Диана Козаева, Sputnik
В условиях глобальных изменений климата наблюдение за ледниками становится важным аспектом. В сентябре 2002 года Осетию потрясла страшная трагедия – в Кармадонском ущелье сошел ледник Колка, который похоронил под собой 125 человек, включая съемочную группу Сергея Бодрова-младшего. Ученые утверждают, что за последние десять лет ледник растет в размерах и увеличился более чем на 210 тысяч квадратных метров. Некоторые эксперты не исключают, что в скором времени возможен новый сход. О том, как ученые следят за его движением, какие технологии и методы при этом используются, что влияет на ледник, Sputnik рассказал научный руководитель Геофизического института Владикавказского научного центра РАН Владислав Заалишвили.
– В 2002 году я возглавил Северо-Кавказское отделение Института физики Земли имени Отто Шмидта Российской академии наук. В тот момент мне предстояло встретиться в Москве с иностранными коллегами по одной общей научной теме. Однако неожиданно меня вызвали во Владикавказ на встречу с президентом республики Александром Дзасоховым. Это было для меня несколько неудобно, так как встреча с коллегами представляла собой значимое событие, но я все же вернулся.
Объяснив ситуацию, я упомянул о приезде коллег из ИГЕМ — института в Москве, где работал известный ученый Анатолий Георгиевич Гурбанов, который когда-то жил здесь и был однокурсником Дзасохова. В ходе встречи возник вопрос о леднике Колка. Для меня это было удивительно, так как я впервые услышал о нем. Я физик, геофизик, занимался долгие годы инженерной сейсмологией, экологией в Грузии, Москве, Ленинграде, Азербайджане и Армении. Ледниками я не занимался. Поэтому, когда в 2001 году, будучи заведующим отделом Института математики, я попал на выезде во время международной конференции в Нижний Кармадон, то был несколько удивлен, когда ученые из Северной Осетии, Испании и других стран заговорили о трагическом сходе ледника Колка в 1902 г.
Один из коллег, геолог из Северной России, Олег Александрович Гончаренко, показал вверх на Генал — место, где семь хуторов были разрушены. Он сообщил, что над местом нашего нахождения была гора льда и горных пород, которая поднималась на 150-200 метров вверх. Я поинтересовался у него, как они находятся здесь так спокойно после такого страшного события. Хотя на тот момент мне показалось, что речь идет о немного преувеличенной опасности.
В 2002 году, когда мои коллеги прибыли, чтобы обсудить необходимость обновления наблюдений за ледником Колка, я подумал, что, наверное, это действительно важно. Сам я не смог присутствовать на этой встрече. Но главное не это. Главное то, что прошла неделя или около десяти дней, и произошла известная нам трагедия.
Хочу отметить, что предыдущие исследования показывали, что периодичность схода ледника составляет 67,5 лет. До этого такие события происходили в 1834, 1902, 1969-1970 гг. По расчетам, следующий сход должен был произойти где-то в 2030-х годах, но неожиданно случился в 2002 году.
Что касается того, кто и как следит за Колкой, то его изучением занимаются специалисты самых разных областей: геологи, геофизики, географы, гляциологи и горные инженеры. Используются различные технологии и методы наблюдения. Например, в 70-х годах прошлого столетия был установлен пост в Геналдоне для мониторинга уровня воды. Предполагалось, это было показателем величины таяния снега на леднике. Когда лед начинает таять, это может привести к опасным движениям. Механизм этих процессов до конца не ясен: иногда они происходят во время таяния, а иногда — в другие моменты.
Одним из ключевых моментов, касающихся методов наблюдения, является то, что снежная зима может значительно повлиять на повторяемость и самый сход ледника. Если зима выдается снежной, то следующий год становится особенно опасным для ледниковых процессов. Это наблюдение имеет большое значение: снежная зима может привести к наводнению в низовьях, так как таяние снега и льда происходит одновременно. Таким образом, большая вода образуется там, где когда-то находился ледник, что создает потенциальные угрозы в будущем.
