Как изменение климата меняет форму Альп⁠⁠

How climate change is reshaping the Alps

По мере того, как застывший лёд, который помогает скреплять скалы Альп, начинает таять, альпинисты сталкиваются с растущим риском внезапного камнепада.

Всего 6 утра, но уже более сотни человек ждут канатной дороги, которая ведет из Шамони на вершину Эгюий-дю-Миди (Aiguille du Midi) во французских Альпах. Это сцена, которая повторяется здесь почти каждый день в напряженные летние месяцы. Поездка в кабине, которая доставляет пассажиров на вершину пика высотой 3842 м. (12 604 фута) всего за 20 минут, является одним из самых популярных развлечений во французской столице альпинизма.

Сооружение в форме ракеты, высеченное на вершине этой величественной вершины, дополненное искусственными туннелями и платформами, позволяет посетителям полюбоваться захватывающими видами на Монблан. Оно также служит одной из самых необычных природных лабораторий в мире.

«Это место уникально, потому что оно дает нам легкий доступ к очень экстремальной среде», — говорит Матан Бен-Ашер (Matan Ben-Asher), геоморфолог из Лаборатории динамики окружающей среды и горных территорий Университета Савойя-Монблан в Шамбери (Laboratory of Environment Dynamics and Territories of the Mountain at University Savoie Mont Blanc). Его коллега Жозуэ Бок (Josué Bock) уже установил верёвки. Не обращая внимания на многочисленных туристов, с любопытством наблюдающих за этой процедурой, двое исследователей надели каски и альпинистские обвязки, загрузили дрель и ноутбук в рюкзак и спустились в пустоту.

Следующие несколько часов они будут висеть на верёвках на высоте около 200 м. (656 футов) над ледником, поддерживая часть сенсорной сети, установленной через глубокие скважины в скальных стенах Эгюий-дю-Миди. Одной из их задач является ремонт оборванного кабеля, соединяющего электроды прибора для измерения удельного электрического сопротивления. Этот дорогой прибор обычно используется для обнаружения воды и минералов в почве, но он не рассчитан на отрицательные температуры и частые удары молнии о скалу под станцией канатной дороги.

Однако поддержание его в рабочем состоянии является жизненно важной задачей. Здесь, среди облаков, учёные используют его для инновационной цели — наблюдения за вечной мерзлотой в каменных стенах.

Вечная мерзлота, чаще всего связанная с полярными регионами, представляет собой почву и каменистый материал, который непрерывно остается замороженным в течение как минимум двух лет. Обычно он находится под «активным слоем», который тает и замерзает в зависимости от времени года. Менее известно, что вечная мерзлота встречается и на крутых горных склонах.

В европейских Альпах с каждым годом тает все больше и больше, и это угрожает тем самым горам, в которых оно находится.

Вечная мерзлота в Альпах, как правило, встречается на высоте более 2500 м. (8 202 фута), где она уходит глубоко в трещины в твёрдой породе, помогая склеивать их. Без него склоны гор могут стать неустойчивыми.

И таяние происходит в двух разных временных масштабах, объясняет Флоренс Маньин (Florence Magnin), ещё один сотрудник лаборатории Эдитем и один из самых выдающихся исследователей, изучающих влияние климатических изменений на вечную мерзлоту в Альпах. Кратковременные оттепели случаются каждое лето, но волны тепла, которые стали более частыми в этой части французских Альп, берут своё.

«Если летом теплее, активный слой, то есть слой над вечной мерзлотой, который всегда оттаивает летом, с каждым годом становится глубже», — говорит она. «Это может спровоцировать дестабилизацию породы».

Другую временную шкалу можно увидеть по долгосрочным данным, собранным сетью датчиков, встроенных в скалу, — они показывают, что каждые 10 лет средняя температура глубоко внутри скалы увеличивается на 1°C (1,8°F) из-за постепенного углубления летней оттепели. «Это устойчивое и медленное потепление также может спровоцировать камнепады», — говорит Магнин.

Мощный камнепад в 2011 году подтвердил то, что уже было известно учёным: основной причиной необычно больших камнепадов была деградация вечной мерзлоты, заполняющей трещины глубоко внутри стен .

«Этот тип вечной мерзлоты обычно недоступен, но камнепады дали нам возможность датировать лед. Ему было от 800 до 4500 лет», — говорит Людовик Раванель (Ludovic Ravanel) из лаборатории Эдитем. Тем не менее, несмотря на свой возраст, он тает.

Будучи геоморфологом и опытным горным гидом, Раванель решил сосредоточиться на вечной мерзлоте после печально известной европейской жары в 2003 году, вызвавшей многочисленные камнепады. Два года спустя он и его коллеги создали сеть мониторинга в массиве Монблан, используя наблюдателей и камеры, что позволило им собрать данные о более чем 1500 крупных камнепадах.

Есть опасения, что в ближайшие десятилетия ещё более крупные камнепады резко изменят ландшафт гор в регионе.

Вместе с этим возрастает и опасность для туристов и альпинистов. В 2017 году сильные камнепады в Пицо-Ченгало (Pizo Cengalo), на границе Италии и Швейцарии, вызвали лавину камней и грязи, прокатившуюся по долине и унесшую жизни восьми человек.

Опасные события продолжали сеять хаос прошлым летом. Наиболее серьёзно пострадал самый популярный маршрут — наиболее лёгкий путь на вершину Монблана.

