Ледники и климат
Кто и как сегодня изучает ледники? Зачем ученые уходят все выше в горы? Что могут рассказать о климате на Земле эти труднодоступные льды? Чем ледники помогают людям и могут ли люди помочь ледникам?
Съемочная группа телеканала «Наука» поднялась вместе с учеными на высоту 3300 м, чтобы изучить ледник и его влияние на климат. Проект создан при поддержке Русского географического общества. Все самое интересное ищите в эфире телеканала.
Глобальное потепление неотвратимо наступает. На Земле стремительно меняется климат. В XXI веке парниковый эффект увеличивается, большинство ледников на планете продолжают активно таять. Почти везде на Земле за последние годы стало заметно теплее.
“
Пожалуй, ледники – наиболее динамично откликаются и наиболее быстро ощущают все изменения в метеорологической ситуации.
Кабардино-Балкарская Республика, 2017 год. В ночь на 1 сентября здесь произошла трагедия, унесшая жизни нескольких человек. Мощный поток, обрушившийся с высоты по ущелью реки Адыл-Су, смыл все на своем пути. Подобных катастроф по силе и масштабу разрушений здесь не припомнят.
За считаные минуты поток из воды, грязи, деревьев и камней разрушил часть горной турбазы, старую электростанцию на реке и автомобильную дорогу, которую восстанавливают до сих пор. Местные жители с ужасом вспоминают ту ночь, когда никто не понимал, что именно происходит, и оттого было еще страшнее.
Поселку Эльбрус, расположенному в самом низу ущелья, можно сказать, повезло. Река Баксан, в которую впадает горный приток Адыл-Су, приняла на себя удар, заслонив дома от разрушительной стихии. Ее берега оказались сильно размыты, пострадали мосты и коммуникации, переброшенные через реку. Но самое страшное — погибли люди.
Что стало причиной этой трагедии, можно ли было ее спрогнозировать или даже предотвратить и как подготовиться к подобным экстремальным происшествиям в будущем?
Поселку Эльбрус, расположенному в самом низу ущелья, можно сказать, повезло. Река Баксан, в которую впадает горный приток Адыл-Су, приняла на себя удар, заслонив дома от разрушительной стихии. Ее берега оказались сильно размыты, пострадали мосты и коммуникации, переброшенные через реку. Но самое страшное — погибли люди.
Что стало причиной этой трагедии, можно ли было ее спрогнозировать или даже предотвратить и как подготовиться к подобным экстремальным происшествиям в будущем?
Кабардино-Балкария, июнь 2019 года, ущелье Адыл-Су. Здесь на высоте 2500 м над уровнем моря расположена научная станция МГУ, на которой с лета по осень живут ученые: климатологи, метеорологи, гидрологи, геофизики и гляциологи. Все они изучают здесь горный ледник Джанкуат.
Виктор Поповнин — научный руководитель станции. Работает на этом леднике уже более 40 лет, а вся история наблюдений здесь насчитывает больше полувека. Именно Джанкуат входит в список так называемых репрезентативных ледников, по которым ученые оценивают темпы климатических изменений на планете.
Весь ледник для удобства в свое время был разделен на несколько зон — примерно через каждые 100 м. Всего их 12. Самая последняя, 12-я, лежит высоко наверху, а первой уже не осталось — растаяла.
Весь ледник для удобства в свое время был разделен на несколько зон — примерно через каждые 100 м. Всего их 12. Самая последняя, 12-я, лежит высоко наверху, а первой уже не осталось — растаяла.
“
Площадь, естественно, каждый год меняется. Когда я был еще студентом, его площадь была 3,2 км2, сейчас он сократился до 2,6 км2. Вы хотя бы по этим цифрам можете понять, насколько быстро это все происходит.
Георадар — незаменимый для геофизиков прибор при изучении рельефа под снегом и льдом. Обычно его используют при инженерных изысканиях перед строительством любых сооружений в Арктике или Антарктике.
