galakhov_kolebaniya_lednikov

Поскольку термический режим горно-ледниковых долин харак­ теризует приход тепла и, соответственно, расходную часть ледового баланса, можно говорить, что потеря вещества на каждом конкрет­ ном леднике будет определяться экспозицией и уклонами тающей поверхности. Но изменение расходной части ледового баланса от года к году на ледниках также должно бьггь синхронно. Хотя по аб­ солютным величинам они могут отличаться существенно.

4.2. Колебания ледового баланса

Как уже неоднократно указывалось нами ранее, например в работе В.П. Галахова, А.А. Сюбаева (1985), хотя составляющие ле­ дового баланса для каждого ледника свои и их результирующая - ледовый баланс мшуг за один и тот же год не совпадать даже по знаку в пределах одной ледниковой долины (см., например, 1979/80 балансовый год в таблице 2, раздел 2.2), направление изменений ба­ ланса массы на отдельных ледниках в отдельных ледниковых доли­ нах является синхронным. Это подтверждается как непосредствен­ ными наблюдениями в бассейне р. Актру, так и на ледниках других горных стран: например, ледников Хинтерайсфернер и Фернагтфернер в Эцтальских Альпах (Kuhn М., 1986; Dyurgerov М., Reinwarth О., 1977).

Подобное совпадение направленности изменений балансов массы отмечается не только на ледниках одной долины, но и в пре­ делах одной горно-ледниковой страны и даже, как указывают

М.Валлон, Л. Летрегюи, Л. Рейно (1986), в пределах Европы.

Встатье вышеупомянутых авторов особенно информативен ри­ сунок, где показаны периоды, когда колебания отклонений баланса массы выбранных на четырех европейских ледниках были сходны (рис. 29). Как показывает его анализ, наибольшее сходство наблюда­ ется в периоды смены направления изменения баланса массы (рис. 30).

Как результат изменения баланса массы - колебания языков ледников также должны совпадать, по крайней мере в условиях однотипной циркуляции атмосферы. Поскольку алтайские ледники в основном питаются влагой, приносимой с Атлантики, логично предположить, что и алтайские ледники колеблются синхронно с ледниками Альп. Однако подобная синхронность должна наблю­ даться не в буквальном смысле этого слова (сравним изменения баланса массы ледников в бассейнах Актру и Рофенталь), а должна

82

наблюдаться синхронность в переходе направленности изменений баланса массы, так как это показано М. Валлон, Л. Летрегюи, Л. Рейно (1986).

Z Bt, г/см5

£ Bt, г/см2

Рис. 29. Сумма отклонений баланса массы ледников Фольгефони (а), ИГАН (б), Саренн (в), Джанкуат (г) за 1896-1977 (Валлон М., Летрегюи А., Рейно Л., 1986). Доверительный интервал

при реконструкции равен 50 г/см2. На рисунке 4(д) приведено отклонение баланса массы ледника Малый Актру, достроенное нами

83

Рис. 30. Периоды, когда колебания отклонений баланса массы четырех европейских ледников были сходны на двух (1), трех (2)

ичетырех (3) из них (Валлон М., Летрегюи А., Рейно Л., 1986)

Идействительно, попытка построить сумму отклонений балан­ са массы ледника М. Актру (реальные и восстановленные балансы ледника М. Актру заимствованы из статьи Ю.К. Нарожнего (1986)) показывает сходство сумм отклонений колебаний балансов масс ледника Малый Актру с другими ледниками района влияния Срединоземноморья (см. рис. 29). Наибольшее совпадение сумм от­ клонений балансов масс наблюдается на леднике ИГАН и Малый Актру (т.е. между ледниками Полярного Урала и Алтая). Все это еще раз показывает, что в Атлантико-Азиатской гляциологической провинции, выделенной М.Г. Гросвальдом и В.М. Котляковым (1970), балансы масс ледников подчинены формирующим их кли­ матическим условиям. Хотя ожидать прямых совпадений балансов не следует.

4.3. Статистический прогноз состояния оледенения в ближайшем будущем

В двух предыдущих разделах мы попытались обосновать ре­ презентативность бассейна Актру с точки зрения климатических

84

колебаний и колебаний балансов масс ледников. Ожидать прямых корреляций колебаний языков ледников, поскольку время реакции ледников на изменение ледовых балансов различно, да и сами ле­ довые балансы могут значительно отличаться друг от друга (вспомним, что мы все время говорим о синхронности колебаний балансов ледников относительно их среднего), не приходится. Хотя вся построенная и рассмотренная нами цепочка климат-баланс- колебания подразумевает эту синхронность, а значит и репрезента­ тивность бассейна Актру. Давайте на примере колебаний языков ледников Родзевича и Катунского попробуем проверить выстроен­ ную нами схему.

