Последнее время в связи с наблюдающимися изменениями климата активизируются деструктивные криогенные процессы на побережьях. Это сопровождается увеличением выноса материала, в том числе органических соединений, с суши в море. В результате повысился интерес мировой научной общественности к скорости разрушения мерзлых берегов. Эта тема заняла ведущее место в ряде проектов Международного полярного года. В связи с существенным изменением температуры воздуха и ледовитости морей, особенно в последние несколько лет, приходится признать, что традиционные представления о механизмах отступания льдистых берегов и методы оценки выноса материала с берегов в море требуют уточнения.

Ведущие процессы разрушения арктических берегов, как следует из публикаций, это термоабразия и термоденудация. На побережьях также развиты термоэрозия, нивация, обвально-осыпные и эоловые процессы, выполняющие второстепенную роль [Васильев и др., 2006; Совершаев, 1992]. Наши наблюдения свидетельствуют о том, что в условиях широкого распространения мощных залежей подземных пластовых льдов доминируют процессы термоденудации типа криогенного оползания с разными механизмами при подчиненной роли термоабразии [Кизяков и др., 2006; Лейбман и др., 2007]. Исследования летом 2007 г . показали, что при климатических флуктуациях значительная роль может принадлежать и термоэрозии - процессу, который никем не рассматривался как ведущий в разрушении берегов. Резкая активизация термоэрозии на береговых уступах связана с повышением уровня зимних атмосферных осадков и накоплением снежников значительной мощности и запаса влаги. Установление роли различных процессов в отступании берега позволяет создать алгоритм расчета выноса материала с суши в море. Полевые измерения на ключевом участке повышают достоверность количественной оценки выноса материала вдоль всего арктического побережья России и других стран.

В работе представлены результаты полевых исследований на побережье Югорского полуострова на ключевых участках «Первая Песчаная» (1) и «Шпиндлер» (2), находящихся на расстоянии 36 км друг от друга, а также результаты 27-километровой маршрутной съемки между ними за вычетом скальных и аккумулятивных берегов (рис. 1). Пластовый лед, залегающий двумя слоями мощностью 3- 10 м на абсолютных высотах до 35 м и местами уходящий под уровень моря, обеспечивает преобладание оползневых процессов, связанных с вытаиванием льда [Лейбман и др., 2007].

По нашим наблюдениям, произошли существенные изменения климатических и гидродинамических параметров в течение двух последних лет. Изменилось и соотношение вклада криогенных процессов в деструкцию побережья Югорского полуострова. Так, летом 2006 г . усилилась роль термоабразии вследствие изменения направления и скорости ветра и уменьшения ледовитости моря [Лейбман и Кизяков, 2007]. В 2007 г . климатический фон снова изменился. Зима 2006-2007 гг. была снежной. В июле 2007 г . снежники сохранялись на значительном пространстве побережья.

Инструментальные наблюдения подтвердили, что на середину июля снежники перекрывали около 50% береговой линии, защищая берега от термоабразии, чего не наблюдалось в предыдущие годы, и доминирование термоабразионной деструкции прекратилось. Ей на смену пришли процессы термоэрозии и усилилась роль криогенного оползания. В то же время таяние снежников вызвало активный сток и термоэрозию в период снеготаяния. Совместно с термоэрозией активно развивались криогенные оползни течения и грязевые потоки.

Проведен расчет объема материала, выносимого в результате термоэрозии и криогенного оползания (табл. 1). Из табл. 1 следует, что активность процессов, оцениваемая объемом материала, выносимого с одного километра побережья, выше на ключевом участке «Шпиндлер» по сравнению с участком «Первая Песчаная» и побережьем в целом. Это объясняется тем, что прибрежный рельеф понижается с востока (абсолютная высота 40- 45 м ) на запад (абсолютная высота 8- 30 м ). Прямые измерения показали, что и объем снежников, и их водность, и потенциал рельефа, а следовательно, и энергия потоков, и перемещение материала на пляж уменьшаются в том же направлении.

Роль различных криогенных процессов в отступании берегов на исследуемом участке характеризуется долей их участия в выносе материала. На ключевых участках 1 и 2 значительную площадь занимают термоцирки - отрицательные формы рельефа, образовавшиеся при вытаивании пластового льда на склонах. У этих образований площадь водосбора больше, накопление снежников максимальное и суммарный вынос материала водными и грязевыми потоками больше, чем на плоских береговых уступах, разделяющих термоцирки. Суммарная доля водных и грязевых потоков в выносе материала больше, чем доля криогенных оползней (табл. 1), поскольку большой объем снеговой воды преобразует криогенные оползни в грязевые потоки еще в зоне их зарождения.

При сопоставлении полученных данных с результатами А.И. Кизякова для той же территории (объем выносимого вещества 13000-26000 м³/км за теплый период [Кизяков и др., 2006]) установлено, что за 13 дней снеготаяния термоэрозионными и оползневыми процессами было вынесено более 35% объема вещества (до 2773-10111 м³/км за 13 суток, табл. 1) по сравнению с их количеством за весь теплый период любого года наблюдений, начиная с 2001 г .

