Подземные льды и наледи
УДК 551.328:551.345:551.4(084.12)
Наледи-тарыны Северной Чукотки
© 2011 г. В.Р. Алексеев1, В.В. Горин2, С.В. Котов2
1Институт мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН, Якутск;
2Чукотское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Певек
snow@irk.ru
Статья принята к печати 29 апреля 2011 г.
Вечная мерзлота, наледи подземных вод, наледь, режим наледных процессов, речной сток.
Groundwater icings, icing, permafrost, regime of icing processes, river runoff.
На севере Чукотки ежегодно формируется большое число гигантских наледей-тарынов, которые питаются за счёт подрусловых вод сквозных и не сквозных таликов. Составлен Каталог наледей, содержащий 263 ледяных массива общей площадью около 700 км2. Запас воды в наледях на период их максимального развития составляет 1,44 км3. Примерно 50% наледей в течение лета не стаивают полностью и остаются на следующий год. Объём перелетовывающей массы льда колеблется в пределах 1-5% объёма наледей перед началом их разрушения. Число ледяных полей на единицу площади по мере повышения абсолютных высот местности увеличивается; при этом отмечается чётко выраженная тенденция роста средней мощности ледяных массивов от 1,5 м на приморских равнинах до 3,0 м высоко в горах. Для изучения закономерностей развития наледной формы оледенения предлагается продолжить каталогизацию наледей Азиатской России и возобновить режимные наблюдения на опорных наледных полигонах.
Постановка задачи
Ранее было показано [3, 19], что наледи представляют собой характерную форму оледенения Земли, значение которой в водообмене планеты и хозяйственной деятельности человека соизмеримо с другими видами снежно-ледовых образований. Более того, совокупность созданного понятийно-терминологического аппарата, материалов региональных, методических и научно-практических разработок оформилась в самостоятельное научное направление в гляциологии, получившее название «наледеведение» [5]. Одна из задач этого направления — каталогизация крупных ледяных массивов (тарынов), формирующихся преимущественно за счёт подземных вод криолитозоны. В горных районах наледи-тарыны занимают огромные площади — до 3% речных бассейнов 1—4 порядков. Впервые инвентаризация наледей такого типа проведена в конце 1940-х годов на Северо-Востоке СССР А.С. Симаковым и З.Г. Шильниковской [17, 18]. На основе аэросъёмочных материалов и контрольных наземных наблюдений определены параметры около 7000 ледяных полей, что позволило подсчитать суммарный объём подземного стока в зимний период. Карта распространения наледей, составленная этими исследователями, в дальнейшем была дополнена и опубликована А.С. Кузнецовым [13].
В 1970-х годах каталогизация наледей проводилась по инициативе Секции гляциологии Междуведомственного геофизического комитета при Президиуме АН СССР Государственным гидрологическим институтом, Институтом географии СО РАН и некоторыми управлениями Гидрометеослужбы СССР. Использовались специальные аэросъёмки наледных участков речных долин в масштабах 1:100 000 и 1:50 000, а также сеть аэровизуальных, маршрутных и авиадесантных наблюдений. Основные результаты этих работ опубликованы в нескольких десятках статей и трёх выпусках Каталога наледей зоны БАМ [9—11]. Тогда в бассейнах рек Чара, Муя и Верхняя Ангара на площади 253 тыс. км2 зафиксировано 3205 наледей, которые занимали более 5000 м2. Практически одновременно со съёмочными работами на БАМе в Юго-Западном Прибайкалье на площади 14,8 тыс. км2 зафиксировано 1400 наледей [2], а в Приохотском регионе на площади 117,1 тыс. км2 учтено 1249 ледяных массивов [25]. Несколько позже были систематизированы данные о наледях плато Путорана, где выявлено 2124 крупных наледи общей площадью 1740 км2 [6].
Все эти сведения позволили сделать вывод, что наледи подземных вод широко распространены не только в области развития мощной и преимущественно сплошной вечной мерзлоты, но и в районах её островного и даже спорадического распространения.
Было доказано существование в криолитозоне Сибири сезонного конжеляционного оледенения территории, по своим масштабам не уступающего сублимационно-конжеляционной (ледниковой) форме аккумуляции льда. К сожалению, в связи с социально-политическими катаклизмами в России работы по каталогизации наледей в начале 1990-х годов прекратились. В настоящее время есть возможность продолжить эти исследования. Необходимо также проанализировать материалы, собранные ранее, но не обработанные и не опубликованные до сих пор. Задача авторов — установить характерные закономерности распространения и динамики гигантских наледей-тарынов на Северо-Востоке России, выявить слабоизученные аспекты наледеведения и поставить вопрос о включении налед-ной тематики в планы будущего Международного полярного десятилетия.