Отступание языков ледников возьмем из работы В.П. Галахо­ ва, P.M. Мухаметова (1999), колебания баланса массы примем по леднику Малый Актру, время ответной реакции ледников на изме­ нение баланса массы определим в соответствии с данными В. Хе­ берли, М. Хельцле (1997). Для исследований рассмотрим колебания языков ледников Аккемского и Томича. Скорость реакции ледника Томич, в соответствии с уклоном 22°, равна примерно 45 лет, а Ак­ кемского (уклон - 20°) —50 лет. Полученные отклонения скорости отступания языков ледников от средней скорости отступания сгруппируем в рисунок (рис. 31). Как видим, полученные материа­ лы показывают относительно хорошую сходимость колебаний. Очевидно, требовать в данном случае полной аналогии колебаний концов языков этих совершенно морфологически не схожих ледни­ ков нельзя. Можно лишь говорить о тенденциях: увеличении или уменьшении скорости отступания по сравнению со средней вели­ чиной. Очевидно, можно говорить и о времени перехода от одной скорости отступания к другой. Как видим, в ближайшие 20 лет ско­ рость отступания языков ледников Томич и Аккемского должна быть значительно больше среднего и лишь после 2020 г. она станет меньше. Хотя, согласно нашему прогнозу по скорости отступания языка ледника Малый Актру (см. раздел 2.3), у него замедление скорости отступания должно произойти после 2000 г.

В заключение данного раздела приведем еще один рисунок (рис. 32), на котором покажем зависимость средней скорости от­ ступания языков ледников в зависимости от площади ледника.

Как видим, и материалы по скорости отступания языков лед­ ников показывают репрезентативность опорного для Алтая бассей­ на Актру. Поэтому, по нашему мнению, наблюдения за балансом и колебаниями конца языка ледника Малый Актру крайне важно продолжить.

85

Рис. 31. Интегральные кривые скоростей отступания языков ледника Малый Актру (S = 2,85 кв. км), правого кара ледника Томич

(S = 1,0 кв. км) и ледника Аккемского (S = 13,4 кв. км). Примечание: по данным С.А. Никитина, ледник Томич отступил за 1995-2000 гг. на 19 м

Рис. 32. Зависимость средней скорости отступания языка ледника от его площади

8 6

4.4. Сравнительный анализ климатических колебаний

Как мы отмечали ранее, наблюдения за алтайскими ледниками насчитывают не так уж много времени. Поэтому при своих иссле­ дованиях можно воспользоваться данными наблюдений в Альпах, где описание языков ледников можно найти с конца XIV века (см., например: Ладюри Э. Ле Руа, 1971, или Messerli В. et al., 1978). Естественно, что колебания ледников Альп и Алтая должны каким-то образом отличаться. Однако, поскольку влага на Алтай поступает в основном с Атлантики, формируя как аккумуляцию на ледниках, так и изменения термического режима, естественно предположить, что значительные изменения климата (например, похолодание и потепление, характеризующие стадию «Фернау» в Альпах или Актру на Алтае) как для Европы, так и для районов Западной Сибири —синхронны. Соответственно изменению клима­ та и ледники должны были изменять свое положение синхронно (в данном случае мы не имеем в виду современные колебания язы­ ков ледников, а время перехода к более значительным колебаниям и их направленность). Естественно, что амплитуды колебаний, а также мелкие флуктуации внутри крупных многовековых циклов в каждой ледниковой стране будут свои.

Подробную хронологию подвижек альпийских ледников мож­ но найти в работах исследователей Альп, например, F. Мауг (1964) или F. Wilhelm (1975). Подобных разработок по Алтаю мы не име­ ем. Однако благодаря работам В.А. Климанова и др. (1987) можно синхронизировать климатические изменения в равнинных районах юга Западной Сибири и периоды наступаний альпийских ледников. Анализ имеющихся материалов говорит о том, что по крайней мере климатические колебания, определяемые системой циркуляции атмосферы, связанной со Средиземноморьем (а это и Альпы и Ал­ тай), синхронны (рис. 33).

