Наводнение , вызванное прорывом ледникового озера ( GLOF ), представляет собой тип прорывного наводнения , вызванного разрушением плотины, на которой находится ледниковое озеро . Событие, подобное GLOF, когда масса воды, содержащаяся в леднике, тает или выходит из ледника, называется йёкульхлауп . Плотина может состоять из ледникового льда или конечной морены . Авария может произойти из-за эрозии , повышения давления воды , лавины камней или сильного снегопада, землетрясения или криосейсмических явлений , извержений вулканов подо льдом или массового смещения воды в ледниковом озере, когда большая часть прилегающего ледника обрушивается. внутрь.
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 ГЛОФ. [1] [2] [3] Это особенно актуально в Гималаях, где геология более активна. [1] [2]
Исследование 2023 года показало, что 15 миллионов человек подвержены риску этой опасности, в основном в Китае, Индии, Пакистане и Перу. [4]
Прорывное наводнение ледникового озера - это тип прорывного наводнения , происходящего при высвобождении воды, запруженной ледником или мореной . Водоем, перекрытый передней частью ледника, называется окраинным озером, а водоем, покрытый ледником, называется подледниковым озером . Когда окраинное озеро прорывается, его также можно назвать дренажом окраинного озера. Когда подледниковое озеро прорывается, его можно назвать йёкульхлауп .
Таким образом, йокульхлауп представляет собой подледниковый прорывной наводнение. Jökulhlaup — исландский термин, который был принят в английский язык и первоначально относился только к ледниковым наводнениям из Ватнайёкюдля , которые вызваны извержениями вулканов, но теперь 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 содержащегося льда или ледниковых отложений может привести к выбросу этой воды в течение периода от минут до дней. Во время таких явлений были зарегистрированы пиковые потоки со скоростью до 15 000 кубических метров в секунду, что позволяет предположить, что V-образный каньон обычно небольшого горного ручья может внезапно образовать чрезвычайно турбулентный и быстро движущийся поток глубиной около 50 метров (160 футов). Наводнения, вызванные прорывами ледниковых озер, часто усугубляются массивной эрозией русла реки в крутых моренных долинах, [5] в результате пики паводков увеличиваются по мере того, как они стекают вниз по течению, пока река не достигает места отложения отложений. В пойме ниже по течению это предполагает несколько более медленное наводнение, распространяющееся на ширину до 10 километров (6,2 мили). Оба сценария представляют собой серьезную угрозу жизни, имуществу и инфраструктуре.
Организация Объединенных Наций предпринимает ряд усилий по мониторингу, чтобы помочь предотвратить смерть и разрушения в регионах, которые могут столкнуться с этими событиями. Важность этой ситуации возросла за последнее столетие из-за увеличения населения и увеличения числа ледниковых озер, образовавшихся из-за отступления ледников . Хотя этой проблеме подвержены все страны, имеющие ледники, Центральная Азия, регионы Анд Южной Америки и те страны Европы, где есть ледники в Альпах , были определены как регионы, подвергающиеся наибольшему риску. [6]
Во всем мире выявлен ряд неизбежных смертельных ситуаций GLOF. 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 рыхлой конечной моренной плотиной высотой 150 метров (490 футов). Озеро с каждым годом увеличивается в размерах из-за таяния и отступления ледника Тракардинг и стало самым большим и опасным ледниковым озером в Непале , в котором хранится примерно 90–100 миллионов м 3 (120–130 миллионов кубических ярдов) воды. . [7]
В июне 2013 года Кедарнатх в Уттаракханде стал свидетелем внезапных наводнений и ГЛОФ, вызванных Чорабари Талом, в результате которых погибли тысячи паломников, туристов и местных жителей, приехавших посетить это место.
