Книга: Ледники в горах

Из истории изучения горных ледников

Из истории изучения горных ледников

Хотя о существовании ледников люди знали очень давно, конкретные наблюдения за их поведением начались менее 300 лет назад. В 1696 г. в Копенгагенском университете была защищена диссертация Т. Вигалина «О кристаллических ледяных горах Исландии». Ее автор, проживший ряд лет в непосредственной близости от исландского ледника Ватнайёкудль, показал, что ледники обладают свойством двигаться под влиянием собственной тяжести и периодически наступают. К сожалению, эта работа была опубликована только спустя 100 лет в одном из норвежских журналов.

В 1723 г. в Лейденском университете Й. Шойхцер выступил с гипотезой движения ледников. Он предполагал, что вода может образовывать трещины во льду и замерзать в них, это якобы и определяет течение льда вниз по склонам гор.

Значительный вклад в разработку ледниковой теории внесла группа альпийских исследователей в конце XVIII — начале XIX в. Швейцарский ученый О. Соссюр, автор «Путешествий по Альпам» (1779—1796 гг.), наметил первую схему формирования и разрастания горных ледников. Он обратил внимание на их способность перемещать крупные глыбы горных пород. Несколько позже, в 1802 г., английский геолог Дж. Плейфер утверждал, что валуны, рассеянные в горах Юра, были перенесены громадными ледниками. В 1821 г. независимо от Дж. Плейфера, швейцарский инженер Й. Венец высказал предположение, что некогда ледник занимал всю верхнюю часть долины Роны. На эту мысль его навели наблюдения охотника за сернами Ж. Перодена.

Таким образом, геологические наблюдения в Альпах фактически заложили фундамент ледниковой теории, показав, что в прошлом ледники имели более значительные размеры и выносили камни из центральных районов гор на окружающие равнины. Эти представления развивали А. Бернгарди (1832 г.). Ж. Шарпантье (1835 г.) и К. Шимпер (1835 г.). Последний впервые применил термин «ледниковая эпоха» для обозначения периода разрастания ледников в Альпах. Под влиянием идей этих исследователей И. В. Гёте, интересовавшийся проблемами естествознания, составил образное описание эпохи великого похолодания в Европе, которое сопровождалось разрастанием ледников.

Ледниковая теория, однако, не сразу получила признание. Для ее пропаганды много сделал известный швейцарский геолог Л. Агассис. Ознакомившись с работами альпийских ученых, особенно Ж. Шарпантье, он подготовил в 1840 г. сводный труд под названием «Исследования ледников», который принес ему мировую известность и был переведен во многих странах, в том числе и в России.

Заслугой Л. Агассиса было также и то, что он пропагандировал ледниковую теорию. Он побывал в Англии, где сделал ряд публичных докладов в научных обществах, затем, переехав в США, также неоднократно выступал в защиту ледниковой теории. Геологи, изучавшие строение равнинных стран, тем не менее все еще сомневались в правомочности этой теории, отдавая предпочтение другим представлениям. В частности, долгое время была популярна «дрифтовая теория», объяснявшая разнос валунов, обнаруженных на равнинах Северной Европы, деятельностью морских льдов. Лишь в 1870-х годах почти одновременно в нескольких странах Европы появились работы, в которых признавалось распространение гигантских древних ледниковых покровов. Особенно выделялся фундаментальный труд русского ученого-революционера П. А. Кропоткина «Исследования о ледниковом периоде» (1876 г.). В нем на конкретных примерах рассматривались механизмы воздействия древних ледников на свое ложе и формирование ледниковых отложений. Впоследствии П. А. Кропоткин писал: «Мне хотелось разработать теорию о ледниковом периоде, которая могла бы дать ключ для понимания современного распространения флоры и фауны и открыть новые горизонты для геологии и географии»[1].

С книги П. А. Кропоткина фактически началось распространение ледниковой теории в России, где она была признана многими исследователями. Ф. Б. Шмидт, П. А. Армашевский, С. Н. Никитин, А. П. Павлов и другие геологи во многих районах Русской равнины выявили ледниковые отложения — морены. Их изучение дало возможность наметить центры и границы распространения древних ледников.

В горных районах России интерес к научному познанию ледников проявился еще в первой половине XIX в. Горный инженер Ф. В. Геблер в 1836 г. опубликовал результаты изучения Катунского и других ледников Центрального Алтая. Здесь были впервые отмечены признаки более обширного в недавнем прошлом оледенения. Спустя 10 лет такие же заключения сделал академик Г. В. Абих для Центрального Кавказа, где наиболее тщательно исследовал ледники на южном склоне Эльбруса.

Таким образом, уже на первых порах с позиций ледниковой теории удалось объяснить разнос валунов ледниками на громадные расстояния от мест коренного залегания, а также установить ледниковое происхождение многих форм рельефа в горах. На базе геологических и геоморфологических данных сложились представления о более значительном распространении ледниковых тел в прошлом. Однако для того, чтобы ледниковая теория превратилась в систему строгих научных доказательств, необходимо было придать ей физическое обоснование. Для этого требовались сведения о функционировании самих ледников, что стимулировало постановку и проведение первых гляциологических исследований.

