Селевые процессы на береговых моренах горных ледников (аналитический обзор)

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

В результате изменения климата в последние годы наблюдается ускоренная деградация горных ледников. От них остается обломочный материал в виде морен, который вовлекается в эрозионные и оползневые процессы. Появляются селевые очаги вследствие таяния заключенного в моренах льда, размыва потоками ледниковых вод или ливневыми осадками. Сели возможны уже в начальный период отступания ледников и быстро достигают максимальной силы, постепенно в них вовлекаются и береговые морены¹. Для их склонов характерны равномерно распределенные эрозионные рытвины (борозды). Оценка скорости формирования таких борозд проводилась в ряде работ (Харченко и др., 2021; Dusik et al., 2019; Ash, 2020; Woerkom et al., 2019; Wang et al., 2022).

Иногда на береговых моренах образуются крупные селевые врезы глубиной от нескольких десятков до 100 м и более, приуроченные к резким перегибам профиля склона (СП 479.1325800.2019). Примеры проявления подобных селей нами изучены на Центральном Кавказе и в других районах (Беккиев и др., 2021а; Беккиев и др., 2021б). С береговыми моренами связаны крупнейшие селевые катастрофы в Перу (прорыв озера Палькакоча в 1941 г.) и в Индии (прорыв озера Чорабари в 2013 г.) (Докукин, 2014; Dobhal et al., 2013; Rao et al., 2014; Allen et al., 2015; Klimeš et al., 2016), прорыв озера Лхонак Южное в 2023 г. (Число погибших, 2023; Active deformation, 2023). В настоящей статье обобщены данные публикаций по селепроявлениям на участках береговых морен и приведены материалы анализа космо- и аэрофотоснимков, позволяющие систематизировать и типизировать эти случаи и определить механизмы селеформирования, а в дальнейшем использовать и при оценке селеопасности территорий горно-ледниковых районов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе были использованы космоснимки Sentinel-2 и Landsat 4-9 c сайта https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/ с пространственным разрешением 10–30 м и с различными вариантами обработки, в том числе в 3D-формате, а также космоснимки сверхвысокого разрешения с сервисов Google Earth, Bing Maps (QuickBird, WorldView-2, GeoEye-1, Pleiades-1A). Кроме этого, использованы материалы аэрофотосъемки селевого очага до и после селя 13 августа 2022 г. в верховьях р. Мижирги (бассейн р. Черек-Безенгийский, Центральный Кавказ) с применением квадрокоптера DJI Mavic Air 2 (Акаев, Шидугов, 2023; Беккиев и др., 2023).

Разновременные космические снимки сравнивались визуально в программе ArcMap с использованием инструмента “зашторить слой” (Swipe Layer) для выявления селепроявлений, а также построения векторных слоев контуров селевых врезов и отложений, на основе которых проводились автоматические вычисления их площади и определения длины. В программе Agisoft Metashape Professional построены ортофотопланы и цифровые модели местности и определены объемы выноса материала из массива береговой морены ледника Мижирги.

ПРОЦЕССЫ НА БЕРЕГОВЫХ МОРЕНАХ И ПРОРЫВЫ ОЗЕР

В результате отступания ледников на дне долин образуются озера, подпруженные валами конечных морен. Нередко они располагаются между высокими склонами береговых морен. Озера образуются также в карманах береговых морен (пространство между склоном долины и береговой мореной) и возвышаются над дном долин. Такие озера могут существовать долго, пока не возникнут условия для прорыва.

