Семь экспедиций на Шпицберген
Шрифт:
Когда большая часть ледников архипелага была положена на карты, выяснилось, что основная масса льда на главном острове архипелага приурочена, как говорят географы, к его периферии, в то время как в его центральной зоне располагаются сравнительно небольшие горные ледники. Более того, здесь, на Шпицбергене, выявилось поразительное несоответствие общепринятому в географии положению, получившему название принципа широтной зональности: юг Западного Шпицбергена подвергся оледенению гораздо сильнее, чем север!
Большинство ученых в то время считали, что современные ледники достались нам от далекого прошлого, что они — некие остатки, реликты былых (четвертичных) покровов. Применительно к Шпицбергену эта традиционная точка зрения явно «не проходила», поскольку не могла объяснить, почему древний ледниковый щит ведет себя не так, как ему «положено». Любой «нормальный»
В первой половине XIX века английский геолог Ч. Лайель сформулировал принцип, играющий значительную роль в науках о Земле, — принцип актуализма. Суть его в том, что, изучая процессы, определяющие развитие нашей планеты сегодня, мы можем по аналогии судить о том, как протекали те же процессы в самом отдаленном прошлом. Опираясь на этот принцип, на определяемый им сравнительно-исторический метод, ученые пытались решить вопрос о связи современного оледенения Шпицбергена с древним.
Почти одновременно были высказаны два взгляда на историю оледенения архипелага. Одна группа исследователей (среди них А. Э. Норденшельд, Й. Де Геер, Ф. Нансен и другие) полагала, что древний ледниковый щит покрывал весь бассейн Баренцева моря, включая Шпицберген. Этому мнению противостояло (и противостоит до сих пор — вопрос остается, как говорят, открытым) другое, согласно которому и в ту отдаленную эпоху Шпицберген был самостоятельным центром оледенения.
Третий этап в истории изучения оледенения Шпицбергена связан с именем выдающегося шведского гляциолога Ханса Вильсона Альмана и начался в 30-е годы уже нашего столетия. Альман оставил в гляциологии особый след, потому что в значительной мере его усилиями был совершен переход от описательных методов исследования к количественным, к детальной характеристике самого процесса оледенения и режима жизни ледников.
В 1916 году Альман, тогда еще молодой географ, начал изучать ледники Скандинавии. В 1921 году он стал доцентом Упсальского университета. В то время его больше привлекали геоморфология и общее страноведение. Отсюда его поездки в Западную Европу, Северную Африку, в страны Средиземноморья. В 1929 году он занимает профессорскую должность в Стокгольмском университете. И вот когда, казалось бы, карьера состоялась, заслуги признаны, Альман летом 1931 года отправляется на ледниковый покров Северо-Восточной Земли, пересекает ее на собачьих упряжках и выполняет при этом работу, которой никто до него не занимался. На трехсотпятидесятикилометровом маршруте он выкопал девятнадцать шурфов, что позволило ему подробно описать стратиграфию снежно-фирновой толщи, то есть показать последовательность формирования ледника по вертикали, слой за слоем. Объясняя потом мотивы, побудившие его заняться таким делом, Альман писал: «Я предположил, что наиболее толстые ледяные прослойки в этих шурфах могут быть связаны между собой, являясь маркирующими замерзшими поверхностями снежного покрова в конце летней абляции» (таяния,—В. К.).
То, что сделал тогда Альман, имело огромное значение: он указал один из новых и перспективных путей изучения природных механизмов, поддерживающих, образно говоря, жизнь ледника как сложной природной системы. Не будет большой натяжкой, если уподобить годовые слои ледника годичным кольцам дерева, по которым можно определить и его возраст, и условия, в которых оно росло. В шурфах Альман измерял также температуру и установил: сезонные колебания прослеживаются до глубины десяти — пятнадцати метров.
Пока Альман пересекал ледниковый покров острова, на южном берегу Мурчисон-фьорда работала метеостанция. Кроме обычных метеонаблюдений, она занималась замерами количества тепла, достававшегося на долю этого района и определявшего интенсивность таяния снега и льда. Оценки снегонакопления по шурфам характеризовали питание ледника, замеры тепла использовались при расчете величины потерь льда и снега при таянии. С одной стороны, приход, с другой — расход. Разность между ними, как известно, дает сальдо, а вся система таких расчетов носит название баланса.
Вещественный баланс ледника за какой-либо «бюджетный» год. Он складывается из сезона накопления (зимой) и сезона расхода (летом). Если приход меньше расхода, баланс, естественно, будет отрицательным. Это означает, что ледник потеряет часть своей первоначальной массы, что прежде всего отразится на положении его края — он начнет отступать, сокращаться. При положительном балансе, наоборот, с увеличением массы ледник наступает. Разумеется, схема эта упрощенная, она не учитывает ряда других факторов, оказывающих влияние на жизнь ледника. Например, физические характеристики самого льда, а они и в настоящее время изучены недостаточно.Первый расчет вещественного баланса для западной части ледникового покрова Северо-Восточной Земли показал, что в 1930/31 «бюджетном» году (от начала снегонакопления и до полного завершения таяния) он потерял слой льда в десять сантиметров (эта величина отражала примерно общий объем и массу утраченной за «бюджетный» год влаги).
Методика определения вещественного баланса была в дальнейшем усовершенствована самим же Альманом. Так, данные об изменении поверхности ледника в результате снегонакопления или таяния можно нанести на карту в виде изолиний, а затем уже по карте вычислять, сколько влаги ледником приобретено и сколько утрачено. Такую операцию можно производить вдали от изучаемого объекта. Да и на самом объекте возможна работа по-иному — с помощью специальных мерных реек, «стационарно» установленных на леднике (подобный метод применяется на реках для определения уровня воды).
Разрабатывая новые темы, Альман продолжал уделять много внимания и старым проблемам. Например, морфологии ледников. Именно после его экспедиции 1931 года ледниковый покров Северо-Восточной Земли стали делить на две самостоятельные части. Одна — это западный лед, другая — восточный и южный льды, рассматриваемые как одно целое.
Столь же значительной по научным результатам была экспедиция, предпринятая Альманом совместно с норвежским океанографом и геофизиком X. Свердрупом в 1934 году. На этот раз экспедиция побывала на северо-западе главного острова архипелага. Все свои усилия она сосредоточила на изучении ледника 14 июля (назван ледник в честь Великой французской революции: 14 июля 1789 года восставшие парижане штурмом овладели Бастилией), расположенного поблизости от ледникового плато Изаксена. Здесь на временном «стационаре» полтора месяца проводились наблюдения за режимом ледника и поступлением тепла от солнца и с атмосферными течениями (перемещением больших масс воздуха). Основная цель работы прежняя — получить необходимые исходные данные для составления вещественного баланса.
Экспедиция приступила здесь к исследованиям во всеоружии приобретенного три года назад опыта. Однако оказалось, что условия разные. В частности, в верховьях ледника 14 июля «классическую» схему снегонакопления основательно портили ветры — они просто-напросто снег сдували. И темпы таяния снега и льда на этом леднике были иными, чем на ледниковом плато Северо-Восточной Земли. Таким образом, «местная специфика» вносила в прежний опыт составления баланса поправки, от которых нельзя было отказаться.
X. Свердрупу удалось выявить факторы, влияющие на интенсивность таяния, и дать им количественную оценку. Впрочем, факторы все те же: солнечное тепло и тепло, которое приносят с собой воздушные массы. А вот оценки — это, действительно, «новое слово» Свердрупа: по его расчетам выходило, что 52 процента тепла дает солнце, остальная доля приходится на атмосферу.
(Кстати сказать, позже выяснилось, что такое соотношение сохраняется на Шпицбергене не везде.)
Когда, наконец, подсчитали, сколько снега и льда растаяло по всему леднику, то картина представилась такая: сто тринадцать миллионов кубических метров — расход и только семьдесят девять миллионов — приход.
Вещественный баланс ледника 14 июля в 1933/34 «бюджетном» году оказался отрицательным. Выходит, что в предшествующие годы он отступил более чем на километр совсем не случайно. Понизилась и поверхность ледника, особенно в нижней, концевой, части.
Экспедиция Альмана в 1934 году выполнила и ряд других важных работ. Но главная ее заслуга (как и предшествующей) в том, что она, как уже говорилось, внедрила в изучение ледников количественные методы. Наконец, именно с экспедиции Альмана ледники окончательно стали объектом самостоятельного (а не попутного) изучения. Гляциология отделилась от географии и геологии и оформилась в самостоятельную отрасль знания в системе наук о Земле.