Оледенение арктических островов

При вязкопластическом течении льда скорость движения определяется глав ным образом толщиной льда, его темпе­ратурой и наклоном поверхности ледни­ка. Лед будет течь в направлении на­клона поверхности и в том случае, если на ложе ледника будут встречаться не­ровности с обратным уклоном. Между толщиной льда, наклоном поверхности и скоростью движения льда ледника суще­ствует закономерная связь: лед обычно тонок там, где поверхность наклонена круто и лед движется быстрее, и толст там, где наклон незначителен и движе­ние льда замедлено. Это наблюдается как в разных частях одного ледника, так и на разных ледниках. Мелкие неровно­сти на поверхности ледника, если они меньше его толщины, на скорости тече­ния ледника не отражаются.

На скорость течения льда в ледниках большое влияние оказывает их темпера­турное состояние, так как при более вы­соких температурах лед легче деформи­руется. Теплые ледники движутся быст­рее холодных. Выделяющееся при дви­жении ледника тепло также ускоряет движение.

Скорость движения льда в любом лед­нике складывается из горизонтальной и вертикальной составляющих. Уже гово­рилось, что векторы скорости в области аккумуляции направлены вниз относи­тельно поверхности, а в области абля­ции — вверх, но углы наклона неболь­шие, так как горизонтальная составля­ющая скорости во много раз больше вер­тикальной. Величина вертикальной составляющей связана с величиной акку­муляции и абляции, поэтому в районах с обильными осадками и интенсивным та­янием она больше, чем в районах с хо­лодным сухим климатом. Горизонталь­ная составляющая скорости движения льда в ледниках на порядок, а иногда и на несколько порядков больше вертикаль­ной составляющей. Поэтому, когда речь идет о смещении льда в горизонтальном направлении, обычно говорят просто «скорость движения», а не «горизонталь­ная составляющая скорости движения». Скорость движения льда в ледниках раз­ных размеров и типов колеблется в очень широких пределах. Скорость дви­жения в малых ледниках редко превы­шает несколько метров в год, в горно-до­линных ледниках она колеблется от пер-

вых десятков до сотен метров в год. В выводных и шельфовых ледниках Ан­тарктиды скорость движения льда дости­гает 300 — 1200 м в год. Самые большие скорости измерены в концевых частях выводных ледников Гренландии — до 10 км в год. При подвижках пульсирующих ледников лед может двигаться со скоро­стью сотен метров в сутки, проходя за несколько месяцев 8—10 км.

Скорость движения льда в леднике из­меняется по продольному и поперечному профилям, изменяется она и с глубиной. В идеальном леднике скорость движения от нуля в его истоках к границе питания увеличивается до максимума, а к концу ледника снова сходит на нет. В реальных ледниках картина много сложнее. Там, где уклон поверхности ледника увеличи­вается, увеличивается и скорость движе­ния льда; там, где канал стока расширя­ется, скорость движения льда умень­шается, а там, где он сужается, скорость увеличивается. Линия максимальных скоростей движения льда обычно прохо­дит посередине ледника, а на поворотах смещается к внешней стороне излучины. Поперек ледника от осевой линии к краям поверхностные скорости движе­ния льда постепенно уменьшаются, что связано с трением ледника о ложе и борта долины. Эпюра скоростей может быть то более, то менее крутой, но ее общая форма при глыбовом скольжении близка к трапеции, а при вязкопластическом течении — к параболе. По верти­кали от поверхности до ложа скорости движения льда изменяются в зависимо­сти от соотношения типов движения: при движении вязкопластического типа, обу­словленном деформациями ледяной тол­щи, скорость изменяется от максимума на поверхности до нуля на ложе. При глыбовом скольжении поверхностная и придонная скорости практически одина­ковы.

