galakhov_kolebaniya_lednikov
.pdfСурегасеае (осоковые), скорее всего, можно характеризовать как похолодание и уменьшение увлажнения. В.В. Бутвиловский, В.А. Панычев, Е.А. Пономарева и А.С. Тресвятская (1993, с. 45) отмечают:
«Поздний голоцен как период начавшегося значительного и резкого похолодания климата проявляется на Алтае с 4,3—4,5 тыс. лет назад, соответствуя началу суббореала Европы».
Далее он^указывают (с. 46):
«Имеется ряд пунктов, где найдены криогенные инволюции грунтов и псевдоморфозы по ледяным жилам. На Башкаусе криотурбации обнаруживаются в разрезе 6 м террасы на протяжении 250 м и датируются по включенному в них древесному углю 4280±90 лет (СОАН-2182), отмечая собой первое значительное по холодание».
В данном случае авторы имеют в виду похолодание после кли матического оптимума голоцена. Как видим, похолодание 4,3-4,5 тыс. лет назад выделяется не только по разрезу Ештыккель, но и по криотурбациям, отмечаемым в долине Башкауса.
Значительное похолодание после климатического оптимума можно отметить по условиям формирования бугров пучения в Чуйской степи в районе поселка Тебелир. Согласно радиоугле родной датировке, возраст органики (листья, стебли, веточки) со ставляет 3810±105 лет назад (Рудой А.Н., 1984). Естественно, что органика попала в бугор пучения лишь после его формирования и, скорее всего, связана с потеплением 3780±35 лет назад, выделяе мым по урочищу Ештыккель. Чуйская степь в районе поселка Те белир и в настоящее-то время не отличается обилием раститель ности:
«Тебелиры располагаются южнее поселка неширокой полосой, совпадающей с заболоченными понижениями, днища которых изо билуют озерками удлиненной формы диаметром от 2-3 до 100— 120 м. Многие озерки соединены протоками, а некоторые - через подземный водоток. Местность бугристая, разбитая морозобойными трещинами. В летний период растительность здесь очень скуд ная, поверхность местами покрыта белым или серовато-белым на летом солей» (Кривоносов Б.М., 1978, с. 110).
А в период максимума похолодания после климатического оп тимума эта растительность была еще беднее, и поэтому вероят ность попадания растительности в тебелир в этот период весьма мала.
72
Что же такое из себя представляют тебелиры? Наиболее пол ное описание такого бугра пучения можно найти в работе Г.Я. Ба рышникова (1988, с. 3-5):
«Проведенные в 1986 г. буровые работы к юго-востоку от села Тебелир Кош-Агачского района позволили нам, совместно с геоло гом В.К. Чижиковым, достаточно детально изучить геологическое строение многолетних бугров пучения. На одном из них высотой 5 м было пробурено две скважины - одна глубиной 11 м у подно жия и другая глубиной 20 м на вершине. Наиболее полную инфор мацию мы получили по скважине 3 (см. рис. 25), пройденной на вершине бугра пучения, где вскрываются (сверху, м):
1.Почвенно-растительный слой_____________________________ 0,10
2.Галечник с песчано-гравийным и песчано-суглинистым заполните лем _____________________________________________________ 3,20
3.Суглинок закисной, с примесью мелкой гальки и гравия, мерзлый, массивной криогенной текстуры. В порах и трещинах отмечаются кри сталлы льда 1—3 мм в поперечнике. В основании слоя массивная крио генная текстура замещается пластинчато-сетчатой с прожилками и
прослоями льда до 2 см мощности___________________________ 4,20
4.Песок пылеватый полимиктового состава, мерзлый. Лед отмечается в виде прослоев, состоящих из игольчатых образований, в целом ори ентированных по слоистости, которая в свою очередь обусловлена че редованием льда и песка. Слойки имеют мощность 0,7-1,0 см. Общий объем льда достигает 40-60%_____________________________ 3,20
5.Суглинок тонкослоистый, мерзлый, сетчатой криогенной текстуры
0,90
6.Песок мелкий полимиктового состава, мерзлый, слоистый. Обособ ленные частицы льда игольчатой формы образуют волнообразные прослои. Общий объем льда 30—40%_________________________ 1,40
