Ледники Новой Земли и климат

За последние годы широко распространилось представление о потеплении климата нашей планеты в результате хозяйственной деятельности человечества. Расчеты многих климатологов, в частности М. И. Будыко, показали, что рост парникового эффекта в атмосфере Земли из-за поступления в нее огромного количества СО₂ и других газов уже привел к повышению средней температуры приземного слоя воздуха на 0,6°С, а к 2000 г. оно составит более 1°С. Однако пока еще нет достаточных доказательств, что потепление стало глобальным (оно чаще всего фиксировалось в районах до 60° с. ш.). Кроме того, очевидно, что антропогенный фактор накладывается на естественные изменения климата, связанные с перестройками циркуляции атмосферы.

Чуткие индикаторы климатических флуктуаций различные формы природного льда снег, вечная мерзлота, морские и пресноводные льды и, конечно же, ледники. Эти огромные долгоживущие массы кристаллического льда и фирна (протаявшего зернистого снега), находящиеся в движении, увеличивают или сокращают свои размеры в основном в зависимости от климатических изменений. При этом наиболее богатая информация о планетарных переменах климата хранится B ледниках полярных регионов. Здесь снег и лед периодически появляются и исчезают на больших пространствах, перестройка теплового баланса сопровождается большими изменениями температуры за счет отражения солнечной энергии. На здешние ледники меньшее, чем в горах, влияние оказывает рельеф местности.

Владислав Сергеевич Корякин (1933 — 2021) — советский российский гляциолог и историк Арктики, писатель, журналист. Доктор географических наук (2001). Сотрудник Института географии АН СССР/РАН (1954—1992). Действительный член Географического общества Союза ССР. Академик РАЕН. Почётный полярник России Он посвятил свою научную деятельность изучению ледников в связи с изменениями климата. Корякин участвовал в арктических экспедициях, трижды зимовал на Новой Земле и в Антарктиде, 11 раз был на Шпицбергене, семь — на Северной Земле, участвовал в плаваниях в арктических морях. С 1971 года Корякин начал публиковаться в журналах «Вокруг света», «Природа», в альманахах «Летопись Севера», «Земля и люди», «На суше и на море» и других популярных изданиях. Он участвовал в создании многих коллективных монографий, являлся автором книг-биографий «Владимир Александрович Русанов» и «Фредерик Альберт Кук»

В Арктике остались следы нескольких довольно крупных изменений климата, происшедших за последние тысячелетия. Палеогеографические и палеогляциологические реконструкции позволяют считать, что 7,5—5 тыс. лет назад, в эпоху так называемого климатического оптимума, когда средняя температура повысилась примерно на 4°С, произошло "разледенение" Арктики на суше и на море, которое пережили (хотя и с потерями) только ледники Гренландии, возраст которых несколько миллионов лет. Как это ни трудно представить, но современные ледники Новой Земли или Шпицбергена, видимо, возникли одновременно с египетскими пирамидами.

Не только гляциологические, но и исторические данные свидетельствуют о сравнительно мягких климатических условиях на рубеже I и II тысячелетий нашей эры. Известен и "малый ледниковый период" в Европе в ХѴІ—ХVІІІ вв. и, конечно же, потепление в Арктике, начавшееся в 20-х годах нынешнего столетия. В нашей стране его считали фактором благоприятным. Это и понятно — именно в то время началось интенсивное освоение Арктики, и прежде всего Северного морского пути. Однако позднее выяснилось, что оно имело и неблагоприятные последствия — начались прорывы подпруженных озер, подвижки ледников, быстро старились карты ледниковых районов и т. д. Тогда никто не сомневался, что это потепление не связано с деятельностью человека. Произошла перестройка глобального тепло- и влагопереноса — широтный, приносящий похолодание, сменился меридиональным, при котором в Арктику стало поступать больше тепла и влаги. Этот процесс стал еще заметнее в 30—х годах.

Больше всего данных об изменениях арктических ледников получено на Шпицбергене и на Новой Земле, о которой и пойдет речь в этой статье. Там мне пришлось работать дважды — во время 1-го Международного геофизического года (1957— 1958) и совсем недавно летом 1988 г. Мои наблюдения, а также данные других исследователей этих мест в какой-то мере свидетельствуют и о тенденциях планетарных изменений климата за более чем 70-летний отрезок времени.

Что же представляет собой Новая Земля с точки зрения гляциолога?

