Введение

Вид ледникового наводнения. Jökulhlaup (букв. «ледниковый поток») — это тип ледникового наводнения. Это исландский термин, который был принят в гляциологической терминологии во многих языках. Изначально он относился к хорошо известным подледниковым наводнениям из Ватнайокульля, Исландия, которые вызываются геотермальным нагревом и иногда подледниковым вулканическим извержением, но теперь используется для описания любого крупного и внезапного сброса воды из подледникового или приледникового озера/водохранилища. Поскольку jökulhlaup формируются из гидростатически изолированных озёр с плавающим уровнем, значительно превышающим порог, их пиковый расход может быть намного больше, чем при прорыве маргинального или внемаргинального озера. Гидрограф jökulhlaup из Ватнайокуль обычно либо нарастает в течение нескольких недель, достигая максимального потока в конце, либо поднимается гораздо быстрее в течение нескольких часов. Считается, что эти закономерности отражают таяние каналов и поверхностный сток под ледником, соответственно. Аналогичные процессы в очень больших масштабах происходили во время дегляциации Северной Америки и Европы после последнего ледникового периода (например, озеро Агассиз и Ла-Манш), и, вероятно, в более ранние периоды, хотя геологическая летопись сохранилась не полностью.

Производство подледниковой воды

Подледниковая талая вода может образовываться на поверхности ледника (надледниково), под ледником (базально) или в обоих местах. Абляция (поверхностное плавление) обычно приводит к образованию скоплений воды на поверхности. Базальное таяние происходит из-за геотермального теплового потока из земной коры, который меняется в зависимости от местоположения, а также из-за трения, возникающего при движении льда по подстилающей поверхности. Анализы, проведенные в 1997 году, показали, что, основываясь на скорости образования базальной талой воды, годовое производство подледниковой воды из одного типичного бассейна в северо-западной Германии составляло 642e6 во время последнего Вейхсельского оледенения.

Надледниковый и подледниковый поток воды

Талая вода может течь либо по поверхности ледника (supraglacially), под ледником (subglacially/basally), либо в виде грунтовых вод в водоносном горизонте под ледником вследствие гидравлической проницаемости подстилающих пород. Если скорость образования талой воды превышает скорость её оттока через водоносный горизонт, то вода будет накапливаться в поверхностных или подледниковых водоёмах или озёрах.

Эпизодические релизы

Если талая вода накапливается, то сбросы происходят эпизодически как под континентальными ледяными щитами, так и под альпийскими ледниками. Сброс происходит, когда вода собирается, перекрывающий лед поднимается, и вода движется наружу в слое под давлением или в растущем подледниковом озере. Области, где лед поднимается легче всего (то есть области с более тонким ледяным покровом), поднимаются первыми. Следовательно, вода может подниматься по рельефу, лежащему под ледником, если она движется к областям с меньшей толщей льда. По мере накопления воды поднимается дополнительный лед, пока не образуется путь для сброса. Если нет предварительно существующего канала, вода первоначально высвобождается в виде широкого фронтального jökulhlaup, который может иметь фронт потока шириной в десятки километров, расходясь тонким фронтом. По мере продолжения потока он имеет тенденцию размывать лежащие в основе материалы и перекрывающий лед, создавая туннельную долину, даже когда пониженное давление позволяет большей части ледникового льда осесть обратно на подстилающую поверхность, перекрывая широкий фронтальный сброс и формируя русло. Направление канала определяется главным образом толщиной перекрывающего льда и, во-вторых, градиентом земной поверхности, и может наблюдаться, что он "течет вверх по склону", поскольку давление льда направляет воду в области с меньшим ледовым покровом, пока она не выйдет на ледниковый фронт. Таким образом, конфигурация различных туннельных долин, образованных конкретным оледенением, дает общее представление о толщине ледника в момент их формирования, особенно если первоначальный рельеф поверхности под ледником был незначительным.

Примеры

Хотя джекюльхлапы изначально ассоциировались с Ватнайокульлом, они были зафиксированы в научной литературе в самых разных местах, включая современную Антарктиду, и существуют свидетельства того, что они также происходили в лаврентийском и скандинавском ледниковых щитах во время последнего ледникового максимума.