7.Суглинок заксиный мерзлый, с примесью мелкой гальки. Криоген ная текстура массивная____________________________________ 1,00
8.Песок средней крупности полимиктового состава мерзлый, слоисто волокнистой криогенной текстуры. Общий объем льда около 40%
1,20
9. Суглинок мерзлый трещиновато-пористый, сетчатой криогенной структуры, с отдельными включениями льда до 5-6 см в поперечнике. Общий объем льда до 60 %_________________________________ 0,70 10. Песок средней крупности полимиктового состава, мерзлый. Крио генная текстура сложная. Отдельные прослои льда имеют мощность 5-6 см___________________________________________________ 3,80
73
Скв.З
Рис. 25. Разрез бугра пучения в с. Тебелир (Барышников Г.Я., 1988). Условные обозначения:
1 - галечник; 2 - песок средней крупности; 3 - песок мелкий; 4 - песок пылеватый; 5 - суглинок с примесью мелкой гальки и гравия; б —суглинок тонкослоистый; 7 - скважина;
8 - график термокаратажа скважин; 9 - линия дневной поверхности у подножья бугра пучения
Из приведенного разреза видно, что в толще бугра пучения от сутствует ледяное ядро, в противоположность тому как это наблю дается в булгунняхах Якутии или пинго Северной Америки. Здесь в разрезе развиты льдистые породы со множеством тонких линз льда, что свидетельствует не об инъекционном, а о сегрегационном про исхождении последних. Но, как известно, сегрегационный лед не обусловливает таких форм рельефа, как многолетние бугры пуче ния высотой свыше 5 м. Остается предположить, что вспучивание горных пород происходит за счет увеличения объема увлажненных и медленно промерзающих тонкодисперсных масс (глина, сугли нок, супесь)».
А.Л. Уошборн (1988, с. 182-184) на основе обработки много численного литературного материала приходит к несколько иным выводам:
«Считается, что рост пинго происходит двумя путями - под воздействием криостатического давления и под воздействием арте зианского давления (в этом случае образуется ледяное ядро). Есть два варианта криостатической гипотезы. 1. Озеро заполняется рас тительностью или осадками; в условиях вечной мерзлоты это при
74
водит к тому, что вода при прогрессирующем промерзании сверху, сбоку и со дна попадает в ловушку. Окончательное промерзание и расширение захваченной воды вызывает пучение и вздымание грунта. Полагают, что роль растительности невелика, так как озера в зоне сплошной вечной мерзлоты редко заполняются раститель ными остатками (J.R. Mackayb, личное сообщение, 1978). Более вероятное событие, последствия которого вполне можно сравнить с результатом спуска озера, - это обмеление водоема по мере накоп ления осадков, отчего дно озера со временем оказывается в зоне ежегодного промерзания (Porsild, 1938). 2. Спуск или смещение водного объекта, ранее изолировавшего от промерзания нижеле жащие водонасыщенные отложения, влечет за собой прогресси рующее всестороннее промерзание осадков. Тем самым создаются условия для формирования крупных ледяных тел за счет или (а) отжатия незамерзшей воды в места, где она при промерзании обра зует инъекционный лед, или (б) постоянного поступления воды с образованием сегрегационного льда, или (в) совместного действия обеих механизмов».
В данном случае речь шла о так называемых пинго закрытых систем. Пинго открытых систем образуются, если «грунтовые воды под артезианским давлением, текущие под тонким слоем многолет немерзлых пород или в таликах вечной мерзлоты, проникают в при поверхностные горизонты, где замерзают, образуя инъекционные льды. Это также служит толчком к формированию ледяного ядра и пучению поверхности» (Уошборн A.JL, 1988, с. 184). A.JI. Уошборн также говорит о том, что пинго закрытых систем располагаются по одиночке, а пинго открытых систем располагаются «гроздьями».