Скорости движения льда в ледниках изменяются также во времени. Летом скорости движения льда выше, чем зи­мой, днем выше, чем ночью. Это связано главным образом с тем, что в теплое время года и суток в леднике и особенно у его ложа скапливается вода, играющая роль смазки. Эта разница может дости­гать 25% и более. Изменяются скорости движения ледников и от года к году. Так, скорость движения льда на одном и том же поперечном профиле ледника Фер-нагтфернер в Эцтальских Альпах в 1889 г. была 17 м, в 1899 г. — 250 м, в 1901 г. — 50 м в год. Есть много и других примеров. В общем виде можно сказать, что при увеличении массы ледника и осо­бенно его толщины скорости движения льда увеличиваются. Увеличивается ско­рость движения ледника или его части при переходе от вязкопластического те­чения к глыбовому скольжению (по­движки ледников). Скорости движения ледников могут резко возрастать при слиянии разобщенных ранее ледниковых потоков и резко падать, когда от глав­ного ствола ледника отчленяются его притоки. Первое происходит, когда условия оледенения улучшаются, вто­рое — когда оледенение деградирует.

Рассмотрение теорий движения льда в ледниках, в значительной мере спорных, в задачу этой книги не входит. Жела­ющие могут ознакомиться с ними по мо­нографиям П. А. Шумского «Динамичес­кая гляциология» [1969] и У. С. Б. Па­терсона «Физика ледников» [1984].

ЛЕДНИКОВЫЕ РАЙОНЫ ЗЕМНОГО ШАРА

Районированием ледников и снежно-лед­никовых образований занимались мно­гие исследователи (X. Альман, Г. А. Ав-сюк, И. В. Бут, А. Н. Кренке, В. М. Котляков, Г. К. Тушинский, Л. Ллибу-три). X. Альман впервые разделил лед­ники на умеренные (теплые) и полярные (холодные), а последние в свою оче­редь — на высокополярные и субполяр­ные. Ледники разных типов характери­зовали их широтное положение. Более подробно районирование ледников по их температурному режиму было выпол­нено Г. А. Авсюком, который выделил пять типов ледников. Каждый из них ха­рактерен для определенного географи­ческого региона: сухой полярный, где таяние отсутствует (ледники Антаркти­ды, Гренландии и горные ледники на вы­сотах более 6000 м); влажный полярный (по периферии предыдущих ледников); влажный холодный (верхние части лед­ников на арктических островах и в Пата­гонии); морской (ледники Аляски, Альп, Скандинавии, Кавказа, Камчатки, Но­вой Зеландии и др.) и континентальный (ледники гор Средней Азии, Централь­ной Азии, Сибири, Канадского Аркти­ческого архипелага) [Авсюк. 1955, 1956]. Ллибутри [ЬИЪоШгу. 1956] по климати­ческим условиям существования ледни­ков выделил 8 типов и перечислил рай­оны их распространения. В процессе дальнейших исследований

выяснилось, что в одном географичес­ком районе могут встречаться ледники разных типов и, кроме того, существова­ние ледников и особенности их режима в огромной степени зависят от циркуляции атмосферы — от положения того или иного горного района относительно пу­тей движения циклонов, приносящих ат­мосферные осадки, а эти пути в свою очередь определяются барическим по­лем атмосферы Земли.

Первая работа о соответствии между общей циркуляцией атмосферы и со­временным распределением ледников в северном полушарии принадлежит И. В. Буту [1963]. Он разделил все лед­никовые области по источникам питания осадками на три группы: тихоокеан­скую, атлантическую и индийскую. К ти­хоокеанской группе он отнес североаме­риканскую и камчатскую области оледе­нения; к атлантической группе — Ислан­дию, острова Арктики (Шпицберген, Землю Франца-Иосифа, Новую Землю, Северную Землю), Скандинавию, Аль­пы, Кавказ, Памир, Тянь-Шань, Алтай; к индийской группе — южные районы гор Центральной Азии. По источникам питания и средним многолетним харак­теристикам циркуляции атмосферы А. Н. Кренке [1963] выделил в пределах Арктики 4 ледниковые провинции, раз­личающиеся режимом оледенения и на­правленностью их короткопериодных колебаний. Им установлено, что основ­ные районы оледенения Земли нахо­дятся в пределах зон частой повторяемо­сти циклонов, а источниками влаги слу­жит тот или иной океан. В. М. Котляков [1969] произвел ледниковое районирова­ние земного шара, исходя из двух основ­ных факторов, определяющих питание ледников: циркуляции атмосферы и мак­рорельефа земной поверхности.

