Чтение онлайн

Рис. 7.5. Гидрографы прорывов ледника на Гримсветн в 1934 году (сплошная линия) и 1938 году (пунктирная линия). 2. Время (дни). 3. Скорость течения талой воды (метры3/секунда x 1000)

И тем не менее современные наводнения на леднике Гримсветн не идут ни в какое сравнение с потопами, имевшими место в конце последнего ледникового периода. Во время сильных потеплений ледниковые покровы таяли очень быстро, причем в основном — их верхние поверхности. Следовательно, на поверхности ледникового покрова должны были скапливаться огромные массы талой воды, образующие на высотах до 30 километров многочисленные надледниковые озера. Там, где стоку собравшейся воды препятствовали ледяные запруды и где они под возрастающим давлением разрушались, по поверхности ледникового покрова разливались обильные потоки талой ледниковой воды. Когда поток вырывался наружу, постепенно спускаясь вниз по поверхности ледникового покрова, он должен был заливать лежавшие на его пути водоемы с талой водой, что приводило бы к разливу озер и увеличению его объема (см. рис. 7.6). Благодаря эффекту снежного кома объем и кинетическая энергия исходного потока, спускающегося вниз по леднику, постепенно увеличивались бы, достигнув в конце концов громадных размеров. Эта так называемая материковая ледниковая волна{176}должна была порождать наводнения такой страшной разрушительной силы, о какой сегодня никто из жителей нашей планеты и представления не имеет.

Рис. 7.6. Распространение ледниковой волны вниз по поверхности североамериканского ледникового покрова. Профиль ледникового покрова построен с вертикальным увеличением 2000: 1. 2. Расстояние от края ледникового покрова. 3. Высота (в километрах). 4. Ледниковая волна. 5. Ледниковый покров

Ледниковую волну можно сравнить с импульсным лазером. Лазер — это трубка с ионизованным газом, электрически возбужденным до состояния очень высокой энергии потенциала. При испускании лазерного импульса одиночный световой фотон двигается по всей длине трубки, сталкиваясь по пути с возбужденными молекулами газа и заставляя их испускать дополнительные световые волны. К тому моменту, когда первичный фотон достигает конца трубки, его мощность возрастает во много раз, и на выходе он проявляется в виде сильного импульса когерентного лазерного света Точно так же увеличивается и одиночный прорвавшийся из ледника поток, превращаясь на краю ледникового покрова в мощную ледниковую волну.

Ледниковая волна способна, не рассеиваясь, проходить большие расстояния. Такое поведение присуще так называемым в научной среде уединенным волнам, или солитонам{177}. Первым в XIX столетии, кто обратил внимание ученых на данное явление, был шотландский инженер Джон Расселл. Однажды, наблюдая, как по каналу тянут на буксире лодку, он заметил следующее: после того как лодка остановилась, волна от ее носа, продолжая бежать вниз по каналу, проделала путь в несколько километров в виде отдельного импульса, не потеряв при этом своей исходной формы. Математики и физики, впоследствии изучавшие данный феномен, приписали такого рода когерентность волн нелинейностям в движении жидкой среды.

Самым страшном примером природного солитона являются цунами, или, как их иногда неправильно называют, приливные волны. Так, например, во время цунами, обрушившегося на Индонезию и соседние регионы, погибло 240 000 человек. Эти мощные волны возникают при сильном сотрясении океана в результате бурного извержения вулкана, землетрясения или подводного схода лавины. В открытом океане, где разница в положительную или отрицательную сторону на протяжении сотен километров между высотой цунами и уровнем моря составляет всего один-два фута, она практически не видна Однако когда волна докатывается до прибрежных вод, глубина которых постоянно уменьшается, расстояние между гребнями волны сокращается, а ее высота значительно возрастает. На мелководье нелинейные силы начинают контролировать движение воды и превращают волну в сохраняющий свою форму солитон. Как известно, высота пунами может достигать 60 метров, а скорость, когда она обрушивается на берег, превышать 100 километров в час{178}. Точно так же благодаря действию нелинейных сил ледниковая волна, несясь вниз по ледниковому покрову и прилегающему материковому участку, должна была сохранять форму уединенной волны.

