Введение

Тип внезапного наводнения, возникающий при прорыве плотины, удерживающей ледниковое озеро. Внезапное наводнение, подобное GLOF, когда водоём, содержащийся в леднике, тает или переливается через ледник, называется йёкюльхляупом. Плотина может состоять из ледникового льда или конечной морены. Прорыв может произойти из-за эрозии, накопления давления воды, схода лавины из камней или снега, землетрясения, криосейсмических явлений, извержений вулканов под льдом или массивного вытеснения воды в ледниковом озере при обрушении большой части соседнего ледника в него. Усиление таяния ледников из-за изменения климата, наряду с другими экологическими последствиями изменения климата (например, таянием вечной мерзлоты), означает, что в регионах с ледниками, вероятно, возрастёт риск наводнений, вызванных GLOF. Это особенно актуально для Гималаев, где геологическая активность выше.

Определение

Выбросное наводнение из ледникового озера – это тип внезапного наводнения, возникающий при прорыве воды, запруженной ледником или моренным отложением. Водоём, запруженный передним краем ледника, называется приледниковым озером, а водоём, покрытый ледником – подледниковым озером. Прорыв приледникового озера также может называться дренажем приледникового озера. Прорыв подледникового озера может называться йёкюльхляупом. Таким образом, йёкюльхляуп – это внезапное наводнение из подледникового озера. Йёкюльхляуп – исландский термин, заимствованный английским языком, изначально обозначавший только выбросные наводнения из ледника Ватнайокуль, вызванные вулканическими извержениями, но теперь используемый для описания любого резкого и мощного выброса подледниковой воды. Объемы ледниковых озер варьируются, но могут достигать от миллионов до сотен миллионов кубических метров воды. Катастрофическое разрушение сдерживающего льда или ледниковых отложений может привести к выбросу этой воды в течение нескольких минут или дней. В ходе таких событий были зарегистрированы пиковые расходы до 15 000 кубических метров в секунду, что указывает на то, что в V-образном каньоне обычно небольшого горного ручья может внезапно образоваться чрезвычайно турбулентный и быстротекущий поток значительной глубины. Выбросные наводнения из ледниковых озер часто усугубляются масштабной эрозией русла реки в крутых мореновых долинах, в результате чего пик наводнения увеличивается по мере течения вниз по течению, пока река не достигнет участка с отложениями осадочных пород. На пойме ниже по течению это приводит к несколько более медленному затоплению, распространяющемуся на значительную ширину. Оба сценария представляют серьезную угрозу для жизни, имущества и инфраструктуры.

Мониторинг

Организация Объединенных Наций осуществляет ряд мероприятий по мониторингу, чтобы помочь предотвратить гибель людей и разрушения в регионах, подверженных этим явлениям. Значимость этой ситуации возросла за последнее столетие из-за роста населения и увеличения числа ледниковых озер, образовавшихся в результате отступления ледников. Хотя все страны с ледниками уязвимы к этой проблеме, Центральная Азия, регионы Анд в Южной Америке и европейские страны, имеющие ледники в Альпах, были определены как регионы с наибольшим риском. Во всем мире выявлен ряд неминуемых смертельных случаев, связанных с ГЛОФ. Ледниковое озеро Цхо Рольпа расположено в долине Рольвалинг, примерно в 150 километрах к северо-востоку от Катманду, Непал, на высоте около 4 690 метров. Озеро удерживается высокой неконсолидированной терминальной моренной плотиной. Озеро увеличивается в размерах с каждым годом из-за таяния и отступления ледника Тракардинг и стало самым большим и опасным ледниковым озером в Непале, в котором хранится приблизительно 85 миллионов кубических метров воды.

Индия

В июне 2013 года в Кедарнате, штат Уттаракханд, произошли внезапные наводнения, вызванные, в том числе, сходом глетчерного озера Чорабари Тал, в результате чего погибли тысячи паломников, туристов и местных жителей, посетивших это место.

Пакистан

В Пакистане более 7000 ледников, что больше, чем где-либо еще в мире, за исключением полярных регионов. По состоянию на 2018 год в Гилгит-Балтистане образовалось более 3000 ледниковых озер, 30 из которых ПРООН определила как представляющие непосредственную угрозу схода селей из ледниковых озер. В 2017 году был продолжен "Проект по увеличению масштабов снижения риска наводнений, вызванных прорывом ледниковых озер, в Северном Пакистане". В 1929 году прорыв ледникового озера, образованного ледником Чонг-Кумдан в Каракоруме, вызвал наводнение на реке Инд на расстоянии 1200 км вниз по течению (максимальный подъем воды составил 8,1 м в Аттоке).

Бутан

В долинах и на низменных речных равнинах Бутана регулярно происходят обвальные наводнения от таяния ледников (GLOFs). В недавнем прошлом внезапные наводнения произошли в долинах Тхимпу, Паро и Пунанкха Вангдуе. Из 2674 ледниковых озер в Бутане 24 были идентифицированы недавним исследованием как потенциально опасные в отношении GLOF в ближайшем будущем. В октябре 1994 года обвальное наводнение от таяния ледников (GLOF) выше по течению от Пунха-Дзонга вызвало масштабное наводнение на реке Фхо-Чху, повредив дзонг и приведя к человеческим жертвам.