Озеро Чорабари (Ганди Саровар) существовало более 100 лет на высоте 3860 м в кармане правой береговой морены ледника Чорабари (рис. 1, (а)) в верховьях долины р. Мандакини (правый приток р. Алакнанда в штате Уттаракханд, Индия). Его прорыв 17 июня 2013 г. стал крупнейшей селевой катастрофой (Докукин, 2014; Dobhal et al., 2013; Allen et al., 2015). Сток с озера осуществлялся по фильтрационным каналам в береговой морене. Площадь водосбора озера составляла 2.2 км² (Беккиев и др., 2021), минимальная высота гребня береговой морены над дном котловины озера – 12–15 м. Глубина озера обычно не превышала 2–4 м. Часто озеро отсутствовало (рис. 1, (б)), так как пропускная способность фильтрационных каналов была достаточной для пропуска вод ручья, протекавшего по карману береговой морены. Питание озера осуществлялось в результате снеготаяния и дождей. Прорыв озера произошел после ливневых дождей (за двое суток выпало 325 мм) (Dobhal et al., 2013), когда по дну кармана проходил селевой поток и уровень воды достиг гребня морены. При переливе волнами от проходящего селевого потока морена быстро размылась и обрушилась на участке шириной 80 м (рис. 1, (в)). Объем озера перед прорывом достигал 400 тыс. м³, а расход прорывного паводка – около 800 м³/c (Rao et al., 2014). Были разрушены населенные пункты в долине р. Мандакини и погибло 6054 человека (Human …, 2000–2019). Подобный механизм в виде селевой волны наблюдался при прорыве озера Башкара в долине р. Адылсу (Центральный Кавказ) в 2017 г. (Докукин и др., 2020).

 

Рис. 1. Участок кармана правой береговой морены ледника Чорабари до и после прорыва озера Чорабари на космоснимках: (а) – 26.09.2010 Landsat 4-5 TM, (б) – 09.11.2011 WorldView-2, (в) – 14.12.2013 Pleiades-1A. Желтая линия – гребень береговой морены

Fig. 1. A section of the pocket of the right lateral moraine of the Chorabari glacier before and after the Chorabari Lake outburst on satellite images: (a) –26.09.2010 Landsat 4-5 TM, (б) – 09.11.2011 WorldView-2, (в) – 14.12.2013 Pleiades-1A. The yellow line is the ridge of the lateral moraine

 

Озера в карманах береговых морен могут со временем заполняться аллювиально-пролювиальными отложениями. В кармане морены ледника Дых-Котю-Бугайсу (Дых-Су) в верховьях долины р. Черек-Балкарский (Центральный Кавказ), подобного Чорабари, но уже заполненного, сошел сель в 2017 г. (рис. 2). По плоскому дну кармана шириной 45–50 м и площадью 7.5 тыс. м², похожему на дно бывшего озера, до селя растекался водный поток, берущий начало с трех малых ледников и имеющий площадь водосбора 3.3 км². На участке замыкания гребня береговой морены водный поток протекал по подземному фильтрационному каналу длиной 40–45 м (рис. 2, (а)). После ливня 5 августа 2017 г. паводок размыл участок дна котловины и склоны береговой морены, образовал врез шириной до 120 м, площадью – 34.5 тыс. м² (рис. 2, (б, в)). Площадь селевых отложений составила 139 тыс. м² (рис. 2, (б)) (Беккиев и др., 2021б). Ниже по долине р. Черек-Балкарский на удалении 16.5 км селевым потоком было размыто 300 м участка дороги Урвань–Уштулу.

 

Рис. 2. Участок кармана левой береговой морены ледника Дых-Котю-Бугайсу (Дых-Су) до и после селя 5 июля 2017 г. на космоснимках: (а) – 19.09.2011 GeoEye-1, (б) – 06.10.2017 GeoEye-1, на вертолетной фотографии М.Д. Докукина: (в) – 19.09.2023

1 – гребни береговых морен; 2 – озеровидная площадка; 3 – селевой врез; 4 – селевые отложения

Fig. 2. The section of the pocket of the left lateral moraine of the Dykh-Kotyu-Bugaysu glacier (Dykh-Su) before and after the debris flow on July 5, 2017 on satellite images: (a) – 19.09.2011 GeoEye-1, (б) – 06.10.2017 GeoEye-1, on a helicopter photo by M.D. Dokukin: (в) – 19.09.2023

1 – ridges of lateral moraines; 2 – lake-like area; 3 – debris flow cut; 4 – debris flow deposits

 

