г. Соответственно эти сведения не приводятся в четвертой
книге шеститомника, где помещено переиздание книги 1966-го года.
351
В мире снега и льда__________________________________________________
В Приложении к данной книге, озаглавленной «Снег и лед в говорах
народов России и ее соседей», приводятся названия, объяснения которых
также даны в конце разных глав первого издания книги «Мир снега и
льда». А систематический перечень около 400 слов или групп слов,
употребляемых в народе для обозначения снежно-ледовых явлений,
впервые опубликован мною в специальной статье в «Гляциологическом
словаре» (Л.: Гидрометеоиздат, 1985. С. 500-509), в который вошли слова
из разных диалектов русского языка, а также из языков других народов,
живших вместе с нами в единой стране - Советском Союзе.
Перечень 1985 г. был составлен в основном по «Словарю народных
географических терминов» Э.М. Мурзаева [1984]. В качестве источников
использованы также «Толковый словарь живого русского языка»
В.И. Даля, «Словарь основных терминов и понятий по снеговедению»
Г.Д. Рихтера [1965], монография «Наледи и наледные процессы»
В.Р. Алексеева [1978].
Настоящая книга содержит более 170 красочных иллюстраций. Все их
можно разделить на следующие группы. Сложность строения и взаимосвязи
с окружающей средой снежно-ледовых явлений демонстрируют схемы и
графики, значительная часть которых составлена мною. Большая их часть
впервые опубликована в моей книге «Мир снега и льда» [1994]: см. с. 13,
31, 34, 45, 56, 65, 67, 73, 76, 80, 81, 84, 94, 99 (вверху), 104, 118, 123, 137,
157, 160, 168, 170, 173, 183, 187, 193, 194, 202, 212, 213, 224, 249, 255, 257,
267, 268, 293, 302, 304, 305, 315, 318, 319, 321, 328, 333, 335. Кроме того,
рисунок на с. 21 взят из книги «Мы живем в ледниковый период?» [1966]),
на с. 205 - из книги «Снежный покров Земли и ледники» [1968], на с. 278 -
из книги «Наука, общество, окружающая среда» [1997], а на с. 332 - из
материалов Гидрометцентра. Основы рисунков на с. 12, 250, 256, 308, 316
взяты из книги J. Jania «Zrozumiec Iodo wee» [1996]; рисунок на с. 271 - из
статьи Е.М. Зингера с соавторами из «Материалов гляциологических иссле-
дований», вып. 83.
На с. 86, 132, 134, 174, 175, 241, 271, 287, 322, 323 приводятся карты
Атласа снежно-ледовых ресурсов мира. Но здесь они, как правило, несколько
упрощены и адаптированы к восприятию не специалиста. Наконец, пред-
ставление о красочности и многообразии снежно-ледовых объектов дают
цветные фотографии, сделанные мною и моими товарищами. Мои
фотографии приведены на с. 28,88,93,119,217,218,221,229,230,243,244,260,
265 (1981 г.), 271, 301, 309, 310,-338, 339. Большой блок фотографий
принадлежит Л.В. Десинову: с. 38,39,40,50,53,71,72,95,102,103,105,110,
120,133,136,138,139,144,145,149,166,207,210,220,234,237,238,242,251,252,
254, 259, 284, 285 (вверху), 288, 289, 311. Кроме того, в книге приведены
фотографии В.Р. Алексеева на с. 128, 153; X. Бардарсона на с. 239, 337;
А. Большакова на с. 180, 197; Б.И. Втюрина на с. 162; Р.Г Гобеджишвили на
с. 253; О.В. Грицай на с. 185; М.Г Гросвальда на с. 233; М.Б. Дюргерова на
с. 195, 225, 253 (вверху), 298, 331; В.Г. Захарова на с. 188; В.Ф. Захарова на
с. 178,179, 181; Ю.Я. Мачерета нас. 297,298; В. Неворотина на с. 231,232;
352
Авторский комментарий
Л. Опуховского на с. 216; О. Поста на с. 297; С. Риста на с. 130, 234;
К.П. Рототаева на с. 214,223,236,277,280,312,330,334; О.В. Рототаевой на
с. 215 (вверху); В. Седельникова на с. 208 и 285 (внизу). Приводятся также
космические снимки на с. 8, 30,222, 273, а на с. 61,62, 99 (внизу), 114,206,
262,263,265, 341,343 - репродукции известных полотен и художественных
открыток.
ПЕРЕЧЕНЬ ИЛЛЮСТРАЦИЙ
С. 8. Фото\ Горная цепь Анд в Южной Америке под снегом. Снимок, сде-
ланный с борта орбитальной станции «Салют-6», охватывает хребет
между 17 и 34° ю.ш.
С. 12. Взаиморасположение составляющих кристалла льда характерной
шестиугольной формы
С. 13. График связи давления, удельного объема и температуры для разных
модификаций льда и воды
С. 21. Полярные шапки Марса: изменение поперечника южной полярной
шапки с наступлением весны и результаты измерений зависимости
ширины границы снежного покрова от полуденной высоты Солнца
для Марса и Земли
С. 28. Фото'. Памятник О. Соссюру в центре Шамони. Слева - вершина
Монблан
С. 30. Фото'. Вид Южного Патагонского ледникового плато с орбитальной
станции «Салют-6»
С. 31. Схема, поясняющая понятие энергии оледенения
С. 34. Альбедо Земли, в %, полученное по спутниковым наблюдениям
С. 38. Фото'. Инеевые цветы на поверхности снежного покрова
С. 39. Фото'. Морозные узоры на внутренней стороне окон
С. 40. Фото'. Изморозь на кустах и деревьях
С. 45. Международная классификация снежинок
С. 50. Фото: Типичный зимний пейзаж средней России
С. 53. Фото: Большое количество снега в лесу приводит к снеговалу -
искривлению стволов и ветвей деревьев
С. 56. Разные стадии деструктивного и конструктивного метаморфизма снега
С. 61. Репродукция картины В.И. Сурикова «Взятие снежного городка»
С. 62. Фото: Снежный фестиваль в Японии
С. 65. Движение снега во время метели
С. 67. Транспортирующая способность метелей
С. 71. Фото: В поселке после сильной метели
С. 72. Фото: Уборка снега на дорогах
С. 73. Распределение снега в марте в широкой (а) и узкой (б) лесных полосах
354
Перечень иллюстраций
С. 76. Поток коротковолновой радиации в лежащий на земле снежный покров
в ясной сухой атмосфере
С. 80. Сезонное перемещение переходной зоны снежного покрова на рав-
нинах Северного полушария в 1975 г.
С. 81. Ежегодные отклонения площади снежного покрова в 1966-1977 гг. в
Северном полушарии в октябре (7), декабре (2) и марте (3) от средней
за 10 лет
С. 84. Распространение сезонного снежного покрова на суше и на морских
льдах в январе 1980 г. (7) и в зимы последней ледниковой эпохи
18 тыс. лет назад (2)
С. 86. Карта'. Катастрофа на горе Уаскаран в 1970 г.
