Мониторинг состояния мировых глетчеров и опыт Швейцарии

Более 29 000 квадратных километров высокогорных льдов в мире покрыты обломками горной породы (на фото: ледник Кхумбу в Непале). Blazej Lyjak/Alamy

Таяние ледников в Андах и Гималаях угрожает лишить сотни миллионов людей значительной части средств к существованию. Чтобы лучше понимать динамику таяния льдов и объяснить, почему некоторые из них, наоборот, наращивают свой объём, необходим новый научный подход и новые методология и технология мониторинга состояния реликтовых льдов в регионах высокогорья.

Русскоязычную версию подготовил Евгений Мамонтов.

Франческа Пелличчотти (Francesca Pellicciotti) просто сгорает от нетерпения: спустя почти два года после её последней экспедиции она очень хочет вернуться наконец к полевым исследованиям. «В 2020 году нам пришлось из-за пандемии коронавируса отменить экспедиции, которые планировались нами с целью измерения площадей глетчеров и ледников в Индии и Тибете. Да и в этом году ситуация вряд ли будет лучше. Проводить непрерывные измерения глетчеров просто необходимо, а гранты на исследования имеют ограниченный срок действия», — сетует в интервью с порталом SWI Swissinfo итальянская ученая-гляциолог.

Начиная с 2017 года она работает в специальной лаборатории швейцарского Федерального института по исследованию лесов, снега и ландшафтов (Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL). Кроме того, она доцент Нортумбрийского университета (Великобритания), и специализируется на высокогорных ледниках Латинской Америки и Азии. «Мы хорошо знаем альпийские ледники, но очень мало знаем о ледниках в других регионах мира. Вот почему я так хотела изучать ледники Анд и Гималаев».

Сегодня многие глетчеры и ледники, вне зависимости от их географического расположения, всё быстрее теряют свою массу. Об этом говорит международное исследование, проведенное с участием Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) и результаты которого были опубликованы в конце апреля в научном журнале NatureВнешняя ссылка. На сегодняшний день это наиболее полный и точный аналитический доклад по состоянию в целом 217 175 ледников по всему миру. Если верить этой публикации, то в период с 2000 по 2019 годы ежегодно в мире таяли в среднем 267 млрд тонн льда. 

Этого количества было бы достаточно, чтобы погрузить всю Швейцарию под воду на глубину шести метров. К числу наиболее быстро тающих относятся ледники Аляски, Азии и Альп. Замедлились же темпы таяния ледников за рассматриваемый период лишь в очень немногих регионах Земли, например в Скандинавии. Ученые связывают этот феномен с погодной аномалией в Северной Атлантике, которая привела одновременно к увеличению количества осадков и к снижению локальной температуры.

«Особенно тревожная ситуация складывается в Гималаях», — говорит Ромен Югонне (Romain Hugonnet), один из авторов материала, опубликованного в журнале Nature. В сухой сезон талая вода гималайских ледников питает такие крупные реки, как Ганг, Брахмапутра и Инд. «Но если площадь гималайских ледников и дальше будет сокращаться нарастающими темпами, то такие густонаселенные страны, как Индия и Бангладеш, могут скоро, уже в ближайшие десятилетия, столкнуться с острой нехваткой воды и продовольствия», — предупреждает Ромен Югонне.

«Ледники Гималаев, Тибетского нагорья и горной системы Каракорум на севере Пакистана намного больше, чем альпийские глетчеры. Поэтому и их влияние (на окружающую экосистему и социум) куда значительнее», — объясняет Ф. Пелличчотти. «Исчезновение ледников в Швейцарии создаст проблемы для горных экосистем или для производства гидроэлектроэнергии. Но вот если исчезнут азиатские ледники, то от последствий этого события пострадают сотни миллионов людей в Индии, Китае, Пакистане, Афганистане и Непале. В этих регионах, характеризующихся некачественным госуправлением и постоянными конфликтами из-за водных ресурсов, ледники являются ключевыми элементами локальной социально-политической стабильности», — отмечает она. 