Причиной прорывов озер, расположенных на дне долин между береговыми моренами, могут быть оползни на участках, сопряженных с гляциально-коллювиальными отложениями карманов береговых морен. На рис. 3, (в, г) показано озеро Цзиньуцо (Jinwuco, Jiwenco) в долине правого притока р. Нидоу (Ниду) Цзанбо (уезд Лхари, Тибет, Китай) до и после прорыва 26 июня 2020 г. и участок оползня на левой береговой морене ледника Цзиньу (рис. 3, (а, б)). Объем сползших с береговой морены масс составил 1.2 млн м³ (Zheng et al., 2021), а объем сброшенной воды из озера – 5.4 млн м³ (Wang et al., 2021). Оползневой процесс захватил массив береговой морены шириной около 230 м. Он был сопряжен с конусом гляциально-коллювиальных отложений, заполнивших карман береговой морены. На соседних слева и справа конусах наблюдаются следы ниши отрыва и эрозионного вреза, что свидетельствует о развитии аналогичных процессов, но в меньших размерах. Селевым потоком был причинен значительный ущерб населенным пунктам ниже по долине Нидоу Цзанбо, разрушена дорога на протяжении 43.9 км, снесено 7 мостов, затоплены и занесены сельхозугодия на площади более 25 га, уничтожено 9 га леса.

 

Рис. 3. Озеро Цзиньуцо в долине р. Нидоу Цзанбо в уезде Лхари (Тибет, Китай) до и после прорыва в 2020 г. на космоснимках Bing Maps и Google Earth: (а) – 24.12.2017 Pleiades-1A, (б, г) – 17.10.2021 WorldView-2, (в) – 29.11.2016 Pleiades-1A

Fig. 3. Jinwuco Lake in the valley of the Nidоu Zangbo River in Lhari County (Tibet, China) before and after the outburst in 2020 on Bing Maps and Google Earth satellite images: (a) – 24.12.2017 Pleiades-1A, (б, г) – 17.10.2021 WorldView-2, (в) – 29.11.2016 Pleiades-1A

 

В работе М.Д. Докукина (2014) приведены данные о прорыве Артизонских озер в Перуанских Андах в 2012 г. в результате оползня объемом около 800 тыс. м³ с левой береговой морены ледника, спускающегося с горы Артесонраху, в верховьях левого притока р. Санта-Крус.

Оползнем на береговой морене 4 октября 2023 г. был вызван катастрофический прорыв озера Лхонак Южное на высоте 5200 м в долине р. Тиста (штат Сикким, Индия), во время которого погибло 82 человека и более 140 человек пропали без вести. В общей сложности пострадали свыше 25 тыс. человек, более 7 тыс. вывезены в безопасные места и размещены во временных лагерях. Повреждены более 1.2 тыс. домов, разрушены свыше десятка мостов и плотина ГЭС Тиста III в Чунгтханге, размыты дороги (Число погибших, 2023; Active deformation, 2023). Ранее оценивались возможные последствия прорыва этого озера от падения в него масс льда висячих ледников (Sattar, et al., 2021), а вариант воздействия оползня с береговой морены не рассматривался.

На рис. 4 показано озеро Лхонак Южное до и после прорыва. По нашим данным площадь озера до прорыва составляла 1.67 км², а после прорыва – 1.44 км². Длина озера составляла 2.87 км и уменьшилась на 250 м. Объем озера при площади 1.35 км² составлял 65.8 млн м³, а глубина – до 130 м (Sattar, et al., 2021).

 

Рис. 4. Озеро Лхонак Южное в долине р. Тиста (Сикким, Индия) до и после прорыва 04.10.2023 на космоснимках Sentinel-2: (а) – 26.09.2023, (б) – 06.10.2023

1 – граница озера 26.09.2023; 2 – граница озера 06.10.2023; 3 – водный поток, втекающий и вытекающий из озера; 4 – границы зоны оползня; 5 – гребень береговой морены; 6 – гряда срединной морены

Fig. 4. South Lhonak Lake in the Teesta River valley (Sikkim, India) before and after the outburst in 10.04.2023 on Sentinel-2 satellite images: (а) – 26.09.2023, (б) – 06.10.2023

1 – the boundary of the lake on 26.09.2023; 2 – the boundary of the lake on 06.10.2023; 3 – the water flow flowing in and out of the lake; 4 – the boundaries of the landslide zone; 5 – the crest of the lateral moraine, 6 – the ridge of the median moraine

 