С. 88. Фото'. Памятный крест в скале рядом с Чертовым мостом, постав-
ленный в честь доблестных суворовских солдат
С. 93. Фото'. Здание Швейцарского федерального института снега и лавин
в местечке Вайсфлуйох - в горах над Давосом
С. 94. Схема движения лавины
С. 95. Фото'. Лавиносбор в верховьях Кубани на Кавказе
С. 99. Схема зарождения лавин от линии (А) и из точки (Б); I-зона зарождения,
II- зона транзита, III- зона отложения
С. 99. Нижнее фото'. Линия отрыва снежной лавины
С. 102. Фото'. Движение снежного осова
С. 103. Фото'. Сход снежной лавины
С. 104. Контуры трех лавин (я), сходивших в 1974 г. в Хибинских горах, и
результаты измерений их скоростей стереофотограмметрическим
методом (б)
С. 105. Фото'. Древние башни в многоснежном районе Кавказа
С.110. Фото'. Лавинные прочесы на склоне и стволы поваленных деревьев
на конусе выноса
С. 114. Старинная швейцарская гравюра «Лавина»
С. 118. Схематическое изображение защиты горной дороги от лавин
С.119. Фото'. Противолавинные галереи на автомобильной дороге в Швей-
царских Альпах
С. 120. Фото'. Конус выноса снежной лавины перекрыл противолавинную
галерею на автодороге
С. 123. График возможности выживания в зависимости от времени пребыва-
ния в лавине и толщины снега над пострадавшим
С. 128. Фото'. Вертикально вытянутые иглообразные кристаллы водного льда
С. 130. Фото’. Лед на реке Тьёрса в Исландии. Зажор
С. 132. Карта'. Начало и продолжительность ледостава на реках бывшего
СССР
С. 133. Фото’. Ока подо льдом в районе усадьбы В.Д. Поленова
355
В мире снега и льда______________________________________________
С. 134. Карта'. Вскрытие рек и продолжительность периода безо льда на реках
бывшего СССР
С. 136. Фото'. Подледный лов рыбы
С. 137. Продольный профиль затора льда
С. 138. Фото'. Весенний затор на Оке
С. 139. Фото'. Голова окского затора
С. 144. Фото'. Замерзший водопад в горах Кавказа
С. 145. Фото'. Наледи на крутых склонах зимой в горах Таджикистана, недалеко
от Душанбе
С. 149. Фото'. Весеннее разрушение речных наледей
С. 153. Фото'. Опасная наледь возникла в противолавинной галерее
С. 157. Изменение температуры горных пород с глубиной в шахте Шергина
по измерениям в разные годы
С. 160. Карта'. Распространение многолетнемерзлых пород и подземных
льдов в Северном полушарии
С. 162. Фото'. Повторные ледяные жилы в береговом обрыве р. Индигирки
С. 166. Фото'. Термокарст на одном из ледниковых языков в Центральном
Тянь-Шане
С. 168. Последовательные стадии (фазы I-VI) выпучивания столба из слоя
летнего оттаивания грунтов, сложенного влажными рыхлыми
породами
С. 170. Строение приледникового каменного глетчера
С. 173. Изменение по месяцам средних многолетних площадей льда в Миро-
вом океане
С. 174. Карта'. Распространение морских льдов в Северном полушарии
С. 175. Карта'. Распространение морских льдов в Южном полушарии
С. 178. Фото'. Молодой морской лед - зона взломанного и наслоенного
светлого ниласа
С. 179. Фото'. Однолетний тонкий лед
С. 180. Фото'. Сплошной массив блинчатого льда
С. 181. Фото'. Разреженный лед у края открытой воды
С. 183. Карта'. Дрейф льда в Северном Ледовитом океане
С. 185. Фото'. Ледяной вал на берегу моря в Голландии, сформировавшийся
зимой 1996/97 г.
С. 187. Карта'. Арктические ледяные массивы
С. 188. Фото'. Столовый айсберг среди морских льдов в море Дейвиса у
берегов Антарктиды
С. 193. Схема продвижения русских первопроходцев на отдельных участках
Северного морского пути в XIII - XVII вв.
С. 194. Карта'. Маршруты советских экспедиций по Северному Ледовитому
океану
356
Перечень иллюстраций
С. 195. Фото'. Караван судов во льдах
С. 197. Фото’. В полярных льдах
С. 202. Площадь льда в Северном Ледовитом океане во второй половине
августа за период 1924-1980 гг.
С. 205. Высота снеговой линии на разных широтах
С. 206. Фото’. Слоистая толща горного ледника
С. 207. Фото’. У языка ледника Минаду в бассейне р. Обихингоу на Памире
С. 208. Фото'. Ледниковый узел у пика Свободная Корея на Памире
С. 210. Фото’. Верховья ледника Федченко в конце лета
С. 212. Морфологическая классификация ледников
С. 213. Наиболее распространенные морфологические типы ледников
С. 214. Фото’. Верхняя часть ледника плоской вершины на Кавказе
С. 215. Верхнее фото’. Оледенелые шапки Эльбруса - ледник конической
вершины
С. 215. Нижнее§ото: Ледник конической вершины на горе Рейнир в штате
Вашингтон
С. 216. Фото'. Висячие ледники в горах Памира
С. 217. Фото'. Каровый ледник Обручева на Полярном Урале
С. 218. Фото’. Крупнейший в Альпах долинный Алечский ледник
С. 220. Фото’. Забронированный ледник туркестанского типа на Памире
С. 221. Фото'. Ледники в Новозеландских Альпах
С. 222. Фото'. Взгляд из космоса на ледники Тибетского нагорья
С. 223. Фото’. Характер оледенения на Центральном Тянь-Шане
С. 224. Схема Памирского фирнового плато
С. 225. Фото'. Памирское фирновое плато и пирамида пика Исмоила Сомони
(бывший пик Коммунизма)
С. 229. Фото’. Кающиеся льды на одном из ледников Памира
С. 230. Фото'. Ледниковый стол
С. 231. Фото'. Причуды тающего льда
С. 232. Фото'. Сераки на одном из памирских ледников
С. 233. Фото'. Таяние поверхности антарктического ледника
С. 234. Фото'. Сток воды по ледниковой поверхности
С. 235. Фото’. Фонтан на одном из ледников, спускающихся с Ватнайёкюдля
в Исландии
С. 236. Фото'. Грот памирского ледника
С. 237. Фото'. Начало ледниковой реки на Памире
С. 238. Фото’. Слияние двух рек, одна из которых берет начало с ледника
С. 239. Фото'. Спускающийся в озеро исландский ледник Лангйёкюдль (июль
1967 г.)
357
В мире снега и льда
С. 241. Карта’. Подпрудные озера у ледников в Заилийском Алатау и Кюнгёй-
Ала-Тоо на территории Казахстана
С. 242. Фото’. Озеро Мерцбахера на Центральном Тянь-Шане
С. 243. Фото’. Айсблоки в небольшом приледниковом озере в Патагонии
(апрель 1982 г.)
С. 244. Верхнее фото’. Язык ледника Морено, оканчивающийся в одном из
заливов оз. Архентино в Патагонии (апрель 1982 г.)
С. 244. Нижнее фото’. В конце апреля 1982 г. язык ледника Морено перегоро-
дил один из заливов оз. Архентино
С. 249. Суммарное перемещение льда в области питания Алечского ледника
(Швейцарские Альпы) с августа 1948 г. по сентябрь 1950 г.
С. 250. Характерные формы трещин на поверхности ледников (по Р. Шарпу)
С. 251. Фото’. Поперечные трещины на леднике Фортамбек на Памире
С. 252. Фото’. Крутой ледопад на памирском леднике
С. 253. Верхнее фото'. Огивы под ледопадом на леднике Халде, южный
склон Кавказа
С. 253. Нижнее фото'. Ледниковые огивы
С. 254. Фото'. Узкий кулуар ледника Трамплинного на Центральном Памире,
по которому регулярно срываются фирново-ледяные лавины -
обвалы льда с Памирского фирнового плато
С. 255. Язык сложно-долинного ледника
С. 256. Схематические поперечные разрезы ледников Федченко на Памире
и Большого Алечского ледника в Альпах в сравнении с контуром
главного здания Московского университета
С. 258. Линии тока (а) и линии движения (б) в горном леднике
С. 259. Фото’. Потоки льда на леднике Вальтера на Памире
С. 260. Фото’. Работы в туннеле, пройденном в леднике Обручева на Поляр-
ном Урале
С. 262. Фрагмент картины голландского художника А. Арентца (1585-1635)
«Катающиеся на коньках в Амстеле»
С. 263. Фрагмент картины художников голландской школы А. Шторка (1635-
1710) и Т. Хеереманса (1640-1697) «Зимняя сцена в Амстердаме»
С. 265. Нижний Гриндельвальдский ледник в 1808,1820,1858и 1981 гг.
С. 267. Изменения температуры за прошедшие 100 лет у поверхности Земли в
разных широтных зонах Северного полушария
С. 268. Колебания концов ледников в Швейцарских Альпах
С. 271. Подвижка ледника Колка на Кавказе в 1969-1970 гг.
С. 272. Фото’. Выдвинувшийся в долину р. Геналдон язык ледника Колка
(февраль 1970 г.)
С. 273. Космический снимок ледников Аляски, большинство из которых
пульсирующие
358
Перечень иллюстраций
С. 274. Положение фронта ледника Фритьоф с 1898 по 1988 год
С. 277. Фото'. Поверхность языка ледника Дидаль на Памире во время
подвижки в 1979 г.
С. 278. Схема динамики подвижек ледников Вали, Дзержинского и Малый
Саукдара в 1972-1977 гг.
