Лёд и Снег • 2012 • № 2 (118)
УДК 551.324
Динамика пульсирующего ледника Бильченок в Ключевской группе вулканов
© 2012 г. Я.Д. Муравьев1, Д.Г. Цветков2, А.Я. Муравьев2, Г.Б. Осипова2
1Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский; 2Институт географии РАН, Москва
murid@kscnet.ru
Статья принята к печати 7 сентября 2011 г.
Вулканическая деятельность, движение льда, морфология поверхности, подвижка, пульсирующий ледник, фронт активизации. Front of growing activity, glacier surge, ice movement, surface morphology, surging glacier, volcanic activity.
Исследована эволюция пульсирующего ледника Бильченок в Ключевской группе вулканов (Камчатка) с конца XIX в. по настоящее время. После отступания в начале XX в. ледник активизировался и в конце 1940-х годов стал наступать. Мощная подвижка ледника произошла в 1959-1960 гг., когда его язык продвинулся на 2 км и спустился до высоты 615-630 м в берёзовый лес. Масштабы следующей подвижки ледника (1982-1984 гг.) были менее значительны. Объём перенесённой массы составил около 35-40 млн. т, что в 3,5 раза меньше, чем при подвижке 1959-1960 гг. Не исключено, что начало этой подвижки и характер её развития в значительной мере связаны с усилением сейсмической активности. В настоящее время началась очередная подвижка ледника.
Введение
Исследование динамики и режима пульсирующего ледника, особенно в стадию подвижки, — событие всё ещё весьма редкое. Регулярные исследования поставлены лишь на двух ледниках — Медвежий (Памир) [8 и др.] и Вариагейтид (Аляска) [16, 18, 20 и др.]. Вместе с тем для более полного понимания процессов, происходящих в ледниковом теле, и критического анализа предлагаемых теорией механизмов сёрджей данные по пульсациям ледников, находящихся в разных геологических и климатических обстановках, особенно важны. Результаты наблюдений на пульсирующем леднике, режим которого обусловлен не только внутренними динамическими причинами, но вулканической деятельностью, — наиболее интересны. Отметим, что нарушение динамического режима пульсирующего ледника Колка на Кавказе в результате воздействия комплекса внешних факторов, в том числе и активизации вулканических процессов, привело к выбросу ледника в 2002 г. и катастрофическим последствиям с человеческими жертвами [15].
Мы рассмотрим эволюцию ледника Бильченок в Ключевской группе вулканов (Камчатка) с конца XIX в. по настоящее время. Основное внимание будет уделено результатам измерений на языке ледника, выполненных во время подвижки 1982—1984 гг. Они помогут установить сходство и различие подвижек этого ледника как с соседними ледниками, так и с пульсирующими ледниками других горно-ледниковых районов мира.
Географическое положение и морфология ледника
Кальдерно-долинный ледник Бильченок расположен в северо-западной части Ключевского вулканического массива. Среди особенностей оледенения этого района — его динамичность. Практически все ледники
здесь относятся к нестабильным. Кроме пульсирующего ледника Бильченок, в эту группу входят ледники Эрмана, Богдановича, Шмидта и др. (рис. 1, а) [6].
В северо-западной части массива находится вулкан Ушковский — сложная вулканическая постройка плейстоцена. Вершина вулкана представляет собой обширную кальдеру площадью 24,2 км2 (4,5 х 5,5 км), которая поднята на высоту 3300— 3600 м над ур. моря и заполнена фирном и льдом. Эксцентрично, в юго-западной части кальдеры, находятся два близко расположенных конуса (высшая отметка 3930 м), увенчанных кратерами Горшкова и Герца. Вершинная кальдера вулкана Ушковский служит областью питания крупных камчатских ледников (Эрмана, Богдановича и др.), но большую её часть (61% общей площади) занимает область питания ледника Бильченок. Исток этого ледника лежит в кратере Горшкова и дренирует его компактный фирновый бассейн через узкий прорыв в кромке кальдеры потоком льда шириной 350— 400 м. Язык ледника от подножия ледопада полого спускается до высоты около 630 м (максимальное положение после подвижки 1959—1960 гг.). При максимальном продвижении длина ледника Бильченок достигает 18,2 км, из которых 3,6 км приходится на ледопад, а 9,7 км — на долинную часть языка. Плановая площадь ледника после подвижки 1959—1960 гг. составляла 23 км2 и распределялась следующим образом: 5,9 км2 — долинная часть ледника; 1,9 км2 — ледопад; остальная площадь — кальдера и прилегающий склон вулкана Крестовский (см. рис. 1, б). Система ледопадов начинается на выходе из кальдеры с отметки 2950 м, а подошва лежит на высоте 1400 м над ур. моря, т.е. перепад высот составляет 1550 м. Полого залегающий язык имеет средний
--1-1-1-1-1-1-1-1-1-
О 4 8 12 16 L, КМ
Рис. 1. Современное оледенение Ключевского вулканического массива (вулканы Ключевской, Камень, Безымянный, Крестовский и Ушков-ский) (а), границы языка ледника Бильченок после подвижек 1959 и 1982—1984 гг. и продольный профиль поверхности ледника Бильченок после подвижки 1959 г. (б) и (в). 1 - ледники; 2 - кратеры действующих вулканов; 3 - конусы; 4 - лавовые потоки побочных извержений Ключевского вулкана; динамически нестабильные ледники: 1 — Бильченок, 2 — Эульченок,
3 — Эрмана, 4 — Влодавца, 5 — Сопочный, 6 — Кел-ля, 7 — Пийпа, 8 — Иванова, 9 — Шмидта, 10 — Богдановича
Fig. 1. Present-day glaciation of Kluchevskoiy volcanic massif (volcanoes Kluchevskoiy, Kamen, Bezymyanny, Krestovskiy and Ushkovskiy) (а), boundaries of Bilchenok Glacier tongue after surges in 1959 and 1983-1984 and longitudinal surface profile of Bilchenok Glacier after 1959 surge (б) and (в).
