Ледники как двигатель прогресса
По материалам беседы с академиком В. М. Котляковым в передаче «Очевидное-невероятное»

Много очевидного и невероятного о ледниках зрители узнали из телевизионной беседы профессора Сергея Петровича Капицы с директором Института географии Российской академии наук, почётным президентом Русского географического общества, академиком Владимиром Михайловичем Котляковым.

Роль ледников в истории человечества

ледникГляциосфера (ледовый панцирь Земли) — один из глобальных факторов, определяющих природное и климатическое равновесие планеты, а значит, и нашу жизнь. В своё время ледники сыграли положительную роль в развитии человечества. С наступлением похолодания они продвигались на юг, менялся климат, и всё живое на Земле приспосабливалось к новым суровым условиям жизни. Ледниковый холод в те времена был двигателем человеческого прогресса, он заставлял людей изобретать одежду, использовать огонь, строить жилища. Это был своеобразный поршень, перемещавший и людей, и животных, и растительность по всей планете. Примерно 20 тыс. лет назад ледники доходили до широты Киева, но сам ледниковый щит находился севернее, примерно в районе Валдая. Все валдайские красоты: озёра, пески, камни и даже сосновая растительность — следствие ледниковой истории.

В Сибири ледников было гораздо меньше. Климатические условия не способствовали их образованию: сильнейшие морозы, отсутствие осадков, сухой климат. А ледникам необходимы обильные снегопады и низкие температуры воздуха как зимой, так и летом. Выпадающий снег ложится на ледник и не успевает стаять, а на него наслаиваются новые и новые осадки. Слои снега постепенно сжимаются и превращаются в лёд. Так что ледник — это многолетние массы природного льда, возникшие за счёт накопления и преобразования снега.

Ледники очень важны и в наши дни. Не стоит забывать, что все мы потребляем пресную воду, которая на 97% сосредоточена в ледниках, покрывающих Антарктиду. Сегодня в Средней Азии, где летом дожди очень редки, ледники приходят на помощь, снабжая водой хлопковые плантации и перераспределяя сток в лучшую для сельского хозяйства сторону. То же происходит на севере Италии, который в значительной мере питается водой альпийских ледников. Аналогичная ситуация в Северной Америке, в Альпах и в Центральной Азии.

Ледниковая летопись

Ледники — величайшая летопись климата Земли. Ледник растёт, древние отложения оказываются всё глубже, и в ледяной толще образуются слои, похожие на годичные кольца деревьев. В верхней части ледника, образовавшейся сравнительно недавно — за последние несколько тысяч лет, — возраст льда узнать нетрудно. Для этого просто подсчитывают годовые слои, состоящие из зимних и летних отложений. По мере того как глубина увеличивается, сделать это становится всё сложнее, поскольку лёд медленно движется — течёт. В Центральной Антарктиде толщина ледникового покрова достигает 4 км. Слои накапливались почти миллион лет!

Наиболее интересные и неожиданные результаты принесло бурение на российской научной станции „Восток“, которое началось еще в 70-х гг. Условия в этих местах очень похожи на марсианские: самая низкая зафиксированная на Земле температура –89,4°С. Более низкой температуры ещё никто нигде не наблюдал. (Средняя годовая на поверхности ледника составляет –55°С.) Скважина была необходима для того, чтобы извлечь из неё ледяной керн, изучение которого помогло понять, какой климат был на Земле в прошлом. На глубине 3623 м были обнаружены слои 420-тысячелетней давности. (Подробнее об этом читайте в следующем номере журнала „В мире науки“.)

Измерения изотопного состава воды периода образования льда свидетельствуют о температуре, которая была в момент его формирования. Существует достаточно простая зависимость — чем больше в составе воды изотопов кислорода-18 и дейтерия, тем теплее, чем их меньше — тем холоднее. Это своеобразный градусник. Оказалось, что в течение последних 420 тыс. лет Земля прошла через четыре климатических цикла. Их можно проследить и по морским отложениям, однако исследования керна отличаются большей степенью детальности: они позволяют выявить изменения температурных режимов и состав воздуха. Даже сведения о ветрах, дувших в те далекие времена, зафиксированы в памяти ледников. Вместе с водой в толще сохраняется пыль, осевшая на поверхности льда много сотен тысячелетий назад. Анализ позволяет выявить, чем был загрязнён воздух в те далёкие времена и откуда эту пыль принесли ветры, не происходило ли тогда крупных извержений вулканов и многое другое.

Интересно было проследить, как изменялась температура за последнюю тысячу лет. Колебания её за это время составили 1,5–2°С. Тёплыми были XII в., первая половина XIII в., а также XVI и XX столетия; холодными — XIV–XV вв. и XVII — первая половина XIX в. Последний промежуток времени даже получил название малого ледникового периода.

