ледники в истории человечества

Оживление ледников

Такое стихийное бедствие произошло в 1918 г. в Исландии при извержении вулкана Катла под ледниковым куполом Мирдальсйёкюдль. Расход воды в паводке (объём воды, протекающий через сечение потока в единицу времени) оказался равным 300–400 м3/с, а на предгорную равнину вылилось 6 км3. Это был настоящий потоп — в паводке расход воды в несколько раз превышал расход воды в устье Амазонки, величайшей реки мира. Гигантский поток с лёгкостью переносил ледяные глыбы весом в десятки тысяч тонн. Он полностью уничтожил на своём пути всё, что построили здесь люди за многие столетия.

Страшная катастрофа происходит во время извержения вулкана, на котором лежит ледник (таких вулканов много в Исландии, Антарктиде, на Камчатке и Аляске). Соприкасаясь с раскалённой магмой, огромные массы льда тают. Извержение сопровождается столбами густого белого пара, а иногда и мощными взрывами. Талая вода устремляется вниз в виде страшного паводка; вбирая в себя пепел, она превращается в грязекаменные потоки.

Очевидно, что именно океан служит главным регулятором излишков парниковых газов. Его взаимодействие с атмосферой и криосферой оказывает стабилизирующее воздействие. Наличие колоссального природного резервуара в виде океана и ледниковых покровов — главная природная машина, регулирующая подобные процессы. Пока нет никаких научных оснований заявлять, что современное глобальное потепление происходит только из-за парникового эффекта. Мы совершенно не в праве утверждать, что потепление — результат исключительно человеческой деятельности. Соответственно вызывают большие сомнения многие международные действия, направленные в основном лишь на сдерживание выделения в атмосферу углекислого газа. За этим, к сожалению, часто стоят не научные, а финансовые интересы.

Известно, что за XX век температура воздуха поднялась на 0,6`С, что довольно много. Влияние деятельности человека, сопровождающееся выделением парниковых газов в атмосферу, приведёт к её повышению. Однако глобальная температура пока не вышла за пределы естественных колебаний, в запасе есть ещё полтора градуса. Это значит, что на Земле действует какой-то колоссальный природный механизм, стабилизирующий происходящие изменения. К счастью, пока он действует совершенно нормально, циклические колебания аналогичны тем, которые известны из истории всего четвертичного периода.

Любопытно, что наше межледниковье (голоцен) длится уже 11 тыс. лет. Все предыдущие были короче — 4–5 тыс. лет. У нас длинный период потепления, но уже есть признаки того, что он заканчивается. В масштабе тысячелетий человечество ждёт скорое похолодание.

Так что же управляет климатом Земли? Что контролирует температуру? Парниковые газы вызывают потепление или более тёплые условия вызывают рост парниковых газов? Физически можно объяснить и то и другое. Однако изучение данных в масштабе тысячелетий показывает, что на первом месте была всё-таки температура, а не углекислый газ и метан. Главными факторами оказались астрономические причины и цикличность развития природных процессов, причина которых до конца не ясна.

Потепление или похолодание?

Также можно исследовать состав атмосферы того времени. Каким образом? Выпавший на поверхность ледника снег постепенно превращается в фирн — рыхлый зернистый снег, в порах которого находится большое количество воздуха. Уплотняясь и замерзая, фирн образует лёд, и заключённые в нём пузырьки воздуха плотно закупориваются в ледниковой толще. Выделив эти мельчайшие пузырьки, можно получить воздух того времени. Это потрясающая, уникальная возможность, таких результатов не удаётся добиться с помощью исследований океанических колонок. Проводится химический анализ воздуха, определяется и измеряется состав углекислого газа, кислорода и метана, т. е. парниковых газов. Результаты эксперимента показывают, что их содержание в атмосфере того времени точно следовало ходу температуры: чем теплее — тем больше было парниковых газов, чем холоднее — тем их становилось меньше.

Интересно было проследить, как изменялась температура за последнюю тысячу лет. Колебания её за это время составили 1,5–2`С. Тёплыми были XII в., первая половина XIII в., а также XVI и XX столетия; холодными — XIV–XV вв. и XVII — первая половина XIX в. Последний промежуток времени даже получил название малого ледникового периода.

