научная статья по теме ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДИНАМИКУ ЛЕДНИКОВ ЭЛЬБРУСА Геофизика

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДИНАМИКУ ЛЕДНИКОВ ЭЛЬБРУСА»

Изменчивость факторов, определяющих динамику ледников Эльбруса

О.В. Рототаева, Г.А. Носенко, И.Ф. Хмелевской

Институт географии РАН, Москва

Рассмотрено состояние ледниковой системы Эльбруса на протяжении последних полутора столетий до настоящего времени.

Введение

В последние годы в связи с проблемой глобального потепления широко обсуждается предстоящее таяние ледников Земли, которое может привести к глобальным катастрофам. Поэтому особенно актуальны исследования динамики крупных ледниковых массивов вследствие изменения климата на протяжении последних столетий.

Эльбрус — крупнейший вулкан Евразии — расположен в центре Кавказа. Это самый крупный горно-ледниковый массив России: он включает 16 основных ледниковых потоков и 9 краевых висячих ледников. По данным на 1997 г., общая площадь ледникового покрова составляла 125 км2; наиболее крупные ледники — Большой Азау длиной 9,35 км и площадью 20,5 км2 расположен на южном склоне и обширное ледяное поле Джикиуганкез, образованное двумя ледниками Бирджалычиран и Чунгурчатчиран общей площадью 25,6 км2, — на северном склоне [7, 9]. Ледниковая шапка Эльбруса простирается в огромном диапазоне высот — от вершин (5642 м) до конца ледника Большой Азау (2542 м).

В гляциологическом отношении это наиболее изученный вулканический массив в мире. В течение 50 лет гляциологи и картографы Московского государственного университета следят за изменениями размеров и морфологии его ледников, и уже более 25 лет Институт географии РАН ведёт ежегодные масс-балансовые наблюдения на эталонном леднике Гарабаши по программе Международной службы мониторинга ледников (WGMS). У подножья южного склона Эльбруса в долине р. Азау с 1951 г. работает единственная в настоящее время на Кавказе высокогорная метеостанция Терскол (2150 м).

Чтобы оценить многочисленные данные о деградации ледников Эльбрусского массива, необходимо рассмотреть изменчивость факторов, определяющих их динамику в разные периоды последнего столетия. Кроме того, деградация оледенения, как известно, сопровождается активизацией стихийных гляциальных процессов, в том числе внезапных подвижек ледников. Новый интерес к подвижкам пульсирующих ледников на Кавказе вызвала ледниковая катастрофа 2002 г. в районе массива вулкана Казбек. Исследования последних лет показывают, что оба вулкана — Эльбрус и Казбек — не утратили полностью своей активности [4].

Исходные материалы

Данные по колебаниям ледников Эльбруса наиболее полно представлены в работах сотрудников Московского университета; с 1963 г. систематические наблюдения за колебаниями ледников Кавказа ведет также Северо-Кавказское УГМС.

В 1887—1890 гг. отряд военных топографов под руководством А.В. Пастухова выполнил первую инструментальную съёмку района Эльбруса. Составленная в масштабе 1 : 42 000 карта стала основой для всего последующего изучения динамики оледенения в этом регионе. Во время 2-го Международного полярного года (1932—1933 гг.) были проведены съёмки некоторых ледников Эльбруса, в 1946 г. выполнена первая аэрофотосъёмка высокогорных районов Кавказа и в 1949 г. составлена новая топографическая карта. Однако сравнение ледников на ней и на карте 1887 г. в работах П.А. Иванькова признано некорректным [14, 16], так как карта имела другую геодезическую основу и содержала много ошибок в изображении границ ледников.