ОЛЕДЕНЕНИЕ НОВОЙ ЗЕМЛИ

При взгляде на карту даже неискушенному человеку заметно, что этот архипелаг, протянувшийся гигантской дугой на тысячу километров (до 76° с. ш.), продолжает уральскую горную систему на границе Европы и Азии, разделяя таким образом Баренцево и Карское моря. Новая Земля вытянута почти по меридиану, и чем дальше на север, тем большее место занимают в ее ландшафте ледники. Если на юге архипелага встречаются только снежники, то в средней части, в области горного оледенения, льдом уже занято свыше 11% всей суши, а на севере, где расположен гигантский ледниковый покров, — почти 66%.

На широте п-ова Адмиралтейства (около 75° с. ш.) ледники, сливаясь своими верховьями, формируют единый гигантский массив льда, простирающийся к северу на расстояние свыше 400 км, почти до самых пределов суши. Льды покрывают Северный остров, оставляя лишь небольшие участки суши у побережья. Правда, краевые участки покрова тут и там пробиты многочисленными горными вершинами — нунатаками, окруженными со всех сторон льдом. (Это эскимосское слово пришло к нам из Гренландии и ныне широко используется полярными исследователями.) Наибольшая ширина ледникового покрова от Баренцева моря до Карского достигает 95 км, общая площадь 18 900 км². Наибольшие высоты (до 1200 м) отмечены на юге.

Этот крупнейший ледник хорошо виден на космических снимках в обрамлении десятков выводных языков, стекающих от ледораздела к побережьям обоих морей. Истоки языков находятся в так называемой области питания в центре покрова, где ледники аккумулируют твердые осадки. Сейсмическим методом удалось измерить толщину льда в краевой части она достигает 500 м. Общий объем льда ледникового покрова Новой Земли по разным оценкам колеблется от 6500 до 9500 км³.

Вдоль границы между дрейфующими Морскими льдами и открытыми пространствами Баренцева моря, согретыми ответвлениями Гольфстрима, проходит траектория атмосферных циклонов. Они приносят на архипелаг частые метели, бушующие более 200 дней в году, из-за которых на Новой Земле невозможна хозяйственная деятельность и сложна жизнь полярников. Циклоны поставляют больше снега на западное побережье архипелага, поэтому в бассейне Баренцева моря ледники занимают больше места, чем на Карском побережье.

Климатическую асимметрию оледенения Новой Земли заметил еще в 1837 г. воспитанник Дерптского университета, впоследствии академик Петербургской Академии наук, К. Бэр. А в 1895 г. другой известный ученый и тоже впоследствии академик, Ф. Н. Чернышев, обратил внимание на то, что ледники Новой Земли увеличиваются в размерах.

В 1907—1911 гг. известный полярник В. А. Русанов, обследовав основные ледниковые области Новой Земли, по положению морен, оторвавшихся от края ледника, отметил начавшееся сокращение ледников. В 1913 г. Г. Я. Седов положил на карту северо-западный край ледового покрова на участке от п-ова Панкратьева до мыса Флиссингенский (около 250 км), зафиксировав положение концов ледников и современных морей относительно береговой линии. Другие участники его экспедиции — М. А. Павлов и В. Ю. Визе (в будущем один из авторов теории погодного и ледового прогноза для Арктики)— пересекли Новую Землю от п-ова Панкратьева к заливу Власьева на карской стороне, положив на карту ледник Кропоткина, который при последующих наблюдениях оказался стабильным. При неоднократном посещении этих внутренних участков ледникового покрова во время экспедиции по программе 2-го Международного полярного года (1932-1933) под началом геолога и гляциолога М. М. Ермолаева здесь не было обнаружено фирна — по представлениям тех лет, непременного показателя нормального существования ледника, т. е. его способности двигаться. Этот факт стал доводом в пользу представлений о деградации ледникового покрова Новой Земли, хотя, забегая вперед, скажем, что оснований для такой постановки вопроса не было: движение льда в выводных языках покрова не прекращалось, обширных участков неподвижного ("мертвого") льда не возникало, не было и убедительных свидетельств катастрофического сокращения покрова в целом. Фирн обнаружили на Новой Земле гляциологи Г. А. Авсюк и П. А. Шумский только в 1955 г.

Итак, в 1957 г., когда на Новую Землю отправилась гляциологическая экспедиция Института географии АН СССР, сведения об оледенении Новой Земли были довольно противоречивыми и неполными. При аресте в 1938 г. у Ермолаева была изъята и уничтожена готовая (но не защищенная) докторская диссертация и все материалы экспедиции 1932—1933 гг. Поэтому нам пришлось начинать почти на голом месте.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОГРАММЕ МГГ

Ледник Шокальского, на котором мы начали работать во время экспедиции по программе Международного геофизического года, оказался удивительно стабильным: разница между накоплением массы льда за счет осадков и ее расходом на таяние и образование айсбергов невелика; фронт (обрывистый конец в море) не менял своего положения.