Левая береговая морена ледника Южный Лхонак сопряжена с массивами конечных морен бывших левых притоков ледника Южный Лхонак – Северный Лхонак и Средний Лхонак, разделенных грядой срединной морены. Водный поток с ледника Северный Лхонак ранее прорезал береговую морену и в настоящее время впадает в озеро Лхонак Южное. Конечные морены ледника Средний Лхонак (на рис. 4, (а) слева от гряды срединной морены) содержат массы мертвых и погребенных льдов, при таянии которых увлажнялся внутренний склон левой береговой морены ледника Южный Лхонак, что, вероятно, способствовало образованию оползня 4 октября 2023 г. Оползень в зоне отрыва имел ширину около 950 м, площадь – 0.25 км², а превышение гребня морены над озером составляло 150 м. Объем оползня при толщине 20–50 м, определенной по изменению береговой линии на участке оползания, мог составлять порядка 5–8 млн м³. Анализ космоснимков показал, что в августе 2020 г. подобное оползание происходило на участке левой береговой морены выше описываемого на расстоянии 400 м. В то время массы оползня отложились на леднике. Если бы такой анализ был проведен ранее, то можно было организовать мониторинг за состоянием морены и систему предупреждения о прорыве.

Предполагается, что причиной катастрофического прорыва озера Палькакоча в 1941 г. (Перуанские Анды) и селевого потока на р. Кохуп, принесшего разрушения в г. Уарас и гибель нескольких тысяч человек, был оползень на правой береговой морене, возвышающейся над озером (Klimeš et al., 2016).

Таким образом, прорывы озер в котловинах на дне долин были вызваны оползнями со склонов береговых морен, а озер, расположенных в карманах береговых морен – размывом береговых морен, их ограничивающих. Кроме этого, происходил размыв заполненных флювиально-лимногенными отложениями котловин в карманах береговых морен. Возможен также вариант прорыва озера в результате оползания массива береговой морены после длительного увлажнения существовавшим в кармане береговой морены озером. Такой случай зафиксирован в 2002 г. в долине р. Караугом (Центральный Кавказ) – прорыв озера Микелай площадью 9.3 тыс. м² с формированием вреза площадью 11 тыс. м² на правой береговой морене ледника Караугом (Тавасиев, 2018; Беккиев и др., 2021б).

СЕЛЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ НА УЧАСТКАХ БЕРЕГОВЫХ МОРЕН, СОПРЯЖЕННЫХ С МОРЕННЫМИ ПЬЕДЕСТАЛАМИ ЛЕДНИКОВ ПРИТОКОВ

Термин моренный пьедестал отсутствует в справочной литературе и словарях, в монографиях по гляциальной геоморфологии. Необычная моренная форма, напоминающая пьедестал, отмечена в работе (Репин, 1980) при описании морен пульсирующих ледников. Разнообразные морфологические типы моренных пьедесталов – языкообразных ледово-обломочных массивов, ограниченных с боков береговыми моренами и возвышающихся над днищами долин на 50–70 м, охарактеризованы в работе М.Д. Докукина (1988), но генезис этих форм был определен как гляциально-гравитационный. Предполагалось, что моренные пьедесталы образуются при выпахивании обвально-осыпных конусов ледниками, формирующимися в начальном периоде стадиального наступания. В дальнейшем был сделан вывод о том, что моренные пьедесталы – продукт многочисленных подвижек насыщенных обломками ледников, тела которых накладывались друг на друга (Докукин и др., 2019). В процессе эволюции моренных пьедесталов происходит вытаивание заключенного в них льда и разжижение моренных масс до состояния готовности к селеформированию. Моренные пьедесталы как особая форма ледниковых отложений охарактеризованы в работе П.А. Окишева (2017), но они не были отделены от каменных глетчеров. В работе И.М. Васькова (2016) рассмотрены пьедестальные ледники и показана связь моренных пьедесталов с геологическим строением, новейшей тектоникой и изменениями климатических условий. В работах М.Д. Докукина с соавт. (2016) и М.Ю. Беккиева с соавт. (2021а) приведены данные о селепроявлениях, связанных с деградацией моренных пьедесталов.