Для корректного сопоставления результатов, полученных в предыдущие годы за более длительные периоды, с различными климатическими характеристиками все данные: суммы положительных температур воздуха, продолжительность теплого периода, скорость отступания берегов - были приведены к суточным значениям, а также рассчитана средняя скорость отступания, приходящаяся на 1 °С положительной температуры воздуха.

Из расчетов следует, что удельный показатель скорости отступания берегов в июле 2007 г . в 3-6 раз превышает среднее за теплый период отступание в 2005-2007 гг. (табл. 2, последняя колонка).

Сопоставление табл. 1 и 2, а также данных [Кизяков и др., 2006] приводит к следующему заключению. Поскольку объем выносимого материала зависит от скорости отступания берегов, можно утверждать, что значительное превышение скорости отступания в 2007 г ., когда доминировали термоэрозия и криогенное оползание, над скоростями в 2005 и 2006 гг. [Кизяков и др., 2006] с доминированием термоабразии (табл. 2) определяет значительно больший вынос материала в этот год по сравнению с предыдущими.

Поскольку Карское море омывает берега полуострова Ямал, сложенного также мерзлыми дисперсными породами с пластовым льдом, сравним скорости отступания берегов и перемещения материала двух районов. По данным А.А. Васильева [2006] скорость термоденудации (криогенного оползания) гораздо меньше, ее роль в формировании берегов и, соответственно, доля в выносе материала ниже. По его расчетам отступание берегов без влияния термоабразии в среднем составляет до 0.4 м/год или 25% суммарного отступания с соответствующим вкладом в вынос материала. Влияние термоэрозии им не рассматривается. Рассчитанный А.А. Васильевым [2006] средний вынос материала для Карского моря, включая и коренные берега, составляет около 1000 м³/год с 1 км побережья. Для Югорского полуострова, отличающегося более мощными залежами пластового льда и, соответственно, более активной термоденудацией по сравнению с Ямалом, перемещения материала в 13-26 раз выше [Кизяков и др., 2006]. По нашим данным, в год активного участия в разрушении берегов термоэрозии и при повышении роли криогенного оползания перемещение материала даже за гораздо более короткий период 13 суток в 3-10 раз превышает таковое с побережья Ямала за год [Васильев и др., 2006].

Так как рассматривается периодическое явление - пиковая толщина снежного покрова, полезно оценить его повторяемость. По данным метеостанций, многоснежные зимы повторяются примерно один раз в 30 лет. Из климатических прогнозов [Павлов и Малкова, 2005] ясно, что на побережье Карского моря наблюдается четкий тренд увеличения толщины снежного покрова. Следовательно, критическая толщина снежников будет встречаться все чаще.

Таким образом, весной-летом 2007 г . термоэрозия и криогенное оползание, спровоцированные таянием снега, доминировали среди процессов разрушения берегов. Установлено, что среди факторов, влияющих на береговую деструкцию, значительную, а подчас и ведущую роль наряду с летней температурой воздуха и волнением играют зимние атмосферные осадки.

Полевые наблюдения и расчеты дают возможность количественно оценить роль «климатозависимых» процессов разрушения арктических берегов и определить климатические условия, благоприятные для их доминирования.

Опубликованные в литературе оценки выноса материала в море при отступании арктических берегов должны уточняться с учетом вновь полученных данных. К ним относятся фактические измерения доли термоэрозии в выносе материала и возможное уменьшение интервала между годами с обилием снежников в связи с прогнозируемым увеличением уровня зимних осадков в будущем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Васильев А.А., Стрелецкая И.Д., Черкашев Г.А., Ванштейн Б.Г. Динамика берегов Карского моря. Криосфера Земли. 2006. Т. 10. № 2. С. 56-67.

2. Кизяков А.И., Лейбман М.О., Передня Д.Д. Деструктивные рельефообразующие процессы побережий Арктических равнин с пластовыми подземными льдами. Криосфера Земли. 2006. Т. 10. № 2. С. 79-89.

3. Лейбман М.О., Кизяков А.И. Криогенные оползни Ямала и Югорского полуострова. М.: Ин-т криосферы Земли СО РАН, 2007. 206 с.

4. Лейбман М.О., Хомутов А.В., Кизяков А.И., Ванштейн Б.Г. Материалы международной конференции "Криогенные ресурсы полярных регионов". Салехард, июнь 2007 г . Салехард, 2007. Т. 2. С. 167-170.

5. Павлов А.В., Малкова Г.В. Современные изменения климата на севере России. Альбом мелкомасштабных карт. Новосибирск: Гео, 2005, 54 с.

6. Совершаев В.А. Геоэкология Севера. М.: Изд-во МГУ, 1992. С. 55-60.