Гляциология

Ледники на подлёте к Белухе

Гляциоло́гия (от лат. glacies — лёд, греч. λόγος — слово, учение) — наука о природных льдах во всех их разновидностях на поверхности Земли, в атмосфере, гидросфере и литосфере, о режиме и динамике их развития, взаимодействии с окружающей средой. Единым природным объектом изучения гляциологии являются гляциосфера и составляющие её нивально-гляциальные системы.

Отрасли и направления

По основному объекту исследований гляциология делится на несколько отраслей:

• ледниковедение
• снеговедение
• лавиноведение
• ледоведение водоёмов и водотоков
• палеогляциология.

По взаимосвязям со смежными науками и специфическим методам в гляциологии выделяется ряд направлений:

• гляциоклиматология
• гляциогидрология
• структурная гляциология
• динамическая гляциология
• изотопная и геохимическая гляциология
• четвертичная гляциогидрология

История

Ранние исследования ледников восходят к XVI веку. В 1546 году Себастьян Мюнстер впервые описал ледник в Альпах. Как самостоятельная область знания гляциология начала формироваться к концу XVIII — началу XIX века на базе геологии и гидрологии. Первоначально понятие «гляциология» связывалось только с изучением горных ледников и ледниковых покровов Арктики и Антарктиды.

XIX век

Основоположником науки считается швейцарский геолог Орас Бенедикт Соссюр, который в конце XVIII века опубликовал три тома книги «Путешествия в Альпах», где впервые была приведена классификация разновидности морен. До начала XX века гляциологические исследования носили описательный характер.

Боль­шое зна­че­ние для ста­нов­ле­ния гляциологии име­ли тру­ды Луи Агас­си­са, од­но­го из соз­да­те­лей лед­ни­ко­вой тео­рии; Дж. Тин­да­ля, ис­сле­до­вав­ше­го строе­ние, свой­ст­ва и дви­же­ние льда; швейцарского гля­цио­ло­га Ф. А. Фо­ре­ля, изу­чав­ше­го ко­ле­ба­ния лед­ни­ков Альп; немецкого гля­цио­ло­га С. Фин­стер­валь­де­ра, вы­пол­нив­ше­го фо­то­грам­мет­рическую съём­ку ря­да лед­ни­ков; А. Гей­ма, за­ни­мав­ше­го­ся оле­де­не­ни­ем Альп. С середины XIX века па­рал­лель­но с за­ру­беж­ны­ми ис­сле­до­ва­ния­ми Альп в Рос­сии ве­лись на­блю­де­ния за сле­да­ми гео­ло­гической дея­тель­но­сти про­шлых лед­ни­ков (П. А. Кро­пот­кин, И. В. Муш­ке­тов, А. П. Пав­лов, В. А. Об­ру­чев и др.). Ос­но­вы нау­ки о снеж­ном по­кро­ве бы­ли за­ло­же­ны в 1880-х годах А. И. Во­ей­ко­вым, то­гда же на­ча­ла раз­ра­ба­ты­вать­ся про­бле­ма снеж­ных за­но­сов, соз­да­на тео­рия ме­те­лей (Н. Е. Жу­ков­ский), сис­те­ма­ти­зи­ро­ва­ны све­де­ния о за­мер­за­нии и вскры­тии рек (К. С. Ве­се­лов­ский, М. А. Ры­ка­чёв). В 1880—1890-х годах по ини­циа­ти­ве Рус­ско­го гео­гра­фи­че­ско­го об­ще­ст­ва в Рос­сии соз­да­на лед­ни­ко­вая ко­мис­сия под руководством И. В. Муш­ке­то­ва, воз­гла­вив­шая ис­сле­до­ва­ния лед­ни­ков на Кав­ка­зе, Ал­тае, в го­рах Средней Азии. В 1894 году ор­га­ни­зо­ва­на Ме­ж­ду­народная лед­ни­ко­вая ко­мис­сия (ны­не Ко­мис­сия крио­сфер­ных на­ук Ас­со­циа­ции гид­ро­ло­гических на­ук Ме­ж­ду­народного сою­за гео­де­зии и гео­фи­зи­ки.