Моренные пьедесталы ледников притоков в месте их впадения в главный ледник образуют комплексы, сочетающие береговую морену главного ледника с моренным пьедесталом ледника притока. Такие случаи рассмотрены в работе М.Ю. Беккиева с соавт. (2021б) на примере участков береговых морен ледников Ирик (бассейн р. Баксан) и Дых-Котю-Бугайсу (бассейн р. Черек-Балкарский) с образованными на них врезами протяженностью около 500 м, площадью 30–50 тыс. м².

Одним из самых крупных селепроявлений на участках береговых морен долинных ледников, сопряженных с моренными пьедесталами ледников притоков, является врез, сформировавшийся в результате селевого процесса в июле 2017 г. на моренном пьедестале ледника Меру Бамак и левой береговой морене ледника Ганготри в верховьях р. Бхагиратхи – одного из истоков р. Ганг (штат Уттаракханд, Индия). На рис. 5 показан участок левой береговой морены ледника Ганготри и прилегающего к ней моренного пьедестала ледника Меру Бамак до и после селевого процесса.

 

Рис. 5. Участок левой береговой морены ледника Ганготри и моренного пьедестала ледника Меру Бамак в верховьях р. Бхагиратхи (Гималаи, Индия) до и после селя в период с 16 по 19 июля 2017 г. на космоснимках Google Earth: (а) – 26.08.2014 Pleiades-1A, (б) – 07.10.2017 Pleiades-1A

1 – гребень левой береговой морены ледника Ганготри; 2 – гребни береговых морен моренного пьедестала ледника Меру Бамак; 3 – селевой врез; 4 – селевые отложения

Fig. 5. The section of the left lateral moraine of the Gangotri glacier and the moraine pedestal of the Meru Bamak glacier in the upper reaches of the Bhagirathi River (Himalayas, India) before and after the debris flow in the period from July 16 to 19, 2017 on Google Earth satellite images: (a) –26.08.2014 Pleiades-1A, (б) – 07.10.2017 Pleiades-1A

1 – ridge of the left lateral moraine of the Gangotri glacier; 2 – ridges of the lateral moraines of the moraine pedestal of the Meru Bamak glacier; 3 – debris flow cut; 4 – debris flow deposits

 

Параметры образовавшего вреза и отложений на дне долины: объем вынесенного материала – около 8 млн м³, объем отложенного на дне долины селевого материала – около 6.5 млн м³. Площадь образовавшегося вреза составила 150 тыс. м², длина – около 1 км, а площадь селевых отложений – 470 тыс. м² (Kumar et al., 2019). Длина вреза могла быть больше, но он был ограничен концом ледника Меру Бамак. Большая часть вреза относится к моренному пьедесталу ледника Меру Бамак, меньшая – к береговой морене ледника Ганготри. Особенностью селевых процессов на береговых моренах, сопряженных с моренными пьедесталами, является почти полная аккумуляция селевых отложений сразу у конца вреза на участке дна главной долины протяженностью 1–2 км, мощностью, часто превышающей 10 м.

В тех случаях, когда боковой приток основного ледника образует с ним единый язык, вследствие нескольких произошедших подвижек он может составлять отдельную многослойную толщу в виде пьедестала, прислоненную к боковой морене. При отступании ледника эта толща, фактически являющаяся моренным пьедесталом, образует террасовидную береговую морену. Если ниже впадения такого притока со склона спускается каменный глетчер, то язык ледника оттесняет его к склону и образуется террасовидная береговая морена. Она сочетает материал моренного пьедестала и каменного глетчера, как в случае сложного моренного комплекса ледника бывшего левого притока ледника Батсват в долине р. Ишкоман (Северный Пакистан). Там в июле—августе 2018 г. в результате продолжительного селевого процесса образовался врез площадью 0.27 км², длиной 1.2 км (Беккиев и др., 2021а).

На рис. 6 показан этот участок до и после формирования вреза. Ранее небольшой врез сформировался на участке моренного пьедестала, прислоненного к левой береговой морене, а в 2018 г. произошло образование объединенного вреза с исчезновением срединной разделяющей гряды. При этом каменный глетчер, как компонент террасовидной морены, был более устойчив к селевым процессам, и поэтому почти не был ими затронут. Последствиями селя были разрушения и затопления домов в поселке Батсват на расстоянии 5 км от очага.