Также можно исследовать состав атмосферы того времени. Каким образом? Выпавший на поверхность ледника снег постепенно превращается в фирн — рыхлый зернистый снег, в порах которого находится большое количество воздуха. Уплотняясь и замерзая, фирн образует лёд, и заключённые в нём пузырьки воздуха плотно закупориваются в ледниковой толще. Выделив эти мельчайшие пузырьки, можно получить воздух того времени. Это потрясающая, уникальная возможность, таких результатов не удаётся добиться с помощью исследований океанических колонок. Проводится химический анализ воздуха, определяется и измеряется состав углекислого газа, кислорода и метана, т. е. парниковых газов. Результаты эксперимента показывают, что их содержание в атмосфере того времени точно следовало ходу температуры: чем теплее — тем больше было парниковых газов, чем холоднее — тем их становилось меньше.

Потепление или похолодание?

Так что же управляет климатом Земли? Что контролирует температуру? Парниковые газы вызывают потепление или более тёплые условия вызывают рост парниковых газов? Физически можно объяснить и то и другое. Однако изучение данных в масштабе тысячелетий показывает, что на первом месте была всё-таки температура, а не углекислый газ и метан. Главными факторами оказались астрономические причины и цикличность развития природных процессов, причина которых до конца не ясна.

Любопытно, что наше межледниковье (голоцен) длится уже 11 тыс. лет. Все предыдущие были короче — 4–5 тыс. лет. У нас длинный период потепления, но уже есть признаки того, что он заканчивается. В масштабе тысячелетий человечество ждёт скорое похолодание.

Известно, что за XX век температура воздуха поднялась на 0,6°С, что довольно много. Влияние деятельности человека, сопровождающееся выделением парниковых газов в атмосферу, приведёт к её повышению. Однако глобальная температура пока не вышла за пределы естественных колебаний, в запасе есть ещё полтора градуса. Это значит, что на Земле действует какой-то колоссальный природный механизм, стабилизирующий происходящие изменения. К счастью, пока он действует совершенно нормально, циклические колебания аналогичны тем, которые известны из истории всего четвертичного периода.

Очевидно, что именно океан служит главным регулятором излишков парниковых газов. Его взаимодействие с атмосферой и криосферой оказывает стабилизирующее воздействие. Наличие колоссального природного резервуара в виде океана и ледниковых покровов — главная природная машина, регулирующая подобные процессы. Пока нет никаких научных оснований заявлять, что современное глобальное потепление происходит только из-за парникового эффекта. Мы совершенно не в праве утверждать, что потепление — результат исключительно человеческой деятельности. Соответственно вызывают большие сомнения многие международные действия, направленные в основном лишь на сдерживание выделения в атмосферу углекислого газа. За этим, к сожалению, часто стоят не научные, а финансовые интересы.

ледникСтрашная катастрофа происходит во время извержения вулкана, на котором лежит ледник (таких вулканов много в Исландии, Антарктиде, на Камчатке и Аляске). Соприкасаясь с раскалённой магмой, огромные массы льда тают. Извержение сопровождается столбами густого белого пара, а иногда и мощными взрывами. Талая вода устремляется вниз в виде страшного паводка; вбирая в себя пепел, она превращается в грязекаменные потоки.

Такое стихийное бедствие произошло в 1918 г. в Исландии при извержении вулкана Катла под ледниковым куполом Мирдальсйёкюдль. Расход воды в паводке (объём воды, протекающий через сечение потока в единицу времени) оказался равным 300–400 м3, а на предгорную равнину вылилось 6 км3. Это был настоящий потоп — в паводке расход воды в несколько раз превышал расход воды в устье Амазонки, величайшей реки мира. Гигантский поток с лёгкостью переносил ледяные глыбы весом в десятки тысяч тонн. Он полностью уничтожил на своём пути всё, что построили здесь люди за многие столетия.

Оживление ледников

Ледники, конечно, благо для человечества. Но в них таится и определённая опасность. Скорости движения большинства ледников очень мало меняются из года в год. Но из этого правила есть исключение — пульсирующие ледники, у которых периоды относительного покоя имеют продолжительность от 10 до 50–100 лет, чередуются с этапами коротких быстрых передвижек, или пульсаций. По-другому ледниковые пульсации называются сёрджами (от англ. surge — волны), т. е. ледяными волнами, паводками. В ходе пульсаций массы льда, скопившиеся за время покоя в верховьях ледника, быстро сползают в его низовья. Сами передвижки, как правило, длятся несколько месяцев. При этом скорость движения льда увеличивается в десятки и сотни раз; известны случаи, когда она превышала даже 100–120 м в сутки. Ледник при пульсации растрескивается; его поверхность превращается в нагромождение ледяных блоков, хаос рушащихся глыб, а язык движется, порой перемещаясь на 10–15 км.

Такие ледники таят много загадок. Непонятна их природа; неясно также, почему одни ледники способны пульсировать, а другие — нет. Пока имеется лишь огромное количество гипотез, из которых следует, что важнейшую роль в пульсациях играют периодические изменения условий на ледниковом ложе — появление и исчезновение талой воды, нарастание и падение её давления, примерзание и оттаивание придонного льда.