XX век

Ледник на Аляске, США

В XX веке ведутся обширные исследования полярного оледенения, стационарные работы на ледниках, применяются ряд новых точных методов (фотограмметрия, аэрофотосъёмка, геофизическое зондирование, пыльцевой анализ, термическое бурение и др.). Серьёзными достижениями этого периода является также постановка работ по определению реологических характеристик льда (Д. Глен, К. Ф. Войтковский и др.) и петрографических особенностей различных видов льда, отождествляемых с горными породами (П. А. Шумский). Разработаны генетическая классификация льдов и теории пластического и вязко-пластического движения ледников (Д. Най, Л. Либутри, В. Н. Богословский, С. С. Вялов, П. А. Шумский и др.), заменившие гипотезы скольжения, объёмных изменений, режеляции, скалывания и др. Расширены представления о зависимости ледников от колебаний климата (Д. Най), о бюджете вещества и энергии в ледниках (П. А. Шумский), о температурном режиме ледников (М. Лагалли, Г. А. Авсюк и др.), о циклах оледенения (У. Хобс, М. В. Тронов, К. К. Марков, С. В. Калесник и др.).

Детально разрабатывается проблема хионосферы и снеговой границы (Х. Альман, М. В. Тронов, С. В. Калесник). Собран и проанализирован обширный материал о колебаниях ледников и их географическом распространении. Были открыты новые ледники и даже районы современного оледенения, в том числе на Урале, Восточном Саяне, в бассейне р. Индигирка, на полуострове Таймыр, в Корякском и Становом нагорьях. Составлены монографии по современному оледенению: для Северного полушария (под редакцией В. Филда), Высокой Азии (Г. Висман) и др. районов Земли. В СССР опубликованы описания и каталоги ледников Кавказа (К. И. Подозерский, П. А. Иваньков), Алтая (М. В. Тронов), Средней Азии (Н. Л. Корженевский, Н. Н. Пальгов, Р. Д. Забиров), Камчатки (П. А. Иваньков), Советской Арктики (П. А. Шумский), Антарктиды (П. А. Шумский и др.), дана общая картина оледенения горных районов СССР (С. В. Калесник).

Развитию гляциологии способствовала координация гляциологических исследований в периоды Первого (1882—1883) и Второго (1932—1933) Международного полярного года и особенно во время Международного геофизического года (МГГ, 1957—1958, дополнительно в 1959 году). Важное место занимает изучение льда и ледников в комплексе исследований, проводящихся по программе Международного гидрологического десятилетия (1965—1975). На основе новых данных, полученных в результате проведения МГГ, ведётся составление сводного каталога ледников СССР.

Изу­че­ние мор­ских льдов в Рос­сии свя­за­но с име­на­ми Степана Осиповича Ма­ка­ро­ва, Алексея Николаевича Кры­ло­ва, Николая Николаевича Зу­бо­ва.

Об­шир­ные гля­цио­ло­гические ис­сле­до­ва­ния бы­ли про­ве­де­ны во вре­мя 2-го Ме­ж­ду­народного по­ляр­но­го го­да (1932—1933). В СССР экс­пе­ди­ции ра­бо­та­ли на лед­ни­ках Кав­ка­за, Ал­тая, Тянь-Ша­ня, Па­ми­ра, на По­ляр­ном Ура­ле. На ос­но­ве ана­ли­за по­лу­чен­ных ма­те­риа­лов Станислав Викентьевич Ка­лес­ник сфор­му­ли­ро­вал пред­став­ле­ние о хио­но­сфе­ре, раз­ви­тое в ра­бо­тах Михаила Владимировича Тро­но­ва, Георгия Казимировича Ту­шин­ско­го, Петра Александровича Шум­ско­го. Михаил Тро­нов ввёл по­ня­тие орок­ли­ма­тической ба­зы оле­де­не­ния и пред­ло­жил прин­цип со­от­вет­ст­вия форм рель­е­фа, вме­щаю­щих лед­ни­ки, тем воз­мож­но­стям оле­де­не­ния, ко­то­рые да­ёт кли­мат. В кни­ге Шум­ско­го «Ос­но­вы струк­тур­но­го ле­до­ве­де­ния» (1955) бы­ло за­ло­же­но уче­ние о ти­пах и зо­нах льдо­об­ра­зо­ва­ния, их свя­зях с кли­ма­том. Григорий Александрович Ав­сюк усо­вер­шен­ст­во­вал гео­фи­зическую клас­си­фи­ка­цию лед­ни­ков Х. Аль­ма­на и вы­де­лил осо­бый, кон­ти­нен­таль­ный, тип лед­ни­ков.