Синхронность климатических изменений Альпийского региона и юга Западной Сибири подтверждается исследованиями Л.А. Ор­ ловой (1990) по колебаниям уровня озера Чаны. Периоды форми­ рования торфа и почвенных горизонтов различного типа Л.А. Ор­ лова связывает с регрессией озера, которая вызвана уменьшением поверхностного стока и увеличением испарения с акватории озера. Судя по абсолютной хронологии, наиболее старую фазу регрессии озера Чаны можно отнести к периоду между ларстигом и фазой пиора. Вторую (по возрасту) - между 1-й и 2-й гошенерскими хо­

87

лодными фазами. Третью (1000-1100 лет назад) - между 2-й гошенерской холодной фазой и подвижкой Алечского ледника. Четвер­ тую, наиболее молодую (возраст от 800 до 600 лет назад), - между подвижкой Алечского ледника и стадией «Фернау».

Т С .

Т С , го д

О с*дкн, мм

Рис. 33. Хронология наступаний альпийских ледников (Wilhelm F., 1975) и изменение количественных характеристик палеоклимата Барабы (Климанов В.А. и др., 1987). Стрелками обозначены наиболее значительные фазы регрессии (увеличение годовых температур) озера Чаны, отмечаемые Л.А. Орловой (1990),

ифазы трансгрессии (уменьшение летних температур). Справа показаны периоды освоения кочевниками плато Укок (Редысин А.Г., 1997)

8 8

Наиболее значительная зафиксированная трансгрессия озера Чаны (превышение зеркала озера над современным уровнем со­ ставляло 3,5-4,0 м) наблюдалась 3170±30 лет назад (Орлова J1.A., 1990) и может быть отнесена к периоду между лоббенской подвиж­ кой и 1-й гошенерской холодной фазой. Еще один зафиксирован­ ный уровень высокого стояния вод озера Чаны, так называемый эдвинский, JI.A. Орлова относит ко времени ранее 1700 лет назад, который можно отнести к периоду перед 2-й гошенерской холод­ ной фазой.

Как в заключении отмечает JI.A. Орлова (1990, с. 84—85): «...результаты радиоуглеродных исследований раскрывают ди­

намичность процессов в истории оз. Чаны. Только на протяжении второй половины голоцена оно испытывало семь регрессивных фаз, разделенных шестью трансгрессиями разной амплитуды, но достаточно продолжительных, чтобы оставить свои следы в виде озерных осадков».

Как видно из хронологии наступания ледников (рис. 33), во второй половине голоцена также отмечается семь периодов отсту­ пания и шесть периодов значительной активизации ледников Альп. Это еще раз подтверждает синхронность климатических колебаний в районе Альп и на юге Западной Сибири.

Косвенным показателем предполагаемой синхронности клима­ тических колебаний могут являться исследования А.Г. Редькина по хозяйственному использованию человеком плоскогорья Укок (1997). Полученная хронология удивительно точно повторяет хро­ нологию климатических колебаний (см. рис. 33).

Выше мы попытались показать синхронность климатических изменений Барабы и наступаний ледников Альп за последние две тысячи лет. По крайней мере похолодания по Барабе совпадают со стадией «Фернау» (1550-1800 гг.), временем наступания Алечского ледника (1100-1200 гг.), гошенерской холодной фазой 2 (400­ 700 гг.). Примерно в эти же периоды наблюдаются и подвижки ледников в бассейне Актру. Историческая стадия, начало которой можно выделить на основе разреза Чикты и на основе ледниковых отложений в бассейне Актру, нами разделена на две части: начало ее соответствует гошенерской холодной фазе 1, выделяемой в Альпах. «Аккемская» стадия, выделяемая по ледниковым отложениям Ал­ тая, примерно соответствует фазе пиор по альпийской хронологии.

В заключение можно отметить, что периоду перед 1-й гоше­ нерской фазой наступания ледников соответствует наиболее значи­

89

тельная трансгрессия озера Чаны (подъем уровня озера на 3,5-4,0 м, датируемый 3170±30 гг. назад (Л.А. Орлова, 1990)), а фазе ранее подвижке пиор - наиболее значительная регрессия озера Чаны:

«...За время накопления отложений данного разреза озеро ис­ пытало , по крайней мере, три крупных регрессии. Наиболее древ­ няя из них относится к атлантическому периоду голоцена: проба торфа, характеризующая данную регрессию, датирована в 5530±210 лет (СОАН-2090). Уровень озера был в это время ниже современного не менее чем на 2 м. Надо полагать, что при среднем его значении 2,1 м в настоящее время, единый бассейн озера Чаны распался на ряд изолированных друг от друга мелких, сильно засо­ ленных озер. О достаточно продолжительном низком положении уровня говорят и следы затопленных береговых линий, прослежи­ ваемых по аэрофотоснимкам в районе острова Тюменский» (Орло­ ва Л.А., 1990, с. 93-94).

