Ледники в горах

Кроме того, для ледников, заканчивающихся в море, важной статьей расхода является откол ледяных глыб — айсбергов. Те участки побережий, где активно идет этот процесс, называют бухтами отела. Отел айсбергов происходит не только в море, но и в горных озерах, к берегам которых спускаются концы ледников. Мы наблюдали это явление в Центральном Тянь-Шане, на крупном озере у конца ледника Петрова.

Приведенные примеры показывают, что точное определение абляции и аккумуляции связано с учетом разнообразных процессов на поверхности ледников, а также в их толще и на контакте с ложем. В последнем случае имеется в виду донное таяние ледников, стимулируемое как гляциологическими процессами, так и подтоком тепла из недр Земли.

Приход вещества за счет аккумуляции и его расход в результате абляции, в сущности, определяют особенности функционирования ледяных тел, их режим. Соотношение между накоплением и расходом вещества в ледниках, т. е. разность между аккумуляцией и абляцией, называют балансом массы ледника. При его изучении в качестве единицы времени используется бюджетный год, за начало которого принимается время, когда абляция достигнет максимума (обычно — в конце лета). Естественно, что конкретный бюджетный год часто не соответствует календарному, но это различие стирается при осреднении за многолетние периоды. Результаты измерения аккумуляции и абляции приводятся в пересчете на водный эквивалент, выраженный в кубических сантиметрах или в литрах по всей поверхности ледника. Однако они могут быть представлены и для конкретной точки в сантиметрах водного эквивалента, что, естественно, требует измерения плотности снега или льда.

Наиболее мощные скопления льда приурочены к углублениям рельефа — ледоемам, которые служат очагами оледенения. Из них лед, словно паста из тюбика, растекается вниз по долинам до тех пор, пока количество накапливающегося вверху снега не компенсируется количеством льда, стаивающего внизу. Соответственно на ледниках выделяются две области: вверху область питания, где приход вещества превышает его расход, а внизу область абляции, где преобладает потеря массы. На каждом леднике, находящемся в равновесии с окружающими условиями, приход вещества за счет аккумуляции должен компенсироваться потерями, связанными с абляцией.

В данном случае область аккумуляции уравновешена областью абляции, а граница между ними называется границей питания, или линией равновесия. Этот уровень часто не совпадает с фирновой линией, являющейся на ледниках аналогом снеговой линии на окружающих склонах. Дело в том, что на некоторых ледниках между фирновой линией и границей питания расположена ледяная зона, где лед образуется в результате повторного замерзания талой воды. Эта переходная зона широко распространена на субполярных ледниках, отличающихся низкими температурами льда.

Аккумуляция и абляция значительно изменяются во времени и пространстве, и разница в ходе данных процессов выражает удельный баланс массы ледника в точке измерений. Для перехода к чистому удельному балансу массы эту величину выражают кумулятивно. В качестве примера сошлемся на детальные наблюдения за балансом, проведенные на леднике Марух В. М. Меншутиным (рис. 2). Анализ результатов измерений величины баланса массы позволяет судить о динамическом состоянии ледников и о гляциоклиматических условиях их существования.

Следует подчеркнуть, что измерения баланса массы ледников, проведенные во многих районах северного полушария, привели к выводу о последовательном сокращении размеров оледенения в нынешнем столетии и особенно за последние десятилетия. Это заключение хорошо согласуется с тенденциями современных изменений климата.

Рис. 2. Режим ледника Марух (Большой Кавказ) в 1967 г.

а — динамика снеговой линии; б — аккумуляция снега; в — абляция; г — удельный баланс массы

На изменение баланса массы в первую очередь влияют два климатических показателя: осадки и температура. Прохладное лето, к примеру, может привести к положительному балансу за счет уменьшения абляции. К аналогичному эффекту приводит увеличение количества твердых осадков в гляциально-нивальной зоне. Естественно, что наиболее благоприятные климатические условия для существования ледников соответствуют периодам с обильными снегопадами и прохладным сезоном абляции. Действительно, длительные наблюдения за балансом массы ледников в разных горных районах подтвердили, что при устойчивом положительном значении данного параметра пополняются запасы льда. При этом увеличивается скорость его движения и разрастаются ледники.

Рост размеров ледников продолжается до тех пор, пока вновь не установится равновесие между абляцией и аккумуляцией. В горных районах этому способствует расширение области абляции при продвижении концов ледников вниз по долинам. Показательны ледники Центрального Тянь-Шаня, активно наступавшие в 20-х годах нынешнего столетия, когда во всей Средней Азии были зарегистрированы рост увлажненности и понижение летних температур. Некоторые ледники тогда продвинулись вперед на целый километр, а впоследствии снова сильно отступили. Следы значительных климатических колебаний сохранились в виде огромных каменных куч, нагроможденных наступавшими ледниками.

При отрицательном балансе массы ледники утоньшаются и отступают. Само выражение «ледник отступает» может ввести в заблуждение: ни ледник, ни тем более ледниковый покров не могут двигаться вспять. Просто в этих условиях приток льда из области питания не в состоянии восполнить его потерю на языках. Поэтому ледники постоянно сокращаются и в конечном итоге могут даже совсем исчезнуть.

Процессы наступания—отступания ледников четко отражаются на их морфологии и, в частности, на форме концов ледниковых языков. Наступающие ледники с положительным балансом массы имеют крутой, иногда даже почти отвесный фронтальный обрыв. Для отступающих ледников с отрицательным балансом наиболее типичен пологий конец, обычно сильно замусоренный камнями,

И хотя влияние климата на баланс массы и поведение ледников бесспорно, конкретные механизмы реакции ледников на климатические изменения до сих пор слабо выяснены. В том случае, если ледник стационарен, теоретически суммарные величины чистой аккумуляции и абляции должны быть равны. Но в природе эти условия соблюдаются довольно редко. Одна из главных причин такой нестационарности большинства ледников наряду с некорректно проведенными наблюдениями заключается в запаздывании их реакции на климатические изменения. Время запаздывания зависит от размеров ледников. Иными словами, на поведение крупных ледников будут влиять только существенные гляциоклиматические изменения. Более полную информацию об этих изменениях могут предоставить мелкие ледниковые тела. Поэтому теперь гляциологов уже не смущает тот факт, что ледники одного и того же горного массива нередко обнаруживают разные тенденции.

От режима ледников зависит и их геологическая деятельность. Чем больше величина баланса, тем выше темпы аккумуляции и абляции и тем быстрее происходит оборот льда в ледниковой системе.

Поскольку толщина годовых слоев льда связана с интенсивностью осадков, стратификация ледяных кернов приобретает важное значение для реконструкции климатических условий прошлого. Каков же максимальный возраст льда в горных ледниках? Ответ на этот вопрос может дать соотношение ежегодного накопления и таяния с толщиной ледников. Согласно расчетам даже в самых крупных горных ледниках сейчас тает лед, образовавшийся не более тысячи лет назад.

Активные ледники движутся быстрее пассивных и интенсивнее воздействуют на рельеф гор. Чтобы составить количественное представление об активности ледников, можно использовать такой показатель, как изменение величин аккумуляции и абляции на единицу подъема у снеговой линии, т. е. вертикальные градиенты аккумуляции и абляции. Сумма значений градиентов, характеризующая увеличение годового прироста вещества в леднике с высотой, называется энергией оледенения.