Существовала даже специальная формула, согласно которой увеличение количества снежных осадков сокращает период между сходами ледника.
В 2003 году я стал директором Геофизического института, и у нас практически не было необходимого оборудования для проведения таких наблюдений. Однако у нас была система наблюдений за землетрясениями из шести станций. Станцию в Кармадоне почему-то сняли, но в Фиагдоне она продолжала функционировать. Именно оттуда поступили записи, которые наиболее удачно и полно зафиксировали сход Колки. Таким образом, мы получили уникальные данные о том, как развивались эти процессы. Это своего рода ретроспективный анализ: уже произошедшие события были задокументированы, и мы смогли увидеть их динамику.
Важно отметить, что существует целый ряд технологий и методов, которые можно использовать для изучения движения и таяния ледников. Возможно, стоит также обратить внимание на химический состав воды, который может дать дополнительные сведения о происходящих процессах.
– Владислав Борисович, то есть это такое междисциплинарное исследование. Тем не менее, за какими критериями в первую очередь нужно следить сегодня, чтобы определить сход ледника?
– Прежде всего, важно учитывать массу ледника. Если не будет ледника, то нечему и падать. Но, как вы отметили, он продолжает расти, подобно чаше, собирающей массу. Интересный момент заключается в том, что даже при отсутствии большой массы могут произойти неожиданные события — например, один висячий ледник обрушился, затем упал другой. Причины того схода до сих пор остаются неясными, несмотря на то что прошло уже 14 лет. Никто не может точно сказать, что именно стало причиной этой катастрофы.
Если говорить о том, на что следует обращать внимание, одной из версий было как раз падение висячего ледника, который мог быть выбит с большой скоростью. Второй вариант — гидравлический удар. Когда собирается большое количество воды, она может приподнять ледник, действуя как выталкивающая сила. Если уровень воды поднимается, эта огромная масса может рвануть и обрушиться.
Третий момент связан с таянием ледника из-за фумарол. Фумаролы — это отверстия, через которые выходят продукты вулканической деятельности (например, вулкан Казбек), разогретый сернистый и другие газы. Как вы знаете, Казбек — это вулкан, и в его окрестностях, таких как Джимарайхох, горячая вода может вызывать таяние льда в разные времена года. Под землей происходят целые циклы воздействий и реакции, о которых мы пока знаем слишком мало или даже совсем не знаем. Там может накапливаться давление и повышаться температура, что приводит к значительным изменениям в состоянии ледника.
В Геналдонском ущелье Северной Осетии, где в 2002 году сошел ледник Колка, обнаружен кузов автомобиля с человеческими останками.
© Sputnik / Владимир Иванов
Четвертый аспект — это газодинамический взрыв. Когда собирается под давлением сернистый газ и происходит трение, это может вызвать взрыв.
Как сейсмолог, я также обратил внимание на то, что во время схода ледника в Западной Гайане, находящейся в 10 000 километрах от нас, произошло сильнейшее землетрясение, которое могло повлиять на динамику ледников. Записи, которые мы анализировали, фактически представляют собой информацию о движении, включая длиннопериодные продольные и поперечные волны, связанные с землетрясением. Мы выяснили, что это землетрясение имело очень низкую частоту колебаний — 0,24 Гц, что соответствует пятисекундному периоду колебаний. Важно отметить, что это может быть напрямую связано с системой ледника. Когда произошло землетрясение, через короткий промежуток времени — не часы, а секунды — оно могло вызвать резонанс в ледниковой системе. При этом высота массива составляла от 300 до 500 метров, и этот резонанс мог существенно повлиять на динамику ледника. Мы с моими коллегами пришли к выводу, что резонанс может иметь значение даже при подобном удаленном землетрясении.
При изучении таких объектов, как ледник, важно учитывать их уникальные характеристики. Ледник не является статичным объектом, это не здание, которое имеет трещины, которые можно потом измерить. Он пластичен и в то же время содержит твердые горные породы — примерно 30% его объема. Это делает его динамическим телом, способным двигаться и реагировать на внешние воздействия.
