Прорыв ледникового озера ( GLOF ) — это тип прорыва ледникового озера , вызванного прорывом плотины, содержащей ледниковое озеро . Событие, похожее на GLOF, когда водоем, содержащийся в леднике, тает или переполняет ледник, называется jökulhlaup . Плотина может состоять из ледникового льда или конечной морены . Прорыв может произойти из-за эрозии , нарастания давления воды , лавины камней или сильного снегопада, землетрясения или криосейсма , извержений вулканов подо льдом или массивного смещения воды в ледниковом озере, когда большая часть соседнего ледника обрушивается в него.
Увеличение таяния ледников из-за изменения климата, наряду с другими экологическими последствиями изменения климата (например, таянием вечной мерзлоты ), означает, что регионы с ледниками, вероятно, столкнутся с повышенным риском наводнений из-за GLOF. [1] [2] [3] Это особенно актуально для Гималаев, где геологические процессы более активны. [1] [2]
Исследование, проведенное в 2023 году, показало, что 15 миллионов человек подвергаются риску этой опасности, в основном в Китае, Индии, Пакистане и Перу. [4]
Прорыв ледникового озера — это тип прорыва, происходящего при выбросе воды, перекрытой ледником или мореной . Водоем, перекрытый фронтом ледника, называется маргинальным озером, а водоем, перекрытый ледником, называется подледниковым озером . Когда прорывается маргинальное озеро, его также можно назвать стоком маргинального озера. Когда прорывается подледниковое озеро, его можно назвать jökulhlaup .
Таким образом, jökulhlaup — это подледниковый прорывной паводок. Jökulhlaup — исландский термин, который был принят в английский язык, изначально относящийся только к ледниковым прорывным паводкам из Ватнайёкюдля , которые вызваны извержениями вулканов, но теперь он принят для описания любого резкого и большого выброса подледниковой воды.
Объемы ледниковых озер различаются, но могут содержать от миллионов до сотен миллионов кубических метров воды. Катастрофическое разрушение содержащего льда или ледниковых отложений может высвободить эту воду в течение периодов от нескольких минут до нескольких дней. В таких случаях были зарегистрированы пиковые потоки до 15 000 кубических метров в секунду, что говорит о том, что V-образный каньон обычно небольшого горного ручья может внезапно развить чрезвычайно бурный и быстрый поток глубиной около 50 метров (160 футов). Наводнения из-за прорыва ледниковых озер часто усугубляются массивной эрозией русла реки в крутых моренных долинах [5], в результате чего пики наводнений увеличиваются по мере того, как они текут вниз по течению, пока река не достигает, где откладываются отложения. В пойме ниже по течению это предполагает несколько более медленное наводнение, распространяющееся на ширину до 10 километров (6,2 мили). Оба сценария представляют собой значительную угрозу для жизни, имущества и инфраструктуры.
Организация Объединенных Наций проводит ряд мероприятий по мониторингу, чтобы помочь предотвратить смерть и разрушения в регионах, которые, вероятно, испытают эти события. Важность этой ситуации возросла за последнее столетие из-за роста населения и увеличения числа ледниковых озер, образовавшихся из-за отступления ледников . Хотя все страны с ледниками подвержены этой проблеме, Центральная Азия, регионы Анд в Южной Америке и те страны Европы, которые имеют ледники в Альпах , были определены как регионы с наибольшим риском. [6]
Существует ряд неизбежных смертельных ситуаций GLOF, которые были выявлены во всем мире. Ледниковое озеро Тшо Ролпа расположено в долине Ролвалинг, примерно в 110 километрах (68 миль) к северо-востоку от Катманду, Непал , на высоте 4580 метров (15 030 футов). Озеро перекрыто плотиной из неконсолидированной конечной морены высотой 150 метров (490 футов). Озеро становится больше с каждым годом из-за таяния и отступления ледника Тракардинг и стало самым большим и опасным ледниковым озером в Непале , с приблизительно 90–100 миллионами м 3 (120–130 миллионов кубических ярдов) хранимой воды. [7]
В июне 2013 года в Кедарнатхе, штат Уттаракханд, произошли внезапные наводнения и прорыв ледникового покрова, вызванный Чорабари Тал, в результате чего погибли тысячи паломников, туристов и местных жителей, приехавших посетить это место.
