Вчені про льодовиковий покривал планети
Дуже небагато людей знають, скільки льоду на нашій землі.
Ось що писав про це академік С. В. Калесник: «Вивчення льодовиків, крім пізнавального значення, має і практичний інтерес. Людина, що з'явився на Землі близько 1 млн. років тому, вже на зорі свого існування змушений був зважати на сусідство величезних мас льоду. У мустьєрську та мадленську епохи палеоліту холод заганяв його в печери і, можливо, був причиною відкриття цілющих властивостей вогню та винаходу одягу. Та й нині значна частина населення земної кулі живе у сусідстві з живими льодовиками чи ландшафтах, створених древніми льодовиковими покровами. Морені піски і глини — це той ґрунт, на якому тут сіє хліб хлібороб; його плуг натикається на каміння, принесене льодовиком. Льодовикові наноси служать матеріалом для будівництва будівель та шляхів сполучення, сировиною для керамічної та скляної промисловості. Настання та відступ льодовиків знищує та створює території, придатні для господарського освоєння; водночас льодовики роблять ці території своєрідними «кліматографами» — чутливими приладами, створеними природою для реєстрації змін клімату. Льодовики бувають винуватцями катастроф, які завдають великої шкоди. Нарешті, льодовики є величезними фондами «твердої вологи»… Лід за своїми властивостями — це речовина багатолика і залежно від умов виявляє то одні свої риси, то інші.
Рух, харчування, витрата і відповідно речовий баланс - найважливіші характеристики льодовика - тісно пов'язані між собою. При позитивному речовому балансі льодовик, як правило, починає наступати. І навпаки, за негативного — поверхня льоду знижується, а край відступає. Хоча рух льоду в льодовиках був відомий ще у XVIII ст. за спостереженнямив Альпах найважливіші режимні характеристики стали вивчати зовсім недавно. Спостереження за речовим балансом були вперше виконані на Шпіцбергені шведським гляціологом X. В. Альманом у 1934 р. Основні риси життєдіяльності глетчерів дозволяють всебічно охарактеризувати будь-який льодовик. Так, Альман ділив льодовики на активні (з позитивним речовим балансом) та пасивні (з негативним), а також мертві. Одночасно він запропонував основні підрозділи льодовиків за температурною ознакою: льодовики країн помірного клімату (температура льоду 0°) та полярні льодовики більш холодні. Такі відмінності можуть здатися несуттєвими. Однак для фахівця вони говорять про важливу роль талої води у формуванні режиму льодовика в умовах середніх широт (льодовики Кавказу, Альп тощо).
Полярні льодовики дають чимало сюрпризів. Так, обробляючи результати спостережень на льодовиковому покриві Антарктиди, англієць Робін та радянський дослідник, доктор географічних наук І. А. Зотиков дійшли висновку про… підтавання цього гігантського льодовика на контакті з ложем під дією тепла із земної кори. Такий сміливий висновок було підтверджено американськими вченими. Пробуривши товщу льоду до ложа, вони виявили там воду.
Кандидат географічних наук В. Маркін пише про білизну снігу та льоду. Льодовики утворюються з багаторічних відкладень снігу, а сніжинки не що інше, як крижані кристалики. Проте альбедо льоду зазвичай близько 50%, але якщо лід забруднений, воно опускається до 30—20%. Такому льоду дістається чимала частка тепла, і тане він значно швидше за сніг.
Перетворюючись на лід, сніг передає йому частину свого повітря. Лід укладає його в бульбашки. У льоду таких бульбашок, що утворився близько до поверхні, буває досить багато, і лід, що їх містить, на просвітнепрозорий, він білий. З плином часу крижані шари занурюються в глиб льодовика, вони опиняються під тиском товщі льоду і снігу. Більшість бульбашок «закривається», замикається, і лід у масі стає блакитним. Це означає, що він відбиває не весь спектр сонячної радіації, а переважно промені коротких хвиль — сині і блакитні.
У нижній частині будь-якого льодовика, там, де він завершує своє існування, вивільняючи воду, що наповнює русло річки, на поверхні виявляються найдавніші шари льоду, що піднялися до світла з льодовикових глибин. І цей лід, що ущільнився часом, особливо мало схожий на той ніжний і пухнастий білий сніг, з якого він утворився сотні, а то й тисячі років тому. На стінках тріщин можна побачити, що він темно-зеленого кольору. Навіть там, у глибині, він брудніший, ніж зелений. Але на поверхні льодовика, в його нижній зоні, на мові бруду накопичується дуже багато. Тут залишає всі сторонні включення кожен із тих шарів льоду, що піднімаються з надр. Це воістину «грязь тисячоліть». Завдяки їй багато льодовиків, особливо гірських, виглядають знизу по-справжньому чорними, дивуючи цим глядачів.