Достаточно достоверно оценить изменение осадков (кроме от­ меченного нами уменьшения в 1850-1870 гг., увеличения в 1575­ 1615 гг. и 1315-1410 гг.) по ледниковым отложениям невозможно. Часть материалов (см. описание 2 во второй главе) свидетельствует о значительном увеличении увлажнения немногим ранее 3000 лет назад и ранее 7000 лет назад (последний возраст приведен ориен­ тировочно). На основе этих материалов можно было бы предполо­ жить, что примерно перед максимумом или в период максимума похолоданий должно наблюдаться увеличение увлажнения. Однако это не наблюдается обязательно. Например, «аккемская» стадия, согласно ледниковым отложениям в бассейне Актру и моделирова­ нию, характеризуется не только значительным уменьшением лет­ ней температуры, но и уменьшением осадков примерно на 10%. Таким образом, говорить о строгом соответствии похолоданий и увеличения в этот период увлажнения не приходится.

4.5. Влияние атмосферы на колебания ледников Алтая

В соответствии с разработанными схемами и моделями взаи­ модействия океана, оледенения и атмосферы последних десятиле­ тий (Вербицкий М.Я., Чаликов Д.В., 1986; Взаимодействие..., 1987) можно определенно утверждать, что ледники Алтая полностью за­ висят от внешних климатических условий. Все наиболее значи­ тельные колебания алтайских ледников определяются взаимодей­ ствием покровного оледенения и океана.

90

Как указывают М.Я. Вербицкий, Д.В. Чаликов (1986, с. 8-9): «Рассмотренные выше примеры не предназначены для созда­

ния впечатления, что изменение глобального климата может про­ исходить только в результате таких грандиозных событий, как из­ менение конфигурации континентов. Имеются довольно веские основания предполагать, что изменения глобального климата могут происходить даже под влиянием человеческой деятельности. Ре­ альными причинами изменения климата могут быть рост концен­ трации углекислого газа, крупные выбросы аэрозоля, уничтожение тропических лесов, орошение обширных площадей и другие круп­ номасштабные предприятия. В целом реакция климатической сис­ темы на такие изменения может быть сильно растянута во времени. Атмосфера реагирует на изменение ее состава или свойств подсти­ лающей поверхности в течение месяцев, океан —в течение тысяч лет. Материковые льды, несмотря на относительно малую по срав­ нению с океаном массу, являются наиболее консервативным фак­ тором: они могут полностью исчезнуть или появиться лишь в тече­ ние десятков тысячелетий. Таким образом, существование актив­ ных климатообразующих компонентов океана и ледникового по­ крова - не только очень сильно смещает стационарный атмосфер­ ный климат, но и кардинально изменяет реакцию системы на изме­ нение внешних условий. Если спектр колебаний атмосферы имеет собственные значения моды до периодов порядка одного года (и даже, вероятно, меньше), то наличие еще двух инерционных ком­ понентов в системе очень сильно расширяет спектр возможных колебаний, поскольку в этом случае возможно существование ко­ лебаний с периодами, превышающими тысячелетия».

Наиболее значима в системе ледники-океан-атмосфера роль океана. По сравнению с атмосферой теплоемкость океана, который создает на Земле гигантскую отопительную систему, по крайней мере на три порядка больше (Вербицкий М.Я., Чаликов Д.В., 1986). Только поэтому, океан должен реагировать на тепловые возмуще­ ния в тысячу раз медленнее, чем атмосфера. Равноправным элемен­ том формирования глобального климата являются и крупные лед­ никовые щиты. Однако это «равноправие» или способность воз­ действовать на систему оледенение-океан-атмосфера заключается не в ограниченном запасе холода, сосредоточенном в ледниковых щитах, как указано в работе М.Я. Вербицкого и Д.В. Чаликова (1986), по сравнению с океаном оно не столь значительно, как мо­ жет показаться вначале (например, при таянии всех современных

91