В Пакистане насчитывается более 7000 ледников, что больше, чем где-либо еще в мире, за исключением полярных регионов. По состоянию на 2018 год в Гилгит-Балтистане образовалось более 3000 ледниковых озер , из которых 30 были определены ПРООН как представляющие непосредственную угрозу прорыва ледниковых озер. В 2017 году была продолжена реализация проекта «Масштабирование снижения риска прорыва ледниковых озер в Северном Пакистане». [8] В 1929 году прорыв ледника Чонг-Кхумдан в Каракоруме вызвал наводнение на реке Инд в 1200 км ниже по течению (максимальный подъем уровня воды в 8,1 м в Аттоке ). [9]
GLOF регулярно происходят в долинах и низинных речных равнинах Бутана . [10] В недавнем прошлом внезапные наводнения происходили в долинах Тхимпху, Паро и Пунанка-Вангду. Из 2674 ледниковых озер в Бутане 24 были идентифицированы недавним исследованием как кандидаты на GLOF в ближайшем будущем. [11] В октябре 1994 года GLOF в 90 километрах (56 миль) вверх по течению от Пунакха-дзонга вызвал сильное наводнение на реке Пхо-Чу , повредив дзонг и приведя к жертвам. [11]
В 2001 году ученые определили озеро Торторми как озеро, которому грозит неминуемый и катастрофический коллапс. Ситуацию в конечном итоге удалось исправить, прорезав водный канал от края озера, чтобы снизить давление воды. [12]
Несмотря на то, что события GLOF происходили в Непале в течение многих десятилетий, прорыв ледникового озера Диг Чо в 1985 году послужил причиной детального изучения этого явления. В 1996 году Секретариат Комиссии по водным ресурсам и энергетике (WECS) Непала сообщил, что пять озер являются потенциально опасными, а именно Диг Тшо, Имджа , Нижний Барун, Тшо Ролпа и Тулаги, все из которых находятся выше 4100 м. Исследование 2001 года, проведенное ICIMOD и ЮНЕП, сообщило о 20 потенциально опасных озерах в Непале. В десяти из них события GLOF произошли в последние несколько лет, и некоторые из них восстанавливаются после события. Дополнительные опасные ледниковые озера могут существовать в частях Тибета, которые истощаются ручьями, пересекающими Непал, что повышает вероятность инцидентов прорыва в Тибете, вызывающих ущерб ниже по течению в Непале. Сообщается, что бассейн реки Гандаки содержит 1025 ледников и 338 озер. [ необходима цитата ]
Ледник Тулаги, расположенный в бассейне реки Верхний Марсьянгди, является одним из двух озер с моренными плотинами (надледниковые озера), определенных как потенциально опасные озера. Kreditanstalt für Wiederaufbau , Франкфурт-на-Майне , BGR (Федеральный институт геологических наук и природных ресурсов, Германия) в сотрудничестве с Департаментом гидрологии и метеорологии в Катманду провели исследования ледника Тулаги и в 2011 году пришли к выводу, что даже при наихудшем сценарии катастрофический прорыв озера можно исключить в ближайшем будущем. [13]
Озера Лонгбасаба и Пида — два озера с моренными плотинами на высоте около 5700 м в Восточных Гималаях. Из-за повышения температуры площади ледников Лонгбасаба и Каер сократились на 8,7% и 16,6% с 1978 по 2005 год. Вода из ледников напрямую стекала в озера Лонгбасаба и Пида, и площадь двух озер увеличилась на 140% и 194%. Согласно отчету Гидрологического департамента Тибета за 2006 год, если бы GLOF произошел на двух озерах, 23 города и деревни, в которых проживает более 12 500 человек, оказались бы под угрозой. [14]
В Тибете, один из основных районов производства ячменя на Тибетском плато был уничтожен GLOF в августе 2000 года. Было разрушено более 10 000 домов, 98 мостов и дамб, а предполагаемая стоимость составила около 75 миллионов долларов. В том году фермерские общины столкнулись с нехваткой продовольствия, потеряв зерно и скот. [15]
Крупный GLOF был зарегистрирован в 1978 году в долине реки Шаксгам в Каракоруме, части исторического Кашмира, переданной Пакистаном Китаю. [9]
