Статья: Современные тенденции развития малого оледенения гор Кузнецкого Алатау на примере ледников Июсско-Терсинской группы

Современные тенденции развития малого оледенения гор Кузнецкого Алатау на примере ледников Июсско-Терсинской группы

Адаменко М.М., Гутак Я.М., Треньков И.П.

Аннотация

Малые ледники и многолетние снежники являются важной составляющей ландшафтов гор Кузнецкого Алатау и оказывают огромное влияние на природные особенности территории. Оледенение здесь относится к малым формам, имеет малые размеры и залегает на низких абсолютных высотах (значительно ниже расчетной климатической снеговой границы). В связи с этим ледники Кузнецкого Алатау имеют быструю реакцию на изменения климата. Среди многочисленных групп ледников здесь одной из наиболее изученных является Июсско -Терсинская группа. Представленная работа излагает результаты гляциальных исследований Июсско- Терсинской группы, полученные авторами в 2005, 2008, 2011 и 2021 гг., суммирует имеющиеся литературные данные об измерении размеров четырех наиболее крупных ледников группы с 80-х г. ХХ века. В статье также проанализированы полевые данные изменения скорости абляции Черно-Июсского ледника (№ 83), а также изменения снегонакопления в горах Кузнецкого Алатау (по данным снегомерных работ в 2010-2021 гг.). Полученные результаты показывают, что крупные ледники Июсско-Терсинской группы продолжают сокращаться. Темпы сокращения в 2011-2021 гг. замедлились по сравнению со второй половиной ХХ - первым десятилетием XXI вв. Замедление темпов сокращения ледников напрямую связано с увеличением количества твердых осадков в горах Кузнецкого Алатау. Подтверждается наблюдение, описанное в 2018 г. М.Л. Махровой и В.М. Ермаковым о происходящих изменениях в морфометрии ледников.

Ключевые слова: малые ледники, горы Кузнецкий Алатау, изменение климата, нивальные геосистемы, трансформация геосистем

Abstract

Modern Trends of Kuznetsk Alatau Minor Glaciation Evolution in the Example of the Iyussko-Tersinskaya Glaciers Group

1Marina M. Adamenko, 1Yaroslav M. Gutak, 2Ivan P. Trenkov

Small glaciers and perennial snowfields are an important component of the landscapes of the Kuznetsk Alatau Mountains and have a huge impact on the natural features of the territory. Glaciation here is represented by small forms located at low absolute heights (significantly below the calculated climatic snow limit). In this regard, the glaciers of the Kuznetsk Alatau have a quick response to climate change. Among the numerous groups of glaciers here, one of the most studied is the Iyussko-Tersinskaya group. This group of glaciers is located in the region of the axial watershed of the Kuznetsk Alatau Mountains, where an abnormally large amount of precipitation falls for Western Siberia, up to 3000 - 3500 mm in the water layer. The glaciers of the Iyussko-Tersinskaya group were studied in different years by P.S. Shpin, N.V. Kovalenko, A.A. Syubaev, M.L. Makhrova and V.M. Ermakov, as well as the authors of this article. This article presents the results of glacial studies of the Iyussko-Tersinskaya group obtained by the authors in 2005, 2008, 2011 and 2021, summarizes the available literature data on measuring the size of the four largest glaciers of the group since the 80s of the XX century, analyzes data on changes in the ablation rate of the Cherno-Iyussky glacier (No. 83), leads data on changes in snow accumulation in the Kuznetsk Alatau mountains (according to snow measurements in 2010-2021). The results show that the large glaciers of the Iyussko-Tersinskaya group continue to shrink. The rate of decline in 2011-2021 slowed down compared to the second half of the 20th century and the first decade of the 21st century. The slowdown in the reduction of glaciers is directly related to the increase in precipitation in the Kuznetsk Alatau Mountains. The observation of ongoing changes in the morphometry of glaciers was first noted by M.L. Makhrova and V.M. Ermakov is confirmed.

Key words: minor glaciations, Kuznetsky Alatau Mountains, climate change, nival geosystems, transformation of geosystems

Введение

Малые ледники и многолетние снежники являются важной составляющей ландшафтов гор Кузнецкого Алатау и оказывают огромное влияние на природные особенности территории, изменяя климат, являясь аккумулятором пресной воды, участвуя в процессах рельефообразования и воздействуя на видовой состав растений и животных. Оледенение Кузнецкого Алатау, имея малые размеры и залегая на низких абсолютных высотах, по аналогии с другими среднегорными районами, не достигающими климатической снеговой границы, где ледники существуют за счет метелевой концентрации снега в понижениях на подветренных склонах, обнаруживает быструю реакцию на изменения климата.