Систематические картографические работы для всей ледниковой системы Эльбруса начаты МГУ с 1956 г. по программе Международного геофизического года и продолжаются до настоящего времени. На основе материалов фототеодолитных и аэрофотосъёмок в 1957—1959 гг. составлена детальная карта ледников в масштабе 1 : 10 000. В 1983—1987 гг. картографы МГУ провели повторную фототеодолитную съёмку, по результатам которой Е.А. Золотарёв [5] составил карты изменений границ и высоты поверхности ледников за 100 лет (до уровня 4000 м на склонах). По данным аэрофотосъёмки оледенения Эльбруса 1997 г. составлена цифровая ортофотокар-та [9], а в 2005 г. опубликована схема изменения высоты поверхности ледников всего Эльбруса за 1957—1997 гг. [7].

Динамику концов ледников за два последних десятилетия мы проследили по данным аэрофото- и космических съёмок и полевых наблюдений.

При анализе связи колебаний ледников с климатом наибольшую информацию дают многолетние ряды измерений баланса массы ледников. Сейчас на Кавказе всего два ледника имеют продолжающиеся ряды — Джанкуат в верховьях долины Адыл-су (наблюдения МГУ с 1967 г.) и Гарабаши на южном склоне Эльбруса (работы Института географии РАН

реконструкцией аккумуляции, абляции и баланса массы ледника с начала ХХ в. [22]. Всё это позволило выделить в развитии ледников Эльбруса и всего Кавказа на протяжении последнего столетия несколько периодов, связанных со сменой климатических условий, циркуляционных эпох и циклов солнечной активности (рис. 1).

Изменения ледников и колебания климата

Во время последнего наступания ледники Кавказа достигли максимальных границ в середине ХК в. Тогда объём оледенения Эльбруса оказался лишь на 20 % меньше, чем в максимум малого ледникового периода в cередине ХVII в. [8]. Далее началось постоянное сокращение ледников, и хотя этот процесс был неравномерным, темпы его в целом постепенно снижались (табл. 1). Границы ледников 1850 г., восстановленные по расположению стадиальных морен и лихенометрическому датированию, мы сопоставили с картой 1887 г. [14]. За этот период скорость сокращения площади ледников Эльбруса оказалась в 1,5—2 раза выше, чем в последующие 70 лет (1887—1957 гг.). При этом изменения длины и высоты концов разных ледников не всегда были синхронны, что зависит от морфологии их языков и рельефа ложа у концов.

По данным метеостанций, в последнее десятилетие ХГХ в. в регионе Центрального Кавказа возросло количество зимних осадков, а в первые десятилетия XX в. значительно понизились летние температуры. В Пятигорске среднегодовые температуры в

Таблица 1

Изменение концов ледников Эльбруса за разные периоды

Период наблюдений и источник

Ледник 1850—1887 1887 — 1957 1957 — 1987 1987 — 1997 данные авторов 1987—2001/04

37 лет [14] 70 лет [5] 30 лет [5] 10 лет [8] 15 лет

Большой Азау -550 -1130 (-1970*) -1150 (-360*) -150 -300

Малый Азау -410 -637 -200 0 -70

Гарабаши -290 -1225 -70 0, -20 -50 (прав.)

Терскол -430 -675 -60 ±50 -80 (лев.)

Ирик -270 -1162 -355 -60 -75

Ирикчат -470 -750 -250 -170 -180, -200

Чунгурчатчиран -110 -925 -590 -200, +160 -165

Бирджалычиран -1440 -850 -845 +90 -260

Микельчиран -510 -525 -165 ±40 -130

Уллумалиендерку -460 -175 -120 + 100 0

Уллукол -380 -620 -205 -50 -50

Карачаул -270 -275 -30 0, +3 -150

Уллучиран -240 -1225 -220 + 100 0

Битюктюбе -80 -500 -20 + 130 0

Кюкюртлю -190 -275 + 110 -90 -100

Уллукам -430 +320 +40 0 0

Средняя скорость от-

ступания концов, м/год -11 -10,1 -8,6 -1,2 -6,5

*Без массива мёртвых льдов [3, 18].