Сокращение новоземельского ледникового покрова выявилось при полевом шифрировании новейших карт и расчетах среднегодовых потерь льда на основании метеорологических данных. Они оказались весьма существенными (2,9 км³/год, по данным О. П. Чижова).

Наша экспедиция была зимовочной, работавшей без смены 27 мес. в отрыве от Большой Земли, связь с которой поддерживалась в основном по радио. Изредка прилетал самолет и сбрасывал почту — письма, газеты, журналы. Именно так, в прямом смысле с неба, к нам попала "Природа" № 3 за 1958 г. со статьей П. А. Каплина "Отступление ледников Новой Земли", где описывались изменения береговой линии на о. Северном в связи с сокращением ледников. Эти сведения были получены путем сравнения карт, снятых в 1933 1952 гг. Правда, и по этим данным фронт ледника Шокальского оказался стабильным, тогда как в заливе Иностранцева ледники отступили на 8 км, в гавани Мака — на 5 км. Собственно, этими данными количественные оценки изменений ледников исчерпывались.

Тщательно проанализировав те же карты, мы получили сведения об изменениях площади 12 выводных языков покрова в бассейне Баренцева моря. Судя по ним, в 30-40-е годы площадь покрова в бассейне Баренцева моря сократилась на 2%, тогда как в Карском ледники отступали значительно медленнее.

По моим расчетам, среднегодовые потери льда в 1933-1952 гг. составили 3,6 км³ (на 20% больше, чем у Чижова). В 1969 г. Чижов вновь посетил внутренние районы Новой Земли, где опять (как и в 1932-1933 гг.) не обнаружил фирна. Значит, в это время часть талых вод, обычно поглощаемая фирном, стекала по льду. Таким образом, в своих расчетах он несколько занизил величину стока. Автор же настоящей статьи не учел небольшого расхода льда на высокой южной части ледникового покрова и завысил его.

По снимкам американского спутника "Ландсат" удалось оценить изменения размеров ледникового покрова в бассейне Баренцева моря 1952-1973 гг., причем на всей его площади (с небольшими исключениями), что значительно повысило достоверность выводов. Здесь площадь ледникового покрова сократилась на 1,4%, а в Карском море лишь на 0,4%. В этой разнице сказалась климатическая асимметрия, отмеченная Бэром. Как и прежде, концы многих ледников на Карском побережье оставались в неизменном положении, как и у ледника Шокальского на побережье Баренцева моря. Сокращение темпа отступления по сравнению с 1933—1952 гг. подтвердилось и поведением отдельных ледников. Так, больше всего отступил фронт ледника Норденшельда — на 3,6 км (а не на 8 км, как в предшествующем периоде). Соответственно и среднегодовая убыль льда в это время составила только 2,3 км³, а наступавших ледников вообще не наблюдалось.

ЛЕДНИКИ В 1988 ГОДУ

На Новую Землю мне удалось вернуться спустя 30 лет. В полевом сезоне 1988 г. я оказался единственным гляциологом в составе отряда геологов Научно-производственного объединения Севморгеология (Ленинград). Интересно было проследить, как традиционные исследовательские методы полевых наблюдений в Арктике, которые были в ходу со времен В. А. Русанова и Г. Я. Седова, все больше и больше вытесняются дистанционными наблюдениями. Если в 1933 г. ледники Новой Земли положили на карту обычной топографической съемкой (топограф обязан посетить все точки наблюдений в пределах съемочного планшета), то в 1952 г. эту же задачу (причем на более обширных пространствах) решала аэросъемка, а в 1973 г. — съемка из космоса. Теперь я надеялся определить положения концов ледников судовым радиолокатором "Миусс", использовав методику, насколько мне известно, ранее в гляциологии не применявшуюся.

Еще с борта судна было заметно, что ледники Новой Земли продолжают отступать — даже ледник Шокальского "попятился" на несколько сот метров. Огромные изменения ледников Мака и Велькена были видны невооруженным глазом. Еще B 1973 г. их концы сливались, образуя огромную плиту, в тылу которой возвышался плосковерхий нунатак — теперь Он разделял ледники. На некоторых других наблюдались отчетливые признаки деградации ледниковой поверхности — так, у фронта ледника Рыкачева с 1952 г. вытаял крупный нунатак высотой 80-100 м.

