Леонид Серебрянный - Ледники в горах
В настоящее время ученые многих стран пришли к выводу о важности создания международного каталога ледников. В Советском Союзе такой каталог уже составлен. В его 108 выпусках содержатся разнообразные сведения по морфологии и режиму отдельных ледников и групп ледников любого речного бассейна или района оледенения в целом. Кроме того, по инициативе видного советского гляциолога В. М. Котлякова в нашей стране в 1984 г. был составлен «Атлас снежно-ледовых ресурсов мира», где всесторонне освещена роль ледников как источников воды.
Работы по учету ледников имеют большое значение, поскольку уже сейчас во многих районах следует активно воздействовать на водно-ледниковый баланс и режим жидкого стока с ледников, чтобы получить дополнительное количество воды. К настоящему времени принципиально выяснены пути искусственной трансформации водно-ледникового баланса за счет усиления таяния льда с использованием солнечной и антропогеновой энергии. Кроме перераспределения запасов льда, в перспективе можно осуществлять направленную концентрацию метелевого и лавинного снега.
Усилить таяние ледников можно, зачернив их разными порошкообразными материалами, которые увеличивают поглощение солнечной радиации, а следовательно, и сток с ледников. Этот метод применялся еще в далеком прошлом. В долинах Памира издавна местные жители, чтобы ускорить весеннее снеготаяние, посыпали поля золой и землей. На эту мысль натолкнула человека сама природа. В разных горных странах люди обращали внимание, что вулканические извержения, сопровождающиеся выбросом значительного количества пепла, вызывают сильное таяние ледников. К аналогичному эффекту приводят и сильные пыльные бури.
Искусственное зачернение поверхности ледников, предпринятое по инициативе академика Г. А. Авсюка, фактически дает несравненно больший эффект. Чисто теоретически можно предположить, что дополнительное стаивание льда должно быстро восстановиться в многоснежные годы, и режим ледников, таким образом, придет в соответствие с климатическими условиями. Однако для внедрения этого метода еще требуются многолетние исследования на ледниках и обоснованные представления о возможных физико-географических последствиях.
Советский гляциоклиматолог А. Н. Кренке предпринял количественную оценку реальных ресурсов и интенсивности массообмена в ледниковых системах на территории СССР. Был определен потенциальный объем воды, который можно дополнительно израсходовать при искусственном воздействии на режим ледников путем зачернения их поверхности. Расчеты показали, что в Средней Азии, где проблемы регулирования местных ресурсов воды стоят наиболее остро, сток ледников можно изменить не более чем на 6 км3. Конечно, этого количества недостаточно для решения крупных региональных водно-балансовых проблем, но в отдельные годы использование ледников для орошения хлопковых полей, безусловно, способно дать немалый эффект.
Существуют и другие технические проекты усиления водоотдачи ледников. Прежде всего это — увеличение таяния за счет механической очистки ледниковых языков от моренного чехла. Известно, что сплошной слой поверхностной морены снижает таяние примерно вдвое. Если учесть площадь ледников, забронированных камнями, которая только в Средней Азии составляет около 1700 км2, получается, что в результате снятия моренного чехла в этом районе в принципе можно «выжать» из ледников еще около 5 км3 воды в год.
Более реально использование внутриледниковых вод в качестве местных источников водоснабжения. Для этого сейчас разрабатываются геофизические методы поисков воды в ледниках и буровые методы ее добычи. При этом решается и вопрос транспортировки воды и ее откачки из внутриледниковых полостей. Уникальный опыт такого рода накоплен гляциологами при водоснабжении советского рудника Пирамида на Шпицбергене.
Если обычно при использовании ледниковых вод для хозяйственных целей принимается в расчет талая ледниковая составляющая речного стока, доминирующая в летние месяцы, то в полярных районах, наоборот, значительная нехватка воды ощущается в холодное время года. В поселке Пирамида водозабор производится из озера Голубого, но воды в нем не хватает. Поэтому важным источником становится ледник Бертиль. Летом вода забирается с его поверхности, а зимой — из внутренних водоносных горизонтов. Специальные исследования позволили установить, что вода поступает по естественному туннелю в теле ледника, и основная часть зимнего стока связана с водоотдачей из подледникового талика, который каждое лето пополняет свой запас воды. Этот поток перехватывается внутриледниковым штреком, откуда вода подается непосредственно в бойлерную поселка через трубопровод длиной 1 км.
