Влияние глобального потепления оптимума голоцена на состояние оледенения в арктических и субарктических районах России
Н.В. Давидович
Институт географии РАН, Москва
Статья поступила в редакцию 27 января 2006 г. Представлена к печати А.Н. Кренке
Представлены методика и результаты расчетов базовых гляциоклиматических характеристик современного оледенения в высоких широтах на примере Новой Земли, хребтов Бырранга и Орулган и определена возможность его существования в оптимум голоцена.
Введение
Высокие широты в периоды крупных глобальных потеплений, согласно всем палеоклиматическим сценариям, испытывали наибольшие термические изменения, сопровождаемые и повышенной увлажненностью. Вопрос о том, как они могли сказаться на состоянии оледенений, почти не привлекал внимания палеогляциологов. Вероятно, это связано с тем, что геоморфологические следы ледников при потеплении, в отличие от ледниковых периодов или их фаз, как правило, бывают уничтожены последующими подвижками ледников при похолоданиях.
Для ответа на поставленный вопрос предлагается один из возможных вариантов его решения — гля-циоклиматический. Суть его заключается в том, что имеющиеся климатические реконструкции любого периода в прошлом, относящиеся к равнинным территориям, адаптируются к условиям нивально-гляци-альных зон и далее рассчитываются характеристики балансового состояния ледников с помощью современных причинно-следственных взаимосвязей климатических и гляциологических параметров, а также одних климатических параметров с другими. В настоящей статье гляциоклиматический подход применен для расчета гляциологических параметров в высоких широтах России в оптимум голоцена.
Временною рамки оптимума голоцена в разных регионах несколько разтличаются, но по большей части он имел место во второй половине атлантического периода 5—6 тыс. л.н. Масштаб глобального потепления оценивается в 1,0—1,2°С [3, 19]. Палеогеографическая информация для этого длительного теплого периода, наиболее к нам близкого, отличается бо ль-шим объемом и меньшей погрешностью, чем для предшествующих глобальных потеплений в плейстоцене, так как в то время по сравнению с современностью климатическая система не испытывала кардинальных перемен, а изменения высот рельефа вследствие тектонических движений после оптимума голоцена были минимальны, и их можно не учитывать.
Мы использовали палеоклиматические карты-реконструкции Северного полушария, показывающие отклонения годовых атмосферных осадков и температуры воздуха от современных значений [6,
50]. При создании указанных карт применялся разработанный В.А. Климановым [29] информационно-статистический метод определения температуры и количества осадков на равнинных территориях по палинологическим данным из разрезов четвертичных отложений (с точностью ±0,6—1,0°С для температур и ±25 мм для осадков). Кроме того, мы обращались к реконструкциям И.И.Борзенковой [15, 16], которые основаны на эколого-палеонтологической и палинологической информации, дополненной косвенными методами, каждый из которых, однако, дает меньшую точность, чем информационно-статистический метод обработки палинологических данных. В случаях существенных расхождений проводили палеогля-циологические расчеты по обоим сценариям.
Современный период, по отношению к которому сделаны палеоклиматические сценарии, — это обычно отрезок времени осреднения метеопоказателей за 1881 — 1935 гг. Климатического атласа СССР [30] или за 1881—1955 гг. климатических карт Физико-географического атласа мира [43], изотермы в которых практически совпадают. Поэтому данные Климатического атласа и Справочников по климату СССР с периодом осреднения 1881—1961 гг. можно считать одинаково «современным» периодом для па-леоклиматических реконструкций.
Мы рассмотрим горные страны в арктических и субарктических широтах России — Новая Земля, Бырранга и Орулган, различающиеся по масштабу и характеру оледенения, а также типам климата и степени климатических изменений в прошлом.
Гляциологическая изученность исследуемых
регионов
Среди рассматриваемых ледниковых стран комплексные гляциологические наблюдения проводились только на Новой Земле (в течение полутора лет) и в горах Бырранга в период календарного лета. Оледенение гор Орулган известно лишь по аэрофотосъемкам и эпизодическим гляциоморфологическим исследованиям.
Новая Земля. Изучение оледенения здесь имеет длительную историю, начиная с отдельных письменных свидетельств участников плаваний В. Баренца.
Полную сводку всех исследований можно найти в монографии [37]. Комплексные гляциологические исследования, включающие и метеорологические наблюдения, были выполнены во время 2-го Международного полярного года (МПГ, 1932—1933 гг.) экспедицией Арктического института и в период Международного геофизического года (МГГ, 1957—1959 гг.) — экспедицией Института географии АН СССР. Базы обеих экспедиций находились в районе Русской Гавани на западном побережье Новой Земли. Экспедицией МГГ были проведены круглогодичные метеорологические и гляциологические наблюдения на ледораздельном участке средней части ледникового покрова (800 м над ур. моря) и на выводном леднике Шокальского. Их результатом стало определение основных черт баланса массы ледников, структуры и температуры верхних слоев фирна и льда, типа льдообразования и его изменений под влиянием климатических флуктуаций, характера морфологии и современных колебаний размеров и балансового состояния оледенения.