— Как часто собираются данные о движении ледника, какие изменения в скорости движения были зафиксированы в последние годы?
– Знаете, сейчас поднялся интерес к этой теме из-за того, что, по данным Росгидромета, с 2014-го по 2024 год площадь ледника Колка увеличилась на 210 тысяч квадратных километров — это значительная цифра. В среднем ледник сдвинулся на 500 метров за этот период. Однако впереди находится так называемый "мертвый лед", который остался после схода в 2002 году. Этот старый лед достаточно пластичен и сейчас формирует новый ледник, выдавливая его вперед.
Некоторые гляциологи отмечают, что, если добавится еще 400 тысяч квадратных метров льда, это может привести к готовности ледника к новому сходу. Важно помнить, что с 1946-го по 1967 год прошлого столетия также наблюдалась активизация ледника: он увеличивался в массе, а затем снова начинал таять. Это постоянный процесс — циклы таяния и накопления массы льда.
В августе мы наблюдали, что ледник не был полностью заполнен, и это создало впечатление недостатка массы. Однако за считанные недели, в связи с жарким летом и снежной зимой, началось активное таяние. Это могло привести к тому, что целый ряд висячих ледников оказался бы под угрозой обрушения. В результате сформировалась бы критическая масса льда, и любой триггер, как спусковой крючок, мог инициировать процесс.
Я назвал несколько факторов — это многофакторный процесс, который не так прост. Прогнозирование схода ледника, вероятно, должно быть проще, чем землетрясений, которые гораздо более сложны и зависят от множества взаимосвязанных факторов. Успешные среднесрочные прогнозы землетрясений случаются крайне редко, а краткосрочный прогноз в эру инструментальных наблюдений был только единственный раз в Китае в 1975 году.
Важно отметить, что мы получили и обработали записи с наблюдательных станций за ядерными взрывами в Тбилиси. Мои коллеги-геофизики передали мне копии этих записей, и я смог реконструировать полноценно событие схода. Другими словами, мы смогли восстановить движение ледника, используя аналоговые записи.
Записи показывают, как волны движения развернулись. На записи можно видеть колебания: сначала произошло какое-то событие — удар или другое воздействие — после чего система начала раскачиваться, два-три колебания. Затем началось неожиданное движение, которое выделялось своей четкой одночастотным движением.
Мы опубликовали результаты нашей работы в книге, в которой собраны все известные данные о Колке, включая материалы дореволюционного периода. Наши коллеги нашли архивы с перепиской атамана, главнокомандующего войсками в Тифлисе в 1902 году, когда произошло два схода ледника. Тогда погибло меньше людей, но много животных — 31 человек, около 770 лошадей и 1500 овец.
Это произошло 2 июля 1902 года. Через четыре дня, а именно шестого июля, когда люди начали искать пропавших, произошел второй сход ледника. Те, кто вышел на поиски, стали жертвами нового обрушения. После этого местные жители стали остерегаться туда подходить.
В 2012 году мы установили станцию всего в трехстах метрах от ледника Колка. Это очень важный аспект нашей работы. Мы изучаем не только ледник, но и вулканическую активность, землетрясения, оползни и многие другие факторы.
У нас есть восемь систем наблюдения, расположенных в разных местах: одна из них в Кармадоне, другая в Геофизическом институте. Нам необходимо развивать эту сеть наблюдений, чтобы иметь возможность изучать и прогнозировать вероятные события. Эти системы позволяют нам фиксировать произошедшие изменения и анализировать их. Мы уже успели определить скорость движения и направление ударов во время схода Колки, а также оценить энергию событий. Например, рядом с одним зданием в с. Кани мы заметили трещины на четвертом этаже, а люстры раскачивались, как при сейсмическом эффекте до пяти баллов.
Мы изучали влияние этих процессов на здания, такие как пятиэтажный дом, находящийся выше склона, который испытал сейсмическое воздействие до пяти баллов. Наша работа позволила нам получить уникальные записи, но для дальнейшего прогресса необходимо развивать эту инструментальную систему наблюдений.