По исследованиям A.JI. Уошборна (1988, с. 187), пинго откры тых и закрытых систем формируются в различных природных ус ловиях:
«...пинго открытых систем, которые считаются адекватными современному климату, наблюдаются, например, в зоне прерыви стой вечной мерзлоты в центральной Аляске, где средние годовые температуры воздуха колеблются в пределах от -2,2 до -5,6 °С (Holmes G.E., Hopkins, Foster, 1968) или от -1 до -2 в некоторых местах (Зуцуб 1969). В Западной Сибири пинго открытых систем есть там, где средняя годовая температура воздуха ниже -3, -4 °С (Баулин, Дубиков, Уваркин, 1973). Таким образом, эти структуры необязательно требуют столь же низких температур, какие необхо димы для формирования пинго закрытых систем или повторно
75
ледяных жил на Аляске (от -6 до -8 °С, по данным Powe, 1966а, 1969, 1975) и в других частях Арктики».
Итак, бугор морозного пучения, описанный Г.Я. Барышнико вым, - это пинго закрытых систем (поскольку ледяное ядро в нем отсутствует). Он мог сформироваться при среднегодовых темпера турах около -6-8 °С. Сейчас в Кош-Агаче (а это рядом с поселком Тебелир) среднегодовая температура равна -6,7 °С (Справочник..., 1965). По крайней мере, определенное с помощью имитационного моделирования по ледниковым отложениям в долине Актру похо лодание в «аккемскую» стадию не противоречит данным A.J1. Уошборна. Время максимума этого похолодания в соответствии с дан ными В.В. Бутвиловского, В.А. Панычева, Е.А. Пономаревой и А.С. Тресвятской (1993), а также с датировкой А.Н. Рудого (1984) мы оцениваем в 4000-4300 лет назад.
Для того чтобы заполнить пробелы потеплений и похолоданий, которые мы не можем достоверно определить по ледниковым от ложениям, была сделана попытка увязать твердо установленные амплитуды изменений среднелетней температуры с длительностью этих потеплений и похолоданий (табл. 13, рис. 34).
Таблица 13
Амплитуда потеплений или похолоданий и их длительность, установленные по ледниковым отложениям и границе леса
|
Изменения |
|
Время периода (лет назад) |
||
среднелетней температуры, °С |
и продолжительность (лет) |
||||
максимум |
минимум |
амплитуда |
начало |
конец |
продолжительность |
+1,7 |
-1,0 |
2,7 |
6000 |
4200 |
1800 |
+0,9 |
-0,3 |
1,2 |
1750 |
1200 |
550 |
+0,9 |
+0,1 |
0,8 |
1200 |
800 |
400 |
+0,4 |
+0,1 |
0,3 |
800 |
600 |
200 |
+0,4 |
-0,2 |
0,6 |
600 |
250 |
350 |
С помощью полученной зависимости мы попытались восста новить неизвестные нам «лакуны» в кривой колебаний среднелет ней температуры за вторую половину голоцена (рис. 26). Получен ная кривая отличается от кривых, опубликованных нами ранее (Галахов В.П., Быков Н.И., Назаров А.Н., Останин О.В., 2002; Галахов В.П., Назаров А.Н., 2004). Связано это с нашей ошибкой в определении начала «исторической» стадии и с получением нового материала по долине Актру.
76
Рис. 26. Колебания среднелетней температуры воздуха в бассейне Актру за вторую половину голоцена
Необходимо отметить, что, поскольку моренные комплексы и граница леса (по которым в основном и определялись термические изменения) формируются сотни лет, то полученные колебания тер мического режима справедливы при периоде осреднения в эти сот ни лет. Если мы будем рассматривать более короткопериодичные колебания (например, по спорово-пыльцевым спектрам или денд рохронологиям), отклонения максимумов потеплений и похолода ний будут более значительны. По крайней мере инструментальные наблюдения по Барнаулу за период с 1838 г. показывают, что корот копериодичные колебания необходимо увеличивать на 1,0-1,5 °С.