В середине XX века раз­ра­бо­та­ны ге­не­тические клас­си­фи­ка­ции льдов и тео­рии пла­стического и вяз­копла­стического дви­же­ния лед­ни­ков (англ. учёный Д. Най, франц. ис­сле­до­ва­тель Л. Ли­бут­ри, П. А. Шум­ский и др.), сме­нив­шие ги­по­те­зы сколь­же­ния, ре­же­ля­ции, ска­лы­ва­ния и др. Рас­ши­ре­ны пред­став­ле­ния о за­ви­си­мо­сти лед­ни­ков от ко­ле­ба­ний кли­ма­та (Д. Най), о ба­лан­се ве­ще­ст­ва и энер­гии в лед­ни­ках, тем­пе­ра­тур­ном ре­жи­ме лед­ни­ков (М. Ла­гал­ли, Г. А. Ав­сюк и др.), о цик­лах оле­де­не­ния (У. Хобс, К. К. Мар­ков, С. В. Ка­лес­ник). Со­б­ран и про­ана­ли­зи­ро­ван об­шир­ный ма­те­ри­ал о рас­про­стра­не­нии лед­ни­ков на Зем­ле и их ко­ле­ба­ни­ях. От­кры­ты но­вые рай­оны современного оле­де­не­ния в Си­би­ри, со­став­ле­ны свод­ки современного оле­де­не­ния Северного по­лу­ша­рия (под ред. американского ис­сле­до­ва­те­ля В. Фил­да) и Вы­со­кой Азии (немецкий учё­ный Г. Вис­ман).

В СССР опуб­ли­ко­ва­ны свод­ки о лед­ни­ках Кав­ка­за (К. И. По­до­зер­ский, П. А. Ивань­ков), Ал­тая (М. В. Тро­нов), Сред­ней Азии (Н. Л. Кор­же­нев­ский, Н. Н. Паль­гов, Р. Д. За­би­ров), Кам­чат­ки (П. А. Ивань­ков), Рос. Арк­ти­ки (П. А. Шум­ский и др.), Ан­тарк­ти­ды (П. А. Шум­ский, В. М. Кот­ля­ков и др.). В 1970-х годах сфор­му­ли­ро­ва­но по­ня­тие о лед­ни­ко­вых сис­те­мах и по­лях их ха­рак­те­ри­стик, вы­ра­жен­ных чис­ла­ми, век­то­ра­ми или тен­зо­ра­ми. Рас­кры­ты при­чи­ны и ме­ха­низм кли­ма­ти­че­ски обу­слов­лен­ных ко­ле­ба­ний лед­ни­ков, вве­дён ряд но­вых по­ня­тий — изо­хрон­ные по­верх­но­сти, ки­не­ма­тической гра­ни­цы. От­крыт и изу­чен но­вый класс лед­ни­ков — пуль­си­рую­щие при вне­зап­ной под­виж­ке лед­ни­ка Мед­ве­жий на Па­ми­ре. Соз­да­на ки­не­ма­тическая мо­дель по­ве­де­ния пуль­си­рую­ще­го лед­ни­ка и раз­ра­бо­та­ны прин­ци­пы про­гно­зи­ро­ва­ния его под­ви­жек по ско­ро­сти дос­ти­же­ния лед­ни­ком кри­тической мас­сы в ста­дию вос­ста­нов­ле­ния (Л. Д. Дол­гу­шин). В 1980-х годах за­вер­ше­но со­став­ле­ние «Ка­та­ло­га лед­ни­ков СССР». Ны­не ка­та­ло­ги лед­ни­ков со­став­ля­ют­ся в ря­де стран.