Франческа Пелличчотти исследует ледник Лангтанг Лирунг в Непале. © Eduardo Soteras

Согласно исследованию WSL, опубликованному в мае в журнале Nature Communications, к 2100 году, даже если средняя температура земной атмосферы останется на прежнем уровне, исчезнут примерно 20% всех ледников, расположенных в азиатском высокогорье. Одновременно таяние ледников приводит к созданию новых горных озер. Международный исследовательский проект, координируемый Женевским университетом, показал недавно, что в Гималаях почти каждое шестое ледниковое озеро представляет собой опасность для людей, живущих ниже этих водоемов, а в ближайшие десятилетия риск наводнений, вызванных внезапным опорожнением этих озер в результате прорыва естественных ледяных плотин, может утроиться.

Каракорумская аномалия

«В некоторых частях Азии за период с момента начала индустриальной эпохи ледники потеряли около 60% своего объема, что сопоставимо с сокращением объемов ледниковВнешняя ссылка, наблюдаемым в Швейцарских Альпах», — отмечает Франческа Пелличчотти. Но бывают исключения. Например, в горной системе Каракорум между Кашмиром и Китаем значительная доля ледников оставалась стабильной или даже увеличивалась в массе, причем происходило это в период с 2000 по 2010 годы. «Это очевидная аномалия, и мы пока не знаем, как объяснить её на данный момент, хотя нами и было уже сформулировано несколько гипотез», — разводит руками Франческа Пелличчотти.

Научно-исследовательская экспедиция на покрытом обломками горной породы леднике Лангтанг в Непале. Francesca Pellicciotti

По её словам, чтобы приблизиться к пониманию такого рода феноменов, «нам необходимо расширить горизонт исследований и, может быть, начать рассматривать ледник не как изолированное явление, а как часть некоего более широкого гидрологического контекста. То есть как систему, в которой, например, учитывается роль окружающей растительности в круговороте воды. Нам нужен некий целостный подход, нам нужны самые разные методологические модели исследований ледников, ведь только так мы сможем расшифровать поведение ледников и предсказать их дальнейшую эволюцию».

Опираясь на свой опыт, Франческа Пелличчотти говорит о необходимости специализированного подхода к таким регионам, как АзияВнешняя ссылка или Латинская Америка (Чили, Перу). «В каждом таком регионе своя динамика состояния глетчеров. В Альпах, например, процесс накопления снега и льда происходит зимой, а таяние — летом, а вот в Гималаях и накопление и таяние ледников происходят в одно и то же время, в сезон муссонных дождей. В тропических Андах Перу единственной защитой для ледников являются несколько сантиметров снега, выпадающего в высокогорье в сезон дождей. Если из-за потепления снег превратится в дождь, то тогда эти ледники исчезнут уже в течение следующих десяти лет», — предупреждает Франческа Пелличчотти. 

Черные ледники

Будучи гидрологом по образованию, исследовательница в настоящее время изучает один из наименее известных факторов, до сих пор игнорировавшихся всеми научными моделями: речь идет о мелкодисперсных слоях горной каменной пыли, покрывающей иногда ледники. Это видео показывает, как в Боливии пытаются сохранить талую воду ледников с помощью сочетания традиционных знаний и новых технологий:

Как и почему они возникают? «Когда ледник отступает, то окружающие его горные склоны становятся нестабильными, а частицы породы начинают оседать на поверхности ледника. Кроме того, таяние обнажает инородные включения, находившиеся до последнего времени в толще льда. В результате из белого ледник становится темным. В эпоху глобального потепления мы получим планету с черными глетчерами», — прогнозирует итальянская исследовательница.

Покрытый обломками ледник на горе Кангри Гарпо, в юго-восточной части Тибетского нагорья, октябрь 2019 года. Marin Kneib

Изучив тысячи спутниковых снимков, Франческа Пелличчотти и ее коллега Сэм Херрейд (Sam Herreid) из университета Нортумбрии определили, что в настоящий момент по всему миру обломками горной породы покрыто более 29 000 квадратных километров высокогорных ледников. «До сих пор считалось, что эти обломки представляет собой некое «термоодеяло», защищающее ледники от таяния. Но сегодня мы склонны считать, что такие ледники тают так же быстро, если не быстрее, чем те, что такого одеяла не имеют.

Даже в горах температура воздуха у поверхности покрытого обломками породы гималайского ледника может подниматься до 40°C. Черный ледник способен поглощать гораздо больше тепловой энергии, нежели глетчер белого цвета. Однако пока нам неясно, что происходит с энергией, поглощаемой слоем горной породы, и как она передается находящемуся под ним льду. И теперь мы хотим понять, что именно заставляет эти ледники таять и становиться все тоньше», — резюмирует Франческа Пелличчотти.