Важно также исследовать химический состав воды в реках, которые протекают под и рядом с ледником. Например, если происходит значительное попадание сернистого газа или других веществ, это может отразиться на составе воды. Мы можем проводить такие анализы раз в неделю или по мере необходимости.
Кроме того, нужно измерять деформацию тела ледника напрямую. Это поможет нам отслеживать напряжения и движения внутри него. Современные технологии позволяют передавать данные через компьютеры на удаленную связь.
Эти наблюдения помогут не только снизить уровень напряженности и страх перед возможными угрозами, но и позволят прогнозировать их с большей точностью.
Конечно, прогнозирование — это сложный процесс, и мы можем предсказать события лишь на какой-то период. Тем не менее, определенный порядок в этом деле установить можно. Для этого требуется постоянная работа и глубокое изучение процессов. У нас есть записи, и мы регулярно анализируем изменения, например, в движении ледника. Если бы у нас была возможность исследовать деформации и другие параметры ледника, мы могли бы более точно отслеживать изменения в теле ледника. К сожалению, это пока не осуществляется.
Мы неоднократно обращались в Академию наук Российской Федерации с просьбой о поддержке. В последний раз мы написали большое письмо, и нам пообещали помощь, но пока результаты не очевидны. В 2018 году мы выиграли грант Российского научного фонда (РНФ) — это первый такой грант для Северной Осетии. Я активно выступал, доказывая, что мы не провинция, а вполне полноценный край страны. Мы в рамках этого гранта получили много приборов, но все еще хотели бы установить дополнительные устройства. Этот вопрос остается открытым, и мы продолжаем бороться за возможность исследований с помощью современного оборудования.
Мы искренне переживаем за наше дело, но иногда чувствуем себя ограниченными в возможностях — как говорится: "выше головы не прыгнуть".
– Владислав Борисович, есть ли сегодня точные данные о том, как изменилась скорость движения ледника Колка за последние годы?
– Известно, что 2014-2024 гг. площадь ледников увеличивается в среднем на 21 тыс. кв. метров в год, а за 10 лет на 210 тысяч квадратных метров. Если учесть ожидаемые 400 тысяч, получается, что процесс может занять 15-20 лет. Однако это все довольно условно: возможно, даже раньше или позже — все зависит от климата и его изменений.
Сегодня многие утверждают, что происходит глобальное потепление, но эта ситуация далеко не однозначна. Если посмотреть на климатические кривые, можно увидеть, что в определенный период может происходить оледенение. В данный момент мы наблюдаем определенные тенденции, но для таких долгих временных отрезков, как 100 или 200 лет, точность прогнозов оставляет желать лучшего. Мы находимся лишь в начале понимания процессов, происходящих с ледниками.
Что касается ледника Колка, то возникает вопрос: кто сказал, что его площадь должна увеличиться на 400 тысяч квадратных метров, чтобы он сошел? Нет однозначных данных. Есть информация о том, что такие события происходят примерно раз в 67,5 лет. Ожидалось, что следующий сход будет в 2030-х годах, но из-за снежной зимы расчеты изменились. И тут всплывает интересный факт – один из сходов ледника Колка был зафиксирован еще в 1752 году (Р. Тавасиев, М. Бергер).
Конечно, повторяемость этих событий условна. Тем не менее, я хочу еще раз подчеркнуть, что оборудование поможет уточнить и предоставить более точные данные. У нас есть две станции: одна находится в 300 метрах от ледника на высоте 2970 метров, вторая – в Кармадоне на высоте 1920 метров. Мы сопоставляем эти данные, но нужно установить целый набор станций.
Я обратился в наш парламент, там отреагировали положительно. Однако вскоре мне сообщили, что нужно ждать поддержки федерального уровня. Да, поддержка необходима, но не мы должны просить об этом — общество должно проявлять инициативу. Я живу здесь, во Владикавказе, у меня четверо внуков и двое детей, и я хочу, чтобы они росли в безопасной среде, впрочем, как и дети всего населения. Природа бывает сурова к тем, кто ее игнорирует.