С. 280. Фото'. Обрывы на леднике большой Саукдара на Памире
С. 284. Фото'. «Лапа» ледника Бырс в бассейне р. Муксу на Памире во
время подвижки
С. 285. Верхнее фото'. Озеро в боковой долине, возникшее в результате
подвижки ледника Медвежьего
С. 285. Нижнее фото'. Озеро, подпруженное ледником
С. 287. Карта'. Пульсирующие ледники Центрального Памира
С. 288. Фото'. Ледник Бивачный - пульсирующий приток ледника Федченко
С. 289. Фото'. Селевой конус в долине р. Сурхоб на Памире
С. 293. Наземный (7), «морской» (77) и плавучий (777) ледниковые покровы
С. 296. Фото'. Бухта отела у края ледника Торелл Вестре на Шпицбергене
С. 297. Фото'. Ледяной поток на Шпицбергене, оканчивающийся в море
С. 298. Фото'. Приливный ледник на о. Южная Георгия
С. 299. Фото'. Общий вид ледника Колумбия. Размах высот от ледникового фронта
до окружающих ледниковых вершин составляет более 4000л/
С. 301. Фото'. Согнефьорд - крупнейший фьорд на Скандинавском полу-
острове
С. 302. Отложения «морских» налегающих и плавучих ледников
С. 304. Изменения уровня океана за последние 6 тыс. лет в пределах пяти
разных зон, выделенных на карте, помещенной в центре рисунка
С. 305. Осредненные гляциоэвстатические изменения уровня Мирового
океана за последние 130 тыс. лет
С. 308. Преобразование горного рельефа в результате движения льда (по
Е. Мартонну)
С. 309. Фото'. Вершина Маттерхорн в Альпах - известнейший карлинг
Европы
С. 310. Фото'. Штрихи и шрамы на полоской поверхности скал в Канаде
свидетельствуют о двух генеральных направлениях движения в
прошлом Канадского ледникового щита
С. 311. Фото'. Верховья Кубани имеют характер трога
С. 312. Фото'. Моренное поле на леднике Центральный Туюксу в Заилийском
Алатау
С. 315. Ледниковые эры и крупнейшие ледниковые периоды в истории Земли
С. 316. Упрощенная реконструкция карбонового оледенения Гондваны на
основе изучения тиллитов и других ледниковых следов (реконструк-
ция Д. Тарлинга и М. Тарлинг)
359
В мире снега и льда
С. 318. Течения в океанах Южного полушария: I - в палеоцене (60 млн лет
назад), II - в начале олигоцена (35 млн лет назад), III - в начале миоцена
(20 млн лет назад), IV - современные течения
С. 319. Развитие оледенения Антарктиды на протяжении 38 млн лет
С. 321. Изменение содержания СО2 в атмосфере на протяжении фанерозоя
С. 322. Карта'. Оледенение Южного полушария в позднем плейстоцене
С. 323. Карта'. Оледенение Северного полушария в позднем плейстоцене
С. 328. Вверху'. Изменение удельной массы льда, вычисленной по данным о
вращении Земли (7) и по фактическим данным (II)
С. 328. Внизу'. Траектория смещения Северного полюса за 1900-1975 гг. по
данным Международной службы широт
С. 330. Фото'. Снежная зима в горах Кавказа
С. 331. Фото'. Мощный снежный покров на гребне хребта в Тянь-Шане
С. 332. Изменение глобальной температуры в XX столетии
С. 333. Распределение дополнительного количества осадков, выпадающих
в разных широтных зонах континентов, при повышении средней
глобальной температуры нижнего слоя воздуха на 1°С
С. 334. Фото’. Ледник рядом с человеком выглядит великаном, хотя судьба
этих великанов находится в большой мере в руках человека
С. 335. Колебания температуры воздуха и уровня моря за столетие
С. 337. Фото'. Работы на ледниковом куполе Ватнайёкюдль в Исландии
С. 338 и 339. Фото'. Рядом с ледниками - весна и жизнь
С.341. Фото'. Зимний солнечный день
С. 343. Фото’. В зимнем лесу
LIST OF ILLUSTRATIONS
P. 8. Photo’. Ands in South America between 17 and 34° S under snow. Image
from board of the «Salyut-б» orbital station
P. 12. Interlocation of components into crystal with typical hexagonal form
P. 13. «Pressure - specific volume - temperature interface» for various ice and
water modifications
P. 21. Polar caps of Mars: a) change of diameter of the Southern polar cap with
the spring onset, and b) dependence of width of snow cover area on
midday altitude of Sun for Mars and Earth
P. 28. Photo’. Monument to O. Saussure in the centre of Chamonix. On the left
is the top of Mont Blank
P. 30. Space image’. Southern Patagonian ice field. View from the «Salyut-б»
orbital station
P. 31. Scheme explaining the concept of glacierization energy
P. 34. The Earth albedo (reflecting capacity in %) from space observations
P. 38. Photo’. Hoarfrost on the snow surface
P. 39. Photo'. Frost patterns on the inner side of windows
P. 40. Soft rime on shrubs and trees
P. 45. Internal classification of snowflakes
P. 50. Photo’. Typical winter scene in middle Russia
P. 53. Photo’. A lot of snow in forest results bent trunks and branches of trees
P. 56. Various stages of destructive and constructive snow metamorphism
P. 61. Painting by V.I. Surikov «Capture of Snow Town»
P. 62. Photo’. Snow festival in Japan
P. 65. Movement of snow during snow drifting
P. 67. Transporting capacity of drifting snow
P. 71. Photo’. In a settlement after strong snowstorm
P. 72. Photo’. Cleaning a road from snow
P. 73. Snow distribution within wide (a) and narrow (b) forest strips in March
P. 76. Short-wave radiation flux into a 15-cm-thick snow cover lying on the
ground, in a clear dry atmosphere with 23° of the Sun rise
P. 80. Seasonal shift of transit zone of snow cover on plains in the Northern
Hemisphere in 1975
361
В мире снега и льда
Р. 81. Annual derivations of snow cover area in 1966-1977 in the Northern
Hemisphere in October (7), December (2), and March (3)
P. 84. The extent of seasonal snow cover on the land and the sea ice in January
1980 (7) and during winter of the last Ice Age, 18 thousand years ago (2)
P. 86. Map\ Huascaran catastrophe in 1970
P. 88. Photo'. Memorial cross in rock near Devil's bridge - to valiant Suvorov
soldiers
P. 93. Photo'. Building of Swiss Federal Institute of Snow and Avalanches in
Weissflujoch above Davos
P. 94. Scheme of avalanche movement
P. 95. Photo'. Avalanche catchment in the Kuban river headwater, Caucasus
P. 99. Above'. Scheme of snow avalanches starting from a line, and from a point
P. 99. Lower photo'. Line of an avalanche start
P. 102. Photo'. Motion of snowslumps
P. 103. Photo'. Avalanche sliding
P. 104. Contours of three avalanches (a) in the Khibiny mountains in 1974 and
the results of their velocity measurements using stereophotogrammetry
method (b)
P. 105. Photo'. Ancient towers in the Caucasus area with big amount of snow
P. 110. Photo'. Avalanche swaths on slope trunks of fallen trees on deposition
cone
P. 114. Ancient Swiss engraving «Avalanche»
P. 118. Scheme of the avalanche defense of a mountain road
P. 119. Photo'. Anti-avalanche galleries on motor road in the Swiss Alps
P. 120. Photo'. Avalanche cone set up road-blocks above the anti-avalanche gallery
P. 123. Chance of surviving depending on time of luying in the avalanche and
on snow thickness above victim
P. 128. Photo'. Vertically stretched neddle-shaped crystals of water ice
P. 130. Photo'. Ice jam on the Tjersa river in Iceland
P. 132. Map'. Beginning of freeze-up on rivers of the former USSR and its duration
P. 133. Photo'. The Oka river under ice near the farmstead of VD. Polenov
P. 134. Map'. Break up of rivers and duration of no-ice period on rivers on the
former USSR territory
P. 136. Photo'. Under ice fishing