В Пакистане более 7000 ледников, это 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 затопления из-за прорыва ледниковых озер. В 2017 году был продолжен проект «Расширение масштабов проекта по снижению риска наводнений в результате прорыва ледникового озера в Северном Пакистане». [8] В 1929 году GLOF с ледника Чонг Кхумдан в Каракоруме вызвал наводнение на реке Инд в 1200 км ниже по течению (максимальный подъем паводка в Аттоке составил 8,1 м ). [9]
ГЛОФы регулярно встречаются в долинах и низменных речных равнинах Бутана . [10] В недавнем прошлом ливневые наводнения произошли в долинах Тхимпху, Паро и Пунанкха-Вангдуэ. Из 2674 ледниковых озер в Бутане 24 были определены недавним исследованием как кандидаты на создание ГЛОФ в ближайшем будущем. [11] В октябре 1994 года GLOF в 90 километрах (56 миль) вверх по течению от Пунакха Дзонг вызвал сильное наводнение на реке Пхо Чху , повредив дзонг и повлек за собой человеческие жертвы. [11]
В 2001 году ученые определили озеро Торторми как озеро, которому угрожает неминуемый катастрофический обвал. В конечном итоге ситуацию удалось облегчить, проделав водный канал от края озера для снижения давления воды. [12]
Несмотря на то, что события GLOF происходили в Непале на протяжении многих десятилетий, прорыв ледникового озера Диг Чо в 1985 году послужил толчком к детальному изучению этого явления. В 1996 году Секретариат Комиссии по водным ресурсам и энергетике (WECS) Непала сообщил, что пять озер потенциально опасны, а именно: Диг Тшо, Имджа , Нижний Барун, Тшо Ролпа и Тулаги, все они лежат на высоте более 4100 м. Исследование 2001 года, проведенное ICIMOD и ЮНЕП, выявило 20 потенциально опасных озер в Непале. В десяти из них события GLOF произошли в последние несколько лет, а некоторые возобновились после этого события. Дополнительные опасные ледниковые озера могут существовать в некоторых частях Тибета, которые осушаются ручьями, впадающими в Непал, что повышает вероятность прорывов в Тибете, вызывающих ущерб в нижнем течении Непала. Сообщается, что в бассейне реки Гандаки имеется 1025 ледников и 338 озер . [ нужна цитата ]
Ледник Тулаги, расположенный в бассейне реки Верхний Марсьянди, является одним из двух моренно-подпрудных озер (надледниковых озер), отнесенных к потенциально опасным озерам. Kreditanstalt für Wiederaufbau , Франкфурт-на-Майне , BGR (Федеральный институт геонаук 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 В худшем случае катастрофический прорыв озера можно исключить в ближайшее время. [13]
Озера Лонгбасаба и Пида — два моренных запрудных озера на высоте около 5700 м в Восточных Гималаях. Из-за повышения температуры площади ледников Лонгбасаба и Каэр сократились на 8,7% и 16,6% с 1978 по 2005 год. Вода из ледников напрямую поступала в озера Лонгбасаба и Пида, а площадь двух озер увеличилась на 140% и 194%. Согласно отчету Гидрологического департамента Тибета за 2006 год, если бы на двух озерах произошел ГЛОФ, под угрозой оказались бы 23 города и деревни, в которых проживает более 12 500 человек. [14]
В Тибете один из основных районов производства ячменя на Тибетском нагорье был разрушен ГЛОФами в августе 2000 года. Было разрушено более 10 000 домов, 98 мостов и дамб, а его оценочная стоимость составила около 75 миллионов долларов. В том году фермерские общины столкнулись с нехваткой продовольствия из-за потери зерна и скота. [15]
Крупный ГЛОФ был зарегистрирован в 1978 году в долине реки Шаксгам в Каракоруме, части исторического Кашмира, переданной Пакистаном Китаю. [9]
Самыми известными являются огромные йокульхлауп , выпущенные из ледниковой шапки Ватнайокудль в Исландии. Термин jökulhlaup ( jökull = ледник, hlaup = бег ( сущ. )/бег [16] ) происходит из исландского языка , поскольку юг Исландии очень часто становился жертвой подобных катастроф. Так было в 1996 году, когда вулкан к северу от озера Гримсвётн , принадлежащего леднику Ватнайёкюдль , извергся, заполнив Гримсвётн, а затем река Скейдара затопила земли перед Скафтафетлем , ныне являющимся частью национального парка Ватнайокудль . Йокулхлауп достиг скорости потока 50 000 кубических метров в секунду и разрушил части Хрингвегура (Кольцевая дорога или Исландская дорога № 1 ) . Наводнение принесло льдины весом до 5000 тонн, а айсберги весом от 100 до 200 тонн ударились о мост Гигьюквисль на кольцевой дороге (руины сегодня хорошо обозначены пояснительными знаками как популярная туристическая остановка). Выпущенное цунами имело высоту до 4 метров (13 футов) и ширину 600 метров (660 ярдов). Наводнение унесло с собой 185 миллионов тонн ила. [17] Поток йёкульхлауп сделал ее на несколько дней второй по величине рекой (по расходу воды) после Амазонки .
После наводнения на берегах реки, где их оставил ледник, можно было увидеть несколько айсбергов высотой 10 метров (33 фута) (см. Также Мюрдалсйёкюдль ). Пиковый сброс воды из озера, которое развивается вокруг вулканического кратера Гримсвётн в центре ледяной шапки Ватнайёкюдль, генерирует потоки, превышающие объём реки Миссисипи . Вспышки 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 привело к выбросу объемом 6000 кубических метров ( 7800 куб. ярдов) в секунду при пиковом расходе.