Ледники в горах Кузнецкого Алатау залегают не одиночно, а группами, формируя три района оледенения [Шпинь, 1980]. Среди многочисленных групп ледников одной из наиболее изученных является Июсско-Терсинская группа. Ледники этой группы были каталогизированы в 70-80 гг. П.С. Шпинем, по морфологическим признакам они отнесены им к присклоновому и каровоприсклоновому типам [Шпинь, 1980]. Н.В. Коваленко [2008; 2011] и А.А. Сюбаев с Е.А. Ковалевым [2004] оценили отступление некоторых ледников в начале XXI в. М.М. Адаменко в 2005 и 2011 гг. производила замеры площадей и исследование абляции отдельных ледников [Адаменко, 2008]. В 2018 г. М.Л. Махровой и В.М. Ермаковым [2019] были определены площади четырех ледников: Черно-Июский (№ 83), Чуракова (№ 85), Толмачева (№ 86), Центральный (№ 87).

Июсско-Терсинская группа ледников расположена в пределах центральной части гор Кузнецкого Алатау. Наиболее крупные ледники группы расположены на восточном склоне большого безымянного массива, с которого берут начало Черный Июс и Верхняя Терсь. Отличительной особенностью этого среднегорного района является аномально большое количество осадков для Западной Сибири, достигающее 3000-3500 мм в год на западных склонах осевого водораздела [Адаменко и др., 2021].

Текущие изменения малых ледников Кузнецкого Алатау вызывают интерес с позиции самоорганизации и трансформации горных геосистем в условиях меняющегося климата, которые наблюдаются повсеместно в горах Сибири [Иванов, 2011; Политова и др., 2013; Галахов и др., 2012; Чистяков и др., 2015; Лапин, 2019; Китов, 2021] и требуют более детального изучения.

Данная работа излагает результаты гляциальных исследований Июсско-Терсинской группы, полученные в 2021 г., суммирует имеющиеся данные об измерении размеров четырех наиболее крупных ледников группы с 80-х годов ХХ века. Кроме того, в статье приводятся данные о скорости абляции Черно-Июсского ледника в 1971, 2011 и 2021 гг.

Объекты и методы исследования

В 2021 г. среди девяти ледников Июсско-Терсинской группы полевыми выходами были обследованы четыре ледника: Черно-Июский (№ 83), Чуракова (№ 85), Толмачева (№ 86), Центральный (№ 87). Расположение радиальных маршрутов и ледников представлено на рис. 1.

Ледники расположены в удаленной местности на территории заповедника «Кузнецкий Алатау». Заброска осуществлялась на машине Урал-4320, последние 34 км маршрута до базового лагеря на кордоне Рыбное преодолевались пешком с вьючным конным сопровождением. Радиальные маршруты общей протяженностью 57 км преодолевались пешком.

Рис. 1. Картосхема расположения ледников Июсско-Терсинской группы обследованных в 2021 г. В основе аэрофотоснимок Landsat от 09.08.2021 [Landsatlook Viewer]

1 - номер и название ледников; 2 - площади обследованных ледников в 2021 г.; 3 - осевой радиальный маршрут; 4 - центройды ледников и их координаты (в WGS 84)

Fig. 1. Schematic map of the Iussko-Tersin glaciers group location surveyed in 2021. Landsat aerial image dated 08.09.2021 is taken as background [Landsatlook Viewer]

1 - number and name of the glaciers; 2 - areas of surveyed glaciers in 2021, 3 - axial radial route,4 - glacier centroids and their coordinates (in WGS 84)

При изучении ледников использовались методы фотограмметрии, GPS-метрии, прямых визуальных измерений. Производилось измерение скорости абляции на леднике Черно-Июсский, а также изучение структуры огив ледниковых языков с целью выявления динамики аккумуляции и определения мощности льда.

С помощью GPS-навигатора для каждого ледника определялась абсолютная высота, координаты узловых точек, длина и ширина, записывались пути движения, оконтури- вавшие границы ледников и снежников. Погрешность при GPS-измерениях на местности контролировалась и составляла 2,9--3,1 м. При обработке данных на камеральном этапе расчёт длин и площадей ледников осуществлялся программах QGIS [2021], Google Earth Pro [2021]. Данные GPS-трекера экспортировались и накладывались на соответствующий по времени аэрофотоснимок из открытой базы данных Landsatlook Viewer [2021] для визуального контроля полученных результатов. Пространственное разрешение космоснимков составляет 30 м/пиксель. Использование методик и материалов с указанной погрешностью допустимо, поскольку погрешность расчетов площади составила менее 0,01 км2, а именно с этой точностью указана площадь ледников Кузнецкого Алатау как в [Каталог ледников СССР, 1980], так и в работах других исследователей.