Одно из интересных свойств солитонов таково: чем выше волна, тем быстрее она движется. Значит, когда ледниковая волна, миновав ледниковый покров, подходила, увеличиваясь ввысь и наращивая свою кинетическую энергию, к низким широтам, ее скорость должна была возрасти. К моменту, когда она приближалась к краю ледникового покрова, ее высота равнялась, должно быть, 600 или более метрам, ширина в поперечнике — 40 километрам, а максимальная скорость — нескольким сотням километров в час. Эта волна могла занимать на ледниковом покрове площадь в тысячи километров. За 1 секунду на 1 километре по длине всею волнового фронта должен был протекать приблизительно 1 кубический километр талой воды, то есть здесь скорость спуска была бы в 20 000 раз выше, чем при самом сильном ледниковом наводнении на Гримсветн! Здесь в каждом метре было столько кинетической энергии, сколько выделилось при взрыве атомной бомбы в Хиросиме. В 1883 гаду мощность извержения вулкана, разрушившего острова Кракатау и оставившего о себе на память кратер диаметром в 6 километров и тысячи трупов, эквивалентна мощности взрыва 100 мегатоннам тротила Для сравнения: 700-километровая ледниковая волна содержала бы столько кинетической энергии, сколько выделилось бы при взрыве 100 островов Кракатау.

У волн, сходящих с поверхности ледниковых покровов в Северной Америке, Европе, Сибири и Южной Америке, должен был быть высокий уровень кинетической энергии, иначе бы они не смогли проходить тысячи километров по суше и разрушать регионы, далеко отстоящие от границы ледникового покрова Достигнув океана, волна продолжала свои путь, но уже в виде цунами, наносившего, вероятно, ощутимый урон берегам далеких континентов. Обладая столь чудовищной энергией, ледниковая волна-цунами должна была носить гораздо более разрушительный характер, нежели любая из наблюдаемых ныне приливных волн.

По словам геологов, у краев тающих ледниковых покровов находились громадные озера с ледниковой талой водой, так называемые прогляциальные озера. Чтобы такие озера перелились через сдерживающие их образованные тиллем берега, ледниковая волна должна была обладать достаточно сильным импульсом Например, 200-километровый участок волны нес бы около 200 кубических километров талой воды — столько, сколько когда-то было воды в озере Мизула, прогляциальном озере в Северной Монтане. Подобная волна могла бы легко вызвать спуск целого озера, значительно увеличив в результате общий объем освобожденной талой воды.

Концепция ледниковой волны появилась на раннем этапе разработки гипотезы галактических сверхволн и с тех пор рассматривалась с учетом всех содержащихся в древних мифах обстоятельств относительно глобального потепления и потопа{179}. Это была новая концепция, никогда ранее не предлагаемая. В том же году, т. е. в 1983-м, геологи Алан Кихью и Ли Клейтон вынесли на рассмотрение теорию домино, согласно которой катастрофическое наводнение привело к последовательному опорожнению озер{180}. Впрочем, их теория касалась прогляциальных озер, расположенных у ледникового покрова, а не на его поверхности. Они считали, что во время отступления североамериканского ледникового покрова прогляциальное озеро Реджайна, некогда находившееся в Саскачеване, неожиданно прорвало, и вся его водная масса хлынула в юго-восточном направлении, вызывая по принципу домино опорожнение других связанных между собой прогляциальных озер в Манитобе, Северной Дакоте и Миннесоте (озеро Хинд, озеро Сурис и озеро Агассиз). Их теория рассматривала местные, небольшие, хотя и разрушительные, наводнения, сопоставимые с теми, что бывают в Гримсветн, правда несколько большей продолжительности — одна-две недели, а не два-три дня. Теория ледниковых волн также предусматривает наличие механизма, действующего по принципу домино, но на поверхности ледникового покрова, и вызывающего гораздо более обширные и разрушительные наводнения.

