Глава 3. Особенности морфологии пульсирующих ледников. Механизм пульсации.

Благодаря тому, что пульсирующие ледники имеют совершенно отличный от ледников других типов режим функционирования, по определённой совокупности внешних признаков их достаточно свободно можно не только отличить, но и понять, в какой стадии цикла пульсации они находятся в данный момент. В то же время необходимо обратить внимание, что только именно совокупность этих признаков – а не один из них, пусть даже и ярко выраженный – позволяет сделать тот или иной вывод о наличии и характере пульсации ледника. Также нужно заметить, что эти признаки различны в разные стадии пульсации ледника.

В стадию подвижки, поскольку для неё характерны интенсивные вертикальные и горизонтальные перемещения больших глыб льда без изменения его общей массы, продольный профиль ледника повышается, в зоне выноса его поверхность понижается, а в зоне привноса и расползания – повышается. На топокартах эти признаки видны в рисовке горизонталей: в зоне выноса горизонтали обращены вверх по течению ледника, а в зоне привноса и расползания – вниз. Прежний уровень поверхности ледника при этом фиксируется останцами льда на склонах долины, подрезанными селевыми и лавинными конусами, а также (в случае сложного ледника) устьевыми обрывами притоков. Понижение обычно составляет несколько десятков, порой – до полутора сотен метров. Конец языка при выползании из долины имеет каплевидную форму, так называемую «львиную лапу», и обычно утолщён. Поверхность ледника в зоне привноса в стадию подвижки повышается на 50-200 м. Характерно наползание ледника на борта долины, гряды береговых и конечных морен, над которыми он возвышается обрывами высотой 20 м и более. Возможно также образование напорных морен. В сложных ледниках наблюдается подпруживание нижних и повисание верхних по течению ледников, о чём было сказано выше. Весьма вероятно образование подпрудных озёр – на выходах из боковых долин, в рандклюфтах и в самом леднике. Поверхность ледника разбивается многочисленными трещинами, причём в зоне выноса, где преобладают растягивающие напряжение, трещины в основном представлены крупными поперечными разломами, изогнутыми согласно с рисунком горизонталей поверхности и направленными перпендикулярно к общему направлению движения ледника. Достаточно часто они пересекают язык от борта до борта, и по ним происходит оседание ледяных блоков в виде серии ступенчатых сбросов. Ниже по леднику система трещин усложняется и приобретает полигональный рисунок, разбивая поверхность ледника на множественные призматические отдельности. Вдоль бортов долины, где наиболее сильны напряжения трения, происходит образование протяжённых продольных трещин, отсекающих центральный массив льда, движущийся способом блокового скольжения, от боковых, замедленных относительно него. Возможно слияние этих боковых разломов с подлёдными сколами. В нижней части ледника, где преобладают напряжения сжатия, происходит образование трещин сжатия, а часть появившихся ранее трещин замыкается. На конце языка можно наблюдать трещины растекания, имеющие радиальный рисунок. Хаотически раздробленные концы языка можно наблюдать только когда они срываются с устьевого порога или ригеля на огромных скоростях движения. Сама по себе высокая скорость движения – до 10-15 км в год на суше и более 20 км в год в море – является одним из наиболее ярких индикаторов пульсации. Ледниковые языки, прошедшие через область распространения мёртвых льдов или моренных отложений, или упирающиеся в склоны перекрытых ими долин, изобилуют формами складчатой и надвиговой ледовой тектоники. Трещины, вызванные гидростатическим напряжением, а также приливно-отливной деятельностью, появляются в концах ледников, продвинувшихся в море. Всё это многообразие трещин способствует исчезанию с ледника поверхностных водотоков, которые, в свою очередь, «проваливаясь» в трещины, увеличивают благодаря смачивающему воздействию своих вод скорость глыбового скольжения. Сужения долины приводят к значительному дополнительному увеличению высоты фронтального ледникового вала. Своеобразным индикатором процессов, происходящих в леднике, может служить уклон его поверхности. В стадию активизации происходит его уменьшение, причём наибольшие его значения отмечаются на конце языка ледника; в стадию восстановления, напротив, происходит постепенный рост углов уклона поверхности, которые достигают своего максимума непосредственно перед подвижкой.