P. 137. Longitudinal profile of ice jam
P. 138. Photo'. Spring ice jam on the Oka river
P. 139. Photo'. Head of the Oka river ice jam
P. 144. Photo'. Frozen waterfall in the Caucasus mountains
P. 145. Photo'. Winter aufeis on steep slopes not far from Dushanbe in the
mountains of Tajikistan
362
List of illustrations
P. 149. Photo'. Spring breaking of river aufeises
P. 153. Photo'. Dangerous aufeis appeared in an anti-avalanche gallery
P. 157. Changes of rock temperature with depth in Shergin's mine according to
measurements in different years
P. 160. Map'. Expansion of permafrost and ground ice in the Northern Hemisphere
P. 162. Photo'. Ice wedges in shore rupture of Indigirka river
P. 166. Photo'. Thermokarst on a glacier tongue in the Central Tien Shan
P. 168. Successive stages (phases I - VI) of column pinching out from the layer
of summer melting, composed by loose humid matter
P. 170. Structure of periglacial rock gletscher
P. 173. Monthly variations of mean perennial areas of ice in the World Ocean
P. 174. Map'. Distribution of sea ice in the Northern Hemisphere
P. 175. Map'. Distribution of sea ice in the Southern Hemisphere
P. 178. Photo'. Young sea ice - zone of broken and stratificated light nilas
P. 179. Photo'. One-year thin sea ice
P. 180. Photo'. Solid massif of pancake ice
P. 181. Photo'. Thin ice near open water
P. 183. Map’. Ice drift in the Arctic Ocean
P. 185. Photo’. Ice bank on sea shore in Holland formed during winter of
1996/97
P. 187. Map'. Nine Arctic ice massifs
P. 188. Photo'. Tabular iceberg among sea ice in Davis Sea near the Antarctic
shore
P. 193. Map’. Advance of Russian pioneers in the Northern seas from XIII to
XVII centuries
P. 194. Map’. Routes of Soviet expeditions in the Arctic Ocean
P. 195. Photo'. Caravan of ships in ice
P. 197. Photo'. In polar ice
P. 202. Ice covered area in the Arctic Ocean in the second half of August from
1924 to 1980
P. 205. Altitude of snow line on the different latitudes
P. 206. Photo'. Snow layers in a mountain glacier
P. 207. Photo'. Near the Minadu Glacier tongue in the basin of the Obihingou
river, the Pamirs
P. 208. Photo'. Glacier knot at Svobodnaya Korey a peak in the Pamirs
P. 210. Photo'. Upper course of the Fedchenko Glacier at the end of summer
P. 212. Morphological classification of glaciers
P. 213. The most widespread morphological types of glaciers
P. 214. Photo: Upper part of a flat top glacier in the Caucasus
P. 215. Upper photo: Icy tops of Elbrus - a conic top glacier
363
В мире снега и льда_________________________________________________________
Р. 215. Lower photo\ Glacier of a cone top on Rainir volcano in Washington
state
P. 216. Photo'. Hanging glaciers in the Pamirs mountains
P. 217. Photo'. Obruchev corrie glacier in the Polar Urals
P. 218. Photo'. The largest valley glacier in the Alps - Aletschgletscher
P. 220. Photo'. Debris covered surface of a glacier of Turkestan type in the Pamirs
P. 221. Photo'. Glaciers in the New Zealand Alps
P. 222. Photo'. View from space on glaciers of the Tibet plateau
P. 223. Photo'. Character of glaciation in the Central Tien Shan
P. 224. Scheme of the Pamirs firn plateau
P. 225. Photo'. The Pamirs firn plateau and pyramid of Ismoil Somoni peak
P. 229. Photo'. Ice penitents on the Pamirs glacier
P. 230. Photo'. Glacier table
P. 231. Photo'. Caprices of melting ice
P. 232. Photo'. Seracs on the Pamirs glacier
P. 233. Photo'. Melting surface of the Antarctic glacier
P. 234. Photo'. Water runoff on glacier surface
P. 235. Photo'. Fountain on the glacier descending from Vatnajokull in Iceland
P. 236. Photo'. Mouth of the Pamirs glacier
P. 237. Photo'. Beginning of a glacier river. The Pamirs
P. 238. Photo'. Confluence of two rivers one of which originates from a glacier
P. 239. Photo'. Iceland glacier Langjokull getting down into lake, July 1967
P. 241. Map'. Glacier-dammed lakes in Zailiyskiy Alatau and Kungei Ala-Too
(on the territory of Kazakhstan)
P. 242. Photo'. Mertzbacher lake in the Central Tien Shan
P. 243. Photo'. Iceblocks in small periglacial lake in Patagonia, April 1982
P. 244. Upper photo'. Moreno Glacier tongue ending in the lake Arhentino in
Patagonia, April 1982
P. 244. Lower photo'. At the end of April 1982 the Moreno Glacier tongue blocked
one of bays of lake Arhentino
P. 249. Total ice movement in the accumulation area of Aletschgletscher since
August 1948 till September 1950
P. 250. Typical forms of crevasses on glacier surface (according to R. Sharp)
P. 251. Photo'. Transverse crevasses on the Fortambek Glacier, the Pamirs
P. 252. Photo'. Steep icefall on the Pamirs glacier
P. 253. Upper photo'. Ogives under icefall on the Halde Glacier, southern slope
of Caucasus
P. 253. Lower photo'. Glacier ogives
P. 254. Photo'. Narrow couloir of the Tramplinny Glacier in the Central Pamirs
where firn and ice fall regularly from the Pamirs firn plateau
364
List of illustrations
P. 255. Scheme of the tongue of compound valley glacier
P. 256. Schematic transverse profiles of the Fedchenko Glacier in the Pamirs
and those of Aletschgletscher in the Alps as compared with contour of
the main building of Moscow University
P. 258. Flow lines (я) and lines of motion (£>) in a mountain glacier
P. 259. Photo'. Flows of ice on the Valter Glacier in the Pamirs
P. 260. Photo'. Ice tunnel in the Obruchev Glacier in the Polar Urals
P. 262. Painting by Holland artist A. Arentz (1585-1635) «People Skating in
Amstel»
P. 263. Painting «Winter Scene in Amsterdam» drawn by painter of Holland
school A. Ahtork (1635-1710) and T. Heeremans (1640-1697)
P. 265. Lower Grindelwald Glacier in 1808, 1820, 1858, and 1981
P. 267. Temperature variations near the Earth surface in the different latitudinal
zones of the Northern Hemisphere over past 100 years
P. 268. Fluctuations of glacier tongues in the Swiss Alps
P. 271. Surge of the Kolka Glacier in the Caucasus in 1969-1970
P. 272. Photo'. Tongue of the Kolka Glacier advanced to the Genaldon river
valley, February 1970
P. Т1Ъ. Space image of Alaska glaciers most of which are surging ones
P. 274. Position of the Fritjoff Glacier front since 1898 to 1988
P. 277. Photo'. Surface of the Didal Glacier tongue in the Pamirs during surge
P. 278. Scheme of surges of the Vali, Dzerzhinsky, and Maly Saukdara glaciers
in 1972-1977
P. 280. Photo: Cliffs at the Bolshoy Saukdara Glacier, Pamirs
P. 284. Photo'. «Paw» of the Byrs Glacier in the basin of the Muksu river in the
Pamirs during surge
P. 285. Upper photo'. Lake in a side valley originated as a result of the Medvezhy
Glacier surge
P. 285. Lower photo'. Lake dammed by glacier
P. 287. Map'. Surging glaciers of the Central Pamirs
P. 288. Photo'. Bivachny Glacier, surging tributary of the Fedchenko Glacier
P. 289. Photo'. Mud flow evacuation cone in the Surkhob river valley, the Pamirs
P. 293. Land (/), «marine» (//), and floating (///) ice sheets
P. 296. Photo'. Calving bay at the edge of the Torell Vestre Glacier on Svalbard
P. 297. Photo'. Outlet glacier on Svalbard flowing to the sea
P. 298. Photo'. Tidal glacier on South Georgia island
P. 299. Photo'. General view of the Columbia Glacier. Range of heights from
