Здесь пещера освещалась проникающим сверху светом. Ледяные стены в нескольких местах были просверлены потоками талых вод. Они бурлили и исчезали внизу, где текла уже настоящая подледниковая река. Развалы камней под ногами оказались отложениями ледника - донной мореной, а под ними просматривалось скальное ложе, исчерченное причудливыми штрихами и бороздами. Здесь ледник методично разрушал свое ложе, буквально выбивал из него каменные обломки. Голубой свод первого этажа грота был весьма непрочен, от него то и дело обрывались крупные глыбы и с грохотом разбивались внизу. Такие опасные участки мы пересекали резкими перебежками. Только попав в темный дальный угол ледяного зала, мы почувствовали себя в безопасности. И тут, к нашему удивлению, выяснилось, что грот продолжается еще дальше узким коридором, по которому удалось пройти еще метров 150, освещая путь карманными фонарями. Под ногами была довольно ровная ледяная поверхность - прежнее ледяное русло реки. Относительно недавно река глубже врезалась в лед, и теперь поток рокотал метра на три ниже нас.
Грот, в котором мы побывали, вовсе не считается особенно большим. Известно, например, что под ледником Южный Иныльчек, тоже сползающим с массива Хан-Тенгри, вероятно, находится туннель протяженностью около 14 км. Он идет от конца ледника до озера Мерцбахера, названного по имени известного немецкого географа, который впервые проник в этот труднодоступный уголок Тянь-Шаня в самом начале нынешнего столетия. Ф. Мерцбахер обратил внимание, что язык ледника Южный Иныльчек является, в сущности, гигантской ледяной плотиной, которая преграждает сток с соседнего ледника Северный Иныльчек. Таким образом, озеро Мерцбахера является ледниково-подпрудным. Уровень воды в нем подвержен резким колебаниям. К концу лета (чаще всего в начале сентября) озеро максимально наполняется талыми водами ледника Северный Иныльчек. В это время оно имеет длину около 4 км, ширину 1 км и объем порядка 200 млн. м . Под влиянием скопившейся воды ледяная плотина неожиданно всплывает, и огромный бурлящий поток врывается в чрево ледника Южный Иныльчек по туннелю. Вода быстро достигает конца ледника и вызывает паводок на реке Иныльчек (рис. 5). Котловина озера опустошается буквально за несколько дней, после чего вход в туннель снова закупоривается льдом до следующего года. Регулярность паводков на реке Иныльчек и их большие масштабы вызывают необходимость проведения постоянных наблюдений за состоянием ледников и уровнем озера. Сейчас на основе этих данных удается заблаговременно подготовиться к прорыву ледяной плотины и тем самым избежать возможных катастрофических последствий паводка.
Рис. 5. Схематический разрез через ледники Южный и Северный Иныльчек
а - перед прорывом озера Мерцбахера; б - после прорыва; в - гидрограф стока в устье реки Иныльчек в июне-сентябре 1963 г. Максимальный расход воды связан с прорывом озера
1 - верхний ярус ледников; 2 - средний ярус, по которому происходит сток воды из озера; 3 - нижний ярус; 4 - ледяной барьер и озеро с айсбергами; 5 - айсберги на сухом дне озера
Воздействие одного из таких паводков нам довелось испытать на себе. Это произошло осенью 1982 г. на Шпицбергене во время проведения гляциологических работ на леднике Грёнфьорд. В течение нескольких дней шли проливные дожди, и мы отсиживались в крошечном деревянном домике, построенном на песчаной равнине неподалеку от конца ледника. Однажды вечером мы заметили, что наш дом превратился в корабль, который, медленно покачиваясь, двигался в море. Как это могло произойти? Ведь невозможно было предположить, что дом, благополучно простоявший полтора десятка лет, будет снесен неожиданным ледниковым паводком именно во время нашего в нем пребывания. При таких паводках бурлящие потоки талых вод особенно быстро меняют свои русла. На пути одного из потоков и оказался наш домик. С большими трудностями, спасая наиболее ценное снаряжение, нам удалось выбраться из ледяной воды.
Ледниковые туннели известны и в других горных странах, но раньше всего с ними познакомились жители Альп, что нередко кончалось драматически. Из книги в книгу переходит история о том, как в конце прошлого века один швейцарец упал в трещину Гриндельвальдского ледника, но по счастливой случайности остался жив. Проскользив вниз около 120 м, он достиг основания ледника, отделавшись лишь переломом руки. Не потеряв присутствия духа, в полной темноте он начал искать выход из ледяной западни и, двигаясь по туннелю, вышел из ледника у подножия горы Веттерхорн.