см в.э

'«« 1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1—

1905 1915 1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Годы

-------J -2---3........ 4

Рис. 1. Колебания составляющих баланса массы ледника Гарабаши по реконструкции и прямым измерениям за 1905—2006 гг. Величины сглажены по пятилетиям 1 — аккумуляция; 2 — абляция; 3 — баланс массы ледника;

4— средние значения Fig. 1. Fluctuations of the mass balance components of Garabashi Glacier on reconstruction and direct measurements for 1905—2006. Values are smoothed over five years periods. 1 —accumulation; 2 — ablation; 3 — mass balance; 4 — average values

с 1982 г.). Ежегодные измерения всех составляющих баланса массы ледника Гарабаши, стандартные метеонаблюдения в течение пяти лет на леднике, данные близлежащих высокогорных и длиннорядных предгорных метеостанций позволили получить корреляции и эмпирические связи элементов баланса массы ледника с температурой воздуха и осадками. Таким образом, ряды прямых измерений были дополнены

Таблица 2

Изменения баланса массы ледника Гарабаши, а также летних (июнь—август) температуры воздуха и осадков,

по данным метеостанции Терскол

Период, годы Аккумуляция, см в.э. Абляция, см в.э. Баланс массы, см в.э. Летние температуры, °С Летние осадки, мм

1905—1910 113,8 121 -7,5 - -

1911 — 1920 113,2 105,7 +7,4 - -

1921 — 1930 111,3 196 -8,3 - -

1931 — 1940 120,2 128 -7,8 - -

1941 — 1950 110,9 130 19,1 - -

1951 — 1960 117,7 177,6 -59,9 12,4 222,1

1961 — 1970 121,1 104,4 + 16,6 10,9 318,1

1971 — 1980 121,9 110,2 + 11,5 11 272

1981 — 1990 125,6 112,6 + 13 11,1 320,9

1991—2000 117,9 150 -32,1 11,6 292,8

1991 — 1997 123 120,4 +2,6 11,1 315,9

1998—2001 107,5 211 -103,5 12,5 250,1

2002—2005 134,5 112,8 +21,7 11,4 322,1

2001—2006 130,8 139,8 -8,9 11,9 307,2

Средняя 118,3 127,0 -8,7 11,44 287,5

1910 —1920 гг. были ниже нормы на 0,1—0,2 °С; отрицательное отклонение сохранялось и в 1920-х годах. С.В. Калесник выделил 1907—1914 и 1927—1933 гг. как периоды наступания ледников Кавказа вследствие падения температуры воздуха [10]. Наши исследования на леднике Гарабаши также показали, что главная роль в межгодовых колебаниях баланса массы ледника принадлежит условиям таяния в летние периоды. За 25 лет прямых измерений (до 2006 г.) корреляция баланса массы с абляцией составила 0,95, тогда как с аккумуляцией — 0,6.

Уменьшение летнего таяния в начале ХХ в. замедлило сокращение ледников Эльбруса, некоторые из них даже наступали, однако лишь на первые десятки метров [16]. Ледник Большой Азау за 1912—1914 гг. продвинулся на 15 м и до 1932 г. подвижки сменялись отступаниями. По наблюдениям Н.А. Буша [1], в 1907—1913 гг. наступала левая лопасть языка ледника Терскол, двигая перед собой новую конечную морену, а правая постоянно обрушивалась. Ледник Малый Азау оканчивался у «Старого Кругозора» (3000 м) обрывом голубого льда, который продуцировал частые обвалы; ледник Ирик в эти годы тоже оканчивался высокой крутой ледяной стеной. На северном склоне Эльбруса конец ледника Уллучиран, по данным С.П. Соловьёва и Е.И. Орешниковой, продвинулся в 1927—1932 гг. на 25 м, оставив конечноморенный вал [17]. В те же годы отмечены кратковременные наступания ледников Уллумалиендерку, У

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком