Часть 4. Снег и лед в жизни людей
1. Эволюционная теория и модели развития гляциосферы
Земли, базирующаяся на достижениях наук о Земле — теории текто-
ники плит, динамики океана и атмосферы, общей эволюции природы.
В основе такой теории должны лежать законы эволюции гляциосфе-
ры: теория тепломассообмена снежно-ледовых объектов с учетом
широтной зональности и высотной поясности нивально-гляциальных.
систем; динамика снежно-ледовых образований; цикличность оледе-
нений; закономерности взаимодействия снежно-ледовых образований
сатмосферой, океаном, литосферой и биотой, а также с человеческим
обществом. Практическим следствием такой теории станет гляцио-
логический прогноз разного масштаба как составная часть общего
прогноза природной среды. Для построения подобной теории необхо-
димо изучить закономерности эволюции ледниковых систем при
заданных изменениях климата разной амплитуды и продолжитель-
ности, включая изменения площади, типологии и дисперсности
оледенения, подобие полей параметров режима ледников и леднико-
вых систем, синхронность высотного и зонального изменения снего-
вых границ и кромок льдов в океане.
Следующим этапом в изучении снежного покрова и ледниковых
систем должны стать исследование и описание пространственной и
временной изменчивости параметров внешнего и внутреннего массо-
энергообмена гляциосферы на основе материалов стандартных гидро-
метеорологических измерений, данных опорной сети пунктов наблю-
дений на ледниках и аэрокосмических материалов. Результатом
исследований будут математические и физико-статистические модели,
позволяющие проанализировать антропогенное воздействие на
тляциосферу. Итогом станет расчет размеров гляциосферы и парамет-
ров ее режима для разных интервалов времени, анализ реакции
гляциосферы на изменение климата и антропогенные воздействия.
На этой основе предстоит разработать краткосрочные, среднесрочные,
долгосрочные и сверхдолгосрочные прогнозы элементов режима
гляциосферы и оценить ее экологическую роль.
Разработка эволюционной теории гляциосферы подведет нас к
еще не решенной проблеме причин оледенений Земли и их колебаний,
атакже приблизит к решению вопроса об экологических последствиях
колебательного характера оледенения.
2. Режим крупных масс льда и их взаимодействие с окружаю-
щей средой. Разработка сценариев глобальных изменений, связанных
сактивным воздействием человека на окружающую среду, выдвигает
на первый план проблему динамики, режима и эволюции крупнейших
ледниковых покровов современности. Новые методы исследования,
и прежде всего спутниковая геодезия, наконец-то начинают давать
весьма точные сведения об изменениях размеров и формы Антарк-
тического и Гренландского ледниковых покровов, а глубокое бурение
скважин с отбором и многосторонним анализом керна приносит
374
Глава 1. Развитие гляциологических идей в СССР и России
важные данные об их прошлом. При этом выясняется, что для интер-
претации получаемых данных мы недостаточно знаем фундаменталь-
ные законы формирования и течения льда.
Поскольку возникновение, рост и метаморфизм ледяных тел опре-
деляются сложным комплексом факторов, надо разработать теорию
формирования структуры ледяных образований при разных термоди-
намических условиях. В настоящее время при палеоклиматических
реконструкциях обычно используются представления о зависимости
скорости рекристаллизации от термических условий. Вместе с тем
существенный, а иногда и ведущий фактор этого процесса — напря-
женное состояние льда, способное вызвать как ускоренный рост, так
и дробление зерен. Поэтому возникает задача — установить законо-
мерности рекристаллизации в зависимости от термического режима
и напряженного состояния льда.
Остается актуальной задача изучения реологических свойств и
механизмов течения льда в зависимости от масштаба динамических.
процессов в леднике. По-прежнему не известна реология льда на
больших глубинах. До сих пор не решена проблема механических и
физических свойств льда, находящегося под большим напряжением
в течение десятков и сотен тысяч лет в основании ледниковых
покровов, в том числе в талом состоянии. Лишь при изучении керна
из нескольких глубоких скважин и инклинометрировании некоторых
из них обнаружены противоположно направленное скольжение льда.
на разных глубинах, а также малый размер ледяных зерен и высокая
анизотропия плейстоценового льда, делающая его по крайней мере
на порядок более способным к деформациям, чем рекристаллиза-
ционный лед с хаотической структурой.
Возникает важная задача построения новых реологических моде-
лей течения льда с учетом перестройки его структуры, разрывов
сплошности и анизотропии. Эта задача не может быть решена при
исследованиях лишь в единичных глубоких скважинах, которые
сейчас бурят на ледниковых покровах с целью исследовать возможно.
более древний лед. С точки зрения реологических задач важнее про-
бурить несколько достаточно глубоких скважин вдоль одной линии
тока. А это гораздо легче сделать на небольших арктических леднико-
вых куполах. В этих скважинах следует организовать системати-
ческие измерения напряжений во льду и изучить его петрографию.
К этой группе вопросов примыкает проблема изучения механизма
взаимодействия ледника с подстилающими породами. В последние
тоды гляциология подошла к объяснению неоднородностей строения
ледниковых покровов и возникновения в них струй. Такой подход
еще острее ставит проблему взаимоотношения ледника с ложем.
Необходимо исследовать зависимость подобного взаимодействия от
масштаба явлений, выявить связь с сезонной и общей экспозицией
сети подледниковых дренажных каналов и с общей площадью
375