 

Рис. 6. Участок моренного комплекса бывшего левого притока ледника Батсват в долине левого притока р. Ишкоман (Пакистан) с террасовидным моренным пьедесталом до и после образования вреза в июле-августе 2018 г. на космоснимках Google Earth и Bing Maps: (а) – 10.07.2017 Pleiades-1A, (б) – 26.05.2020 WorldView-2

1 – террасовидный моренный пьедестал; 2 – террасовидный каменный глетчер; 3 – селевой врез

Fig. 6. A section of the moraine complex of the former left tributary of the Batswat glacier in the valley of the left tributary of the Ishkoman River (Pakistan) with a terraced moraine pedestal before and after the formation of the cut in July-August 2018 on Google Earth and Bing Maps satellite images: (a) – 10.07.2017 Pleiades-1A, (б) – 26.05.2020 WorldView-2

1 – terraced moraine pedestal; 2 – terraced rock glacier; 3 – debris flow cut

 

СЕЛЕВОЙ ПРОЦЕСС НА УЧАСТКЕ ПРАВОЙ БЕРЕГОВОЙ МОРЕНЫЛЕДНИКА МИЖИРГИ (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КАВКАЗ) 13 АВГУСТА 2022 Г.

13 августа 2022 г. в долине р. Мижирги (бассейн р. Черек-Безенгийский) сошел необычный сель, очаг которого располагался на правой береговой морене ледника (Акаев, Шидугов, 2023; Беккиев и др., 2023). На рис. 7 показан участок селевого очага до и после селя. Врез асимметричный: левый борт возвышается над дном на 6‒9 м, а правый – на 16‒20 м, так как моренная гряда до селя имела склоны разной высоты (ее гребень показан красной линией на рис. 8, (а)).

 

Рис. 7. Участок селевого очага на правой береговой морене ледника Мижирги до и после схода селя 13.08.2022 (фото с квадрокоптера): (а) – 26.07.2022, (б) – 28.08.2022

Fig. 7. The site of the debris flow original site on the right lateral moraine of the Mizhirgi glacier before and after the debris flow on 13.08.2022 (photo from the quadcopter): (a) – 26.07.2022, (б) – 28.08.2022

 

Рис. 8. Участок береговой морены ледника Мижирги: (а) – космоснимок Google Earth 28.10.2019 Pleiades-1A, (б) – фото с квадрокоптера 26.07.2022, (в) – фото с квадрокоптера 28.08.2022. Красная линия – гребень береговой морены XXI в., желтая линия – гребень береговой морены малого ледникового периода, голубая линия – русло водотока в кармане береговой морены, красные стрелки указывают на расположение трещины смещения гряды береговой морены

Fig. 8. A section of the lateral moraine of the Mizhirgi glacier: (a) – Google Earth satellite image 28.10.2019 Pleiades-1A, (б) – photo from the quadcopter 26.07.2022, (в) – photo from the quadcopter 28.08.2022. The red line is the ridge of the lateral moraine of the XXI century, the yellow line is the ridge of the lateral moraine of the little Ice Age, the blue line is the watercourse bed in the pocket of the lateral moraine, the red arrows indicate the location of the fracture of the displacement of the ridge of the lateral moraine

 

Ширина вреза составила 30‒40 м, длина его на морене – 230 м, объем вынесенного материала – около 110 тыс. м³ (включая возвышающуюся часть гребня береговой морены около 16 тыс. м³). Средний угол наклона очага по дну вреза составлял 6.7˚.

На основе анализа разновременных аэро- и космоснимков ледника Мижирги предложен следующий механизм селеформирования.

По данным О.С. Бушуевой (2013) в период 1987‒2004 гг. ледник Мижирги продвинулся вперед на 137 м. При этом произошло формирование новой боковой морены (см. рис. 8, (а) – красная линия). Судя по космоснимкам Landsat 4-5, это движение было инициировано левым потоком льда, который оттеснил правый поток и, возможно, деформировал правую морену. В свою очередь, это способствовало проникновению потока талых вод ледника, расположенного на правом склоне долины р. Мижирги, внутрь массива береговой морены.