“
Излучающая антенна генерирует электромагнитные колебания. Они проходят в среду, встречают перед собой границу снега и льда. Эта граница очень яркая, волна от нее активно отражается и возвращается наверх, ее принимает приемная антенна. Прибор фиксирует время, за которое это происходит, и записывает это в соответствующий файл. Мы непрерывно перемещаемся по профилю и в каждой точке видим время, которое нужно волне, чтобы пройти вниз и вернуться. Таким образом, по профилю строится непрерывная граница.
Информация с радара тут же выводится на монитор ноутбука. Первичные данные рельефа и толщину льда можно оценить прямо на месте. Это относительно новая методика для исследования горных ледников. Обычно, чтобы понять глубину снега и оценить рельеф, гляциологи используют зонды — длинные металлические пруты, которые буквально втыкают в тело ледника. И даже при наличии георадара в некоторых местах приходится действовать этим старым проверенным методом.
Однако с помощью радара можно существенно быстрее измерить большую площадь. К тому же работа с ним требует гораздо меньших физических усилий.
Однако с помощью радара можно существенно быстрее измерить большую площадь. К тому же работа с ним требует гораздо меньших физических усилий.
“
При ручной снегомерной съемке зонд может упереться в какой-то совсем небольшой камень, и чертовски обидно, если на глубине 10 м вы уперлись в камень и вам нужно начинать эту точку рядом заново. И никто не знает, есть ли камень там. Радару камни не помеха. Ручная снегомерка нужна для заверки наших данных и для упрощения обработки.
Все измерения на леднике относятся к двум основным понятиям: аккумуляции, то есть накоплению снежной массы за зимний сезон, и абляции, то есть ее расходу летом. Измерив эти два параметра, ученые вычисляют так называемый баланс массы ледника.
«Баланс между этими двумя процессами представляет собой величину, которая лучше всего характеризует состояние ледника. Ледник может отступать, но при этом утолщаться и его масса может расти», – поясняет Поповнин.
«Баланс между этими двумя процессами представляет собой величину, которая лучше всего характеризует состояние ледника. Ледник может отступать, но при этом утолщаться и его масса может расти», – поясняет Поповнин.
И если накопление снежной массы промеряют зондами, то таяние — с помощью снегомерных реек, скрепленных между собой в одну длинную линейку.
“
Мы ставим рейки и снимаем отчеты по количеству снега, который стаял. В конце концов мы их забурим на некоторую большую глубину — уже в конце сезона в малодоступных местах. Потом смотрим, сколько стаяло за летний период.
Эти снегомерные рейки буквально вплавляют в тело ледника с помощью парового бура. В отличие от зондов, которыми меряют глубину ледника, этим рейкам предстоит простоять здесь весь сезон.
Кроме гляциологов и геофизиков на станции работают метеорологи, картографы и гидрологи. Исследование ледника — это целый комплекс различных наблюдений.
Гидрологи проводят свои исследования на реках, вытекающих из-под ледников, они ежедневно отслеживают самые разные параметры воды.
Кроме гляциологов и геофизиков на станции работают метеорологи, картографы и гидрологи. Исследование ледника — это целый комплекс различных наблюдений.
Гидрологи проводят свои исследования на реках, вытекающих из-под ледников, они ежедневно отслеживают самые разные параметры воды.
«У нас глобальные есть два объекта: это река Джанкуат, которая берет начало у ледника Джанкуат, и система Башкаринских озер. Здесь мы проводим обычные режимные наблюдения за рекой. Мы ходим несколько раз в день и измеряем уровень воды, берем пробы на мутность, на электропроводность, температуру. Изучаем, как эти характеристики изменяются в рамках суток, в рамках месяца, в рамках всего сезона, каким образом они колеблются, какова их динамика», – рассказывает Екатерина Корнилова, магистрант кафедры географического факультета МГУ им. Ломоносова. Кроме этого, гидрологи берут пробы воды на изотопный анализ. Каждую пробирку они герметично упаковывают, а затем посылают в московскую лабораторию. Всего за сезон они отбирают до нескольких сотен таких проб.