Ледниковые пульсации чреваты катастрофами — ледяными обвалами, прорывами озёр из подпруженных льдом боковых долин, паводками и селями. Много говорилось о катастрофе на Северном Кавказе, когда в Кармадонском ущелье внезапно сорвался небольшой ледник Колка (около 3 км длиной). Учёные знали, что это пульсирующий ледник, и изучали его предыдущую подвижку, случившуюся в 1969–1970 гг. К счастью, в те годы обошлось без страшных последствий, дело происходило зимой, воды было мало. Причина внезапного срыва ледника в сентябре 2002 г. заключается в том, что внутри него накопилось огромное количество воды. Это первый в мире уникальный случай, когда весь ледник выбросило из его горного вместилища, как пробку от шампанского. Огромные массы льда буквально пролетели первые сотни метров, а затем по горной долине прошёл разрушительный сель.

Жизнь в подлёдном озере

Недавно российскими исследователями в подлёдном озере Восток были обнаружены признаки жизни термофильных бактерий (на генном уровне), что вызвало настоящий взрыв в научном мире. Самое большое озеро в Антарктиде, открытое советскими учёными в 60-х гг. и названное в честь станции, длиной в 250 км, шириной в 50 км и глубиной около 600 м. Оно настолько велико, что его контуры просматриваются в планетарном масштабе, со спутников видна поверхность ледникового щита. Об этом озере ещё мало известно, и потому вторгаться в него очень опасно — можно внести загрязнение и тем самым исказить существующую картину. Российские геологи предполагают, что здесь находится рифтовая зона, а само озеро похоже на Байкал. Интересно, что в нём есть циркуляция воды — захваченный льдом воздух постепенно опускается вниз, затем вытаивает изо льда и оказывается в воде, где происходит его горизонтальное и вертикальное перемешивание. В результате вода озера насыщается кислородом — для жизни таких условий вполне достаточно. В скором времени предположения о наличии жизни в озере (это могут быть организмы, которым от 500 тыс. до миллионов лет!) должны подтвердиться. Возможно, это и несуществующие сегодня виды — совершенно новые любопытные экземпляры, а может, и страшные, болезнетворные, опасные для человечества бактерии.

Проблема подлёдного озера имеет и космическое значение. Дело в том, что у одного из спутников Юпитера, названного „Европа“, строение похоже на то, с которым российские исследователи встречались в районе станции „Восток“. Там под многокилометровой ледяной корой тоже находится жидкая вода. Американские учёные разработали космическую программу по изучению „Европы“, и поэтому очень заинтересованы в последних данных о подлёдном озере — ведь любая ошибка в Космосе стоит миллиарды долларов, а подобная ошибка в антарктических исследованиях — на три порядка меньше.

Эти особые формы жизни под ледниковой толщей расширяют наши представления о самой жизни на Земле. А это означает путь к пониманию её возникновения, её развития и её будущего.

ледникВ начале лета на некоторых ледниках можно увидеть фонтаны воды, высота которых достигает 2 м; за секунду здесь изливается до 0,5 м3. На Алечском леднике в Альпах из трещины вблизи ледопада через небольшие промежутки времени извергался столб воды высотой до 7 м.

Фонтаны появляются тогда, когда лёд тает на больших участках ледника. Талая вода уходит на глубину по трещинам и течёт по подлёдным и внутрилёдным каналам. Часто в языке ледника можно обнаружить небольшую пещерную галерею, проделанную талыми водами ледника за лето. С наступлением морозов воздух в ней охлаждается, но вода продолжает течь; в то же время она слой за слоем замерзает, и получается наледь, которая постепенно закрывает проход в галерею. Весной подлёдные каналы снова заполняются водой, но талая вода не может сразу растопить ледяную пробку, и внутри ледника возникает большой напор воды. Подобное явление отмечено в начале лета 1984 г. на леднике Бертиль, что на архипелаге Свальбард (Шпицберген). Под напором воды лёд трещал и вспучивался. По возникшим трещинам поднималась мутная вода, образуя цепочку фонтанов высотой до 0,5 м. Фонтаны не оставались на одном месте, а постепенно смещались вниз по леднику. Через сутки они приблизились к выходу из ледникового туннеля и вскоре совсем исчезли.

В мире науки

Статьи близкой тематики:
Снег.  М. Софер.
Снег и лёд.  Александр Волков.
Изморозь и иней, гололед и гололедица.  М. Софер.
Белая магия.  Сергей Апресов.
Ледяные узоры высокого давления.  С. М. Комаров.
Игры со льдом.  С. Транковский.
Вода знакомая и загадочная.  Леонид Кульский, Воля Даль, Людмила Ленчина.
Самое необычное вещество в мире.  Академик И. В. Петрянов-Соколов.


Узнайте больше о направлениях для путешествий. Большие скидки на отели по 70 000 направлений по всему миру. Читайте отзывы об отелях и находите отели на любой кошелек с гарантией лучшей цены.



Лицензионный софт для турагентств и туроператоров.

2006 Copyright © World-Tours.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Занимательная география туризма. Геозагадки. Сокровища, клады. Достопримечательности. Экзотический туризм, развлечения туристов, экстримальный походный туризм. Тонкости туризма, полезные советы туристу. Бронирование отелей. Товары для туризма и спорта.
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт Партнёрская программа для магазинов.
Rambler's Top100 Яндекс цитирования