Большая часть материалов 2-го МПГ, и в том числе очень важные для разработки нашей темы, — метеорологические данные, погибли в результате ареста в 1938 г. руководителя экспедиции М.М. Ермолаева. Лишь некоторые его научные выводы опубликованы в коротких статьях-сообщениях [25] и в монографии П.А. Шумского [48]. Поэтому при па-леоклиматических реконструкциях мы опирались только на материалы экспедиции МГГ и регулярных наблюдений береговых метеостанций, основанных в 1930-х годах, а также прибрежной метеостанции Малые Кармакулы, работавшей со времени 1-го МПГ.
Горы Бырранга. Современное оледенение находится в наиболее возвышенной северо-восточной части этой низкогорной страны, где самая большая вершина — гора Ледриковая — имеет высоту всего 1146 м над ур. моря. О существовании здесь ледников стало известно позже, чем во всех других горных странах России, — лишь в 1950-х годах. По данным аэрофотосъемок 1950 и 1967 гг. были определены число и размеры ледников, а также изменения их морфометриче-ских характеристик за эти годы. В период абляции 1967 г. комплекс стационарных и маршрутных гляциологических исследований провела Таймырская экспедиция Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), база которой находилась на ледораздельном плато, представляющем собой область истечения трех самых крупных переметно-долинных ледников. Наблюдения экспедиции позволили установить основные морфологические характеристики, общие черты балансового режима и структуру верхних слоев ледниковых толщ [27]. В 1972 г. кратковременные снегомерные измерения выполнили участники научно-спортивной экспедиции за 1—1,5 месяца до окончания аккумуляции, результаты которых подтвердили общий характер залегания снежного покрова и очень сильное ветровое перераспределение снега, отмеченное экспеди-
цией ААНИИ [12]. Никаких более поздних гляциологических работ в этом районе не было. Однако палеогеографические исследования на п-ове Таймыр периодически проводили ААНИИ и некоторые другие учреждения в течение последней четверти ХХ в., что нашло отражение в целом ряде публикаций, например, в упоминаемых ниже работах Д.Ю. Больши-янова и др. [13, 14].
Наблюдения экспедиции ААНИИ обнаружили полное отсутствие фирновой толщи, а также слоев инфильтрационно-конжеляционного льда у самых крупных переметных ледников. Измерения максимумов аккумуляции и абляции в 1967 г. показали значительное превосходство последней. По оценке руководителя экспедиции Л.С. Говорухи, абляция в среднем многолетнем выводе в 1,5—2 раза превышает сезонное снегонакопление [20]. На основе указанных наблюдений этим автором сделан категорический вывод о том, что современное оледенение не может быть остатком позднеплейстоценового, которое должно было полностью растаять в оптимум голоцена и могло возникнуть лишь в одну из эпох последующего похолодания [21, 22].
Однако оптимум голоцена отличался от современности не только повышенным температурным фоном, но и значительно большей увлажненностью. По всем климатическим реконструкциям аномалии атмосферных осадков составляли на севере Таймыра более 100 мм, согласно интерпретации спорово-пыльцевых спектров по данным, полученным в центре п-ова Таймыр, — 120 мм. При сравнительно небольших осадках в настоящее время эта величина соответствует 40% их увеличения в оптимуме голоцена. Поэтому нам представляется не беспочвенной попытка реконструировать климатические условия, которые могли бы подтвердить или, наоборот, исключить возможность сохранения ледников в тот период.
Метеорологических станций в районе горноледникового узла Бырранга никогда не было. Метеорологическая сеть северной части п-ова Таймыр находится на побережье морей Карского и Лаптевых, а во внутренней части единственная станция — Озеро Таймыр — расположена в 200 км юго-западнее ледникового района на высоте, близкой к уровню моря. Считать ее репрезентативной для внутренних районов Таймыра нельзя, поскольку она испытывает влияние крупнейшего в Арктике озера. Однако сравнительно близкое местоположение станции от горно-ледникового узла позволяет распространить на него результаты анализа ее данных с точки зрения колебаний климата, оценить место 1967 г., когда проводила наблюдения экспедиция ААНИИ, в многолетнем ряду и по отношению к периоду, принятому в качестве «современного» во всех палеоклимати-ческих сценариях. Это обстоятельство было использовано для выработки иного, чем для оледенения Новой Земли и хр.Орулган, методологического подхода к палеогляциологическим реконструкциям, который будет описан ниже.
Хр. Орулган находится в средней, наиболее высокой части с
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.