Леонид Серебрянный - Ледники в горах

Результаты наших исследований на высокогорном Кавказе вполне согласуются с материалами среднеазиатских палеогляциологических экспедиций. Благодаря применению спорово-пыльцевого анализа в горах Средней Азии удалось выявить два периода повышенной увлажненности, которые могли сопровождаться крупными подвижками ледников: в конце позднего плейстоцена—самом начале голоцена и в среднем голоцене. Кроме того, выделяется еще целый ряд подвижек меньшего ранга. Все они осложняли общий ход деградации оледенения, и в большинстве случаев, так же как на Кавказе, размеры ледников во время каждой подвижки были меньше, чем во время предыдущей. Опираясь на данные спорово-пыльцевого анализа конечных морен в Фанских горах в Таджикистане, Н. Н. Михайлов отметил, что осцилляции ледников происходили при разных соотношениях тепла и влаги. Применив дендрохронологический метод, он подтвердил правомочность обособления двух этапов активизации горных ледников.

По материалам лихенометрической съемки Центральнокавказского высокогорья была выполнена реконструкция площадей и объемов ледников за малый ледниковый период. На его раннем этапе, в конце XIII—начале XIV в., ледники на Центральном Кавказе занимали площадь 219 км2 (в настоящее время 122 км2). При этом на северном макросклоне за истекшие 700 лет они сократились на 44%, а на южном — на 35%. Особенно активна деградация оледенения протекала в конце XIX—первой половине XX в., в последние десятилетия темпы этого процесса замедлились и некоторые ледники все чаще стали наступать.

Рис. 14. Результаты лихенометрической съемки приледникового участка Безенгийской долины

1 — дистальные края морен; 2 — районы проведения лихенометрической съемки; 3 — наиболее типичные участки моренных гряд, четко выраженных в рельефе; 4 — направление стока вод из плотинного озера. Диаметры лишайников даны в миллиметрах: черные кружки — максимальные значения; кружки с черными точками — средние максимальные

Гляциологические обстановки Центрального Кавказа, восстановленные для малого ледникового периода по лихенометрическим данным, оказались довольно сходными с данными по другим горно-ледниковым странам. Это сходство особенно проявляется в величине депрессии границы питания ледников — порядка 150 м за весь малый ледниковый период.

На Тянь-Шане за этот же отрезок времени оледенение претерпело три этапа активизации: в конце XVIII и XIX вв., в конце XV в. и в XI в. или несколько раньше. Эта последовательность ледниковых подвижек находит отражение в колебаниях уровня озера Иссык-Куль: наступаниям ледников отвечали регрессии озера, и наоборот.

Климатическая обусловленность событий ледниковой истории гор может быть раскрыта и с помощью другого биоиндикационного метода, основанного на систематическом обследовании и подсчете годичных колец деревьев. Возможность использования данных по приросту деревьев в качестве показателя изменчивости природных факторов привела к обособлению дендроиндикации как самостоятельного научного направления.

Измерения ширины годичных колец выполняются под микроскопом или бинокулярной лупой, иногда для этих целей используются автоматизированные установки. Особое внимание уделяется подсчету узких колец, а не колец средней ширины, имеющих ограниченное диагностическое значение. В результате статистической обработки массовой информации можно выявить тесные связи между ростом колец и колебаниями температур и осадков.

Дендроиндикационный метод «работает» в пределах последних тысячелетий: в горах Средней Азии туркестанская арча растет до 2000 лет, а некоторые виды сосен в горах Калифорнии — до 4000 лет. Привлечение данных по годичным кольцам ископаемых деревьев позволяет расширить сферу применения дендроиндикации на весь голоцен.

В последние годы выяснилось, что одной из важных дендроиндикационных характеристик является не только ширина колец, но и их оптическая плотность. Сопряженный анализ данных дендроиндикации и лихенометрии открывает большие перспективы для решения проблемы взаимодействия климата и оледенения.

Изучение древних и молодых оледенений имеет не только сугубо научный интерес, поскольку при этом открываются возможности глубже проникнуть в мир современных ледниковых процессов и явлений. Одновременно можно осуществить прогноз поведения ледников, что особенно актуально в связи с долгосрочным планированием хозяйственной деятельности в горах.