Самыми известными являются огромные йокульхлёйпы, вырвавшиеся из ледника Ватнайёкюдль в Исландии. Неслучайно термин йокульхлёйп ( jökull = ледник, hlaup = бежать ( сущ. )/бежать [16] ) происходит из исландского языка , так как юг Исландии очень часто становился жертвой таких катастроф. Так было в 1996 году, когда вулкан к северу от озера Гримсвотн, принадлежащего леднику Ватнайёкюдль , извергся, заполнив Гримсвотн, а затем река Скейдарау затопила земли перед Скафтафетлем , теперь являющимся частью национального парка Ватнайёкюдль . Йокульхлёйп достиг скорости потока 50 000 кубических метров в секунду и разрушил части Хрингвегура (кольцевой дороги или исландской дороги № 1). Наводнение несло льдины весом до 5000 тонн, а айсберги весом от 100 до 200 тонн ударяли по мосту Гигьюквисль кольцевой дороги (сегодня руины хорошо обозначены пояснительными знаками как популярная туристическая остановка). Вызванное цунами достигало 4 метров (13 футов) в высоту и 600 метров (660 ярдов) в ширину. Наводнение несло с собой 185 миллионов тонн ила. [17] Поток Йёкюльхлёйп сделал его на несколько дней второй по величине рекой (по расходу воды) после Амазонки .
После наводнения на берегах реки, где ледник оставил их позади, можно было увидеть несколько айсбергов высотой 10 метров (33 фута) (см. также Мирдальсйёкюдль ). Пиковый сброс воды из озера, которое образуется вокруг вулканического кратера Гримсвотн в центре ледяной шапки Ватнайёкюдль, генерирует потоки, превышающие объем реки Миссисипи . Извержения происходили в 1954, 1960, 1965, 1972, 1976, 1982, 1983, 1986, 1991 и 1996 годах. В 1996 году извержение растопило 3 кубических километра (0,72 кубических миль) льда и вызвало выброс 6000 кубических метров (7800 кубических ярдов) в секунду при пиковом расходе.
Считается, что пролив Дувр был создан около 200 000 лет назад в результате катастрофического прорыва в антиклинали Уилд-Артуа , которая действовала как естественная плотина, сдерживающая большое озеро в регионе Доггерленд , ныне затопленное Северным морем . Наводнение длилось бы несколько месяцев, высвобождая до миллиона кубических метров воды в секунду. Причина прорыва неизвестна, но, возможно, она была вызвана землетрясением или просто повышением давления воды в озере. Помимо разрушения перешейка, соединявшего Британию с континентальной Европой, наводнение прорезало большую долину с каменистым дном по всей длине Ла-Манша, оставив после себя обтекаемые острова и продольные эрозионные канавки, характерные для катастрофических меганаводнений . [18]
Катастрофа ледника Жьетро 1818 года , в результате которой погибло 44 человека, произошла в долине длиной 4 км, расположенной на юго-западе Швейцарии. Смертельное наводнение было известно в исторические времена [19], когда в 1595 году впервые было зафиксировано 140 смертей. После увеличения ледника во время « Года без лета » начал формироваться ледяной конус [19] из-за накопления падающих сераков . В 1816 году долина заполнилась озером, которое опустело весной 1817 года. Весной 1818 года длина озера составляла около 2 км. Чтобы остановить быстрый подъем воды, инженер кантона Игнац Венец решил пробурить шлюзовое отверстие во льду, проложив туннель как с верхней, так и с нижней стороны ледяной плотины на высоте около 20 метров над поверхностью озера. Работы были прерваны лавиной, поэтому в целях безопасности был пробурен вторичный туннель, поскольку уровень воды поднялся до 10 метров ниже. [19] Опасное таяние льда задержало работу, пока, наконец, 198-метровая скважина не была завершена 4 июня, [19] за несколько дней до того, как озеро начало вытекать через искусственный водопад 13 июня. Венец предупредил жителей долины об опасности, поскольку вода также вытекала из основания конуса. [19] Однако утром 16 июня конус начал трескаться, и в 16:30 ледяная плотина прорвалась, отправив 18 миллионов м3 паводковых вод в долину ниже. [19]
В конце четвертичного периода древнее озеро Атна в бассейне реки Коппер могло стать причиной ряда ледниковых прорывов. [20]
Некоторые йокульхлаупы высвобождаются ежегодно. В озере Джордж около реки Кник с 1918 по 1966 год наблюдались крупные ежегодные прорывы. С 1966 года ледник Кник отступил, и ледяная плотина больше не образуется. Озеро Джордж может возобновить ежегодные наводнения, если ледник снова утолщится и заблокирует долину (Post and Mayo, 1971).