Началось мас­со­вы­е из­ме­ре­ния­ ни­валь­но-гля­ци­аль­ных яв­ле­ний и про­цес­сов в пе­ри­од Ме­ж­ду­народного гео­фи­зического го­да (1957—1958) и Ме­ж­ду­народного гид­ро­ло­гического де­ся­ти­ле­тия (1965—1974). За­вер­шаю­щим эта­пом это­го пе­рио­да ста­ло соз­да­ние под руковдством Владимира Михайловича Кот­ля­ко­ва «Ат­ла­са снеж­но-ле­до­вых ре­сур­сов ми­ра» (1997), обоб­щив­ше­го современные зна­ния о сне­ге и льде.

Методы гляцилогических исследований

В современной гляциологии используются следующие методы исследования ледников:

• Спутниковый мониторинг, позволяющий определять изменение площади и поверхностные скорости течения ледников;
• Радиолокационная съемка, позволяющая определять толщину ледников с помощью моноимпульсного радиолокатора;
• Установка GPS буев, позволяющая с высокой точностью регистрировать поверхностное движение ледников;
• Бурение с целью получения керна, который позволяет получить данные о составе и физико-химических свойствах льда.

Научные организации

В Рос­сии функционирует Гля­цио­ло­гическая ас­со­циа­ция, ко­то­рая объ­е­ди­ня­ет так­же гля­цио­ло­гов всех бывших рес­пуб­лик СССР; гля­цио­ло­гические ис­сле­до­ва­ния про­во­дят­ся в сис­те­ме АН: в Гео­гра­фии ин­сти­ту­те (Мо­ск­ва), Мерз­ло­то­ве­де­ния ин­сти­ту­те (Якутск), Институте крио­сфе­ры Зем­ли (Тю­мень); в со­ста­ве Фе­де­раль­ной служ­бы Рос­сии по гид­ро­ме­тео­ро­ло­гии и мо­ни­то­рин­гу ок­ру­жаю­щей сре­ды (Рос­ги­дро­ме­та) — в Гид­ро­ме­тео­ро­ло­ги­че­ском цен­тре Рос­сий­ской Фе­де­ра­ции (Мо­ск­ва), Гид­ро­ло­ги­че­ском институте, в Арк­тическом и Ан­тарк­тическом НИИ (Санкт-Пе­тер­бург), Вы­со­ко­гор­ном гео­фи­зическом институте (Наль­чик); на ка­фед­рах в Московским, Санкт-Пе­тер­бург­ском, Ка­зан­ском, Том­ском, Ал­тай­ском университетах.

В за­ру­беж­ных го­су­дарствах гля­цио­ло­гические уч­ре­ж­де­ния имеются в Швей­ца­рии (Цю­ри­хе) — Все­мир­ная служ­ба мо­ни­то­рин­га лед­ни­ков, в Ар­ген­ти­не — Институт гля­цио­ло­гии и сне­го­ве­де­ния (Мен­до­са), в Ве­ли­ко­бри­та­нии — По­ляр­ный институт им. Р. Скот­та (Кем­бридж), в Ки­тае — Институт гля­цио­ло­гии, гео­крио­ло­гии и пус­ты­не­ве­де­ния (Лань­чжоу), во Фран­ции — Ла­бо­ра­то­рия гля­цио­ло­гии и гео­фи­зи­ки ок­ру­жаю­щей сре­ды (Гре­нобль), в Япо­нии — Институт низ­ких тем­пе­ра­тур (Сап­по­ро) и Национальный по­ляр­ный институт (То­кио); ра­бо­та­ют так­же Норвежский по­ляр­ный институт (Тром­сё), Швейцарский фе­де­раль­ный институт сне­га и снеж­ных ла­вин (Да­вос); в Ка­на­де гля­цио­ло­гические ис­сле­до­ва­ния ве­дут­ся в рам­ках Про­ек­та ис­сле­до­ва­ний кон­ти­нен­таль­но­го шель­фа (От­та­ва), в США — при Гео­ло­гической служ­бе, в Ла­бо­ра­то­рии по изу­че­нию и ос­вое­нию хо­лод­ных рай­онов при Кор­пу­се во­енных ин­же­не­ров (Ха­но­вер, штат Нью-Гэмп­шир). Ряд от­де­лов гля­цио­ло­гии су­ще­ст­ву­ет в университетах Ав­ст­рии, Ав­ст­ра­лии, Гер­ма­нии, Да­нии, Ин­дии, Ита­лии, Ис­па­нии, Ки­тая, Нор­ве­гии, Но­вой Зе­лан­дии, США, Шве­ции, Япо­нии и др.

