Pieśń lodu i ognia. O kamczackich lodowcach, których nie widać.

Ryc. 1. Najwyższy wulkan Kamczatki – Kluczewska Sopka, 4750 m n.p.m. – widziany z wulkanu Uszkowskiego. Fot. Igor Shpilenok/Игорь Шпиленок/Wikimedia.

Na świecie jest całe mnóstwo miejsc, gdzie ogień i lód żyją ze sobą po sąsiedzku, bo na szczytach aktywnych wulkanów mogą rozwijać się lodowce. Tak jest m. in. na Kamczatce, potężnym półwyspie w dalekowschodniej Rosji, gdzie wulkany wyrastają ponad granicę wieloletniego śniegu i są domem dla wyjątkowych lodowców. Lodowców „niewidzialnych”.

Zlodowacone wulkany znaleźć można w we wszystkich strefach klimatycznych świata: w tropikach (Afryki i Ameryki Łacińskiej), w strefie umiarkowanej (np. Kaukaz, Turcja, Góry Kaskadowe, Patagonia, Aleuty, Kamczatka) i w wyższych szerokościach geograficznych (Islandia, Alaska, Jan Mayen, wyspy Oceanu Południowego). Związek lodu i wulkanów, najpotężniejszych agentów kształtujących powierzchnię Ziemi, trudno nazwać przyjaźnią, bo są raczej jak Kargul z Pawlakiem. Najwyraźniej widać to, gdy podlodowa aktywność wulkaniczna powoduje silne topnienie lodu od spodu, a w konsekwencji ekstremalne powodzie, jak np. na Islandii. Na Kamczatce jednak działalność wulkanów wydaje się dość nieoczekiwanie sprzyjać niektórym lodowcom.

Najwyższy wulkan Kamczatki, Kluczewska Sopka (Ryc. 1), sięga 4750 m n.p.m. W siodle pomiędzy sąsiadującymi ze sobą stożkami wulkanów Kluczewskiego i Uszkowskiego istnieją dogodne warunki do akumulacji śniegu i stamtąd biorą swój początek największe lodowce w okolicy, długie nawet na ~20 km! Bliskość aktywnych kraterów powoduje jednak, że śnieg systematycznie pokrywany jest popiołem i grubszymi materiałami piroklastycznymi, więc lodowce te są wyjątkowo brudne, a ich jęzory – pokryte grubą warstwą wulkanicznego rumoszu. Sprawia to, że lodowce Kluczewskiej Sopki są w pewnym sensie „niewidzialne” – wizualnie zlewają się z otoczeniem i przypominają raczej jęzory osuwisk lub spływów błotnych, niż klasyczne, białe lodowce znane z innych obszarów wysokogórskich (Ryc. 2). Przyczynia się to do skąpej ilości informacji, jaką o wulkanicznych lodowcach Kamczatki posiadamy, bo tradycyjna teledetekcja (analizy oparte na interpretacji zdjęć satelitarnych) nie sprawdza się tu najlepiej. Szkoda, bo lodowce Kluczewskiej Sopki są bardzo interesujące – przez ostatnich kilkadziesiąt lat były stabilne lub nawet awansowały, i to pomimo wyraźnego ocieplenia nad Kamczatką i ogólnej recesji w regionie! Wśród hipotez tłumaczących tę anomalię pojawiała się wśród niektórych badaczy sugestia, że lokalne lodowce szarżują, ale nikt wcześniej nie zmierzył kompleksowo prędkości ruchu lodu, aby ją potwierdzić lub obalić.

Ryc. 2. Lodowiec Bogdanowicza. Jeden z dwóch najdłuższych lodowców regionu Kluczewskiej Sopki jest niemal całkowice pokryty osadami, przez co trudno go zidentyfikować. Czerwona przerywana linia – granica lodowca. Źródło: Google Earth.