Результаты эмпирической науки (да простит меня Бэкон) почти всегда совершенно бесполезны. Чтобы извлечь из них что-то действительно ценное - в узко утилитарном или, наоборот, в возвышенно духовном смысле, - требуется процедура интерпретации.
Обычно под «интерпретацией» понимается построение работоспособной модели.
Миры братьев Стругацких:: Следствие по делу о гибели мира
Глава 4 ОПОРНЫЙ БАССЕЙН. РЕПРЕЗЕНТАТИВНОСТЬ
Понятие «репрезентативный» пришло в географическую науку от гидрологов, когда в период 1965-1974 гт. по инициативе ЮНЕСКО проводилось Международное Гидрологическое Десяти летие (Гляциологический словарь, 1984). Понятие «репрезентатив ность», как правило, относилось к какому-либо речному бассейну:
«В обшей программе работ по МГД в Советском Союзе преду сматривается организация специальных наблюдений в различных природных зонах и репрезентативных речных бассейнах.
С понятием репрезентативности связывается представление о том, что гидрологические характеристики, полученные путем на блюдений в одном бассейне, могут быть применены и к другим бассейнам в аналогичных физико-географических условиях. Поня тие это условно из-за комплексности гидрологических характери стик, включающих много отдельных показателей, и различий тре буемой точности по отношению к тем или иным показателям и ха рактеристикам» (Тронов М.В., 1968, с. 197).
В дальнейшем понятие репрезентативности получило более широкое толкование, например, по отношению к ледникам.
Прежде чем перейти к обоснованию репрезентативности бас сейна, дадим само определение репрезентативности.
Согласно А.И. Чеботареву (1970, с. 220), «репрезентатив ный» - это:
«...характерный, представительный для определенных условий. Например, репрезентативный ряд наблюдений над каким-либо эле
78
ментом гидрологического режима - ряд, типично отражающий за кономерности изменения этого явления за рассматриваемый пери од на рассматриваемой территории».
Согласно А.Н. Кренке, репрезентативность ледников - это: «Степень сходства основных черт морфологии, режима и эво
люции ледника с остальными ледниками ледниковой системы или группы. Оценивается по сходству интегральных (слой или модуль стока), безразмерных (градиент абляции с высотой) и временных (параллельность колебаний, метеорологических условий, высоты границы питания, концов ледников) показателей» (Гляциологиче ский словарь, 1984, с. 375).
Начнем с самого основного - климатических условий.
4.1. Климатические колебания в горно-ледниковых долинах
Впервые метеорологические наблюдения в горно-ледниковых бассейнах Алтая были организованы в связи с проведением II Ме ждународного полярного года (МГП), когда в период с 1932 по 1935 г. в окрестностях Белухи работали гидрометеорологические станции Аккем и Белуха (Тюменцев К.Г., 1936). С 1950 г. восста новлены наблюдения в долине Аккема. С 1972 г. круглогодичные метеорологические наблюдения начаты в бассейне Актру. До этого (с 1957 г.) они проводились специалистами Томского госуниверситета лишь в летний период.