Исландия

Мюрдалсйёкулл подвергается крупным джекулхлапам при извержении субледникового вулкана Катла, примерно каждые 40–80 лет. Считается, что извержение 1755 года характеризовалось пиковым расходом в 200 000–400 000 м³/с. Вулкан Гримсвётн часто вызывает крупные джекулхлапы от Ватнайокульля. Извержение Гьяльпа в 1996 году направило талые воды на юг в Гримсвётн, что привело к джекулхлапу с пиковым потоком 50 000 м³/с, продолжавшемуся несколько дней. Это самый крупный джекулхлап, зарегистрированный для Гримсвётна. Вулкан Эйяфьядлайёкулл также может вызывать джекулхлапы. Извержение 2010 года вызвало джекулхлап с пиковым потоком около 2000–3000 м³/с.

Северная Америка

В июле 1994 года озеро, запруженное льдом, осушилось через подледниковый туннель в районе св., в прибрежных горах Британской Колумбии, вызвав образование йёкюльхляупа. Паводковый вал расхода от 100 до 300 м³/с прошел 11 км по руслу реки Фарроу и впал в озеро Чилко, вызвав значительную эрозию. Ледяная плотина не восстановилась. Аналогичные йёкюльхляупы в Британской Колумбии суммированы в таблице ниже. + Йёкюльхляупы Британской Колумбии
Название озера Год Пиковый расход (м³/с) Объем (км³) Alsek 1850 30 4.5 Ape 1984 160 0.084 Tide 1800 5000 10000 1.1 Donjek 1810 4000 6000 0.234 Summit 1967 2560 0.251 Tulsequah 1958 155 60.229

По мере отступления ледникового щита Лорентида от его максимального распространения примерно с 21 000 по 13 000 лет назад, в восточной Северной Америке произошло два значительных события, связанных с изменением русел талых вод. Хотя среди геологов до сих пор ведутся споры о точном местоположении этих событий, вероятно, они произошли при отступлении ледникового щита от гор Адирондак и низменностей Святого Лаврентия. Во-первых, ледниковое озеро Ирокез осушилось в Атлантический океан в результате катастрофических сбросов в долине реки Гудзон, когда ледяная плотина разрушилась и восстановилась трижды в виде йёкюльхляупов. Свидетельства масштаба сброса талых вод в долину Гудзона включают глубоко врезанные осадочные отложения в долине, крупные доли осадочных отложений на континентальном шельфе и ледниковые валуны-пришельцы диаметром более 2 метров на внешнем шельфе. Позднее, после дегляциации долины Святого Лаврентия, ледниковое озеро Кандона осушилось в Северную Атлантику, а последующие сбросы прошли через море Шамплейн и долину Святого Лаврентия. Считается, что этот приток талых вод в Северную Атлантику в виде йёкюльхляупа около 13 350 лет назад вызвал ослабление термохалинной циркуляции и кратковременный холодный период Северного полушария – внутриаллередский. Наконец, озеро Агассиз было огромным ледниковым озером, расположенным в центре Северной Америки. Питаемое ледниковым стоком в конце последнего ледникового периода, его площадь была больше, чем суммарная площадь всех современных Великих озер, а объем воды превышал объем всех озер мира на сегодняшний день. Оно осушалось в серии событий между 13 000 и 8400 годами до нашей эры. Кроме того, в Тихий океан происходили крупные сбросы через ущелье реки Колумбия, известные как наводнения Миссула. С 2011 года периодические ледниковые наводнения происходят из бассейна Суицид через ледник Менденхолл в Джуно, Аляска.

Индия

7 февраля 2021 года часть ледника Нанда Деви обрушилась во время схода лавины с ледника в Уттаракханде в 2021 году, вызвав внезапное наводнение, которое смыло электростанцию. Считается, что более 150 человек погибли.

Швеция

Около 9500 г. до н.э. произошло высвобождение воды из Балтийского ледникового озера, когда ледниковый фронт отступил к северу от горы Биллинген.