Опасное воздействие изменения климата на ледниковые массы

Таяние ледников может привести к внезапным наводнениям и обвалам. Навидрой / Shutterstock

В последние десятилетия общее повышение температуры на планете и изменение количества осадков оказывают серьезное воздействие на ледники в глобальном масштабе. Хотя потеря ледниковой массы имеет решающее значение в горных районах низких и средних широт, она также может быть весьма выраженной в других регионах, расположенных в высоких широтах или вблизи полюсов.

Последствия такой потери выражаются не только в уменьшении запасов пресной воды в бассейнах, пострадавших от таяния и регрессии ледников. Они также могут увеличить частоту наводнений или внезапных и сильных наводнений ниже по течению от ледника.

Ледниковая гидрология

Аддитивный эффект таяния, с одной стороны, и уменьшения количества снеговых осадков, с другой, порождает ускоренную потерю ледниковой массы. А вместе с этим – регресс ледника и увеличение количества жидкой воды как в самом леднике, так и в близлежащих реках и лагунах, питающихся за счет его таяния.

Подсчитано, что с 1990 года объем воды в ледниковых лагунах увеличился почти на 50%.

Таяние не только приводит к увеличению присутствия жидкой воды, которая циркулирует по поверхности ледника в системе каналов и лагун (надледниковый дренаж) или циркулирует в нижней части границы с коренной породой (подледниковый дренаж). Это также приводит к образованию очень динамичной внутренней системы (ледниковой воды), состоящей из взаимосвязанных каналов, раковин и полостей, в которых циркулирует и может накапливаться жидкая вода.

Вода в полостях, образовавшихся в результате таяния, в последние годы ускорилась (ледник Эксплорадорес, регион Айсен, Чилийская Патагония. Фотография сделана в марте 2024 года). Предоставлено автором

Наводнения из-за переполнения лагун

Оба фактора — большее количество ледниковых и подледниковых вод и  наличие полостей и разрывов  разрывов — влияют на механическое поведение ледника в целом, делая его более подверженным фрагментации и увеличению скорости движения.

Эти условия  благоприятствуют ситуация, при которой значительная часть льда может высвободиться под действием силы тяжести (по-английски это явление, называется “отелом”), и внезапно вторгнуться  в расположенную вблизи ледника лагуну (прогляциальную лагуну).

Попадание большого объема ледника  в лагуну  запруживает её и приводит к  переливу воды за счет преодоления естественного барьера (обычно фронтальной морены, оставленной ледником во время его регрессии).

Это катастрофическое явление известно как GLOF, что означает наводнение, вызванное прорывом ледникового озера. ГЛОФы — это внезапные наводнени из воды и мусора, которые могут повлиять на участки рек, расположенные в десятках и сотнях километров ниже по течению от того места, где они произошли. При наличии там населения наводнение может вызвать большие материальные потери и унести человеческие жизни, как это произошло в городе Уарас (Перу) 13 декабря 1941 года. Хотя это явление обусловлено климатическими и геоморфологическими факторами, оно зарегистрировано ледниковых районах по всему миру.

Не все GLOF связаны исключительно с динамикой ледниковой массы и внезапным выбросом материалов из нее. Иногда, особенно в районах с очень активной тектоникой, таких как Гималаи или Анды, прорывы или мобилизация материалов, перекрывающих ледниковую лагуну или расположенных на склонах, могут быть вызваны внезапными землетрясениями или другими причинами, такими как таяние вечной мерзлоты.

Опасность наводнения в ледниковом озере, запруженном мореной. Возможными триггерами являются: (А) отделение блоков от главного ледника; Б – отколы льда на боковых вторичных ледниках; (C) каменные/ледяные/снежные лавины в боковых долинах; (D) оседание или размыв материалов дамбы; (E) таяние льда, погребенного в морене; (F) быстрое проникновение надледниковой или подледниковой воды. К этим триггерам следует добавить землетрясения. Адаптировано из «Обзора ледниковых опасностей в Гималаях» Ричардсона и Рейнольдса (2000), CC BY-SA.

Другие явления наводнений ледникового происхождения

Другое явление, также связанное с таянием ледников, — это возникновение сильных подъемов воды, содержащихся в больших полостях внутри ледника и способных вызвать внезапные лавины значительного объема материала.

Одним из наиболее примечательных задокументированных случаев является случай с альпийским ледником Тет-Рус в массиве Монблан. Там в 1892 году обрушение ледниковой полости высвободило 200 000 м³ воды и льда, опустошив город Сен-Жерве-Ле Файе и унеся жизни 175 человек.

С тех пор ледник Тет-Рус является объектом постоянного мониторинга с целью выявления чрезмерного скопления воды внутри. Откачка проводится для уменьшения опасности.

Более недавнее событие, также с трагическими последствиями (погибло 11 человек), произошло в июле 2022 года на леднике Мармолада, в Доломитовых Альпах (Италия). И вновь количество талой воды, скопившейся в полостях ледника, послужило причиной откалывания и последующего лавинного схода значительной части ледниковой массы.

Что мы можем сделать, чтобы смягчить последствия ледниковых опасностей?

Учитывая ожидаемую в ближайшие десятилетия климатическую тенденцию, инциденты, связанные с регрессией и таянием ледниковых масс, будут множиться. Точное временное предсказание того, когда оно произойдет, как и в случае с другими природными явлениями, практически невозможно.

Непосредственное наблюдение за эволюцией ледников и их гидрологической системы имеет важное значение для смягчения опасностей, связанных с регрессией и таянием ледников. На фото а) показано, как зонд проводится во льду в районе с очень выраженным таянием, чтобы оценить потерю толщины и обнаружить возможные отверстия или карманы ледниковой воды (Сторглациарен, Шведская Арктика). Фото б) соответствует распознаванию тающего стока (ледник Эксплорадорес, Чилийская Патагония). Представлено автором

Непрерывный мониторинг ледниковых территорий, основанный на методах дистанционного спутникового наблюдения, геофизических методах и прямых наблюдениях за местностью – связанных с текущей эволюцией ледников, так и с учетом прошлых событий – позволяет нам оценить степень опасности, объем материала который потенциально может быть мобилизован и предусматреть масштабы возможного прорыва. Это позволяет составлять карты опасностей.

Такое наблюдение служит не только для выявления опасных ситуаций или зон. Кроме того, в некоторых случаях, например, в случае с ледником Тет-Рус, где скопившаяся вода откачивается, можно снизить уровень опасности и, следовательно, создаваемый ею риск.