Динамика ледников и каменных глетчеров хребта Сунтар-Хаята в позднем голоцене Лыткин Василий Михайлович

Введение к работе

Актуальность исследований

Ледники, льдистые позднеголоценовые морены и каменные глетчеры являются наиболее яркими проявлениями горной криолитозоны, формируя в верхнем поясе гор специфические гляциально-криогенные комплексы (ГКК), тесно связанные в пространственном и генетическом отношении (Галанин, 2005; Галанин и др., 2014; и др.). Реакция ГКК на происходящие климатические изменения неоднозначна. За последние полвека фиксируется стремительное сокращение ледников по всему миру, в то же время установлена активизация процессов формирования каменных глетчеров, многие из которых ускоряют свое движение (Gorbunov et all., 1993; Марченко, 2003; Вилесов и др., 2006).

На хребте Сунтар-Хаята находится одно из крупнейших оледенений в Якутии и на Северо-Востоке России. На основе комплексных экспедиционных работ Международного геофизического года (МГГ) в 1957 – 1959 годах была установлена суммарная площадь оледенения – 200 км² (Корейша, 1961 и др.). В скорректированном Каталоге ледников СССР для хребта Сунтар-Хаята на середину прошлого века принята площадь оледенения 199,4 км² (Виноградов, 1972; Каталог ледников СССР, 1972). К началу 2000-х годов выявлено, что площадь ледников сократилась до 163 км² (Ананичева, 2006). Прогнозы о динамике ледников хребта Сунтар-Хаята, выполненные на основе разных климатических моделей ECHAM4 и ECHAM5 (Ананичева, 2009), весьма противоречивы. За рамками гляциологических и геокриологических исследований МГГ остались каменные глетчеры, о существовании которых в регионе ничего не известно (Корейша, 1963, Граве и др., 1964; Некрасов и др., 1973). Вместе с тем, эти образования широко распространены в большинстве горных сооружений Северо-Востока России, и активно формируются в парагенезисе с ледниками (Галанин, 2009 и др.). Целесообразность совместного изучения динамики ледников и каменных глетчеров обусловлена тем, что последние формируются из каровых и долинных ледников и являются одним из вариантов их деградации (Горбунов, 1984; Barsch, 1996; Галанин, 2005 и др.).

Целесообразность совместного изучения ледников и каменных глетчеров обусловлена тем, что последние формируются из каровых и долинных ледников и являются одним из вариантов их деградации (Горбунов, 1984; Barsch, 1996; Галанин, 2005 и др.). Изучение ледников и каменных

глетчеров актуально не только в рамках фундаментальной геокриологии, гляциологии, геоморфологии и палеогеографии, но имеет практический интерес в части оценки водного стока, проектирования линейных сооружений и др.

Диссертационная работа выполнена на стыке геокриологии, гля-цио логии, геоморфологии, палеогеографии, дистанционного картографирования и ГИС-технологий в рамках программы фундаментальных исследований Института мерзлотоведения СО РАН VIII.77.2.1. «Горные оледенения и криолитозона континентальных районов Центральной и Северо-Восточной Азии. Реакция гляциальных и криогенных формаций на современные климатические изменения», а также проекта РФФИ № 14-05-00435 «Строение и динамика горной криолитозоны, ледников и каменных глетчеров Центральной и Северо-Восточной Азии в позднем голоцене»).

Объекты исследований – ледники и каменные глетчеры хребта Сунтар-Хаята.

Цель исследований – картографирование, оценка возраста и динамики ледников и каменных глетчеров хребта Сунтар-Хаята в позднем голоцене.

Задачи исследований:

1. анализ и обобщение литературных и фондовых материалов о каменных глетчерах и ледниках хребта Сунтар-Хаята, методах оценки их возраста и динамики в позднем голоцене;

2. дистанционное картографирование ледников и каменных глетчеров хребта Сунтар-Хаята на основе разновременной аэрокосмической съемки 1944 – 2014 годов;

3. морфометрический и пространственный анализ ледников и каменных глетчеров хребта Сунтар-Хаята, количественная оценка их площадей, гипсометрического и географического распределения, параметров сокращения с использованием данных Каталога ледников, результатов дистанционного картографирования и ГИС-технологий;