Можно предположить, что под основной грядой береговой морены находится массив мертвого ледникового льда. Его таяние под действием дополнительного притока воды привело к формированию полостей, которые заполнялись водой. Это сопровождалось просадкой и формированием протяженной зияющей трещины в кармане береговой морены шириной до 1.5 м и длиной около 450 м (см. рис. 8, (б) – нижний и верхний участки трещины показаны красными стрелками). На участке, отмеченном верхней красной стрелкой, произошло сползание массива морены вниз с образованием стенки отрыва. При этом образовались дугообразные трещины в зоне отрыва, и сползающий блок шириной 15‒17 м был разбит и готов к обрушению. Подтверждением этому явился размыв ледника ниже очага с образованием вреза шириной 15‒20 м и глубиной до 4 м.

Поскольку образовавшийся селевой поток проходил по леднику, отложившиеся селевые массы мощностью до 8 м заблокировали выход талой воды из подледного канала. В результате произошло накопление воды в канале и последующий прорыв ее в виде селя по другому руслу р. Мижирги. Таким образом, селевой процесс на береговой морене вызвал прорывной водный импульс с ледника. Переносимый селем материал отлагался по бокам русел, а около альплагеря Безенги образовалось поле отложений шириной до 250 м и толщиной до 5 м. Часть территории альплагеря была занесена.

Таким образом, полученные данные о необычном селевом процессе на береговой морене ледника Мижирги показали, что потенциальные селевые массивы участков береговых морен могут иметь различную морфологию и располагаться как на склонах, так и на дне долин. Это необходимо учитывать при выборе объектов мониторинга и оценке селевой опасности.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В статье рассмотрен широкий спектр селепроявлений на участках береговых морен горных ледников. Его можно дополнить развитием селевого процесса на участке кармана береговой морены, заполненном селевым конусом выноса при сползании обводненных масс береговой морены и изменении направления русла притока, протекавшего вниз по карману – формирование вреза шириной 150 м на конусе выноса р. Фастаг, сопряженном с левой береговой мореной ледника Караугом в 1988 г., и селевой процесс на правой береговой морене ледника Джанкуат в 2015 г. с развитием вреза шириной 70 м (Васьков, 2006; Беккиев и др., 2021; Kharchenko et al., 2020).

Рассмотренные в статье примеры дают представление о селевых процессах на береговых моренах в период деградации ледников, когда, отступая, ледники оставляют на крутых склонах долин большие массы обломочного материала в виде протяженных береговых морен, заполняя участки ложбин притоков и способствуя аккумуляции селевых, оползневых обвально-осыпных масс и моренных масс ледников притоков в карманах береговых морен. Толщина береговых морен на этих участках становится максимальной и сопоставимой с толщиной некоторых конечноморенных комплексов, где формируются врезы. В период, когда к этому участку еще примыкает ледник, находящийся на дне долины, масса моренного материала обладает устойчивостью к сползанию и размыву вследствие наличия упора в виде тела ледника. Но когда ледник отступает, упор исчезает, и массив береговой морены подвергается воздействию оползневых и селевых процессов.

Массы береговых морен на отдельных участках сопряжены с отложениями различного генезиса – моренными пьедесталами ледников притоков, гравитационно-коллювиальными и селевыми конусами выноса. При отсутствии тела основного долинного ледника у подножия склонов эти отложения вырабатывают профиль равновесия и опираются на дно долины. Экзарационная деятельность движущегося по долине ледника приводит к выпахиванию отложенных в межстадиальный период масс у подножия склона и нарушению профиля равновесия, что впоследствии при отступании ледника вызывает активизацию склоновых и русловых процессов на участках массивов, расположенных в пригребневой зоне береговых морен, возвышающихся над дном долины.

Селевые потоки могут сходить с участков береговых морен с сопряженными с ними моренными пьедесталами без участия ливней за счет разжижения массы пьедестала в результате таяния заключенного в нем льда. Эти моренные массивы можно считать селевыми очагами обводнения. Объем селевых выносов в таких случаях определяется объемом моренного пьедестала. Плотные грязекаменные массы объемом в несколько миллионов кубометров аккумулируются на пологом дне долины в устье образовавшегося вреза, и селевая опасность локализуется участками небольшой площади, как в случае процесса на береговой морене ледника Ганготри в 2017 г. в Индии. Но когда ниже врезов уклоны дна долины достаточны для продолжения селевого процесса, зона поражения может быть значительной, включая случаи, вызванные прорывами ледниковых емкостей или выпадением ливней (деградация террасовидного моренного пьедестала и селевой поток в долине левого притока р. Ишкоман в Пакистане в 2018 г.).