1 - glaciers; 2 - craters of active volcanoes; 3 - cones;
4 - lava flows of lateral eruptions of Kluchevskoiy volcano; dynamically unstable glaciers: 1 - Bilchenok,
2 - Eulchenok, 3 - Ermana, 4 - Vlodavtsa, 5 -Sopochny, 6 - Kellya, 7 - Piypa, 8 - Ivanova, 9 -Schmidta, 10 - Bogdanovicha
уклон поверхности около 5°, за исключением последнего километра после поворота на север, где он увеличивается до 9° (см. рис. 1, в).
По сообщению О. Герца, последнее извержение вершинного конуса вулкана Ушковский произошло, вероятно, весной 1880 г. До недавнего времени достоверные сведения о какой-либо современной вулканической деятельности на этом массиве отсутствовали, однако тепловая активность на вершине вулкана в 1980 г. отмечалась А.А. Овсянниковым, что позднее подтвердилось при полевых исследованиях: здесь были обнаружены термальные площадки общей площадью свыше 5 тыс. м2 [12]. На основании этих материалов вулкан был отнесён к действующим. Мощность теплового потока, поступающего через
оба кратера (общая площадь 0,55 км2), составляет не менее 10 Мвт. Большая часть его реализуется на таяние льда на ложе ледника. В настоящее время отмечаются прогрев кромок кратеров и образование системы геотермических пещер в заполняющем их леднике. Максимальная температура на термальных площадках достигает +86 °С, что близко к точке кипения воды на этой высоте. Если рассматривать кальдеру в целом, то, вероятно, существуют значительные участки прогрева в области питания ледника. Поступающего глубинного тепла к ложу ледника достаточно для поддержания температуры льда, близкой к точке плавления.
Ледник Бильченок расположен в районе с переходным типом климата (от морского к континенталь-
ному), что обусловливает холодную и относительно сухую зиму, а также тёплое лето. Климатические и экспериментальные измерения показали [11], что верхняя треть области питания ледника относится к рекристаллизационно-режеляционной зоне льдообразования. При исследованиях 1983—1986 гг. установлено, что в этой зоне снег и лёд тают практически только за счёт вулканического тепла, а поверхностная абляция составляет всего 5—10% годовой аккумуляции. В толще снега запаса холода достаточно для повторного замерзания талой воды на глубине до 1 м. В нижней части кальдеры, занятой холодной инфильтрационно-рекристаллизационной зоной, талый сток если и есть, то незначительный, так как вода повторно замерзает чаще всего в пределах годового слоя. Годовая скорость аккумуляции в кратере Горшкова в среднем составляет около 600 мм в.э., а в кальдере — 1200—1300 мм в.э. (по измерениям 1986 г.). Высота границы питания — около 2500 м (в верхней части ледопада).
Исторические сведения о динамике ледника
Первые сведения о крупном леднике, стекающем по северо-западному склону Плоской сопки, приводит К.И. Богданович в «Геологическом очерке Камчатки»: «Вершина Плоской сопки покрыта толстым снежным покровом, имеет несколько ледников. Один из них, с северо-запада, питает речку Бильче-нок. Этот ледник (Крестовый) стоит, так сказать, на границе между ледниками первого и второго порядка и, вероятно, он самый большой из всех ледников Камчатки. Ледник речки Бильченок, который я мог наблюдать из долины реки Камчатки у устья этого притока, спускается далеко за границу леса, т.е. ниже чем 900 м, и имеет очень развитые морены. Воды Бильченка мутно-белые, как у реки Белой, которая течет из-под ледника восточного склона Белого хребта» [1, с. 583].
Это сообщение даёт представление о состоянии ледника в конце Х1Х—начале ХХ вв. Современная верхняя граница леса также проходит на высоте около 900 м, а фронт языка в стадию деградации поднимается вверх по долине до 900—920 м. Следовательно, в 1897 г. язык ледника достигал размеров, близких к максимальным. Отметим, что с берега р. Камчатка конечная часть ледника, выдвигающаяся из-за поворота долины, достаточно хорошо видна только в периоды крупных подвижек, когда ледниковый язык разбит многочисленными трещинами и из-под моренного чехла видны обнажения льда. Таким образом, можно предположить, что К.И. Богданович видел ледник в стадию подвижки или вскоре после её завершения. Об этом свидетельствует и тот факт, что в 1900 г. В.Н. Тюшов поднимался вверх по долинной части ледника [17], а это возможно только
через 3—4 года после подвижки, когда ледяное тело становится более монолитным.
Б.И. Пийп в очерке об оледенении Ключевской группы вулканов [14] отмечал, что в середине 1940-х годов перед фронтом ледника Бильченок лежал 300-метровый шлейф молодой морены. А на материал
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.