Dlatego też z radością dołączyłem zespołu brytyjsko-rosyjskiego, który właśnie główkował nad nowym podejściem do monitoringu lodowców Kluczewskiej Sopki. W pracy, która ukazała się w czerwcu 2018 roku w nowym czasopiśmie Geosciences, zaprezentowaliśmy efekty naszego pilotażowego badania przydatności cyfrowych modeli powierzchni (DSM – digital surface models) do śledzenia zmian zasięgu i dynamiki ruchu tych nietuzinkowych lodowców w latach 2012-2016. Skorzystaliśmy z danych pochodzących z fenomenalnego projektu ArcticDEM, którego celem jest dostarczanie ogólnodostępnych DSMów w wysokiej rozdzielczości (2 m) wykonanych ze zdjęć komercyjnych satelitów WorldView i GeoEye dla obszarów Arktyki. Okazało się, że modele te doskonale sprawdzają się dla naszych potrzeb i pokazują to, co do tej pory było bardzo trudne do zobaczenia.

Cyfrowe modele powierzchni to, upraszczając, zbiory pikseli, których wartości reprezentują wysokość n.p.m. bardzo małych kwadratowych fragmentów powierzchni Ziemi. Mając takie dane dla dwóch (lub więcej) punktów w czasie można śledzić jak zmienia się krajobraz, np. czy teren opada lub przesuwa się. Dzięki ArcticDEM po raz pierwszy zmierzyliśmy prędkość ruchu dla całego kompleksu lodowców Kluczewskiej Sopki (dochodzącą do 140 m/rok), a także potwierdziliśmy kontynuację awansów czół kilku lodowców szczelnie okrytych gruzową kołderką (w tempie kilkudziesięciu metrów rocznie)(Ryc. 3). Wskazuje to jednoznacznie na to, że badane lodowce odpowiadają nie tylko na bodźce klimatyczne, ale także na inne czynniki. Wbrew sugestiom wcześniejszych prac, lodowce Kluczewskiej Sopki nie wydają się szarżować, bo ich prędkości są jak na szarże zbyt niskie.  Nietypowe zachowanie musi być więc związane z aktywnością wulkaniczną.

ezgif-5-5d068ad8ac

Ryc. 3. Cieniowane modele rzeźby dolnej części lodowca Bogdanowicza ukazujące awans czoła i ruch lodu w latach 2013-2015. Pojawiające się na poszczególnych klatkach animacji wyraźne wypukłości i/lub wgłębienia terenu to w wielu przypadkach artefakty (błędy). Źródło danych: ArcticDEM.

Tylko… czy to możliwe, aby piekielne ciepło wulkanu pozwalało lodowi rosnąć? Tak naprawdę, kluczową rolę odgrywają w tym przypadku nie erupcje lawy, ale obfite dostawy materiału piroklastycznego, który jak dymiące kominy wyrzucają z siebie wulkany. Przykrywając śnieg i lód coraz grubszymi warstwami są w stanie odizolować je od ciepła atmosfery, a tym samym konserwują przed topnieniem, a w kilku przypadkach pozwalają rosnąć i awansować. Nasze analizy podkreślają zatem, że pozycja czół lodowców nie zawsze jest dobrym wskaźnikiem kondycji klimatu, bo jest uzależniona od bardzo wielu lokalnych i niekoniecznie reprezentatywnych dla większego regionu czynników. Najważniejszym wnioskiem naszej pracy jest jednak to, że dane ArcticDEM są obiecującym narzędziem do monitoringu lodowców pokrytych gruzem, które wciąż pozostają trudnym obiektem do badań zdalnych.

Zapraszam do lektury pełnej wersji artykułu.

Źródła:

Barr I.,  Dokukin M.D., Kougkoulos I., Livingstone S.J., Lovell H., Małecki J., Muraviev A.Y. 2018. Using ArcticDEM to analyse the dimensions and dynamics of debris-covered glaciers in Kamchatka, Russia. Geosciences, 8, 216; doi:10.3390/geosciences8060216

Reklamy

4 responses to “Pieśń lodu i ognia. O kamczackich lodowcach, których nie widać.

  1. Reblogged this on ŚWIAT WODY i skomentował(a):
    Gra o tron w świecie nauki 😉
    Niewidoczne lodowce :O za każdym rogiem można odkryć coś nowego.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Connecting to %s