При изучении сравнительно небольшого прорыва ледника Цидьоре Нуве в Швейцарии в 1981 году ученые получили ряд довольно интересных данных о количестве отложений, переносимых ледниковыми наводнениями. В 1981 году в общей сложности вытекло всего лишь 183 000 кубических метров талой воды (в 50 000 раз меньше, чем на озере Гримсветн), и максимальная величина расхода воды не превысила 2 кубических метров в секунду (примерно — по сравнению с озером Гримсветн — в 20 000 раз меньше). Кроме того, поскольку источник воды находился либо в леднике, либо под ним, то разница по высоте между точкой выхода воды и конечным пунктом ее продвижения составила в сторону понижения всего несколько сотен метров, а не 1500, как на озере Гримсветн. Впрочем, даже это небольшое наводнение перенесло по суше значительные массы почвы. На рисунке 7.7 видно, что своего пика перемещение отложений достигало у фронта ледникового наводнения. Фронтальные турбидитные течения несли массу отложений, равную 7 процентам собственного веса воды!

Колоссальные спуски талой ледниковой воды в ледниковый период должны были в еще большей степени изменить очертания поверхности суши. Такими наводнениями можно объяснить существование множества полей с разбросанными по ним холмами овальной формы из ледниковых отложений, так называемыми друмлинами. Их ширина обычно составляет 1200–1800 футов, длина — от менее чем 0,5 мили до нескольких миль. Высота их, как правило, составляет 60—100 футов, а иногда даже более 200. В большинстве случаев они образованы отсортированным, богатым глиной таллом, в некоторых — песчанистым тиллом либо преимущественно скальными породами. Поля у друмлинов часто встречаются как в Северной и Южной Америках, так и в Европе. В Северной Америке они расположены в тех областях, где некогда проходил край ледникового покрова, например, в центральной и западной областях штата Нью-Йорк (примерно 10 000 друмлинов), в восточной и центральной частях Висконсина (около 5000 друмлинов), в южной и центральной областях Новой Англии (приблизительно 3000 друмлинов) и на юго-западе канадской провинции Новая Шотландия (2300 друмлинов). Как полагают, есть друмлины и в соседних областях, только их не могут обнаружить, поскольку они не овальной легко узнаваемой формы{181}.

Рис. 7.7. Гидрограф июньского прорыва 1981 года на леднике де Цидьоре Нуве в Швейцарии. 2. Июнь 1981 года. 3. Скорость спуска потока (метры3/секунда). 4. Дебит потока. 5. Количество поступающих осадков. 6. Количество поступающих осадков (тонны/час)

Со времени своего появления в 1895 году гипотеза, согласно которой друмлины — это результат медленного продвижения ледников по подледниковому тиллю, пользовалась неизменной благосклонностью геологов. Впрочем, по мнению геолога Джона Шо, они все же скорее следствие разлива талых вод, так как по форме похожи на элементы рельефа, сформированные бурными потоками, и относятся к формам, образованным в результате гляциофлювиальной деятельности{182}. По его словам, наводнения, создавшие поля друмлинов, должны были быть по меньшей мере такой же ширины, как сами поля (от 20 до 150 километров), а по глубине — не меньше чем друмлины в высоту (в некоторых случаях не менее нескольких сот футов). По оценке Шо и его коллег, при образовании поля друмлинов у озера Ливинхстона в северной части Саскачевана через него прошло не менее 84 000 кубических километров талой воды со скоростью 60 миллионов кубических метров в секунду. Такого количества хватило бы, чтобы повысить уровень Мирового океана на 23 сантиметра!{183} Они считают, что источником этих наводнений являлись озера талой воды, заключенные под североамериканским ледниковым покровом. Впрочем, не исключено, что десятки тысяч друмлинов, обнаруженных в местах, некогда граничивших с ледниковыми покровами, появились после прохождения ледниковых волн. Талая вода, стекающая с поверхности ледниковых покровов, обладала бы, по сравнению с подледниковыми наводнениями, гораздо большей кинетической энергией.