Непал

Хотя события ГЛОФ происходят в Непале уже много десятилетий, взрыв ледникового озера Диг Чо в 1985 году послужил началом детального изучения этого явления. В 1996 году Секретариат Комиссии по водным ресурсам и энергетике (WECS) Непала сообщил о пяти потенциально опасных озерах, а именно: Диг-Тшо, Имджа, Нижний Барун, Цхо-Ролпа и Тхулаги, все они расположены выше 4100 м. Исследование 2001 года, проведенное ICIMOD и ЮНЕП, выявило 20 потенциально опасных озер в Непале. В десяти из них в последние несколько лет происходили события ГЛОФ, и некоторые из них восстанавливаются после этих событий. Дополнительные опасные ледниковые озера могут существовать в частях Тибета, которые дренируются ручьями, пересекающими границу с Непалом, что создает возможность возникновения обрушений в Тибете, которые могут привести к ущербу в Непале. В бассейне реки Гандаки, по имеющимся данным, находится 1025 ледников и 338 озер. Ледник Тхулаги, расположенный в бассейне Верхней Марсянги, является одним из двух озер, образованных моренной плотиной (наледниковых озер), которые были идентифицированы как потенциально опасные. Kreditanstalt für Wiederaufbau, Франкфурт-на-Майне, BGR (Федеральный институт геологических наук и природных ресурсов, Германия), в сотрудничестве с Департаментом гидрологии и метеорологии в Катманду, провели исследования ледника Тхулаги и пришли к выводу в 2011 году, что даже в наихудшем сценарии катастрофического обрушения озера в ближайшем будущем можно избежать.

Тибет

Озера Лонгбасаба и Пида – это два озера, образованные моренными завалами, расположенные на высоте около 5700 м в Восточных Гималаях. Из-за повышения температуры площади ледников Лонгбасаба и Каер уменьшились на 8,7% и 16,6% в период с 1978 по 2005 год. Вода от таяния ледников напрямую поступала в озера Лонгбасаба и Пида, что привело к увеличению площади этих двух озер на 140% и 194% соответственно. Согласно отчету Гидрологического департамента Тибета за 2006 год, в случае схода GLOF (внезапного прорыва ледникового озера) на этих двух озерах, под угрозой оказались бы 23 города и деревни, где проживает более 12 500 человек. В Тибете в августе 2000 года GLOF уничтожил один из основных районов выращивания ячменя на Тибетском плато. Было разрушено более 10 000 домов, 98 мостов и дамб, общий ущерб оценивается примерно в 75 миллионов долларов США. В том же году фермерские общины столкнулись с дефицитом продовольствия из-за потери зерна и скота. Крупный GLOF был зафиксирован в 1978 году в долине реки Шаксгам в Каракоруме, части исторического Кашмира, переданной Пакистаном Китаю. Термин "jökulhlaup" имеет исландское происхождение, поскольку юг Исландии часто подвергался воздействию подобных катастроф. Так, в 1996 году извержение вулкана к северу от озера Гримсветн, принадлежащего леднику Ватнайокуль, привело к заполнению озера Гримсветн, а затем река Скейдара затопила территорию перед Скафтафелем, который в настоящее время является частью национального парка Ватнайокуль. Пик потока jökulhlaup достиг 50 000 кубических метров в секунду и разрушил участки дороги Hringvegur (кольцевая дорога или Исландская дорога №1). Наводнение принесло с собой ледяные обломки весом до 5000 тонн, а айсберги весом от 100 до 200 тонн обрушились на мост Гиджуквисла на кольцевой дороге (руины хорошо обозначены информационными знаками и сегодня являются популярной туристической остановкой). Высота образовавшегося цунами достигала, а ширина составляла. Потоком было вынесено 185 миллионов тонн ила. На несколько дней поток jökulhlaup стал второй по величине рекой (по расходу воды) после Амазонки. После наводнения на берегах реки можно было увидеть айсберги высотой, оставленные отступившим ледником (см. также Mýrdalsjökull). Максимальный сброс воды из озера, формирующегося вокруг вулканического кратера Гримсветн в центре ледяного щита Ватнайокуль, создает потоки, превышающие объем реки Миссисипи. Всплески происходили в 1954, 1960, 1965, 1972, 1976, 1982, 1983, 1986, 1991 и 1996 годах. В 1996 году извержение растопило льда и вызвало всплеск в секунду при пиковом расходе.