Якби Земля була повністю вкрита снігом і льодом, то, відобразивши у світовий простір дев'ять десятих потоку сонячної радіації, вона отримала б незначну кількість тепла. Але і ці малюки пішли б в атмосферу завдяки високій здатності снігу випромінювати навіть при найменших запасах тепла. Вся земля стала б абсолютно чорним тілом. Звісно, зовні вона була б білою і потужність льоду склала б у середньому близько 100 м, а температура поверхні скрізь була б однаковою — приблизно такою, якою спостерігається зараз у внутрішніх районах Антарктиди, або ще нижчою. Не було б на планеті контрастів температури, не було б складноюсистеми атмосферної циркуляції, що перерозподіляє тепло та вологу.
Це був би стан теплової рівноваги, при якому, очевидно, життя було б неможливим. Адже лід з його ідеально жорсткими кристалічними ґратами глибоко ворожий до життя, якому властиве прагнення до різноманітності і до вищих ступенів свободи. Лід і життя взаємовиключають одне одного. Але вода (а вона лише розплав льоду) і життя, навпаки, нероздільні. І серед відтінків кольору льоду є такі, які знаменують своєю появою виникнення на льоду явних життєвих процесів. На льодовиках і сніжниках іноді поселяються колонії мікроводоростей, що фарбують їхню поверхню в синій, чорний, зелений, фіолетовий, а частіше — у червоний колір.
Звичайно, забарвлення снігу та льоду часто пояснюється наявністю якихось домішок. Кольоровий сніг, наприклад, може випасти, якщо в хмару, що породила його, якимось шляхом потрапив у великій кількості пил або мікроорганізми. Зрідка надходять повідомлення про випадання жовтого, зеленого та червоного снігу. Проте все різнобарв'я снігу пов'язане з його механічним забрудненням. Хімічно сніг є найчистішим із усіх мінералів, поширених на поверхні нашої планети.
Зледеніння Землі - це лід на поверхні суші та Світового океану, в атмосфері та верхніх шарах земної кори. Де б він не знаходився, лід бере участь у кругообігу води в природі: у порівнянні з водою він надто консервативний, а зі звичайною гірською породою — мінливий. Зледеніння океану представлене морським льодом, що дрейфує, і айсбергами, лід літосфери відомий як вічна мерзлота.
Говорячи про заледеніння нашої планети, нерідко розуміють саме льодовики, тому що в них укладено майже 99% льоду Землі від загальної маси 2423 10 22 г, або близько 27 млн км 3 . Для наочності спробуйте уявитивеличезний крижаний куб із гранями по 300 км - так виглядає маса льоду нашої планети.
Льоди різних видів широко поширені на нашій планеті. Так, льодовики займають майже 11% всієї суші (16,2 млн. км 2 ), включаючи цілий континент, Антарктиду і найбільший острів — Гренландію. Лід регулярно покриває 26 млн. км 2 або 7,2% акваторії Світового океану, включаючи весь Північний Льодовитий. Однак льодовики суші також активно вторгаються в морські води, висилаючи цілі армади айсбергів на просторі 63,5 млн. км 2 або 18,7% акваторії планети. Важко уявити посланців вічного морозу на широті Буенос-Айреса, але бувало й так… Розміри айсбергів дуже значні. У 1927 р. норвезький китобоєць «Одд-1» зустрів у атлантичних водах айсберг завдовжки 122 км! Так що з заледенінням моря не зважати не можна, враховуючи, що одна тільки Антарктида щорічно відправляє в океан майже 220 000 айсбергів об'ємом близько 18 000 млн. м 3 .
Льоди постаріли на 15 млн. років. Як повідомляє бюлетень «Новини ЮНЕСКО», антарктична експедиція американського дослідницького судна «Гломар Челленджер» зробила низку важливих відкриттів. Провівши буріння неподалік Південного полюса і дослідивши осадові відкладення та уламки гірських порід, вчені встановили, що процес заледеніння Антарктиди почався принаймні 20 млн років тому. Досі багато фахівців вважали, що цей материк покритий льодом 5—7 млн років. Крім того, дослідження експедиції підтвердили гіпотезу, згідно з якою Австралія відокремилася від Антарктиди близько 50 млн років тому і з тих пір дрейфує на північ, щорічно просуваючись на кілька сантиметрів.
Новоземельський льодовиковий покрив, найбільший льодовик нашої країни, займає північну частину Нової Землі від півострова Адміралтейства на півдні і майже до мису.півночі. Якщо виключити Канадський арктичний архіпелаг, то в Арктиці за розмірами він поступається лише льодовикового покриву Гренландії. Розміри Новоземельського льодовика дуже великі. Довжина його за льододілом (поняття, що замінює на великих льодовиках вододіл) становить 413 км, ширина (в найбільш широкому місці) — майже 95 км, а висота поступово знижується з півночі на південь від 1000 м до рівня моря. Нині льодовиковий покрив Нової Землі вивчали експедиції Арктичного інституту та Інституту географії АН СРСР. Ці дослідження встановили, що найбільш характерна риса покриву — слабкий вплив рельєфу, що підстилає, на характер льодовикової поверхні. Його найбільші висоти знаходяться по сусідству з найвищими вершинами Нової Землі (1596 м на околицях затоки Норденшельда).