glacier front to surrounding tops is over 4000 m
P. 301. Photo'. Sognefjord is the largest fjord on Scandinavian peninsula
P. 302. Sediments of «marine» overlying and floating glaciers
365
В мире снега и льда___________________________________________________________
Р. 304. Changes of ocean level over the past 6,000 years within five zones
ndicated on the map placed in the centre of drawing
P. 305. Averaged glacial eustatic variations of the World Ocean level over the
last 130,000 years
P. 308. Transformation of mountain relief as a result of ice motion (according to
E. Martonn)
P. 309. Photo'. Matterhorn peak in the Alps is most known karling in Europe
P. 310. Photo'. Striates and scars on flat surface of rocks in Canada
P. 311. Photo'. The Kuban river headwaters has a nature of trough
P. 312. Photo'. Moraine field on the Central Tuyuksu Glacier in Zailyskiy Alatau
P. 315. Glacial eras and the largest glacial periods in the Earth history
P. 316. Simplified reconstruction of Gondvana carbon glaciation based on study
of tillithes and other glacier traces
P. 318. Ocean currents in Southern Hemisphere in Paleocene, Oligocene, Mioce-
ne, and at present
P. 319. Evolution of glaciation in the Antarctica during 38 million years
P. 321. Variation of CO2 content in the atmosphere during Phanerozoic
P. 322. Map'. Glaciation of the Southern Hemisphere in late Pleistocene
P. 323. Map'. Glaciation of the Northern Hemisphere in late Pleistocene
P. 328. Above'. Change of specific mass of ice calculated on the basis of data on
Earth rotation (/) and on the real facts (//)
P. 328. Below. Trajectory of move of the North Pole over 1900-1975
P. 330. Photo'. Snowy winter in the Caucasian mountains
P. 331. Photo'. Thick snow cover on ridge in Tien Shan
P. 332. Change of global temperature over the 100 years
P. 333. Distribution of additional amount of precipitation in various latitude
zones of continents when global temperature rises by 1 °C
P. 334. Photo'. Glacier near Man appears a giant. However in reality on the
contrary - destiny of glaciers to a large extent is in the Man's hands
P. 335. Fluctuations of air temperature and sea level over last hundred years
P. 337. Photo'. On the Vatnajokull dome
P. 338 and 339. Photos'. Close to glaciers are spring and life
P. 341. Photo'. Winter sunny day
P. 343. Photo'. In a winter forest
ГЕОГРАФИЧЕСКИМ УКАЗАТЕЛЬ
Абдукагор, р. 279, 286
Абрамова, ледник 276
Австралия 318-320
Австрийские Альпы 260
Австрия 60, 111, 122, 210, 264
Агаякян, р. 148
Агунг, вулкан 332
Адриатическое море 263
Азау, урочище 101
Азия 33, 82, 223, 269
Азовское море 172
Академии Наук, хр. 279
Алайский хр. 276
Алалин, ледник 256
Алдан, р. 142
Алечский ледник 218, 236, 249, 256
Алма-Ата 241, 289, 291
Алта, пос. 90
Алтай 9, 209, 261
Альпы 9, 27, 28, 55, 87-89, 92, 113,
114, 119, 123, 169, 218, 220, 236,
256, 261, 262, 264, 266, 268, 309,
314, 332
Аляска 9, 31, 60, 83, 133, 135, 137,
143, 199,216, 220, 221,242, 243,
245, 257, 260, 268, 272, 273, 281,
283, 286, 298, 300, 332
Аляска, п-ов 221
Аляскинский хр. 272, 273
Амударья, р. 129
Амур, р. 131
Анадырь 155
Ангара, р. 131
Андерматт 89
Анды 8, 29, 119, 169, 215, 216, 220,
229
Анзоб, перевал 51
Анкоридж 243, 273
Антарктида 9-11, 16, 22, 31, 33, 41,
43, 64, 66, 69, 70, 79, 155, 169,
172, 176, 181, 188, 190, 198, 210,
226, 227, 233, 257, 293, 295, 300,
301, 303, 305, 307, 317-319, 321,
324, 327, 337
Антарктика 170, 173, 178, 180, 186,
319, 324
Антарктический ледниковый покров
35, 227, 258, 293, 305, 320, 325,
327, 336
Антарктический п-ов 190, 198, 319
Арагви, р. 239
Арапахо, ледник 240
Аргентина 210
Ардон, р. 121
Арктика 10, 41, 43, 70, 82, 172, 173,
176-178, 182-184, 187, 193, 194,
197-203, 209, 266, 295, 297, 302,
307, 317, 331
Арктический бассейн 177,182,186,
191, 196, 200, 201
Архентино, оз. 244, 245
Архыз, р. 121
Атабаска, ледник 237
Атлантический океан (Атлантика)
51, 172, 176, 184, 187, 188, 190,
193, 200, 201, 203, 261, 324, 336
Африка 33,222,223,269
Баварские Альпы 113
Баксан, р. 100,101,121
367
В мире снега и льда_____________
Балабанская пещера 164
Балканы 113
Бангера, оазис 78
Баренцбург 239
Баренцево море 172, 191, 196, 301
Барнаул 151
Барроу, мыс 184, 199
Бартанг, р. 219
Баффина, море 172, 186
Баффинов залив 185, 262
Баффинова Земля 187
Белая, р. 96
Белое море 172
Белоруссия 58
Белый Июс, р. 60
Бен Невис, гора 52
Береговые хребты 215
Беринга, ледник 273
Берингов пролив 203
Берингово море 172,186
Бернские Альпы 264
Бзыке, хр. 96
Бивачный, ледник 288
Благополучия, залив 241
Блэк Рэпидс, ледник 273
Богдановича, ледник 246
Боливия 210
Бол. Бузулук, пещера 164
Бол. Кавказ 34, 209
Бол. Сен-Бернар, перевал 123
Бол. Саукдара, ледник 219, 280
Боссон, ледник 248, 257
Босфор, пролив 263
Ботнический залив 172,184
Боулдер 240
Бофорта, море 172, 184, 186, 191,
302
Бразилия 42
Британская Колумбия 220
Бросвель, ледник 274
Бруарйёкюдль, ледник 275
Бутан 210
Бырранга, горы 209
Бырс, ледник 278, 284
Вайгач, о. 192
Вайсфлуйох 92, 93, 107
Валдиз 298
Вали, ледник 278
Валь-де-Баркли 115
Вальтера, ледник 259
Ванч, р. 219,279
Варигейтид, ледник 283
Ватнайёкюдль 235, 246, 275, 337
Вашингтон, штат 91, 215
Везувий 51
Вена 113,269
Вермонт, штат 46
Вилюй, р. 157
Вилькицкого, пролив 196, 197
Витим, р. 156
Владикавказ 270
Волга, р. 133,135
Вологда 313
Воркута 83
Восток, станция 269, 292, 321, 324
Восточная Антарктида 66, 324
Восточная Сибирь 22, 137, 192
Восточно-Гренландское течение 172,
176, 262
Восточно-Сибирское море 163,172,
181, 183, 186, 191
Восточный Памир 204, 205, 214
Врангеля, о. 209,218,277
Высокое, оз. 241, 242
Гамбурцева, горы 319
Гармо, ледник 219
Гассанабад, ледник 275
Геналдон, р. 270
Географического Обществаа, ледник
219
Германия 122
Гималаи 205, 223, 332
368
Указатели
Гиндукуш 169
Гиссаро-Алай 209,219
Глейшер-Бей, залив 242,298
Голландия 184,185,264
Гольфстрим 200
Гондвана 316
Гоппенштайн 109
Готхоб 201
Грампианские горы 52
Граубюнден, кантон 92
Гренландский ледниковый покров
31,33-35,226,258,293,327,336,
337
Гренландское море 172,181,184,186,
191,200
Гренландия 33,169,181,184,187-189,
196,199-202,210,227,257,262,263,
300,324,327,336
Гримсвётн, вулкан 246
Гриндельвальд 114,264
Гриндельвальдские ледники 238,264,
265
Грузия 27,42,90,93
Грумм-Гржимайло, ледник 219
Гудзонов залив 172
Давос 92,93,114,119
Дальний Восток 133,137,151
Дарьяльское ущелье 91,313
Девдоракский ледник 256
Девисов пролив 172
Дейвиса, море 188
Джордж, оз. 243
Джунгарский Алатау 209
Дзержинского, ледник 278
Дидаль, ледник 276,277,278,290
Диксон, о. 197
Днепр, р. 131,133,135
Дон, р. 135
Доннер, перевал 51
Душанбе 51,145
Дрейка, пролив 318,320
Евразия 11,51,79,82,90,108,151,158,
162,191,313,320
Европа 33,51,123,135,200,262,263,
269,309,311,313
Енисей, р. 131,136,163,193
Заалайский хр. 278
Забайкалье 163
Заволжье 58
Заилийский Алатау 241,276,312
Закавказье 89
Заонежье 313
Западная Антарктида 293, 320, 324,
337
Западная Сибирь 70,163,311,314,
315
Западный Кавказ 96
Западный Тянь-Шань 98,99,108
Западный шельфовый ледник 295
Зарафшан, р. 219
Земля Адели 66,69
Земля Андреева 167
Земля Пири 200
Земля Санникова 167
Земля Франца-Иосифа 187,196,197,
201,261
Земля Элсмира 200,266