Перелистывая страницы сложной ледниковой истории Земли, невольно задаешься вопросом: а что же вызывало оледенения? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Потому и существует множество гипотез, авторы которых главным образом геофизики, физики и астрономы.

Среди геофизических гипотез наиболее известны две. Одна из них тесно связана с возрождением представлений Л. Вегенера о дрейфе материков и становлением тектоники литосферных плит. В ходе своего перемещения некоторые материки занимали полярное положение и становились очагами оледенений. Гипотеза широко привлекалась для объяснения оледенения Гондваны в пермско-каменноугольное время. Однако она не раскрывает причины позднекайнозойского оледенения, когда не происходило резких изменений в положении материков. Более того, многократность оледенений в плейстоцене подтверждается и тектоникой литосферных плит. Следует, между прочим, заметить, что полярное положение вовсе не обеспечивает оптимальных условий для развития оледенения: в этом отношении лучшие возможности имеются в горах умеренного пояса, где выпадает много снега, а летом довольно прохладно.

Другая геофизическая гипотеза отдает предпочтение миграции полюсов, т. е., по существу, сходна с предыдущей. По мнению американских ученых М. Юинга и У. Донна, полюсы заняли нынешнее положение в начале плейстоцена, что стимулировало развитие оледенений в северном полушарии. Установить же причины многократности последующих оледенений с позиций данной гипотезы нельзя, поскольку в плейстоцене положение полюсов мало менялось.

Далее выделяется ряд гипотез, которые исходят из изменений в положении суши и моря, а соответственно и системы морских течений. Последние играют ведущую роль в переносе тепла из экваториальных широт в полярные, и, естественно, сдвиги в системе морских течений могут привести к похолоданию в высоких широтах. В частности, предполагаемое поднятие Фарерско-Исландского порога способно преградить путь теплым атлантическим водам к северу. Такой эффект, видимо, мог сказаться на гляциоэвстатическом понижении уровня моря в связи с развитием оледенений, но вряд ли был первопричиной оледенений.

Поднятие гор, вероятно, тоже могло стимулировать разрастание ледников, и, как отмечалось выше, связь оледенений с эпохами горообразования в общем не вызывает сомнений. Во всяком случае, временная сопряженность альпийского орогенеза и позднекайнозойского ледникового периода несомненна. Вместе с тем пока еще нет фактов, доказывающих, что неоднократность и последовательность плейстоценовых оледенений определялась чередованием поднятий и опусканий.

Немалые осложнения вызывает учет гляциоизостатических движений. Гляциоизостазия — реакция земной коры на таяние масс льда. Следующее в этой связи поднятие может достигать четверти и даже трети мощности ледникового тела. Подобным эффектом данного процесса должно быть похолодание в наиболее поднятых частях гор, где ледники способны не только сохраняться, но даже разрастаться.

Еще одна группа гипотез сопряжена с изменениями в атмосфере. Здесь особенно известна концепция колебаний в содержании углекислоты. При уменьшении доли газа в атмосфере сокращается поглощение длинноволновой радиации и происходит похолодание. Автором этой концепции был американский ученый Т. Чемберлен, разработавший ее основные принципы в конце XIX в.

Шведский ученый С. Аррениус связывал уменьшение содержания углекислоты в воздухе с ослаблением вулканической деятельности, и наоборот. В наши дни советский климатолог член-корреспондент АН СССР М. И. Будыко считает, что под влиянием растущего потребления минерального топлива атмосфера пополняется продуктами его сжигания, в том числе углекислотой, что оказывает глобальный отепляющий эффект. Тем не менее совершенно ясно, что колебаниями в содержании атмосферной углекислоты невозможно объяснить неоднократность оледенений в плейстоцене.

Вулканический пепел, попадая в атмосферу, тоже может сковывать поступление солнечной радиации, однако, несомненно, этот экран имеет скорее региональное, чем глобальное значение и вряд ли сохраняется надолго. Кроме того, наши знания об этапах вулканической деятельности в плейстоцене крайне фрагментарны.