Мы не требуем огромных сумм. Нам нужен тот минимум, который позволит нам работать. Помощи сейчас действительно очень мало, но мы надеемся, что это изменится.
– Хотелось бы узнать, как изменения в движении ледника могут повлиять на окружающую экосистему и местное население? Как изменения климата влияют конкретно на интересующие нас объекты и общую динамику?
– Изменения климата влияют на динамику ледников и на климат в целом. Например, землетрясения могут быть связаны с изменениями в ледниковом движении. В 1902 году произошло мощное землетрясение в Северном Азербайджане (Шемаха), и многие связывали сход Колки именно с ним. Однако анализ показал, что это влияние было не столь однозначным.
Сейчас мы наблюдаем, как Камчатское землетрясение стало триггером для активности нескольких вулканов. Некоторые вулканы не были полностью спящими, но их активность возросла после мощного землетрясения магнитудой 8.8.
Климат, безусловно, оказывает влияние на ледники, хотя, возможно, в меньшей степени, чем мы думаем. Важно помнить, что ледники состоят из льда, который может таять, и они формируются благодаря снегу, который тает сверху. Когда снег тает, вода капает, как сосулька, и накапливается, создавая тело ледника. Если одновременно падает несколько мощных ледников, это может привести к опасным последствиям. Поэтому нам необходимо фиксировать эти падения. Для этого требуется телеметрия и оборудование, которое должно быть связано со станцией.
Однако установка таких приборов на высоте 3000 метров требует специальной аппаратуры. Спутниковые технологии, которые могли бы помочь в этом, слишком дороги для нас.
Изменения климата ведут к таянию ледников и образованию висячих ледников. Если ночью температура опускается ниже нуля, лед может замерзать и снова двигаться. В это время могут происходить землетрясения, которые не всегда связаны с ледниками, но могут провоцировать падение больших массивов горных пород.
Если проанализировать состав этих массивов, то можно увидеть, что около 30% занимают горные породы, а 70% — лед. Все это взаимосвязано и влияет друг на друга. Поэтому крайне важно отслеживать температурный режим. Необходимо учитывать целый набор оборудования для мониторинга изменений с учетом климата.
Изменения климата влияют на все: на население, живущее рядом с ледниками, и на сам ледник. Например, если вулкан Казбек начнет активизироваться, это также повлияет на климат и окружающую среду.
Некоторые люди предлагают радикальные решения, такие как уничтожение ледника, чтобы избежать проблем с их колкой. Но это не учитывает главного: ледники — это источник бесценной воды. Благодаря им питаются Терек и Геналдон, другие реки. Ледники обеспечивают чистейшую питьевую воду, которой гордится Северная Осетия. Вода в будущем может стать дефицитом, даже более ценным ресурсом, чем золото. А отсутствие ледников может спровоцировать, в том числе, ее нехватку.
– Владислав Борисович, сотрудничаете ли вы с другими исследователями или учреждениями для изучения ледника? Если да, то как выглядит это сотрудничество?
– Правильный вопрос, потому что я считаю, что один в поле не воин. Мы долгое время работали с Институтом геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ) и с Институтом физики Земли РАН.
Мы вместе проводили исследования, включая изучение вулкана Казбека, ледника Колка, привлекая ученых со всей страны.
Несмотря на то что наше взаимодействие нередко происходит заочно, оно имеет большое значение для понимания происходящих процессов. Мы обсуждаем вопросы увеличения площади ледника Колка. К сожалению, конкретных грантов для исследований по леднику Колка пока нет, но я считаю, что этот вопрос следует поднять снова.
И все-таки, современное оборудование и технологии играют ключевую роль в нашем исследовании. На сегодняшний день аппаратура позволяет фиксировать изменения в реальном времени, а не только через годовые наблюдения. Это дает возможность более точно изучать процессы деформации и напряженного состояния ледников. Одним словом, взаимодействие между учеными и исследователями очень важно. И это надо развивать!