Рассматривая ледники как источники влаги, не следует упускать из виду такое важное обстоятельство, как чистоту ледникового льда. Минерализация его очень мала, а нередко даже меньше, чем атмосферных осадков. Геохимические анализы проб льда, отобранных на кавказских ледниках Марух, Гергети, Халде и др., показали, что в среднем минерализация льда не превышает 15 мг/л, тогда как нормальная минерализация речных вод на один-два порядка выше. Полученные для ледникового льда величины оказались даже меньше минерализации осадков в высокогорных районах Кавказа (20 мг/л). Как ни удивительно, но ледники обладают способностью самоочищаться. Деминерализация льда происходит в результате фазовых переходов и миграции рассолов в направлении температурного градиента.
Интенсивность и механизмы этих процессов раскрыты еще далеко не полно, а ледниковый лед в некоторых странах приобретает товарную стоимость. Например, в Японию, где проблема чистой воды стоит особенно остро, ежегодно доставляется из Гренландии 15—20 т льда. Не исключено, что некоторые ледники могут быть в недалеком будущем растащены по кускам. Во всяком случае, в стадии технических разработок находятся проекты транспортировки айсбергов из полярных районов к побережьям страдающих от засухи областей Австралии, Южной Америки и Азии.
Рассматривая качество ледниковых вод, нельзя упускать из виду и тот факт, что они практически лишены тепловых загрязнений: вытекающая из-под ледников вода всегда имеет температуру около 0° С.
Важный аспект регулирования ледникового стока — прогнозирование и защита населенных пунктов в горах от прорывов ледниково-подпрудных озер. Эти озера, ванны которых целиком или частично выработаны ледниковым льдом, являются характерной особенностью ледниковых ландшафтов. Выделяются озера на поверхности ледников, внутриледниковые и озера в речных долинах, подпруженные ледниками.
Главная особенность гидрологического режима рассматриваемых озер состоит в периодических прорывах их вод, которые, судя по исследованиям в горах Тянь-Шаня, Памира, Аляски, в Альпах, Норвегии, Исландии, Британской Колумбии и других районах, происходят раз в один-два года. Сам механизм прорыва был рассмотрен на примере озера Мерцбахера на Тянь-Шане. Расчет и прогноз паводков, сопровождающих прорывы ледниково-подпрудных озер, относятся к важным практическим задачам гляциологов. Первый опыт такого расчета выполнен в нашей стране для пульсирующего ледника Колка на Северном Кавказе.
Для предотвращения катастрофических последствий ледниковых паводков в наиболее населенных районах предполагается строительство плотин, отводных каналов и даже туннелей в горах. С прорывами ледниково-подпрудных и моренных озер связано возникновение грозных селевых потоков. В селеопасной зоне расположена столица Казахской ССР — Алма-Ата. Только в 1921 г. сель выплеснул на город около 3 млн. м3 камней и грязи. Для защиты Алма-Аты в долинах горных рек возведены могучие плотины, проводятся профилактические спуски воды из наиболее опасных озер и другие инженерно-технические мероприятия. Под защитой плотины находится всемирно известный спортивный комплекс Медео.
Нередко стихия льда соседствует с огненной стихией. Наглядный пример такого соседства — ледниковые шапки Исландии. В некоторых местах крупнейшей шапки — Ватнайёкудля — возвышаются вулканические вершины, увенчанные ослепительно белым снегом. В ледяной пустыне крутые иссиня-черные склоны вулканов выделяются особенно резко. Подножия вулканов иногда окаймлены подковообразными озерами, возникшими в результате таяния льда.
Но большинство вулканов Ватнайёкудля полностью или частично перекрыты льдом. Вершины этих громадных ледниковых куполов нередко поднимаются до 2000 м над уровнем моря и почти постоянно скрыты в густой пелене облаков. Во время подледниковых извержений под влиянием выделяющегося тепла масса льда вокруг вулканического очага начинает таять. При этом из ледниковых трещин сильно выделяются водяной пар и ядовитые газы. Бурные потоки талых вод по многочисленным туннелям прорываются к краю ледника и устремляются к океану, вызывая катастрофические паводки на реках. Такой паводок в Исландии называют «йекудльхлёуп» (в переводе — поток, ринувшийся от края ледника).
