Оледенение арктических островов

«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-

[pic]

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.

Период абляции продолжается с июня по август и характеризуется устойчивыми

положительными температурами воздуха. На уровне моря период абляции длится

от 60—65 дней на юге архипелага до 40—45 дней — на севере. Наиболее

интенсивное таяние снега и льда происходит во время вторжений теплого

воздуха с южными и юго-западными ветрами, когда температура может подняться

выше +10° при небольшой относительной влажности воздуха. Но большую часть

теплого времени года стоит сырая облачная погода с туманами и

периодическими снегопадами, что сильно снижает таяние ледников, а иногда

оно и совсем прекращается.

При поднятии над уровнем моря по склонам ледниковых куполов температура

воздуха понижается примерно на 0,6° на каждые 100 м высоты. В результате на

высоких ледниковых куполах ни один из месяцев года не имеет средней

температуры воздуха выше 0°, хотя отдельные теплые дни могут быть и там.

Вертикальный градиент осадков равен 50 мм на 100 м. Следовательно, на самых

высоких куполах архипелага годовая сумма осадков составит 440—450 мм. В

период аккумуляции все осадки выпадают в твердом виде, в период абляции на

их долю приходится примерно половина. В распределении осадков по территории

архипелага наблюдается определенная асимметрия: на юге и юго-востоке

осадков выпадает примерно в полтора раза больше, чем на северо-западе, что

связано с различной удаленностью от источника питания — основной трассы

влагонесущих циклонов, расположенной к юго-востоку от архипелага. Тепловой

баланс ледников региона характеризуется приходом тепла главным образом за

счет турбулентного теплообмена с атмосферой и расходом за счет радиационных

условий. Вследствие высокого альбедо поверхности радиационный баланс

большую часть года отрицательный, и только в течение 3 летних месяцев

приход радиационного тепла преобладает над расходом, тогда как поступление

тепла из атмосферы, приноси-

мого относительно теплыми циклонами, происходит в течение 9—10 месяцев в

году. Лишь в короткий период абляции радиационный теплоприход к поверхности

является преобладающим, и таяние снега и льда на 75% идет за счет

радиационного тепла и на 25% — за счет турбулентного теплообмена с

воздухом.

В верхних частях ледниковых покровов, сложенных с поверхности снегом и

фирном, таяние имеет место, но стока талых вод не происходит — они

просачиваются в фирн и снова замерзают, а выделяемое при этом тепло идет на

прогревание ледниковой толщи. Вниз по склонам ледяных куполов и выводных

Страницы: 1, 2, 3