Считается, что Дуврский пролив образовался около 200 000 лет назад в результате катастрофического ГЛОФ, вызванного прорывом антиклинали Уилд-Артуа , которая действовала как естественная плотина, сдерживавшая большое озеро в регионе Доггерленд , ныне затопленное водой. Северное море . Наводнение длилось несколько месяцев, выбрасывая до одного миллиона кубических метров воды в секунду. Причина прорыва неизвестна, но, возможно, она была вызвана землетрясением или просто повышением давления воды в озере. Наводнение не только разрушило перешеек, соединявший Великобританию с континентальной Европой, но и образовало большую долину с коренным дном вдоль всего Ла-Манша, оставив после себя острова обтекаемой формы и продольные эрозионные бороздки, характерные для катастрофических меганаводнений . [18]
Катастрофа на леднике Джьетро 1818 года , унесшая жизни 44 человек, произошла в 4-километровой долине, расположенной на юго-западе Швейцарии. Смертельное наводнение было известно в исторические времена [19] : 140 смертей впервые были зарегистрированы в 1595 году. После увеличения ледника в течение « Года без лета » из скопления падающих сераков начал формироваться ледяной конус [19] . 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, кантонский инженер Игнац Венец решил пробурить во льду шлюзовую дыру, проложив туннели как с верхней, так и с нижней стороны ледяной плотины на высоте около 20 метров над поверхностью озера. Лавина прервала работу, поэтому из соображений безопасности был пробурен дополнительный туннель, поскольку вода поднялась до 10 метров ниже. [19] Опасное отторжение льда задержало работы, пока, наконец, 198-метровая яма не была завершена 4 июня, [19] дней до того, как озеро начало уходить через искусственный водопад 13 июня. Венец предупредил жителей долины об опасности, поскольку вода также вытекает из основания конуса. [19] Однако утром 16 июня конус начал трескаться, и в 16:30 ледяная плотина прорвалась, отправив 18 миллионов м 3 паводковых вод в долину внизу. [19]
В конце четвертичного периода древнее озеро Атна в бассейне реки Медь могло вызвать ряд наводнений, вызванных прорывами ледников. [20]
Некоторые jökulhlaups выпускаются ежегодно. На озере Джордж возле реки Кник с 1918 по 1966 год происходили крупные ежегодные вспышки. С 1966 года ледник Кник отступил, и ледяная плотина больше не образуется. Озеро Джордж может возобновить ежегодные паводки, если ледник снова утолщается и блокирует долину (Пост и Мэйо, 1971).
Почти каждый год GLOF происходят в двух местах на юго-востоке Аляски, одним из которых является озеро Абисс . Выбросы, связанные с ледником Талсеква возле Джуно, часто затопляют близлежащую взлетно-посадочную полосу. Потенциально могут быть затронуты около 40 хижин, а некоторые были повреждены в результате более крупных наводнений. События, произошедшие на леднике Салмон возле Хайдера , повредили дороги возле реки Салмон. [21]
Огромные доисторические ГЛОФы, известные как наводнения в Миссуле или Спокане , произошли в водоразделе реки Колумбия в Северной Америке ближе к концу последнего ледникового периода. Они были результатом периодических прорывов ледяных дамб в современной Монтане , что привело к осушению водоема, ныне известного как ледниковое озеро Миссула . Мощные наводнения опустошили плато Колумбия , когда вода устремилась к океану, что привело к образованию топографии Канал-Скаблендс , которая существует сегодня в Центральном и Восточном Вашингтоне .
Ледниковая река Уоррен истощила ледниковое озеро Агассис во время висконсинского оледенения ; через его русло протекает ныне мягкая река Миннесота . Эта река сезонно сливала талую ледниковую воду в то, что сейчас является Верхней рекой Миссисипи . Регион, который сейчас называется Бездрейной зоной Северной Америки, одновременно подвергался 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 произошел GLOF на леднике Кузнечик в горах Уинд-Ривер , штат Вайоминг . Прогляциальное озеро в вершине ледника прорвало ледниковую плотину, и вода из озера образовала траншею в центре ледника на протяжении более 0,8 км (0,5 мили). По оценкам, за четыре дня было выпущено 2 460 000 кубических метров (650 000 000 галлонов США) воды, в результате чего уровень потока в Динвуди-Крик поднялся с 5,66 кубических метров (200 куб футов) в секунду до 25,4 кубических метров (900 куб футов) в секунду, как зафиксировано. на гидрометрической станции в 27 км (17 миль) ниже по течению. Обломки наводнения были отложены на расстоянии более 32 километров (20 миль) вдоль ручья. GLOF связывают с быстрым отступлением ледника, которое продолжается 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 стала глыба льда, упавшая с ледника в горах Кордильера-Бланка в озеро Палкакоча . Это событие было описано как историческое вдохновение для исследования наводнений, вызванных прорывами 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 йокульхлаупом с ледника Кафедрального собора, разрушили часть Канадско- Тихоокеанской железной дороги, сошли с рельсов грузовой поезд и захоронили части Трансканадского шоссе . [25]
В 1994 году в Фэрроу-Крик, Британская Колумбия, произошел йокульхлауп. [26]
В 2003 году йёкульхлауп впал в озеро Туборг на острове Элсмир, и события и их последствия отслеживались. Закрытое льдом озеро катастрофически высыхало из-за плавучести ледяной плотины. Это чрезвычайно редкое явление в канадских высоких широтах Арктики, где большинство ледников имеют холодное основание, а озера, покрытые льдом, обычно медленно истощаются, выходя за пределы своих плотин. [27]
Было высказано предположение, что события Генриха во время последнего оледенения могли быть вызваны гигантскими йокульхлаупами из запруденного льдом озера Гудзонова залива в устье Гудзонова пролива . [28]
{{cite conference}}: Внешняя ссылка |others={{cite conference}}: Внешняя ссылка |others=