Радиолокатором можно определять и азимут и расстояние, работает он и днем и ночью, но оказалось, что съемка на ходу судна требует учета большого количества поправок к результатам измерений, тогда как ситуация на экране прибора меняется для не слишком опытного наблюдателя довольно быстро. Но поскольку при высадках отряда на берег судно часто становилось на якорь неподалеку от ледников, задача существенно упрощалась. Кроме того, маршруты по ледникам давали возможность определить сокращение ледниковой поверхности путем обычного барометрического нивелирования. В короткий срок удалось получить информацию об изменениях с 1973 по 1988 г. на 21 леднике (около 80% площади ледникового покрова Новой Земли в бассейне Баренцева моря).

Судя по этим данным, отступление ледников за 15 лет (после 1973 г.) оказалось наименьшим за весь период наблюдений с 1933 г. — всего 0,7% суммарной площади. Таким образом, по сравнению с периодом потепления в Арктике в 30-40-е годы темп сокращения оледенения уменьшился в три - четыре раза, а с предшествующим периодом 1952-1973 гг. — вдвое. Об этом же свидетельствовали и другие оценки: так, наибольшее отступление фронта (отмеченное у ледника Мака) составило всего 1,8 км. Значительно возросла доля наступающих и "стационарных" ледников до четверти, чего не наблюдалось раньше. И, наконец, возможно, самое главное резко уменьшилось снижение ледниковой поверхности. Так, у уровня моря в 1933 - 1952 гг. (время активного потепления Арктики) на ледниках в прифронтовой части поверхность снизилась на 66 м, а в последующие 36 лет — на столько же. Следовательно, вывод о замедлении темпов сокращения новоземельского ледникового покрова в бассейне Баренцева моря в 1973 - 1988 гг. подтверждается всеми полученными результатами наблюдений.

В этот короткий полевой сезон удалось использовать уже упоминавшуюся карту Новой Земли Седова. На карте положение фронтов ледников в большинстве случаев совпадает с береговой линией, тогда как перед фронтами современных ледников располагаются заливы. Это означает, что мы можем теперь сделать выводы и об изменении ледников Новой Земли в 1913-1933 гг.

Во-первых, разрушался Малый ледяной мыс, современный ледник Бунге. Думается, потепление Арктики здесь ни при чем — еще раньше (к 1910 г.), судя по наблюдениям Русанова, такая же судьба постигла и Большой ледяной мыс — Современный ледник Петерсена. Вероятно, эти ледники, часть которых была на плаву, достигли в своем развитии такого состояния, когда самые незначительные изменения в море (уровня или волнения) вели к разрушению. Видимо, то же самое случилось немного раньше с фронтом крупных ледников в заливе Иностранцева. Однако, отступив, они тут же вновь придвинулись к береговой линии (это и зафиксировано на карте Седова). По наблюдениям Р. Л. Самойловича, побывавшего в заливе в 1927 г., ледники тоже наступали, сформировав новый общий фронт.

Сокращение площади покрова в этой части Новой Земли с 1913 до 1933 г. составило лишь 0,4% от общего, причем наступало до 20% ледников. Так или иначе, но именно в это время деградация ледникового покрова Новой Земли происходила наименее интенсивно — накануне резкого сокращения в связи C потеплением Арктики в 1933—1952 гг.

В целом картина изменения оледенения Новой Земли в 1913—1988. гг. соответствует изменению климата B результате смены типов циркуляции в атмосфере полярных зон, установленной метеорологом Г. Я. Вангенгеймом (они показаны на одном из рисунков). В свою очередь, эти типы хорошо увязываются с изменением скорости вращения Земли. В общем виде ее ускорение способствует развитию западного переноса, а замедление — Меридиональной циркуляции. Похоже, что "согревающий" эффект меридионального переноса достиг максимума в 30-е годы. Соответственно, в эти годы возросло количество тепла, поступающего в высокие широты, а также продолжительность лета. Позже с усилением западного переноса, когда тепла и влаги в высокие широты стало поступать меньше, темп отступления ледников Новой Земли замедлился (тем более, что и морские течения стали холоднее). Эта же тенденция сохраняется и в настоящее время в связи с возвращением западной циркуляции, характерной для начала ХХ в. Скорее всего, она будет преобладать и в ближайшем будущем.

Итак, несмотря на усиливающийся парниковый эффект, ледники Новой Земли не стали таять быстрее, они развиваются скорее в соответствии с перестройками циркуляции атмосферы. Однако это еще не повод, чтобы успокоиться и прекратить поиски тонких связей между природными и антропогенными причинами климатических флуктуаций.

Источник: Журнал "Природа" №1 1990 г.