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.