Зеравшанский ледник 219,224
Игарка 163
Ингури, р. 121
Индигирка,р. 135,143,148,162
Индийский океан 51,188,190,324
Индия 210,223
Индонезия 332
Иран 210
Исландия 32,35,89,202,210,235,245,
246,262,263,272,275,337
Исмоила Сомони, пик 224,225
Истаксиуатль, гора 221
Итабиринья-де-Мангейта 42
Италия 42,51,87,123,210,264
Итальянские Альпы 113
369
В мире снега и льда
Кавказ 10,27,42,89,90,92,93,95,
100, 105, 112, 113, 119, 121, 122,
135, 144, 164, 169,209,214,215,
239, 248, 253, 256, 261,262, 264,
266,271,330,332
Казахстан 58,135,151,241
Казбек 215
Каинды, ледник 219
Кальбуко, вулкан 221
Кама, р. 146
Камчатка 48,209,215,216,245
Канада 54, 59, 60, 83, 120, 133,135-
137, 143, 157, 161, 162, 182,210,
310
Канадский Арктический архипелаг
60, 172, 181, 191, 199, 200, 202,
301
Каракорум 169, 223, 275, 276, 286
Каракуль, оз. 219
Карелия 58, 151, 313
Карпаты 93, 113
Карское море 172,183,186,191,196,
197, 202, 301
Каскадные горы 90
Каспийское море 172, 261, 268
Катла, вулкан 246
Катмай, вулкан 221
Квебек, провинция 83
Кейзмент, ледник 242
Келькайя, ледниковый купол 221,
225
Кения, гора 222
Кзылча, р. 108
Килиманджаро 222
Киргизия 116
Китай 46, 61, 133, 210
Ключевской вулкан 246
Кодар, хр. 209
Колка, ледник 270-272, 276, 280,
290, 291
Колорадо, штат 116, 240
Колумбия 210
Колумбия, ледник 298-300
Колыма, р. 155
Кольский п-ов 48,137
Коммунизма пик, см. пик Исмоила
Сомони
Копенгаген 201
Кордильера Бланка 86, 87,241
Кордильеры 268,309,313
Корженевского, ледник 219
Корсика 51
Корякский хр. 209
Крайний Север 133,135,137,140
Крестовый перевал 112
Крым 164
Кубань, р. 95,311
Кузнецкий Алатау 209
Кукисвумчорр 92
Кунгурская пещера 164
Кура,р. 129
Кутиях, ледник 276
Кызыл су, р. 219
Кхумбу, ледник 245,251
Кюнгёй-Ала-Too, хр. 98,241
Лабрадор, п-ов 187,313
Лабрадорское море 172
Лабрадорское течение 172,176,187
Ладожское озеро 15
Лазарева, шельфовый ледник 295,
302
Ламберта, ледник 303
Лангйёкюдль, ледник 239
Лапландия 55
Лаптевых, море 167, 172, 181, 183,
185, 186, 191, 192, 196, 197
Ларсена, шельфовый ледник 295
Лена, р. 131, 135, 136, 140-143, 155-
157
Ленина, ледник 205, 219
Ленина, пик 278
Ленинград 15
Ленинградская область 313
370
Указатели
Лима 85
Литуйя, залив 300
Люцерн 312,313
Майликатан, р. 99
Мак-Кинли, вершина 272,273
Мак-Мёрдо 307
Маласпина, ледник 220
Малдроу, ледник 272
Малая Алматинка, р. 290
Малый Кавказ 209
Малый Саукдара, ледник 278
Мангазея 192
Маточкин Шар, пролив 193
Маттерхорн, вершина 309
Маун-Л истер, гора 307
Медвежий, ледник 279, 280, 285,
286,289
Медео, урочище 289,290
Мексика 221,327
Мелвилл, залив 187
Мер-де-Гляс, ледник 248,257
Мерцбахера, оз. 242,243
Местия 90
Минаду, ледник 207
Мирный, станция 45, 68, 69, 78,
296
Модхейм, шельфовый ледник 302
Молдова 42
Мома, р. 143,148
Монблан 27,28,248,257
Монтана, штат 116
Морено, ледник 244,245
Москва 44,147,156,332
Муксу, р. 219,278,284,286
Муостах, о. 167
Мурманск 196,198
Нальчик 93
Нарын, р. 219
Нева 131
Негри, ледник 274
Непал 210,223
Нигардсбреен, ледник 264
Ник, ледник 243
Новая Зеландия 34,169,210,222,245,
246
Новая Земля 10,187,192,196,201,216,
241,257
Новозеландские Альпы 106,221
Новоземельский ледниковый покров
34
Новороссийск 41
Новосибирские о-ва 163, 201
Норвегия 60,210,264,307
Норвежское море 191
Нью-Йорк, штат 311
Ньюфаундленд, о. 188, 200
Обервальд 118
Обихингоу, р. 207,218,286
Обручева, ледник 217, 260
Обь, р. 133,136
Огненная Земля 314
Одесса 15
Ока, р. 138,139
Океания 33
Октябрьский ледник 205, 219
Оленек, р. 135
Ольгинское, оз. 241, 242
Орисаба, вершина 221
Орулган, хр. 209
Осло 60
О'Хиггинс, ледник 286
Охотское море 172,186
Оясио, течение 172
Палькачоча, оз. 241
Памиро-Алай 217
Памир 10,27, 90, 169,207-209,216,
219, 220, 222, 224, 229, 232, 236,
237, 251,252, 254, 259, 266, 272,
277, 278, 279, 280, 284, 286, 287,
289
Памирское фирновое плато 224,225,
254, 256
371
В мире снега и льда_____________
Патагонские Анды 220
Патагония 9,33,34,204,243-245
Пекин 62
Пермь 151
Перу 29,85,108,210,221,241
Петра Первого, хр. 276
Петрова, ледник 219
Печора, р. 314
Пирамида, пос. 239
Пиренеи 113,220
Полярный Урал 52,217,260
Попокатепетль, гора 221
Преображенского-Рама, ледник 219
Приангарье 164
Прибалтика 58,313
Приморское течение 172
Причерноморье 261
Приэльбрусье 89,105,107
Прудхо, залив 83
Псковская область 313
Путорана, горы 209
Ранраирка, пос. 86, 87
Рейнир, гора 215
Рейс, мыс 200
Рижский залив 172
Роджерс, перевал 121
Рона, р. 118
Ронне, шельфовый ледник 295
Росса, море 172, 186, 190, 198, 301,
324
Росса, шельфовый ледник 295, 302,
303
Россия 7, 15, 28, 48, 50, 58, 59, 62,
64, 70, 71, 78, 133, 136, 137, 140,
147, 157, 159, 162, 172, 192, 269,
286
Рофон, р. 275
Руапеху, вулкан 246
Рувензори 222
Румыния 261
Русская равнина 314,315
Русь 263
Рушан 90
Рыбинск 46
Сан-Мартин, оз. 286
Санта, р. 85-87,241
Саппоро 44,46,61,107
Сарыджас, р. 219
Сауксай, р. 278
Саур,хр. 209
Сахалин 105,107,120
Саяны 209
Сванетия 89,90,105,106,122
Свободная Корея, пик 208
Св. Ильи, горы 272
Северная Америка 33, 79, 82, 115,
137, 158, 162, 183, 191,200,215,
220, 268, 269, 273, 309, 311,312,
313,320
Северная Земля 32,187,201
Северный Кавказ 42,89,100
Северный Ледовитый океан 51, 172,
176, 178, 180,181, 183-186, 190-
195,198,200-203
Северный полюс 66, 182, 196, 198,
200,201,328
Северный Танымас, ледник 219
Северный Энгильчек, ледник 219,
243
Селькерк, горы 120
Сен-Готард, перевал 87
Сен-Хеленс, вулкан 327
Сибирь 7,43,48,58,79,93,131,133,
135, 150, 151, 152, 155-157, 162,
163,181,192,193
Симплонский перевал 119
Скалистые горы 90,108,119,120,169,
220,240,307
Скандинавия 9,34,59, 133, 135, 137,
262, 266, 301, 309, 313
Скво-Вэлли 115
Снежная, пещера 164
Согнефьорд 301
372
Указатели
Содружества, море 190
Солт-Лейк-Сити 90
Средиземноморье 261
СредняяАзия 34,48,93,135,224,228,
240,261,268,276
СССР 90,106,108,125,132-135,199,
209,210,279
Стивенс, перевал 90
Стоне, ледник 274
Сугран, р. 278
Султан-Чуску, ледник 275
Сунтар-Хаята, горы 148,209
Сурхоб,р. 289
США 90,115,116,133,135,210,220,
273,286,327
Сьерра-Невада 51
Таджикистан 42,145
Таз, р. 192
Таймыр 192
Такома 299
Татры ИЗ
Терек, р. 313
Термез 151
Терскол, пос. 101
Тибетское нагорье 31,79,222
Тихий океан 51,172,176,188,190,192,
193,203,324
Торелл Вестре, ледник 296
Трамплинный, ледник 254,256
Туапсе 41
Туркестанский хр. 224
Турция 210
Тьёрса, р. 130
Тюмень 141
Тянь-Шань 10,27,52,90,108,119,166,
169,209,214,219,223,224,242,243,
331
Уарас 85,87,241
Уаскаран, вершина 85-87,108,241
Укок, плоскогорье 159
Улан-Батор 151
Улахан,р. 143
Умдан 275
Уолш, ледник 273
Уорд-Хант, шельфовый ледник 297
Урал 164,209
Уэдделла, море 172,186,190,198,301,
324
Фарвель, мыс 187,262
Федченко, ледник 210,219,256,266,
279, 288
Фербенкс Т1Ъ
Ферганская долина 51
Фернагтфернер, ледник 275
Фильхнера, шельфовый ледник 295
Финляндия 313
Фортамбек, ледник 219, 225, 251,
256
Фрама, пролив 189
Франция 42, 116, 210, 264
Французские Альпы 113,124
Фритьоф, ледник 274, 275
Хаббард, ледник 260
Хакассия 60
Халде, ледник 253
Харамош, горный массив 276
Харбин 62
Хибины 60, 92, 94, 96, 100, 104, 107,
118, 125, 171, 209
Хинтерайсфернер, ледник 260
Хирсдара, р. 279
Хоккайдо, о. 61, 107
Центральная Азия 214, 218, 219,
223, 228, 268, 272
Центральная Антарктида 20, 33, 57