Почти каждый год GLOF происходят в двух местах на юго-востоке Аляски, одним из которых является озеро Абисс . Выбросы, связанные с ледником Тулсеква около Джуно, часто затапливают близлежащую взлетно-посадочную полосу. Около 40 домиков потенциально могут быть затронуты, а несколько уже повреждены более крупными наводнениями. События, вызванные ледником Салмон около Хайдера, повредили дороги около реки Салмон. [21]
Огромные доисторические GLOF, известные как наводнения Миссулы или наводнения Спокана , произошли в водоразделе реки Колумбия в Северной Америке к концу последнего ледникового периода. Они были результатом периодических прорывов ледяных плотин в современной Монтане , что привело к осушению водоема, теперь известного как ледниковое озеро Миссула . Огромные наводнения размыли плато Колумбия , когда вода устремилась к океану, в результате чего образовался рельеф Канализированной Скаблендс , который существует сегодня в Центральном и Восточном Вашингтоне .
Ледниковая река Уоррен истощила ледниковое озеро Агассис во время висконсинского оледенения ; сейчас по ее руслу протекает спокойная река Миннесота . Эта река сезонно сбрасывала талую ледниковую воду в то, что сейчас является Верхней рекой Миссисипи . Регион, который теперь называется Бессточной зоной Северной Америки, в то же время также подвергался прорывным ледниковым наводнениям из ледникового озера Грантсбург и ледникового озера Дулут во время всех трех фаз последнего ледникового периода .
Между 6 и 10 сентября 2003 года произошло прорывное падение уровня воды (GLOF) на леднике Грассхоппер в горах Винд-Ривер , штат Вайоминг . Прогляциальное озеро в верхней части ледника прорвало ледниковую плотину, и вода из озера прорезала траншею по центру ледника более чем на 0,8 километра (0,5 мили). По оценкам, за четыре дня было выпущено 2 460 000 кубических метров (650 000 000 галлонов США) воды, подняв уровень потока ручья Динвуди с 5,66 кубических метров (200 кубических футов) в секунду до 25,4 кубических метров (900 кубических футов) в секунду, как было зафиксировано на гидропосте в 27 километрах (17 миль) ниже по течению. Обломки от наводнения были отложены более чем на 32 километра (20 миль) вдоль ручья. GLOF был приписан быстрому отступлению ледника, которое продолжалось с тех пор, как ледник был впервые точно измерен в 1960-х годах. [22] [23]
Наводнение, вызванное прорывом ледникового озера 13 декабря 1941 года, унесло жизни около 1800 человек на своем пути в Перу, в том числе многих в городе Уарас . Причиной стал кусок льда, упавший с ледника в горах Кордильера-Бланка в озеро Палькакоча . Это событие было описано как историческое вдохновение для исследования прорывов ледниковых озер. Многочисленные перуанские геологи и инженеры создали методы предотвращения таких наводнений и экспортировали их по всему миру. [24]
В 1978 году селевые потоки, вызванные йёкюльхлёйпом с ледника Кафедральный собор, разрушили часть канадской тихоокеанской железной дороги, свели с рельсов грузовой поезд и засыпали части Трансканадского шоссе . [25]
В 1994 году в Фарроу-Крик, Британская Колумбия, произошел йёкюльхлауп. [26]
В 2003 году йёкюльхлёйп впал в озеро Туборг на острове Элсмир, и события и их последствия были отслежены. Ледяное озеро катастрофически осушилось, поплавав на ледяной плотине. Это чрезвычайно редкое явление в канадской Высокой Арктике, где большинство ледников имеют холодное основание, а ледяные озера обычно медленно осушаются, переливая свои плотины. [27]
Было высказано предположение, что события Хайнриха во время последнего оледенения могли быть вызваны гигантскими йёкюльхлаупами из озера Гудзонова залива, перекрытого льдом в устье Гудзонова пролива . [28]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на март 2024 г. ( ссылка )