Кроме бассейна Актру (Галахов В.П., Нарожный Ю.К., Ники тин С.А. и др., 1987), комплексные метеорологические наблюдения на ледниках проводились в бассейнах Аккема (1966-1968, 1974— 1975 гг.) и Мульты (1969-1973 гг.) на северных склонах Катунского хребта (Ревякин B.C., Галахов В.П., Голещихин В.П., 1979). В лет ний сезон 1967 г. параллельно с бассейном Актру метеорологиче ские наблюдения проводились в бассейне Кубадру (северный склон Курайского хребта) (Лупина Н.Х., Адаменко М.Ф., 1972). Непро должительные метеорологические наблюдения (порядка несколь ких недель) проводились лабораторией гляциоклиматологии ТГУ в бассейнах Корумду (1976, 1977 гг.-) и Толдура (1977 г.) (Романо ва Л.В., Севастьянова Л.М., Шмыглева Г.М., 1981). Первый бас сейн расположен на северном склоне Северо-Чуйского хребта, вто рой - на северном склоне Южно-Чуйского хребта. В 1980 г. мар шрутные метеорологические наблюдения проводились полевым отрядом ИГАН РАН на языках ледников Маашей, Джело и Ян-
79
Карасу (Королев П.А., Тарасова Л.Н., 1983). Кроме непродолжи тельных наблюдений во время маршрутов, это практически все на блюдения, проводимые вблизи или на ледниках российской части Алтая.
В бассейне р. Берели (Казахстан) метеорологические наблюде ния вблизи и на Берельских ледниках проводились в конце августа 1962 г. Базовый лагерь располагался на высоте 2230 м, на леднике метеобудка находилась на высоте 2485 м (Хонин Р.В., 1965). Одна ко каких-либо материалов, способствующих выяснению репрезен тативности, в статье Р.В. Хонина не приводится. В 1967 г. гляцио логический отряд Сектора физической географии АН КазССР про водил повторные наблюдения в районе Берельских ледников. Одна ко, как указывает К.Г. Макаревич (1969, с. 35): «...оценка абляции льда на чистой поверхности языка основывалась на температурных данных ближайшего метеорологического поста Рахмановские ключи (Н - 1760 м)...», т.е. собственных метеорологических наблюдений не проводилось. Это все материалы, которые нам известны по бассейну Белой Берели.
Если сравнить ход метеорологических элементов в наиболее удаленных ледниковых долинах (Актру и Мульта), то становится вполне очевидным их синхронность (рис. 27). Это же подтвержда ется и параллельными наблюдениями в долинах Актру и Кубадру (рис. 28). Как указывает Л.В. Романова (1978, с. 141), проанализи ровавшая суточный ход температур воздуха в долинах Актру, Аккем и Мульта:
«Синхронность в суточном ходе температур дает возможность еще раз подтвердить вывод о хорошей репрезентативности бассей на Актру по термическим условиям».
Это же подтвердили и исследования по бассейнам Актру, Ко румду и Талдура:
«Сравнительный анализ горно-ледниковых бассейнов Актру и Корумду, Актру и Талдура позволяет сделать вывод о хорошей ре презентативности бассейна Актру по термическому режиму. Высо кие коэффициенты корреляции дают возможность широко приме нять данные по температуре опорного бассейна Актру для других бассейнов. В отношении других метеоэлементов (влажности, осад ков, облачности) наблюдаются большие различия, которые опреде ляются не только местными орографическими различиями, но и расположением бассейнов» (Романова Л.В., Севастьянова Л.М., Шмыглева Г.М., 1981, с. 106).
80
V юл * |
a e e y c m |
|
— — i — г --------s — л |
$ .................... |
( gg? g js |
Рис. 27. График хода метеорологических элементов по станциям Нижняя Актру и Мульта 1 за лето 1978 г. (Романова Л.В., 1974). Условные обозначения: 1, 3, 5 - соответственно средняя суточная; максимальная и минимальная температуры воздуха;
7 - количество осадков по станции Нижняя Актру; 2, 4, 6, 8 - то же по станции Мульта 1
Рис. 28. График хода метеорологических элементов по станциям Нижняя Актру и Кубадру за июль 1967 г. (Лупина Н.Х.,
1даменко М.Ф., 1972). Условные обозначения: 1, 3, 5 —соответственно ;редняя суточная, максимальная и минимальная температуры воздуха по станции Нижняя Актру; 2, 4 , 6 - то же по станции Кубадру
81