Измерения изотопного состава воды периода образования льда свидетельствуют о температуре, которая была в момент его формирования. Существует достаточно простая зависимость — чем больше в составе воды изотопов кислорода-18 и дейтерия, тем теплее, чем их меньше — тем холоднее. Это своеобразный градусник. Оказалось, что в течение последних 420 тыс. лет Земля прошла через четыре климатических цикла. Их можно проследить и по морским отложениям, однако исследования керна отличаются большей степенью детальности: они позволяют выявить изменения температурных режимов и состав воздуха. Даже сведения о ветрах, дувших в те далекие времена, зафиксированы в памяти ледников. Вместе с водой в толще сохраняется пыль, осевшая на поверхности льда много сотен тысячелетий назад. Анализ позволяет выявить, чем был загрязнён воздух в те далёкие времена и откуда эту пыль принесли ветры, не происходило ли тогда крупных извержений вулканов и многое другое.

Наиболее интересные и неожиданные результаты принесло бурение на российской научной станции „Восток“, которое началось еще в 70-х гг. Условия в этих местах очень похожи на марсианские: самая низкая зафиксированная на Земле температура –89,4`С. Более низкой температуры ещё никто нигде не наблюдал. (Средняя годовая на поверхности ледника составляет –55`С.) Скважина была необходима для того, чтобы извлечь из неё ледяной керн, изучение которого помогло понять, какой климат был на Земле в прошлом. На глубине 3623 м были обнаружены слои 420-тысячелетней давности. (Подробнее об этом читайте в следующем номере журнала „В мире науки“.)

Ледники — величайшая летопись климата Земли. Ледник растёт, древние отложения оказываются всё глубже, и в ледяной толще образуются слои, похожие на годичные кольца деревьев. В верхней части ледника, образовавшейся сравнительно недавно — за последние несколько тысяч лет, — возраст льда узнать нетрудно. Для этого просто подсчитывают годовые слои, состоящие из зимних и летних отложений. По мере того как глубина увеличивается, сделать это становится всё сложнее, поскольку лёд медленно движется — течёт. В Центральной Антарктиде толщина ледникового покрова достигает 4 км. Слои накапливались почти миллион лет!

Ледниковая летопись

Ледники очень важны и в наши дни. Не стоит забывать, что все мы потребляем пресную воду, которая на 97% сосредоточена в ледниках, покрывающих Антарктиду. Сегодня в Средней Азии, где летом дожди очень редки, ледники приходят на помощь, снабжая водой хлопковые плантации и перераспределяя сток в лучшую для сельского хозяйства сторону. То же происходит на севере Италии, который в значительной мере питается водой альпийских ледников. Аналогичная ситуация в Северной Америке, в Альпах и в Центральной Азии.

В Сибири ледников было гораздо меньше. Климатические условия не способствовали их образованию: сильнейшие морозы, отсутствие осадков, сухой климат. А ледникам необходимы обильные снегопады и низкие температуры воздуха как зимой, так и летом. Выпадающий снег ложится на ледник и не успевает стаять, а на него наслаиваются новые и новые осадки. Слои снега постепенно сжимаются и превращаются в лёд. Так что ледник — это многолетние массы природного льда, возникшие за счёт накопления и преобразования снега.

Гляциосфера (ледовый панцирь Земли) — один из глобальных факторов, определяющих природное и климатическое равновесие планеты, а значит, и нашу жизнь. В своё время ледники сыграли положительную роль в развитии человечества. С наступлением похолодания они продвигались на юг, менялся климат, и всё живое на Земле приспосабливалось к новым суровым условиям жизни. Ледниковый холод в те времена был двигателем человеческого прогресса, он заставлял людей изобретать одежду, использовать огонь, строить жилища. Это был своеобразный поршень, перемещавший и людей, и животных, и растительность по всей планете. Примерно 20 тыс. лет назад ледники доходили до широты Киева, но сам ледниковый щит находился севернее, примерно в районе Валдая. Все валдайские красоты: озёра, пески, камни и даже сосновая растительность — следствие ледниковой истории.

Роль ледников в истории человечества

Много очевидного и невероятного о ледниках зрители узнали из телевизионной беседы профессора Сергея Петровича Капицы с директором Института географии Российской академии наук, почётным президентом Русского географического общества, академиком Владимиром Михайловичем Котляковым.

Ледники как двигатель прогрессаПо материалам беседы с академиком В. М. Котляковым в передаче «Очевидное-невероятное»