Центральный Туюксу, ледник 312
Церматт 114
Цуоц 115,116
Цюрих 210, 261
Чаткальский хр. 108
Чегем, р. 121
373
В мире снега и льда
Черное море 172
Черского, хр. 209
Чертов мост 89
Чили 119,210,221
Чугач, хр. 243
Чукотка 155,163
Чукотский п-ов 192
Чукотское море 172,181,183,185,186,
190
Шамони 27,28
Швейцария 87, 89, 92, 106, 109, 111,
114, 115, 117-119, 121-123, 125,
210, 261, 264, 313
Швейцарские Альпы 89, 108, 119,
249, 268
Швеция 310
Шеклтона, шельфовый ледник 296
Шини-Бини, ледник 278
Шокальского, ледник 276
Шотландия 52, 309
Шпицберген 146, 169, 182, 184, 187,
189, 192, 196, 200, 210, 238, 239,
257, 272, 274, 296, 297
Эверест 245,251
Эймери, шельфовый ледник 295,303
Эквадор 210
Элсмир, о. 60,200,297
Эльбрус 7,51,89,101,107,215,248
Эль-Чичон, вулкан У2Л
Эцтальские Альпы 275
Южная Америка 8,33,204,215,318,
319
Южная Георгия, о. 298
Южная Сибирь 151,216
Южное Патагонское ледниковое пла-
то 30,245,286
Южный океан 178, 190, 191, 301,
304, 324
Южный остров Новой Зеландии 222
Южный полюс 57, 318
Южный Энгильчек, ледник 219, 243
Юнгай 87
Юнгфрау, вершина 264
Юстедальсбреен 264
Якобсхавн, ледник 187
Якутия 60, 135, 140, 142, 143, 151,
157, 161, 163, 165-167
Якутск 43, 140, 141, 143, 155-158,
164, 165, 167
Ямал, п-ов 192
Яна, р. 135,143
Яньцин, уезд 61
Япония 44,62,107,117,207
Японское море 172
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автозимник 59
Айсберги 186-189,200,201,295,301
Аласы 166
Алмазная пыль 43
Альбедо Земли 34
Антигляциализм 314
Атлас снежно-ледовых ресурсов
мира 10,32,51
Атмосферный лед 36,37
Базис оледенения 204,205
Байджарах 165
Баланс массы ледника 210,211
Бараньи лбы 308
“Белая мгла” 43
Береговые валы льда 184
Блинчатый лед 179,180
Борьба с наледями 153,154
Булгуннях 161
Бухта отела 296,297
Верховая метель 63
Висячий ледник 216,217
Вложенный поток льда 255
Внутреннее питание ледников 233
Водоснежные потоки 290
Водяная сумка 235
Воздушная волна лавины 108,109
Возрожденный ледник 218
Всемирный каталог ледников 32
Галоклин 176
Гидрограф ледникового стока 240,
241
Глубинная изморозь 55, 56, 97
Гляциальные сели 289-291
Гляциологический прогноз 329-337
Гляциосфера 26
Гляциоэвстатические изменения уро-
вня океана 305, 306
Гололед 38, 39
Гололедица 40
Гололедно-ветровая нагрузка 39, 40
Горное оледенение 29
Горно-покровное оледенение 29
Град 41,42
Граница питания ледника 211
Грунтовая лавина 97
Дальность выброса лавины 108
Дальность метелевого переноса 70
Движение лавины 103,104
Движение ледников 248-250, 259,
260
Дендритовый ледник 218
Длина разгона метели 69
Долинный ледник 218,255
Донный лед 128
Дрейф льда 183,184
Друмлины 311
Зажор 130,131
Закон Глена 17
Замерзший водопад 143,144
Затор 137-139
Защита от лавин 118
Зернистая изморозь 38
Зона ледяного питания 227
Зоны льдообразования 226,227
Жандармы 307
Желоба-троги 300,301,309
375
В мире снега и льда
Изморозь 38,40
Инеевые цветы 37,38
Иней 37
Инъекционные льды 161
Искусственное намораживание льда
140, 141
Искусственный спуск лавин 114-116
Йокульлауп 246
Кальдерный ледник 216
Каменный глетчер 169-171
Камы 310
Карлинги 307
Каровый ледник 217
Кары 307
Каталог ледников 209,210
Кающиеся снега и льды 229,230
Кинематические волны 260,261
Колебания ледников 261-268
Кольктафель 117
Конституционные подземные льды
159
Конус выноса лавины 94
Кора таяния 230
Котловинный ледник 219
Криогенное пучение грунтов 168
Криопэги 165, 166
Криосфера 25
Кристаллизация воды 16
Кристаллогидраты 18
Курчавые скалы 308
Лавинная опасность 90
Лавинный очаг 94
Лавинорез 118,119
Лавиносбор 94, 95
Лахар 247
Лед на Марсе 19-23
Ледник 207
Ледник конической вершины 214,
215
Ледник плоской вершины 214
Ледник туркестанского типа 218,
220
Ледниковая воронка 231
Ледниковая мельница 231,232
Ледниковая теория 314
Ледниковое молоко 238,239
Ледниково-подпрудные озера 241—
245
Ледниковые трещины 250,251
Ледниковые эры 315,316
Ледниковый грот 236,238
Ледниковый колодец 231
Ледниковый стакан 230
Ледниковый сток 240
Ледниковый стол 230,232
Ледниковый фонтан 236,237
Ледовая разведка 193-195
Ледовитость 182,201
Ледовые явления 342-345
Ледовый патруль 200
Ледоколы 195-197
Ледопад 251-253
Ледостав 133,135
Ледоход 137
Лед-цемент 159
Ледяная дымка 43
Ледяная крупа 41
Ледяное сало 129,179
Ледяной дождь 41
Ледяной туман 43
Ледяные иглы 178,179
Ледяные лавины 256
Ледяные массивы 186,187
Ледяные острова 199-201
Ледяные поля 182
Линии тока в леднике 258
Линия налегания 294
Льдотрясения 251,296
Международная классификация сне-
жинок 45
Мертвые льды 287,288
376
Указатели
Метаморфизм снежного покрова 55,
56
Метель 63-71
Многолетний лед 180
Модификации льда 12-14
Молодой лед 180
Морена 257,309,310
Морозные узоры на окнах 37, 39
«Морские» ледниковые покровы
293-295
Морской лед 172-184,346
Морфологическая классификация
ледников 212,213
«Муравьиные кучи» 231,232
Наледный бугор 146
Наледь 142-150,345,346
Наложенный поток льда 255
Несяк 184
Низовая метель 64, 68
Нилас 178, 179
Обледенение 41
Общая метель 64, 67, 68
Огивы 252, 253
Однолетний лед 177-180
Озы 310
Оледенение 29
Осадкомеры 46
Особ 93,102
Отторженцы 310
Парниковые газы 321-324, 329
Переметный ледник 218
Пещеры-ледники 164
Пинго 161
Повторно-жильные льды 161-163
Поземок 64
Покровное оледенение 29
Полыньи 146,185,186
Потенциальная абляция 151
Потенциальное намораживание 150,
151
Предгорный ледник 219
Приливный ледник 297,298
Припай 181
Присклоновый ледник 216
Притертая корка 40
Прогноз лавин 124-126
Противолавинные сооружения 119,
120
Прыгающая лавина 94
Пульсирующие ледники 272-288
Пылевая лавина 108
Пьяный лес 166
Разводья 185
Режеляция 17,18
Русловой ледник 216
Сальтация 65,66
Сегрегационные льды 161
Сели 289-291
Сераки 232
Склоновый ледник 217
Скрип снега 54
Сложно-долинный ледник 218
Сморозь 182
Снеговал 53,54
Снеговая линия 29
Снеговедение 48
Снегозадержание 73,74
Снеголом 54
Снегопад 43
Снегопах 59
Снеготаяние 58,79
Снег-плывун 56
Снежинка 44,45
Снежная зона 226
Снежная лавина 91,103
Снежник 52
Снежно-фирновая зона 226,227
Снежные заносы 71-73
Снежные кристаллы 44,45
Снежный покров 48-62,341,342
377
В мире снега и льда
Снежный транспорт 60
Снежура 129,179
Сплоченность льда 182
Стамуха 184
Старые льды 180
Тарын 143,146
Твердые осадки 38^16,340,341
Твердый налет 37
Текучесть льда 17
Теплая фирновая зона 227
Теплопроводность снега 77
Термокарст 165-167
Тиллиты 315
Транспортирующая способность
метели 67
Трог 258, 308, 309
Ударная сила лавин 105-107
Фирн 225,226
Фирновая линия 211,212
Фирново-ледяная зона 227
Фирновый бассейн ледника 208
Фьорды 258,300,309
Хионосфера 28,29
Холодная фирновая зона 227
Цветы Тиндаля 14,15,17,234
Цирк 307
Шельфовые ледники 295, 296, 302-
304
Штриховка Фореля 15
Шуга 129, 179
Энергия оледенения 31
Эрратические валуны 313
ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ
АвсюкГ.А. 9,204
Агассис Ж.Л. 15,314
Александр Македонский 27
АльманХ. 9,226
Амрайн-Толлер И.В. 312
Амундсен Р. 57
АнжуП.Ф. 192
АрентцА. 262
Аристотель 27
Аррениус С.А. 322
Бентли У. 46
Бержерон Т. 43
Бриджмен П.У. 12
БудыкоМ.И. 323
Вахушти Багратиони 27
Вегенер А.Л. 9
Вейнберг Б.П. 15
Вергилий М.Б. 261
ВизеВ.Ю. 173,201
Воейков А.И. 9,25,48,58,75
ВрангельФ.П. 156,192
Галилей 23
Ганнибал 27, 87
Гёте И.В. 313
Глен Дж. 14,17
Гросвальд М.Г. 256,325