Галерея

• Гляциологи, внесшие большой вклад в науку
• 

  Алексей Павлович Федченко, (1844—1873)

• 

  Борис Алексеевич Федченко (1872—1947)

• 

  Станислав Викентьевич Калесник (1901—1977)

• 

  Пётр Александрович Шумский (1915—1988)

• 

  Влади́мир Миха́йлович Котляко́в (род.1931)

Периодические издания

• Журнал «Известия Российской академии наук. Серия географическая», выходит с 1951 года
• Журнал «Известия Всесоюзного географического общества», старейший научный географический журнал в России и странах СНГ. Выходит с 1865 года
• Журнал «Метеорология и гидрология», издается с 1935 года.
• Журнал «География и природные ресурсы», издаётся с 1980 года
• Журнал «Водные ресурсы», Москва, издается с декабря 1972 года
• Журнал «Геоморфология», издаётся с 1970 года
• Журнал «Лёд и снег», издание выходит с 2010 года.
• Журнал «Journal of Glaciology» издается издательством Кембриджского университета от имени Международного гляциологического общества.
• Журнал «Zeitschrlft für Gletscherkunde und Glazialgeologie», Берлин, выходит с 1949 года
• Журнал «Annals of Glaciology», Объединенное Королевство, издаётся с 1980 года
• Журнал «Cold Regions Science and Technology», Нидерланды
• Журнал «Geografiska Annaler», Швеция
• Журнал «Polar Record», Англия
• Журнал «Meddelelser om Grønland», Дания, с 1979 года
• Журнал «SEPPYO», Япония

Литература

• Калесник С. В., Очерки гляциологии, М., 1963;
• Савельев Б. А., Гляциология. [Учеб. для геол. спец. ун-тов] — 1991
• Тронов М. В., Ледники и климат, Л., 1966;
• Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955;
• Котляков В. М. Снежный покров Земли и ледники. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — 480 с.
• Богородский В. В. Физические методы исследования ледников. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — 214, [4] с.
• Оледенение Урала, М., 1966;
• Оледенение Новой Земли, М., 1968;
• Оледенение Эльбруса, М., 1968;
• Оледенение Заилийского Алатау, М., 1969;
• Гляциологический словарь / Под ред. члена-корр. АН СССР В. М. Котлякова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — 528, [32] с. — 5600 экз.
• Лосев К. С. Гляциологические исследования в Китайской Народной Республике // Материалы гляциологических исследований Института географии АН СССР. — 1982. — Вып. 46. С. 9—13.
• Charlesworth J., The Quaternary era, v. 1—2, L., 1957;
• Klebelsberg R,, Handbuch der Gletscherkunde und Glazialgeologie, Bd 1—2, W., 1948—1949; Lliboutry L., Traité de glaciologie, v. 1—2, P., 1964—66.

Научно-популярная

• Котляков В. М. Горы, льды и гипотезы: Повесть о том, как среди «вечных» льдов Памира была найдена разгадка одного географического парадокса Средней Азии. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977. — 168, [16] с.
• Серебрянный Л. Р. Древнее оледенение и жизнь / АН СССР. — М.: Наука, 1980. — 128 с. — (Человек и окружающая среда). — 100 000 экз.
• Серебрянный Л. Р., Орлов А. В. Ледники в горах / АН СССР. — М.: Наука, 1985. — 160 с. — (Человек и окружающая среда). — 30 000 экз.
• Серебрянный Л. Р., Орлов А. В. Человек в мире льда. — М.: Знание, 1988. — 48 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Науки о Земле; 7/1988).

Ссылки

• Гляциология