Выявление скорости абляции осуществлялось методом вбивания рейки с отметками и посещения ее через зафиксированные промежутки времени с подробной фиксацией погодных условий во время всего периода наблюдений.

Ввиду малых размеров ледников Кузнецкого Алатау для их изучения широко применяется способ парных фотографий, когда с определенного ракурса панорамной фотографией охватывается все снежно-ледовое образование, а фотографии разных лет, сделанные в одну декаду летних месяцев, образуют пары. Подобные серии фотографий хорошо сопоставляются друг с другом. По периметру ледников имеется выступы скал, а в пери- гляциальной зоне - крупные валуны и их скопления, которые не изменяют своего положения ввиду наличия многомерзлых пород. Относительно этих неподвижных точек легко отслеживать изменения ледника.

Результаты и их обсуждение

Морфометрические показатели ледников, обследованных в 2021 г. приведены в табл. 1.

Таблица 1 Table 1

Морфометрические показатели некоторых ледников Июсско-Терсинской группы, обследованных в 2021 г.

Morphometric indicators of some glaciers of the Iyussko-Tersinsky group surveyed in 2021

В табл. 2 систематизированы все данные полевых измерений площади ледников с 80 гг. XX в., с указанием ссылки на работы других исследователей, измерения авторов представлены в таблице без ссылок, даже если они были ранее опубликованы.

Таблица 2 Table 2

Изменение площадей некоторых ледников Июсско-Терсинской группы в конце ХХ - начале XXI вв.

Changes in the areas of some glaciers of the Iussko-Tersinsky group in the late XX - early XXI centuries

Ледник Черно-Июсский № 83 обследовался 27 июля и 31 июля 2021 г. Данный ледник относится к морфологическому типу присклоновых, расположен на подветренном склоне обширной платообразной седловины водораздела между реками Верхняя Терсь и Черный Июс [Каталог ледников СССР, 1980]. Данный малый ледник выступает наиболее репрезентативным для всего Центрального района оледенения Кузнецкого Алатау, по некоторым причинам: во-первых, его морфометрические показатели и расположение на открытом склоне без выработанного вместилища является типичным для большинства при- склоновых ледников описываемого района, во-вторых, это один из самых изученных ледников Кузнецкого Алатау. В период 1970-1980-х годов он регулярно посещался П.С. Шпинем, в 2000-х годах на леднике в разные годы проводились работы А.А. Сюбаевым, М.М. Адаменко, И.В. Гуляевым и Н.А. Коваленко. Накопленный материал позволяет детально проследить изменения ледника за последние 50 лет. Анализ динамики ледника методом парных фотографий приведен на рис. 2.

Площадь ледника по данным GPS-метрии 27 июля 2021 г. составила 0,04 км2. На период измерений крайняя северо-западная часть ледника соединялась с основным телом, поэтому была включена в общую площадь, хотя предыдущие годы на период измерений она отделялась от ледника и образовывала отдельный снежник.

Для Черно-Июсского ледника с 1975 г. зафиксировано сильное уменьшение площади. В последнее десятилетие площадь ледника варьирует, то увеличиваясь, то уменьшаясь, составляя не более 40-30 % площади [Каталог ледников СССР, 1980]. Сравнивая фотографии 1973, 2005, 2011 и 2021 гг., можно утверждать, что последнее десятилетие было более благоприятным для развития Черно-Июсского ледника. Площадь фирнового поля с 2011 г. несколько увеличилась, но ширина ледника в центральной части, в области ледяного ядра, продолжает сокращаться. При этом примечательно то, что в 2021 г. наибольшей шириной обладало северо-западное фирновое поле, расположенное под участком водораздела с наибольшими абсолютными высотами.

Рис. 2. Изменение ледника Черно-Июсский (№ 83) в 1973-2021 гг.

I - ледник в июле-августе 1973 г.; II - ледник 9 июля 2005 г.; III - ледник 2 августа 2011 г.;

IV - ледник 27 июля 2021 г.

Fig. 2. Change of the Cherno-Iussky glacier (№ 83) in 1973-2021

I - glacier in July-August 1973; II - glacier on 9 July 2005; III - glacier on 2 August 2011;

IV - glacier on 27 July 2021

При современной тенденции климатических изменений можно предположить распад ледника на два меньших снежно-ледовых образования в ближайшие десятилетия.

Для Черно-Июсского ледника собран наибольший объем данных о скорости абляции на ледниках Кузнецкого Алатау. Прямые наблюдения за таянием ледника проводились в летние полевые сезоны П.С. Шпинем с 1971 по 1980-е гг. [Шпинь, 1971; 1980; 1987], автором данной статьи (М.М. Адаменко) в 2011 и 2021 гг. Сравнение скоростей абляции для разных лет приведено в табл. 3.