«Мы точно не знаем, какая доля талой воды, какая доля дождевой, какая доля грунтовой. Новый метод позволяет как раз таки расчленить на различное питание гидрограф, откуда вода пришла. Именно это помогает выполнить изотопный анализ», – поясняет Екатерина.
«Мы точно не знаем, какая доля талой воды, какая доля дождевой, какая доля грунтовой. Новый метод позволяет как раз таки расчленить на различное питание гидрограф, откуда вода пришла. Именно это помогает выполнить изотопный анализ», – поясняет Екатерина.
Исследования гидрологов вместе с данными от гляциологов помогут понять, что происходит с ледником, насколько активно он тает или, наоборот, набирает массу.
В перспективе результаты этих наблюдений помогут предсказывать катаклизмы в этих краях. Так, о возможном прорыве горного озера Башкара, которое и стало причиной разрушительного селя в 2017 году, ученые, работающие в ущелье Адыл-Су, предупреждали заранее, но точное время, когда это случится, предсказать было невозможно.
К катастрофе в ущелье Адыл-Су привела целая совокупность труднопрогнозируемых событий. И сегодня ученые смогли восстановить их последовательность.
К катастрофе в ущелье Адыл-Су привела целая совокупность труднопрогнозируемых событий. И сегодня ученые смогли восстановить их последовательность.
“
Семь дней постоянно шел дождь. 31 августа за шесть часов выпало больше 10 см. Видимо, грунт, морена — она увлажнилась, плюс ледник все-таки тает и подпорное влияние языка тоже ослабло. Соответственно, морена просто не выдержала объем озера и место, где был переливчик, самое ослабленное, — оно в момент просто провалилось.
Огромный резервуар в миллион кубометров воды резко прорвало. Озеро потеряло за несколько минут 2/3 своего объема.
В конечном итоге в катастрофе, произошедшей тогда, виновато глобальное потепление. Это из-за него тают ледники, из-за него учащаются проливные дожди в разных регионах планеты или, напротив, устанавливается аномальная жара. И таких событий в будущем ожидается все больше. Погода, как говорят ученые, становится «нервной».
«С чем связана эта нервность? Основное мнение ученых — что растет энергетика атмосферы за счет изменений климата, за счет нагрева благодаря увеличению парникового эффекта. Это как раз влияет на частоту таких событий», – поясняет Александр Чернокульский, старший научный сотрудник Института Физики Атмосферы им. А.М Обухова РАН
«С чем связана эта нервность? Основное мнение ученых — что растет энергетика атмосферы за счет изменений климата, за счет нагрева благодаря увеличению парникового эффекта. Это как раз влияет на частоту таких событий», – поясняет Александр Чернокульский, старший научный сотрудник Института Физики Атмосферы им. А.М Обухова РАН
Уже в этом веке мы можем увидеть летнюю Арктику совсем безо льда. А малярия скоро станет вполне обычным явлением даже в северных широтах. Наряду с подъемом уровня Мирового океана и угрозой затопления прибрежных территорий это страшные перспективы глобального потепления, которое движется нарастающими темпами. Ежегодный мониторинг ледников в разных частях планеты как раз и позволяет оценить эти темпы.
Нужна длинная серия наблюдений. Таких наблюдений очень мало на земле, на самом деле. Существующий орган координационный — это Всемирная служба мониторинга ледников, ее штаб-квартира находится в Цюрихе, в Швейцарии. Вот он как раз аккумулирует всю информацию со всего земного шара. И в первую очередь внимание уделяется тем данным, которые получаются на таких опорных ледниках.