4. детализированные исследования морфологии и возраста поздне-голоценовых морен на ключевом участке в верховьях р. Бургали (ледники № 31 и 29, г. Мус-Хая) для заверки результатов дистанционного картографирования и оценки абсолютного и относительного возраста ключевого ГКК на основе лихенометрии и теста остаточной прочности (Schmidt Hammer Test);

5) реконструкция позднеголоценовой истории формирования гляци-ально-криогенных комплексов хребта Сунтар-Хаята

Фактический материал и личный вклад автора. В основе работы лежат следующие материалы: результаты дистанционного картографирования ледников и каменных глетчеров на основе разновременной аэрокосмической съемки с 1944 по 2011 гг.; анализ цифровой модели рельефа Аster Gdem v2; результаты маршрутной гляцио-геоморфологической съемки (300 точек наблюдений); около 1000 единичных измерений диаметров Rhizocarpon sp. на 180 площадках ключевых участков; 5674 единичных тестов молотком Шмидта (SHT) гляциально-криогенной морфоскульпту-ры на 150 площадках. Автором собственноручно выполнены все представленные в диссертации расчеты и схемы с использованием программного обеспечения ArcGis10.1, CorelDrow 15, Microsoft Exell 2011.

Защищаемые положения

1. Площадь оледенения хребта Сунтар-Хаята с середины прошлого века сократилась с 200 до 130 км², что вызвано повышением местной снеговой границы на 61±38 м с 2346±56 (1959 г.) до 2407±55 м н.у.м. (2011 г.).

2. В пределах хребта Сунтар-Хаята в интервале высот 1300 – 2400 м широко распространены различные типы каменных глетчеров, являющихся индикаторной формацией горной криолитозоны и перигляциаль-ного пояса.

3. Появление современного оледенения хребта Сунтар-Хаята связано с событиями Малого ледникового периода (МЛП) (XI – XIX вв.). Ледники достигли своего максимума уже в первую фазу МЛП (XI – XV вв.) и сохраняли практически стационарное состояние вплоть до середины XIX в. С середины XIX в. до середины XX в. ледники сократились всего на 5-6% по сравнению с максимумом МЛП. Наиболее масштабное сокращение (36%) произошло после 1950 г.

Научная новизна работы. Впервые в регионе установлены каменные глетчеры и выполнено их площадное картографирование, проведен количественный анализ пространственного и гипсометрического распределения. На основе разных подходов выполнена оценка площади сокращения современного оледенения со времени первых аэрофотосъемок 1944 – 1947 годов. Впервые для региона выполнена оценка возраста позднеголоценовых и современных морен ключевых ледников № 31, 29 с использованием оригинальных приемов лихенометрии и теста остаточной прочности с помощью молотка Шмидта.

Практическая значимость работы. Полученные данные могут использоваться для регионального геокриологического анализа, палеогеографических и палеоклиматических реконструкций, прогноза устойчивости мерзлотных горных ландшафтов к изменению климата, при проведении геологических изысканий и прогноза чрезвычайных ситуаций в горных районах Северо-Востока России.

Апробация работы выполнена на основе обсуждения ее содержания и основных положений на следующих конференциях: «Ломоносов – 2013» (Москва, 2013), «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России» (Якутск, 2013, 2014, 2015), «Эрэл – 2013» (Якутск, 2013), «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность» (Москва, 2013), «Эрэл – 2014» (Якутск, 2014), «Современные достижения и проблемы в области изучения окружающей среды» (Барнаул, 2014), «Фундаментальные проблемы квартера, итоги и основные направления дальнейших исследований» (Иркутск, 2015), «Климатология и гляциология Сибири» (Томск, 2015), «Итоги и перспективы изучения природной среды российской Арктики и других полярных областей» (Сочи, 2015).

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения. Объем диссертации 156 страниц машинописного текста, включающего 44 графических иллюстрации, 6 таблиц и списка литературы из 140 наименований и 2 приложений.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю Алексею Александровичу Галанину за неоценимую помощь в подготовке диссертации и проведение научных исследований. Автор выражает огромную признательность сотрудникам лаборатории криогенных ландшафтов А. Н. Федорову и П. Я. Константинову, а также всем сотрудникам лаборатории общей геокриологии ИМЗ СО РАН.