В данной книге предпочтение отдается региональному принципу. За крупней­шие регионы принимаются материки с прилегающими к ним островами. В пре­делах материков выделяются крупные орографические системы и их части. При этом учитывается как их широтное положение, так и основные источники питания ледников. Отдельно и более де­тально характеризуется оледенение тер­ритории СССР.

ОСТРОВА Виктория, Земли Франца-Иосифа, Ушакова,

Северной Земли и Де-Лонга

Общая площадь оледенения 32 508 км2. Район арктического континентального климата с питанием осадками с Атланти­ческого океана по Исландско-Карской ветви Арктического фронта, с твердыми осадками менее 500 мм в год, с континен­тальным набором зон льдообразования, включая ледники с полностью ледяным питанием.

О. Виктория расположен на северной окраине Баренцева моря, близ западной границы советской Арктики. Площадь острова 10,8 км2, из них только 0,1 км2 берегового пляжа свободна ото льда. Остальные 10,7 км2 представляют собой единый простой ледниковый купол, выс­шая точка которого 105 м над ур. м., а края круто спускаются к береговому пляжу или обрываются к морю ледя­ными стенами высотой 30—40 м. Климат суровый арктический. Среднесуточная температура воздуха самого холодного месяца (январь) -24,4°, самого теплого (июль) +0,2°, годовая сумма осадков — около 260 мм. Подавляющая часть ку­пола лежит ниже границы питания, и оледенение деградирует. С 1953 по 1961 г. край ледяного купола, спуска­ющийся к свободному ото льда мысу Оледенение Земли Франца-Иосифа [Атлас Арктики. 1985]

Книповича на севере острова, отступил на 22 м. Вытаивание вех на куполе свиде­тельствует о понижении его поверхности [Гоеоруха. 1962,1964; Каталог ледников. 1965].

Земля Франца-Иосифа — архипелаг многочисленных островов, расположен­ный в западном секторе советской Ар­ктики между 79°46' и 81°52' с.ш. и 44°45' и 65°25' в.д. Он протягивается на 234 км по меридиану и на 375 км по широте. Се­верная точка архипелага (мыс Флигели на о. Рудольфа) отстоит от Северного полюса всего на 900 км. Это самый се­верный участок суши, принадлежащий СССР.

Всего в архипелаге насчитывается 191 остров, их общая площадь 16 134±16 км2. Ледники есть только на 56 более крупных островах и занимают 85,1% об­щей площади архипелага (13 735 ±14 км2).

Британским Каналом и Австрийским

проливом Земля Франца-Иосифа де­лится на три крупные группы остро­вов — Западную, Центральную и Вос­точную; Центральная группа проливом Маркама делится на две части — Север­ную и Южную. Пролив Северо-Восточ­ный отделяет от Восточной группы о-ва Белая Земля. Названные проливы и большинство менее крупных ориентиро­вано в двух взаимно перпендикулярных направлениях — северо-восточном и се­веро-западном, что, по-видимому, пред­определено тектоническими разло­мами.

Острова архипелага сложены в основ­ном осадочными породами мезозойского возраста (известняки, песчаники, глини­стые сланцы и др.), перекрытыми пла­стами базальтов. Базальты, как более стойкие к выветриванию, бронируют нижележащие толщи, обусловливая пла-тообразный характер рельефа остро­вов. Четвертичные отложения представ-

лены маломощным плащом морских и ледниковых осадков.

Высота большинства островов не пре­вышает 500 м над ур. м., и только в цент­ральной части архипелага она больше. Высшая точка коренного рельефа нахо­дится на о. Винер-Нейштадт — 620 м, ледниковой поверхности — на Земле Вильчека — 735 м.