В стадию восстановления эволюция ледника идёт по двум направлениям: в зоне деградации лёд омертвевает и постепенно тает, в зоне активизации происходит накопление льда, а значит, и её постепенное расширение. Наибольшее повышение поверхности ледника в зоне активизации и понижение в зоне деградации наблюдается в первый год после подвижки, а затем уменьшается. Такие признаки пульсирующего ледника, как выпуклый фронт активизации, могут быть легко дешифрированы даже на мелкомасштабных снимках из космоса. Уровень ледника перед предыдущей подвижкой в зоне выноса может быть восстановлен по сериям моренных «прилавков» и тримлайнов на склонах долины. Со временем высота этих форм над активизирующимся ледником уменьшается, а фронт волны активизации спускается вниз по течению. Поверхность ледника, хотя и остаётся ещё более целостной, чем при подвижке, начинает постепенно покрываться сетью трещин; возникают краевые разломы. Продольный профиль ледника становится всё более крутым, особенно в лобовой части активизации, превосходя уклон береговых морен и тримлайнов. Ригели вызывают замедление продвижения ледника в стадию восстановления во время его прохождения по их склону с обратным уклоном и, напротив – ускорение при скатывании с противоположного склона. Аналогичное влияние оказывают и сужения долины.

Конец ледника, продвинувшийся при подвижке, напротив, имеет признаки деградации: уплощённую, сглаженную и сильно заморененную поверхность, испещрённую оврагами поверхностных водотоков, замкнутыми озёрными западинами, воронками и провалами над подлёдными водотоками. При условии продолжающейся значительное время стадии деградации концевая часть ледникового языка может превратиться в скопление разрозненных глыб мёртвого льда и моренных отложений. Интенсивное понижение может также быть вызвано оседанием в процессе заполнения пустот, образовавшихся в фазу подвижки или образовавшихся под воздействием эрозии.

На склонах долины и древних береговых моренах хорошо видны свежие моренные отложения и сглаженные льдом скалы, уровень которых свидетельствует о положении поверхности языка ледника в стадию подвижки. В целом, геолого-геоморфологическая деятельность пульсирующих ледников аналогична таковой у ледников, не подверженных пульсациям.

Таким образом, в низовьях – в стадию подвижки, а в верховьях – в стадию восстановления пульсирующие ледники имеют признаки наступающих, а в стадию восстановления в низовьях и в стадию подвижки в верховьях – признаки отступающих.

Существуют различные мнения по поводу механизма, определяющего особенности режима пульсирующих ледников. Так, Г. Робин рассматривал три типа неустойчивости, могущей привести к пульсациям ледников: неустойчивость напряжения, температурную неустойчивость и неустойчивость водной плёнки. Г. Вертман утверждал, что подвижки пульсирующих ледников вызваны увеличением толщины водной плёнки на ложе ледника до критической, превышающей высоту неровностей подлёдного рельефа. По мнению Л. Либутри, на больших скоростях скольжения трение ледника о ложе ослабевает, так как он опирается лишь на вершины выступов рельефа, промежутки между которыми заполнены водой. Л. Нильсен считает, что причиной подвижек ледников служит их дробление на блоки в результате преодоления сопротивления деградирующей части ледника, а резкое увеличение скорости движения ледника связывает с высокими скоростями течения водоледниковой смеси под его телом. Согласно гипотезе П. А. Шумского, пульсирующий режим ледников связан с изменением количества моренного материала на ледниковом ложе. В публикациях Л. Д. Долгушина и Г. Б. Осиповой предполагается, что такое явление, как пульсирующие ледники, обусловлено не одним из вышеперечисленных механизмов, а их совокупностью.