Каменные ледники — это формы рельефа, которые встречаются во многих горных системах Земли. Они представляют собой движение постоянно замёрзшего грунта в течение длительных периодов времени и могут быть использованы для понимания того, как изменение климата влияет на вечную мерзлоту.
Что делает каменные ледники уникальными формами рельефа?
Каменные ледники в основном образуются там, где температура грунта колеблется от примерно -3 до 0 °C. Они возникают в результате гравитационной деформации вечной мерзлоты и имеют отчётливую морфологию, указывающую на когезивный поток. Механизм движения, известный как ползучесть каменного ледника, включает сдвиг в одном или нескольких слоях (то есть горизонтах сдвига) на глубине в пределах вечной мерзлоты и деформацию замёрзших материалов выше. Изменения скорости ползучести каменного ледника зависят в первую очередь от изменений температуры грунта.
Что такое «скорость движения каменного ледника» и почему важно её измерять?
«Скорость движения каменного ледника (RGV)» относится к временным рядам годовой скорости поверхности, отражающей движение, связанное с ползучестью каменного ледника. С 2022 года RGV принята Глобальной системой наблюдения за климатом (GCOS) в качестве ключевой климатической переменной (ECV) количества вечной мерзлоты. ECV определяется как «физическая, химическая или биологическая переменная (или группа связанных переменных), которая имеет решающее значение для характеристики климата Земли». Величина ECV — это измеримый параметр, необходимый для характеристики ECV.
Скорость движения каменных ледников играет важную роль в оценке состояния вечной мерзлоты в условиях изменения климата, особенно в тех местах, где прямой мониторинг ограничен. С точки зрения климата важны относительные изменения скорости движения каменных ледников.
Какие основные факторы контролируют скорость движения каменных ледников?
Скорость движения каменных ледников коллективно контролируется геоморфологическими особенностями, такими как уклон и геометрия рельефа, а также термомеханическими свойствами замёрзшего грунта, такими как содержание льда, структура подстилающего слоя, температура и наличие незамёрзшей воды в условиях вечной мерзлоты. На данном каменном леднике относительные изменения скорости движения поверхности с течением времени обычно отражают климатические воздействия, причём температурные факторы являются доминирующими, особенно когда температуры приближаются к 0 °C.
Как учёные наблюдают и отслеживают скорость движения каменных ледников в разных пространственных масштабах?
Скорость движения каменных ледников можно наблюдать и отслеживать с помощью методов in situ и дистанционного зондирования. Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), теодолит и общая станция обеспечивают точечные измерения на месте. Региональные исследования обычно используют методы дистанционного зондирования, такие как лазерное сканирование, фотограмметрия, радарная интерферометрия и радарное отслеживание смещений.
Какие закономерности были обнаружены в скорости движения каменных ледников?
Согласно данным о скорости движения каменных ледников по всей территории европейских Альп, за последние три десятилетия каменные ледники в целом ускорились вместе с повышением температуры воздуха. На межгодовом уровне RGV демонстрирует регионально синхронный характер с отчётливыми фазами ускорения (например, 2000–2004, 2008–2015 и 2018–2020), которые прерываются замедлением или устойчивым кинематическим состоянием. Однако систематический мониторинг и документирование скорости движения каменных ледников в настоящее время отсутствуют во многих частях мира.
Как ожидается, изменение климата повлияет на скорость движения каменных ледников?
Среди климатических факторов многолетние изменения температуры воздуха в первую очередь влияют на скорость движения каменных ледников, изменяя термическое состояние грунта. Снежный покров действует как изолирующий слой, развитие которого меняется от года к году, вызывая отклонение температуры грунта от температуры воздуха в межгодовом масштабе.
В целом более высокая температура грунта способствует движению каменных ледников. Ожидается, что этот паттерн будет наблюдаться на многих каменных ледниках в будущем, поскольку климат продолжит теплеть. Когда температура грунта достигает 0 °C, некоторые каменные ледники испытывают резкое ускорение. Однако последующее таяние в точке перегиба в 0 °C приводит к снижению ползучести каменного ледника.
Какие вопросы остаются нерешёнными, где необходимы дополнительные модели, данные или исследования?
Во-первых, разрабатывается стандартизированная стратегия мониторинга скорости движения каменных ледников с использованием различных методов. Мы призываем к более систематическим и последовательным измерениям скорости, которые можно использовать для создания продуктов данных о скорости движения каменных ледников.
Во-вторых, механизмы, связывающие климатические факторы со скоростью движения каменных ледников, всё ещё требуют дальнейшего изучения, например, проникает ли вода в частично замёрзшее тело каменного ледника и как низкие температуры влияют на замедление зимой.
Кроме того, для глубокого понимания взаимосвязи между скоростью движения каменных ледников, факторами окружающей среды и условиями вечной мерзлоты необходимы наблюдения в сочетании с лабораторными работами и численным моделированием. Это необходимо для того, чтобы включить процессы, связанные с каменными ледниками, в модели поверхности суши и прогнозировать будущие изменения в условиях потепления климата.
— Ян Ху (huyan@link.cuhk.edu.hk, 0000-0001-8380-276X), Университет Фрибура, Швейцария; и Рейнальд Делалой (0000-0002-2037-2018), Университет Фрибура, Швейцария.
Примечание редактора: политика публикаций AGU заключается в том, чтобы приглашать авторов статей, опубликованных в Reviews of Geophysics, написать резюме для Eos Editors’ Vox.
Citation: Hu, Y., and R. Delaloye (2025), Скорость движения каменных ледников: мониторинг вечной мерзлоты в условиях изменения климата, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO255017. Опубликовано 3 июня 2025 года.
Эта статья не представляет собой мнение AGU, Eos или каких-либо их аффилированных лиц. Это исключительно мнение авторов.
Текст © 2025. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0
За исключением случаев, когда указано иное, изображения защищены авторским правом. Любое повторное использование без явного разрешения владельца авторских прав запрещено.