Оледенение Земли Франца-Иосифа относится к покровному типу и лишь на немногих островах приближается к горно-покровному (сетчатому). Различа­ются три основных морфологических типа ледников: ледники плато, ледники долин и малые навеянные ледники. Преобладают первые два, тесно связан­ные между собой. Среди ледников плато могут быть выделены ледниковые щиты и ледниковые купола. К первым отно­сятся наиболее крупные из ледников плато, расположенные на самых боль­ших островах архипелага. Площадь ка­ждого из них измеряется сотнями ква­дратных километров, а мощности дости­гают 300—450 м. Ледниковые купола имеют меньшие площади и мощности, но по численности преобладают. В цент­ральных частях ледниковых щитов и ку­полов поверхность сравнительно плос­кая, но к периферии она приобретает все больший уклон и часто расчленяется по­логими депрессиями и крутыми цирками, переходящими в истоки выводных до­линных ледников. Местами края ледни­ковых плато и концы выводных ледни­ков обрываются в море, и от них отла­мываются айсберги. Общая площадь ледниковых плато и куполов около 8530 км2, или 62,1% площади оледенения региона.

Ледники долин занимают линейно вы­тянутые депрессии в коренном рельефе островов, которые в большинстве слу­чаев являются продолжением морских заливов и ответвлений проливов. Почти все ледники этого типа являются вывод­ными с ледниковых щитов и куполов, и почти все они достигают моря, оканчи­ваются отвесными обрывами и периоди­чески продуцируют айсберги. Немногие из выводных ледников оканчиваются на прибрежных равнинах, растекаясь в виде широких шлейфов. Мощность концов ледников, спускающихся в море, колеб-

лется от 40 до 120 м, а в бассейнах исте­чения — от 150 до 300 м. Самые крупные ледники долин находятся в юго-восточ­ной части Земли Франца-Иосифа.

Западный район, включающий о-ва Земля Георга, Земля Александры и о. Артур, характеризуется развитием крупных ледниковых щитов и куполов сравнительно простых форм. Широкие и короткие лопасти выводных ледников без явно выраженных каналов истечения дренируют лишь краевые части леднико­вых покровов, и только в юго-западной части Земли Георга с большим расчлене­нием и берегами фьордового типа вы­водные ледники более обособлены от ледяных куполов и спускаются к морю крутыми и высокими ледяными обрыва­ми. Высота вершин ледяных куполов на Земле Георга — 350—400 м, на Земле Александры — 382 м, на о. Артур — 275 м. Примерно 21% линии берега сло­жено льдом. Большая часть ледяных бе­регов продуцирует айсберги.

Центральный район ограничен на за­паде Британским Каналом, на востоке — проливами Ермак, Австрийским и Скотт-Келти. В этом районе 32 острова с ледниками. Оледенение района в целом характеризуется наличием сложных лед­никовых комплексов, состоящих из большого числа ледяных плато и купо­лов с многочисленными выводными лед­никами, расположенных на сложно рас­члененном ложе. Большая протяжен­ность района с юга на север, различная степень расчленения и большие колеба­ния размеров островов и высот корен­ного рельефа вызывают необходимость рассматривать оледенение этого района по частям: южной, средней и северной. К югу от пролива Маркама расположена группа небольших островов с глубоко расчлененным рельефом, с высоко под­нятыми над уровнем моря базальтовыми плато. Здесь преобладают небольшие по площади ледниковые комплексы с ра­зобщенными куполами и выводными ледниками, что приближает оледенение южной части Центрального района к горно-покровному (сетчатому). На о. Гу-кера, занимающем 508 км2, льдом по­крыто 444 км2. Высшая точка острова и всей этой группы островов — 445 м. В средней части Центрального района, между проливом Маркама на юге и про­ливом Бака на севере, 12 больших остро­вов покрыто ледниками. Преобладают сложные ледниковые комплексы на сильно расчлененном подледном рель­ефе. Отличительной чертой оледенения этой группы островов является широкое развитие выводных ледников, суммарная площадь которых больше площади дре­нируемых ими ледяных щитов и купо­лов. Из 1000 км длины береговой линии островов 610 км приходится на ледяные берега, в том числе 440 км — на фрон­тальные обрывы выводных ледников.