Гюго В.М. 102
Дайсон Дж. 51
Дарвин Ч.Р. 314
Дежнёв С.И. 192
Дентон Дж. 325
Дионисий 311
Добровольский А. 25
Дой-Тошицура 44
Дюнин А.К. 65,67,77
ДюргеровМ.Б. 212,225
Жуковский Н.Е. 65
Захаров В.Ф. 176
ЗдарскийМ. 101
Зубов Н.Н. 173
Измаильский А.А. 58
КалесникС.В. 9
Кёрнер П. 182
КоацИ. 92
КостычевП.А. 58
КропоткинП.А. 314
Кузьмин П.П. 77
Лайель Ч. 313,314
Ланге О.К. 165
Лермонтов М.Ю. 91,239
ЛипскийВ.И. 276,278
Литке Ф.П. 192
Ломоносов М.В. 9,25,28,156,192
Лосев К.С. 99
Майер М. 300,335
Макаров С.О. 195,196
Максимилиан Первый 101
МальмгренФ. 173
Марков К.К. 9
Мартонн Е. 308
Мельник Д.М. 67
Миддендорф А.Ф. 142,156,157
Миланкович М. 317,330
Мушкетов И.В. 9,224
379
В мире снега и льда
НакайяУ 46
Нансен Ф. 9,173
Наполеон 119
Норденшельд Н.А.Э. 9,192,193
Овидий П. 261
Оту отер М. 115
Папанин И.Д. 199
Паульке В. 55, 96
Пахтусов П.К. 192
ПеруцМ. 17
Петр Первый 192
Пири Р.Э. 60
Поленов В.Д. 133
Полибий 27, 87
Попов Ф. 192
Пушкин А.С. 91, 239
Рерих Н.К. 223
Ронов А.Б. 323
Свердруп Х.У. 9
Северцов Н.А. 224
Седов Г.Я. 201
Сергин В.Я. 320
Сергин С.Я. 320
Сигсон А. 46
Скотт Р.Ф. 57
Сомов М.М. 199
СоссюрО.Б. 9,27,248
Спиноза Б. 339
Страбон 27,89
Суворов А.В. 87,88
Сулаквелидзе Г.К. 93
Суриков В.И. 61
Сюань-Цзян 27,90
Тамман Г. 12
ТарлингД. 316
Тарлинг М. 316
Татищев В.Н. 156
Тиндаль Т. Дж. 15,18,319
Толстиков Е.И. 199
Трешников А.Ф. 199
Тронов М.В. 9
Тушинский Г.К. 93
Урумбаев Н. 116
Фарадей М. 18
Фельми А. 104
Феокрит 27
Флетчер Дж. 199
Форель Ф. 15
Франклин Б. 328
Фурье Ж. 25
Хеереманс Т. 263
Хефели Р. 92
ХьюзТ. 325
Чаплыгин С.А. 65
Чичагов В.Я. 192
Чухновский Б.Г. 193
ШарпР. 250
ШеклтонЭ.Г. 198
ШергинФ. 156,157,167
ШторкА. 263
Шумский П.А. 9,31,225
Эйрик Рыжий 262
Яншин А.Л. 323
Справочные сведения помещены в следующих таблицах
С. 32. Таблица 1. Распространение природного льда на Земле
С. 33. Таблица 2. Объем и площадь современного оледенения
на континентах
С. 45. Таблица 3. Площадь и масса ежегодно образующегося
снежного покрова (средние значения)
С. 191. Таблица 4. Баланс массы льда Северного Ледовитого
океана (средний многолетний)
С. 209. Таблица 5. Площадь современного оледенения и коли-
чество ледников в горах бывшего Советского Союза
С. 219. Таблица 6. Крупнейшие горные ледники Памира,
Гиссаро-Алая и Тянь-Шаня
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора......................................................7
Глава 1. Обыкновенное вещество с необычными свойствами....... 11
Глава 2. Лед на других планетах.............................. 19
Глава 3. Сфера снега и льда...................................25
Глава 4. Морозный слой атмосферы..............................36
Глава 5. Белое покрывало планеты..............................48
Глава 6. Снежная круговерть...................................63
Глава 7. Снежный покров воздействует на климат................75
Глава 8. Массы снега на горных склонах........................85
Глава 9. Удары по днищам долин ............................. 101
Глава 10. Лавинные собаки и сверхзвуковые самолеты ......... 113
Глава 11. Атаки льда на реках............................... 127
Глава 12. Наледи, тарыны.................................... 142
Глава 13. Льды под землей................................... 155
Глава 14. По воле ветров.................................... 172
Глава 15. Ледовый режим полярных морей...................... 190
Глава 16. Вечные снега в поднебесье гор......................204
Глава 17. Борьба жидкой и твердой воды.......................228
Глава 18. Вечное движение ледников...........................248
Глава 19. В логове ледяного медведя..........................270
Глава 20. Взаимодействие ледников и океана...................292
Глава 21. Прошлые оледенения Земли...........................307
Глава 22. Будущее природной среды и гляциологический прогноз..327
Приложение. Снег и лед в говорах народов России и ее соседей..340
Литература...................................................348
Авторский комментарий........................................351
Перечень иллюстраций.........................................354
List of illustrations........................................361
Географический указатель.....................................367
Предметный указатель.........................................375
Именной указатель............................................379
382
CONTENTS
Introduction...........................................................7
Chapter 1. Ordinary substance with unusual properties................ 11
Chapter 2. Ice on other planet........................................ 19
Chapter 3. Sphere of snow and ice.....................................25
Chapter 4. Frosty layer of the atmosphere.............................36
Chapter 5. White cover of the planet..................................48
Chapter 6. Snow transport.............................................63
Chapter 7. Snow cover influences climate..............................75
Chapter 8. Snow masses on mountain slopes.............................85
Chapter 9. Strikes at valley bottoms................................. 10
Chapter 10. Avalanche dogs and supersonic aircrafts................. 113
Chapter 11. Ice attacks on rivers................................... 127
Chapter 12. Aufeises, taryns........................................ 142
Chapter 13. Ice under ground........................................ 155
Chapter 14. Fs winds wish........................................... 172
Chapter 15. Ice regime in polar seas................................ 190
Chapter 16. Permanent snow in mountains..............................204
Chapter 17. Struggle between liquid and solid water..................228
Chapter 18. Perpetual glacier motion.................................248
Chapter 19. In lair of ice bear......................................270
Chapter 20. Interaction between glaciers and the ocean...............292
Chapter 21. Former glaciation of the Earth.......................... 307
Chapter 22. Future of the environment and glaciological forecast...... 327
Supplement: Snow and ice in dialects of Russia's peoples and neighbors .. 340
References............................................................348
Author's comments.................................................... 351
List of illustrations................................................ 361
Geographical index................................................... 367
Subject index........................................................ 375
Index of names........................................................379
383
Научное издание
Котляков Владимир Михайлович
Избранные сочинения в шести книгах
Книга 5
В МИРЕ СНЕГА И ЛЬДА
Утверждено к печати
Ученым советом Института географии РАН
Зав редакцией Н.Л. Петрова
Редактор Л.Г. Васютинская
Художник В.Ю. Яковлев
ЛР№ 020297 от 23 06.1997
Подписано к печати
Формат 60X90 1/16 Гарнитура Таймс
Печать офсетная
Усл печ л 24,1 Усл кр -отт 96,4 Уч -изд л 24,6
Тираж 700 экз Тип зак 29
Издательство “Наука”
117864 ГСП-7, Москва В-485, Профсоюзная ул , 90
Типография ВТИ
127576 Москва, Илимская ул , 7
Сканирование - Беспалов, Николаева
DjVu-кодирование - Беспалов