Вслед за Л. Агассисом целая группа альпийских исследователей (Дезор, Эшер, Фавр, Форбс, Мартин, Тиндаль и др.) приступила к изучению физических свойств льда и ледников, пытаясь установить закономерности геологической работы ледников. В 1854 г. французский ученый А. Муссон, опираясь на материалы предыдущих работ, создал первую обобщающую сводку по гляциологии Альп, которая долгое время считалась наиболее полным источником информации о горных ледниках. Вторая сводка гляциологических знаний была составлена в 1885 г. швейцарским ученым А. Геймом.

Таким образом, во второй половине XIX в. гляциология оформилась в самостоятельную науку, которая активно использовала физические методы наряду с геолого-географическими. К этому времени сложилось представление о гляциологии как науке о ледниках; причем, естественно, центральное место отводилось изучению горных ледников Альп, Скандинавии, Кавказа. В результате окончательно оформились ключевые идеи о движении и режиме ледников, их морфологии и географическом распространении. Пополнялась информация о физических свойствах ледников и закономерностях их жизнедеятельности, решались крупные палеогеографические проблемы. Тем самым ледниковая теория и история горного оледенения вписывались в общий круг проблем, связанных с изменением климата и природы нашей планеты.

Примером многопланового решения гляциологических проблем считается классическая монография А. Пенка и Э. Брюкнера «Альпы в ледниковую эпоху» (1901—1909 гг.). В ней впервые было доказано значительное участие ледников в новейшей истории Земли. В частности, было установлено, что Альпы в четвертичный период пережили четыре эпохи оледенений.

Важным этапом в развитии гляциологии явилось создание Международной ледниковой комиссии (1894 г.). Тогда же в России по инициативе Русского географического общества была организована Ледниковая комиссия, которую возглавил крупный ученый-геолог И. В. Мушкетов. С деятельностью этой комиссии связаны первые систематические исследования горных ледников в России. В них приняли участие такие известные естествоиспытатели, как П. П. Семенов-Тян-Шанский, Н. А. Буш, Н. Я. Динник, А. Н. Краснов, В. В. Сапожников и др. Обширная информация о размерах и морфологии горного оледенения была получена русскими геодезистами и топографами. Наиболее выдающимся достижением было картографирование ледников Кавказа, выполненное под руководством А. В. Пастухова. Важным итогом этой работы явился первый каталог ледников Кавказа, составленный К. И. Подозерским в 1911 г.

Развитие гляциологии шло разными путями, однако в целом к началу нынешнего столетия выделились два крупных направления. Ученые альпийских стран сконцентрировали усилия на применении геодезических методов наблюдений, регистрации колебаний ледников и изучении механизмов их движения. В Скандинавии большое внимание уделялось тепловому и вещественному балансу ледников, а также проблемам гляциоклиматологии. Первое направление связано с именем С. Финстервальдера, а второе возглавил шведский гляциолог X. Альман. В нашей стране длительное время развивались преимущественно традиции альпийской школы, а гляциоклиматический подход к изучению оледенения получил оригинальное претворение в работах советского гляциолога М. В. Тронова.

Гляциологи понимали необходимость координации работ. Примером такого международного сотрудничества стали гляциологические исследования во время реализации программ I и II Международных полярных годов (МПГ) 1882—1883 и 1932—1933 гг. Впервые наблюдения на ледниках проводились одновременно по единой методике в разных горных странах в разных физико-географических условиях. Особенно большой размах гляциологические исследования приняли во время II МПГ, когда комплексные ледниковые экспедиции проникли в труднодоступные районы Памира, Тянь-Шаня, Алтая, Кавказа, где впервые были поставлены полустационарные наблюдения. Это способствовало углублению представлений и об особенностях существования ледников. Кроме того, удалось пополнить информацию о размерах и морфологии горного оледенения. Важным итогом работ по программе II МПГ было составление каталога ледников Средней Азии, чему во многом способствовали исследования гляциолога Н. Л. Корженевского в труднодоступных районах Памира. В работах ледниковых экспедиций активное участие принимал академик С. В. Калесник, впоследствии сделавший ряд теоретических обобщений. Он создал первый учебник гляциологии, по которому студенты занимаются и сейчас.

Развитие гляциологии в СССР с 1940-х годов связано с деятельностью академика Г. А. Авсюка, воспитавшего большую школу ученых-гляциологов. Под его непосредственным руководством был организован первый гляциологический стационар на леднике Карабаткак в хребте Терскей-Ала-Тоо (Тянь-Шань). Здесь выполнялись систематические наблюдения за скоростями движения и температурами льда, изучалась роль снега и льда в питании рек, ставились первые в мире опыты по искусственному воздействию на режим ледников.

И все же в то время гляциологические исследования носили довольно ограниченный характер. Настоящий размах они получили в связи с проведением Международного геофизического года (МГГ) в 1957—1959 гг. Одной из важных задач этого проекта явилось фундаментальное исследование процессов накопления, преобразования, движения и расхода льда в основных очагах оледенения нашей планеты. В СССР были изучены ледники Земли Франца-Иосифа, Новой Земли, Полярного Урала, Хибин, Центрального Кавказа, Алтая, Сунтар-Хаяты, Заилийского и Джунгарского Алатау, Терскей-Ала-Тоо, Памира (ледник Федченко). В результате не только были определены закономерности развития, оледенения, но и углубились представления о физических свойствах самих ледников. Фактически во время МГГ выкристаллизовались почти все направления современной гляциологии, которая стала наукой о всех видах природного снега и льда.