Льодовик Нової Землі не вміщується в межах суші і долинами спускається до моря у вигляді вивідних мов. Наприклад, на узбережжі Баренцевого моря їх 24, а Карським узбережжям — 11. Висота крайових обривів льодовиків досягає 40 м.
В останні десятиліття льодовиковий покрив між Баренцевим і Карським морями майже безперервно «худне», оскільки його харчування опадами значно менше витрат на танення. При загальній масі льоду орієнтовно 6000 км 2 протягом року втрачається 2,9—3,6 км 3 льоду (за різними розрахунками). Інтенсивне скорочення покриву почалося нашому столітті і пов'язані з загальним потеплінням Арктики.
Окремі вивідні мови за 20 років відступили при цьому значно (Іноземцева – на 8 км, Броунова – на 5 км). Інші (наприклад, льодовик Шокальського) порівняно стаціонарні. Зміни льодовикових мов Карським узбережжям менш помітні.
Льодовиковий покрив Нової Землі навіть у нашій країні, багатій на різноманітні пам'ятки природи, представляє унікальний географічний об'єкт.Розташований далеко від обжитих місць та туристичних маршрутів, він недоступний для туристів та взагалі любителів природи. Навіть експедиції гляціологів не часто з'являються у його засніжених просторах.
Однією з сил, що руйнують нашу сушу, є крига. Річкові крижини під час льодоходу можуть далеко переносити вмерзлі в них камені. Але головна робота виконується, звісно, айсбергами у районах розвитку сучасного покривного заледеніння. Не завжди плаваючі крижані гори виблискують сліпучою білизною. Зустрічаються серед них і дуже засмічені вмерзлими уламками, захопленими з суші; їх називають чорно-білими або мореними. При таненні льоду матеріал, що міститься в ньому, опускається на дно моря. Висловлювалося думка, що саме завдяки цьому в зоні масового танення айсбергів при зіткненні холодної течії Лабрадорської і Гольфстріму виникла знаменита Ньюфаундлендська банка, поблизу якої загинув «Титанік». Приблизно на 1/4 дна Світового океану відбувається нині накопичення льодовиковоморських відкладень. Антарктида оточена суцільним кільцем айсбергових опадів завширшки близько 2500 км. Іноді айсберги сягають широти Кейптауна. Найбільший айсберг, відзначений в антарктичних водах, мав розміри 180X180 км, його площа була 32 400 км 2 трохи більше площі Бельгії. Гірські льодовики роз'їдають вододіли хребтів, створюючи загострені гребені альпійського рельєфу, виорюють широкі трогові долини. Останнім часом багато пишуть про «пульсуючі льодовики». Такий, наприклад, льодовик Ведмежий у басейні Ванча, на Памірі. Під час раптових насувів вони збільшують свою довжину протягом короткого часу сотні метрів і навіть кілометри; швидкість просування вимірюється десятками метрів на добу. Якщо такий льодовик, що швидко просунувся, перегороджуєгирло бічної долини, там виникає озеро, підпружене крижаною греблею. Вода продовжує прибувати, гребля зламується і відбувається швидке обмілення озера. Долиною проноситься бурхлива паводка, яка може завдати чимало бід, якщо нагряне несподівано.
Катастрофічне явище, щоправда, відносно рідкісне — льодовикові обвали. Найбільша за всю історію людства льодовикова катастрофа сталася зовсім недавно — 31 травня 1970 р. Цього дня протягом лічені секунди було поховано під 10-метровим шаром бруду місто Юнгай у північно-західній частині Перу. Загинуло близько 25 тис. людей. Ця трагедія може бути порівнянною лише з загибеллю Помпеї або з руйнуванням міста Сен-П'єр на Мартініці під час виверження Мон-Пеле в 1902 році.
У Перу сталося ось що. О 15 год. 25 хв. через підземний поштовх обвалилася частина висячого льодовика на крутому північному схилі гори Уаскаран (6654 м). 15 млн км 3 льоду пройшли близько 1 км майже у вільному падінні. Відстань у 14 км до міста потік із бруду, льоду та великих уламків (серед них зустрічалися такі, що важили до 3000 т) подолав за 1 хв 42 с, рухаючись зі швидкістю близько 500 км/год. Незабаром маса над містом засохла і стала твердою, як камінь.
Стаття підготовлена за матеріалами: "Design News", 1982, "New Scientist", 1982, "Scientitc American", 1982, а також щорічникам "Земля і люди", М., Думка, 1975, 1977, "Людина і стихія", 1970.