Хотя наблюдения в естественных туннелях и предоставляют уникальную информацию о жизнедеятельности ледника, все же надо иметь в виду, что эти туннели обычно приурочены к концам ледниковых языков и соответственно полученные данные нельзя распространять на всю ледниковую систему. В последнее время гляциологи устраивают свои лаборатории в искусственных туннелях, которые проникают далеко в глубь ледников. Например, уникальные сведения о взаимодействии ледника с ложем удалось получить в туннеле, прорытом под ледником Аржантьер в массиве Монблан в Альпах. В нашей стране специально для гляциодинамических исследований был заложен туннель в леднике Обручева на Полярном Урале.
Камни на ледниках
До сих пор мы рассматривали различные формы поверхности ледников, однако надо иметь в виду, что там, кроме льда, встречаются и каменные образования. Особенно выделяются срединные и боковые морены - полосы камней, протягивающиеся в осевых и прибортовых частях ледников. Морены похожи на каменные дороги, ведущие вверх по ледникам к заснеженным пикам и гребням. Эта картина настолько характерна для внешнего облика горных ледников, что стала эмблемой ряда научных симпозиумов и совещаний и воспроизводится на плакатах, почтовых марках и значках, где есть ледники и горы.
На скопления обломочного материала на ледниках обращали внимание еще Т. Вигалин, Л. Агассис, Ж. Шарпантье, Дж. Форбс и другие естествоиспытатели, авторы первых описательных работ по гляциологии. С тех нор в региональных и общих гляциологических публикациях неизменно приводятся данные о каменном чехле ледников. Они учитываются при определении скоростей и ориентировки потоков льда, темпов абляции льда, а также объемов твердого стока рек, начинающихся от концов ледников.
Откуда берутся камни на ледяной поверхности? Ответить на этот вопрос можно даже после непродолжительного пребывания на леднике. С крутых горных склонов, обрамляющих ледник, постоянно срываются сотни и тысячи камней. Вздымая облака пыли, сталкиваясь между собой, они с огромной скоростью летят вниз.
Горы разрушаются буквально на наших глазах, а громадные осыпи камней у подножия склонов свидетельствуют о том, насколько интенсивно протекает процесс разрушения пород, связанный с их физическим выветриванием. Хотя до сих пор раскрыты не все аспекты морозного измельчения горных пород, основной причиной является большое давление, создаваемое в результате замерзания воды в их трещинах и порах. Действительно, при замерзании воды образуется лед, объем которого на 9% превышает первоначальный объем воды. Вследствие этого лед давит на вмещающие породы и разрывает их изнутри.
В горных районах данному процессу способствуют климатические условия с частыми колебаниями температур воздуха около 0°С и связанные с ними многократные фазовые переходы воды. От интенсивности выветривания зависит объем каменного материала, поступающего на ледники. Здесь следует заметить, что легче всего разрушаются склоны, сложенные осадочными породами, а также кристаллическими сланцами. Наиболее устойчивы склоны, выработанные в массивных гранитоидных породах. Не менее существенны такие показатели, как площадь фирновых бассейнов, амплитуда высот скального обрамления, крутизна склонов, наличие или отсутствие на них ледяной облицовки и др. Сочетание этих факторов, по-видимому, отражает определенные зонально-географические закономерности. Во всяком случае неоднократно отмечалось, что в условиях Арктики поступление камней на поверхность ледников, как правило, имеет меньшие масштабы, чем в горах умеренных широт.
Иногда на поверхность ледников обрушиваются огромные скопления камней, образующие мощные нагромождения раздробленных горных пород. Например, после землетрясения 1964 г. на Аляске на ледник Шерман обрушилась масса камней, скрывшая 8,5 км его поверхности. Мощность каменного чехла местами достигала 8 м. О другом обвале хочется рассказать подробнее. В 1979 г. мы вели гляциологические наблюдения на южном макросклоне Большого Кавказа, в Верхней Сванетии, где много крупных долинных ледников. Среди них особенно выделяется ледник Адиши, один из самых красивых ледников Кавказа. Все предыдущие исследователи единодушно отмечали необычную чистоту поверхности его языка. Поэтому мы крайне удивились, увидев в центре его скопление камней высотой около 50 м. Этот холм, вытянутый поперек ледника, имел форму серпа и асимметричное строение. Склон, обращенный к концу ледника, был гораздо круче противоположного. От вершины холма вдоль правого борта вверх по леднику протягивался длинный и узкий шлейф обломочного материала.