На севере Центрального района нахо­дятся два больших острова: Карла-Алек­сандра и Рудольфа. Оба они почти пол­ностью покрыты льдом (степень оледе­нения соответственно 87 и 98%). Запад­ные части этих островов сильно расчле­нены, а их восточные части заняты боль­шими куполами правильной формы со слабо расчлененными краями. Вывод­ные ледники короткие, но имеют широ­кие фронты и продуцируют айсберги. Оледенение есть также на двух неболь­ших островах, расположенных между двумя названными. О. Рудольфа — са­мый северный на Земле Франца-Иоси­фа, и он не раз служил базой экспедиций к Северному полюсу.

Восточный район включает крупные острова — Землю Вильчека, Греэм-Белл, Мак-Клинтока, Ронсьер, Ева-Лив, Райнера, Сальм и много менее крупных. Оледенение представлено сравнительно простыми по форме, но большими по площади ледниковыми комплексами и куполами. Выводных ледников немного, но они также большие. Рельеф корен­ного ложа более спокойный, чем в Цент­ральном районе. Рельеф свободной ото льда суши слабохолмистый. В то же время вершины ледниковых покровов островов поднимаются до 500—600 м над ур. м., что связано с большой толщиной льда, достигающей 300—400 м. На Земле Вильчека находится самый крупный вы­водной ледник, Знаменитый, длиной 30 км, площадью 382 км2. На о. Греэм-Белл — самый большой купол — Ветре­ный — площадью 728 км2.

Основные количественные характери­стики оледенения Земли Франца-Ио­сифа приведены в Приложении № 2,

табл. 4 и 5, составленных по Каталогу ледников СССР.

Климат Земли Франца-Иосифа морской арктический, со сравнительно мягкой зимой с частыми циклоничес­кими осадками и метелями и с облачным холодным сырым летом. Температура воздуха самого холодного месяца (март) от —21,4° в Бухте Тихая на о. Гукера до —22,9° на о. Рудольфа; самого теплого месяца (июль) +1,2° и +0,7°, а средняя годовая температура воздуха —10,2° и — 11,9° соответственно. Годовая сумма осадков в Бухте Тихая — 235 мм (из них 200 мм — твердые осадки), на о. Ру­дольфа — 195 мм (170 мм — твердые). Обе станции расположены близ уровня моря. В высоких частях островов и на ледниках температурные условия более суровые, осадков выпадает больше, и почти все они выпадают в твердом виде. Годовой радиационный баланс отрица­тельный.

Особенности климата Земли Франца-Иосифа определяются высокоширот­ным положением, большой продолжи­тельностью полярной ночи (120—125 су­ток), низким положением Солнца во время полярного дня (не выше 31—33° над горизонтом), большим альбедо сне­жно-ледяной поверхности (70—90%), а также положением архипелага вблизи от оси Исландско-Карской барической де­прессии — основного пути движения ци­клонов из Северной Атлантики, прино­сящих обильные для этих широт осадки. В совокупности создаются благоприят­ные условия для существования ледни­ков.

На Земле Франца-Иосифа четко раз­личаются периоды аккумуляции и абля­ции. Период аккумуляции длится с сентя­бря по май включительно и характеризу­ется резко выраженным циклоническим режимом погоды со снегопадами и мете­лями, отсутствием очень сильных моро­зов, но с отрицательными температу­рами воздуха на протяжении всего этого периода. Количество твердых осадков составляет около 200 мм. Ветровой ре­жим отличается неустойчивостью: сла­бые ветры сменяются штормами. Сред­няя скорость ветра 8—9 м/с. Преоблада­ющие по направлению и более сильные ветры — восточные и юго-восточные. Они играют большую роль как в распре­делении выпадающих осадков, так и в перераспределении уже отложенных.

Страницы: 1, 2, 3