Ледники — важнейшие индикаторы климата на Земле. И они же — главное богатство человечества. Большинство запасов пресной воды на планете заключено именно в ледниках. Поэтому ученые так беспокоятся об их сохранности.
Данные с метеостанции на леднике Джанкуат позволяют в конечном итоге определить его так называемый тепловой баланс: как воздействует на ледник атмосфера и как он воздействует на нее.
“
Тенденции климатические в атмосфере влияют, естественно, на ход ледников, на их увеличение и уменьшение. С другой стороны, именно увеличение и уменьшение ледников влияет на атмосферу.
Обобщая последние данные, ученые опасаются полного исчезновения ледников, особенно у полюсов Земли. Это грозит не только катастрофическим повышением уровня Мирового океана и затоплением огромных территорий, но и — неожиданно — еще и сильным похолоданием в некоторых частях планеты.
“
Резкое попадание такого огромного количества пресной воды действительно может затормозить Гольфстрим, распреснить верхнюю часть Северной Атлантики, сделать ее холодной. И может быть резкое похолодание в Европе, которая как раз греется за счет теплого Гольфстрима.
Иными словами, глобальное потепление в какой-то момент может обернуться глобальным похолоданием. И пока все идет именно по такому сценарию. Ведь ледники продолжают таять практически повсеместно.
Лишь в редчайших регионах планеты ледники сейчас, напротив, накапливают свою массу. Это происходит в Новой Зеландии или в некоторых частях Скандинавии. Таких примеров совсем немного. В основном горные ледники стремительно тают и уменьшаются. И нечто подобное уже происходило раньше. В истории планеты случались и потепления, и ледниковые периоды, причем, как больших, так и малых масштабов.
Последняя активизация оледенения была где-то с XVII по XIX век. На Кавказе она даже началась раньше, как показывает последнее исследование, даже с XIII века. Ледников было много, они были гораздо больше. Ну и дальше вглубь времен тоже все эти волны сменяли одна другую. Между волнами был Архызский перерыв, до XII столетия, грубо говоря. Действительно, на Кавказе не было ледников и перевалы в основном были сухие.
Сезон наблюдений на леднике продлится до осени. За лето здесь сменится много людей. Ученые уйдут с гляциологической станции, лишь когда в горах выпадет снег. Но с приходом теплых дней сюда снова устремятся десятки ученых. Эта работа идет десятилетия, и прерывать ее нельзя. Данных, полученных на леднике, ждут ученые по всему миру. Без них невозможно понять, что же происходит с климатом на планете и к чему нам, ее обитателям, нужно готовиться в будущем.
Лишь в редчайших регионах планеты ледники сейчас, напротив, накапливают свою массу. Это происходит в Новой Зеландии или в некоторых частях Скандинавии. Таких примеров совсем немного. В основном горные ледники стремительно тают и уменьшаются. И нечто подобное уже происходило раньше. В истории планеты случались и потепления, и ледниковые периоды, причем, как больших, так и малых масштабов.
Последняя активизация оледенения была где-то с XVII по XIX век. На Кавказе она даже началась раньше, как показывает последнее исследование, даже с XIII века. Ледников было много, они были гораздо больше. Ну и дальше вглубь времен тоже все эти волны сменяли одна другую. Между волнами был Архызский перерыв, до XII столетия, грубо говоря. Действительно, на Кавказе не было ледников и перевалы в основном были сухие.
Сезон наблюдений на леднике продлится до осени. За лето здесь сменится много людей. Ученые уйдут с гляциологической станции, лишь когда в горах выпадет снег. Но с приходом теплых дней сюда снова устремятся десятки ученых. Эта работа идет десятилетия, и прерывать ее нельзя. Данных, полученных на леднике, ждут ученые по всему миру. Без них невозможно понять, что же происходит с климатом на планете и к чему нам, ее обитателям, нужно готовиться в будущем.
Понравилось? Поделитесь с друзьями!