Когда по карману береговой морены протекает водный поток, часть водной массы попадает в береговую морену в результате фильтрации, тем самым насыщая водой массив морены. В результате происходит оползание массива морены и образование вреза на склоне береговой морены, сопровождающееся сходом селевого потока, как в случае селя в верховьях р. Джанкуат в долине р. Адылсу в 2015 г. Врезы на участках береговых морен могут образовываться и на дне долины с небольшим углом наклона на контакте с ледником, который еще не отступил и не освободил дно долины, как в случае селя в долине р. Мижирги в бассейне р. Черек-Безенгийский в 2022 г.

Наибольшую опасность представляют участки карманов береговых морен с озерами. Потенциал селевой опасности их тем выше, чем больше объем водной массы. Если озеро не имеет поверхностного стока, как было в случае озера Чорабари в Индии, динамика озера определяется пропускной способностью подземных каналов стока и притоком воды от протекавшего по карману береговой морены водного потока. В исключительных случаях при выпадении аномальных ливневых осадков происходит полное заполнение кармана береговой морены водой и ее сброс вниз в виде прорывного паводка и селевого потока в результате перелива и размыва береговой морены. Береговые морены становятся селевыми очагами взаимодействия. Зона поражения таким селевым процессом достигает по протяженности нескольких десятков километров.

В течение длительного времени котловины карманов береговых морен могут заполниться озерными и аллювиально-пролювиальными отложениями. В этом случае вследствие ливней и увеличения расхода воды водотока происходит размыв береговой морены и вынос накопленных отложений, как в случае селя с левой береговой морены ледника Дых-Котю-Бугайсу в долине р. Черек-Балкарский в 2017 г.

Прорывы озер, расположенных в котловинах между береговыми моренами, происходят в результате оползания (обрушения) массивов береговой морены и сопряженных с ними склоновых отложений и образования волны на поверхности озера, превышающей высоту его плотины, как в случае прорывов озера Джинвуко в Тибете в 2020 г. и озера Лхонак Южное в Сиккиме в 2023 г.

ВЫВОДЫ

Селепроявления выражены врезами различной длины и площади, которые определены по данным космоснимков и аэрофотоснимков. Объемы выносов определены в основном по данным публикаций.

Участки береговых морен, на которых образовались врезы, представляли собой потенциальные селевые массивы, которые стали селевыми очагами обводнения или взаимодействия, в зависимости от того, проходили или нет в карманах береговых морен ливневые паводки.

В ходе продолжающейся деградации ледников в селевые процессы будут вовлечены участки береговых морен, на которых селепроявления еще не были зафиксированы, что осложняет оценку селевой опасности. В будущем по результатам анализа космоснимков и аэрофотосъемок представляется возможным выявлять потенциальные селевые массивы на участках береговых морен различных типов и параметров, схожих с массивами, на которых селевые процессы уже реализовались в больших и катастрофических размерах. Это позволит определять зоны максимального возможного поражения селевыми процессами и проводить мероприятия по снижению селевых рисков и минимизации возможного ущерба.

¹ Береговая морена – морена горных ледников, отложенная в виде гряд или ступеней вдоль склонов долины, при частичном или неполном таянии ледника. Образуется из морены боковой, которая остается при вытаивании на склонах долины (Геологический словарь, 1978, с. 482).

Об авторах

М. Ю. Беккиев

Высокогорный геофизический институт

Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

М. Д. Докукин

Высокогорный геофизический институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

М. Ч. Залиханов

Высокогорный геофизический институт

Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

Р. Х. Калов

Высокогорный геофизический институт

Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

Л. М. Федченко

Высокогорный геофизический институт

Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

А. Р. Акаев

Высокогорный геофизический институт

Email: inrush@bk.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

Дополнительные файлы