Исходные материалы
В основу настоящей статьи положены черновая карта и Кадастр наледей Северной Чукотки, составленные в 1986 г. сотрудниками Певекского территориального управления по гидрометеорологии и контролю природной среды В.В. Гориным и С.В. Котовым при участии Г.А. Торохова. Материалы о распространении и морфологических характеристиках ледяных массивов получены в 1979—1986 гг. с помощью маршрутных и авиационных наблюдений, в процессе которых изучалась динамика опорных наледей в бассейне р. Паляваам в пределах Чаунского и Шмидтовского районов Магаданской области. При составлении кадастра использовались материалы геологических отчётов, в основном Чаунской геологоразведочной экспедиции, начиная с 1956 г. В ряде случаев анализ собранных данных позволил ориентировочно определить объёмы наледного льда в конце тёплого периода года и сделать заключение о принадлежности зафиксированных наледей к категории сезонных или многолетних образований. Внутриго-довая динамика наледных процессов изучалась в 1982—1985 гг. на опорном полигоне в долине р. Коок-вым в соответствии с «Временными рекомендациями ГГИ по изучению режима наледей, 1979 г.». Гидроклиматические условия наледеобразования описаны по многолетним данным гидрометеостанций и постов Певекского УГКС. Статистическая обработка Кадастра, интерпретация данных и подготовка статьи в печать выполнены В.Р. Алексеевым.
Условия наледеобразования
Район исследования представляет собой часть обширного Чукотского нагорья, занятого системой разноориентированных и обработанных ледниками горных хребтов высотой 1200—1500 м, к северу плавно переходящих в среднегорье с уровнем высот 800—
1200 м, а затем — в приморские низменные равнины, осложнённые холмистыми моренами и прибрежными морскими валами и косами. Горная часть территории практически лишена древесной растительности и сложена терригенными мезозойскими породами (песчаники, аргиллиты, алевролиты), перекрытыми крупнообломочными (курумовыми) или мелкодисперсными (преимущественно солифлюкционными) четвертичными отложениями мощностью 3—5 м. Днища горных долин на глубину до 100 м выполнены песчано-галечниковыми и валунными грунтами. Здесь встречаются небольшие массивы угнетённого лиственничного леса и редколесья. Низменности сложены преимущественно мелкодисперсными горными породами, пронизанными в верхней части сеткой мощных повторно-жильных льдов. Это — типичная северная тундра с массой мигрирующих мелководных термокарстовых озёр диаметром от десятков метров до нескольких километров. В целом озёрность территории составляет около 5%.
Климат прибрежной полосы Восточно-Сибирского моря и северных отрогов Чукотского нагорья до абсолютной высоты 200 м — морской и умеренно континентальный с температурой января ниже -30 °С. Среднегодовая температура воздуха колеблется в пределах -10,6 ^—13,9 °С, а годовое количество атмосферных осадков — от 270 до 340 мм. С повышением абсолютных высот местности и удалённости от океана континентальность климата возрастает, хотя средняя температура января становится выше -27 °С; средняя годовая температура не опускается ниже -12 °С, а количество осадков увеличивается до 370 мм, местами более. Тёплый период года длится около 3,5 мес., в горах он меньше; лето прохладное, несмотря на солнечное сияние в течение долгого полярного дня. Средняя температура летних месяцев никогда не поднимается выше 10 °С.
Суровая продолжительная зима и короткое холодное лето обусловили сплошное распространение низкотемпературной вечной мерзлоты, мощность которой колеблется от 200—300 м на равнинах до 500 м в вершинном поясе гор. Суммарная площадь территории, занятой многолетнемёрзлыми горными породами, составляет 95—98% [16]. Сквозные талики встречаются преимущественно под руслами рек, сформировавшимися по системе крупных тектонических разломов. Они служат основными водопоглощающими и водо-выводящими каналами, с которыми генетически связаны все крупные наледные массивы и незамерзающие полыньи на реках [23]. Несквозные (надмерзлотные) талики приурочены в основном к озёрным котловинам, реже — к верховьям горных долин, где аккумулируется переносимый затяжными метелями снег.
Снежный покров на севере Чукотки — мощный регулятор стока и наледеобразующих процессов.
Весной и летом он обеспечивает дополнительный приток воды в речную сеть, а зимой определяет интенсивность промерзания водоносных систем. Кроме того, снег служит источником питания наледей талых снеговых вод, а также входит в состав наледного льда других генетических типов, обеспечивая их характерное строение и свойства. Снежные толщи в одних случаях выступают как доминирующий фактор в развитии послойного намораживания воды, а в других, наоборот, как сдерживающее начало, приводящее к резкому сокращению объёмов наледного льда.
Распределение снега по территории неравномерно. На приморских низменностях толщина снежного покрова составляет 30—40 см, а в горных районах она колеблется от 5—10 см на обдуваемых склонах до 120—150 см в ветровой тени и в депрессиях рельефа. Сроки появления устойчивого снежного покрова определяются абсолютной высотой местности и экспозицией горных склонов. В конце августа — начале сентября снег появляется на склонах северной экспозиции на высотах более 1500 м, и в середи
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.