Дуверский пролив

Считается, что Дуверский пролив образовался около 200 000 лет назад в результате катастрофического ГЛОФа, вызванного прорывом антиклинали Велд-Артуа, которая выполняла функцию естественной плотины, удерживавшей большое озеро в регионе Доггерленд, ныне находящемся под Северным морем. Наводнение продолжалось несколько месяцев, высвобождая до одного миллиона кубических метров воды в секунду. Причина прорыва неизвестна, но могла быть вызвана землетрясением или просто накоплением давления воды в озере. Помимо разрушения перешейка, соединявшего Британию с континентальной Европой, наводнение прорезало большую долину с каменистым дном вдоль всего Английского канала, оставив после себя обтекаемые острова и продольные эрозионные борозды, характерные для катастрофических мегаповодков.

Швейцарские Альпы

Катастрофа ледника Гиетро 1818 года, унесшая жизни 44 человек, произошла в долине длиной 4 км, расположенной в юго-западной Швейцарии. Смертельные наводнения были известны в историческое время, и первые 140 смертей были зарегистрированы в 1595 году. После увеличения ледника в период "Года без лета" начал формироваться ледяной конус.

Некоторые гёкюльхлопы происходят ежегодно. Озеро Джордж возле реки Кник характеризовалось крупными ежегодными сходами с 1918 по 1966 год. С 1966 года ледник Кник отступил, и ледяная плотина больше не образуется. Озеро Джордж может возобновить ежегодные наводнения, если ледник снова увеличится в размерах и перегородит долину (Post and Mayo, 1971). Почти каждый год ГЛОФы случаются в двух местах на юго-востоке Аляски, одним из которых является озеро Абисс. Сбросы, связанные с ледником Тулсекуа недалеко от Джуно, часто затапливают расположенную поблизости взлетно-посадочную полосу. Около 40 домиков потенциально могут пострадать, и некоторые были повреждены в результате крупных наводнений. События, произошедшие на леднике Салмон возле Хайдера, повредили дороги вблизи реки Салмон.

Соседние Соединенные Штаты

Огромные доисторические паводковые наводнения, известные как Миссульские или Споканские наводнения, произошли в водоразделе реки Колумбия в Северной Америке к концу последнего ледникового периода. Они были вызваны периодическими прорывами ледяных дам в современной Монтане, что привело к осушению водоема, ныне известного как Ледниковое озеро Миссула. Мощные наводнения проложили себе путь по Колумбийскому плато, устремляясь к океану, и сформировали современный рельеф Ченнелед-Скаблендс в Центральном и Восточном Вашингтоне. Ледниковая река Уоррен осушала Ледниковое озеро Агассиз во время висконсинского оледенения; теперь спокойная река Миннесота течет по её руслу. Эта река сезонно сбрасывала талую ледниковую воду в бассейн Верхней Миссисипи. Район, ныне называемый Бессточным регионом Северной Америки, одновременно подвергался паводковым наводнениям от Ледникового озера Грантсбург и Ледникового озера Дулут на протяжении всех трех фаз последнего ледникового периода. С 6 по 10 сентября 2003 года паводковое наводнение произошло от ледника Грассхоппер в горах Винд-Ривер, Вайоминг. Проледниковое озеро у подножия ледника прорвало ледяную плотину, и вода из озера прорезала траншею в центре ледника. По оценкам, за четыре дня было выпущено воды, подняв уровень потока ручья Динуди-Крик с кубических метров в секунду до кубических метров в секунду, согласно данным, зарегистрированным на гидрологическом посту, расположенном ниже по течению. Обломки, принесенные наводнением, были отложены более чем на километров вдоль ручья. Паводковое наводнение связывают с быстрым отступлением ледника, которое наблюдается с момента его первого точного измерения в 1960-х годах.

Перу

Наводнение, вызванное обрушением ледникового озера 13 декабря 1941 года, унесло жизни, по оценкам, 1800 человек в Перу, в том числе многих в городе Уарас. Причиной послужил обвал ледяной массы с ледника в горах Кордильера-Бланка в озеро Палкакоча. Это событие стало историческим импульсом для исследований внезапных наводнений из ледниковых озер. Многочисленные перуанские геологи и инженеры разработали методы предотвращения подобных наводнений и распространили их по всему миру.

Канада

В 1978 году потоки обломков, вызванные сбросом воды из-под ледника Кафедральный, разрушили часть железнодорожного полотна Канадской Тихоокеанской железной дороги, привели к сходу с рельсов грузового поезда и засыпали участки Трансканадской магистрали. В 1994 году произошел джёккульхлап в Фарроу-Крик, Британская Колумбия. В 2003 году джёккульхлап осушил озеро Туборг на острове Элсмир, и события, а также их последствия, находились под наблюдением. Озеро, образованное ледяной плотиной, катастрофически осушилось, снеся ледяную дамбу. Это крайне редкое явление для канадской Высокой Арктики, где большинство ледников имеют холодное основание, и озера, запруженные льдом, обычно медленно осушаются, переливаясь через плотину. Предполагается, что события Генриха во время последнего оледенения могли быть вызваны гигантскими джёккульхлапами из озера в Гудзоновом заливе, запруженного льдом в устье Гудзонова пролива.