Этот маршрут ежегодно привлекает около 20 000 человек, но по пути все они должны пересечь печально известный «кулуар смерти». Чрезвычайно подверженный камнепаду участок маршрута Гоутер (Goûter route). До недавнего времени альпинистам везло пересекать кулуар не в момент камнепада, но последние несколько лет летящие камни стали почти постоянным явлением. В июле 2022 года многочисленные камнепады вынудили горных гидов из Шамони прекратить водить клиентов по этому маршруту.

«Мы чётко определили, что деградация вечной мерзлоты является одной из основных камнепадов», — говорит Жак Мурей (Jacques Mourey) из Университета Лозанны, один из ученых, отвечающих за небольшую сеть датчиков в кулуаре. Их исследования показали, что температура грунта в верхней части кулуара повышается со скоростью 2°C (3,6°F) за десятилетие . 

Чтобы ответить на вопросы о том, что произойдёт в будущем в местах повышенного риска, таких как кулуар Гутер, важна природная лаборатория в Эгюий-дю-Миди.

Первые датчики температуры были размещены в Эгюий-дю-Миди в 2005 году. Тогда учёные потратили несколько дней на бурение трех скважин глубиной 10 м. (33 фута) в твёрдой и крутой гранитной стене. Теперь более десяти лет данные от многочисленных типов датчиков дают более чёткое представление о том, как на вечную мерзлоту влияет повышение температуры по мере потепления климата.

Их анализ показывает, что самые разрушительные изменения в вечной мерзлоте обычно происходят на глубине шести или более метров под поверхностью скалы, поскольку летние волны тепла вызывают повышение температуры там до -2 и 0°C (28-32°F). Тепловое моделирование 209 камнепадов показало, что температура воздуха на поверхности была выше обычной за два месяца до обрушения скалы.

Есть несколько способов, которыми таяние льда может привести к отрыву большого объёма породы. Чаще всего вода, скопившаяся в существующей трещине, может создать достаточно сильное давление, чтобы расширить или разрушить трещину. В других местах вечная мерзлота может быть единственным, что удерживает два слоя горных пород склеенными вместе.

«В лаборатории мы видим, что если соединить два слоя горных пород со льдом, отслоение начнется уже при -3°С [27°F]», — говорит Раванель.

В настоящее время ученые пытаются узнать больше о физических процессах, связанных с обрушением горных пород.

«Вода также может эффективно отводить тепло с поверхности в трещины, поэтому мы хотим знать, сколько воды попадает в породу и откуда она поступает», — говорит Бен-Ашер. Удобно, что в тёмных туннелях верхней станции Миди вода просачивается сквозь щели, облегчая сбор образцов. Чтобы увидеть, какое количество воды поступает из-за таяния снега, учёные используют старый способ — окрашивают снежные массы флуоресцентными красками.

«Таким образом мы уже определили три разных источника, но в августе 2022 года снег растаял, и вода всё ещё откуда-то поступала», — говорит Бен-Ашер. В некоторые дни сборные ведра были полнее обычного без видимых причин. Всё это может указывать на таяние вечной мерзлоты, поэтому учёные применяют разные методы, чтобы выяснить, сколько времени вода, которую они собирают, провела в породе. Если она очень старая, то это может указывать на то, что вечная мерзлота сейчас тает.

Между тем, в 69 км. от нас отдельная группа ученых собирает данные из другой замечательной полевой лаборатории вечной мерзлоты. Гора Маттерхорн высотой 4478 м. (14 692 фута), расположенная на границе Италии и Швейцарии, считается одной из самых красивых гор в мире. Поражённые камнепадами, которые произошли после аномальной жары 2003 года, швейцарские учёные в 2006 году приступили к созданию сети беспроводных датчиков. Задача была сложнее, чем на Миди, в основном потому, что здесь нет канатной дороги, ведущей на вершину Маттерхорна, а только сложные маршруты восхождения. Однако за следующие 10 лет им удалось построить сеть, состоящую из 17 различных типов датчиков, что позволило им собрать более 154 миллионов данных.

Сеть, построенная вокруг самых опасных мест камнепада, состоит из датчиков температуры, камер, измерителей трещин, инклинометров, датчиков GPS и сейсмических датчиков, которые помогают им измерять образование и таяние льда в трещинах глубоко внутри горы.

Все эти полевые измерения и лабораторные эксперименты вносят свой вклад в компьютерные модели, помогающие прогнозировать поведение горной вечной мерзлоты при повышении температуры. Исследователи надеются, что это позволит им определить наиболее опасные места в любом горном массиве на аналогичных высотах.

Но может потребоваться ещё 20 лет и гораздо больше данных, прежде чем такие модели станут достаточно точными для прогнозирования крупных камнепадов, говорит Магнин.

Между тем, некоторые из открытий уже напрямую помогают обеспечивать безопасность альпинистов. Например, известно, что наиболее частые камнепады на северных склонах Альп происходят на меньшей высоте и с большей частотой, чем на южных склонах. Более конкретно, благодаря сенсорной сети ученые определили наименее опасное время суток для пересечения кулуара Гоутер летом — с 9 до 10 утра, хотя альпинистам по-прежнему рекомендуется проверять условия перед выходом в путь.

Наиболее заинтересованными в применении этих знаний являются горные гиды, многие из которых проводят в горах до 200 дней в году и воочию наблюдают последствия изменения климата. «В начале июля у нас теперь условия, которые мы обычно наблюдаем в августе», — говорит Оливье Гребер (Olivier Greber), президент компании Chamonix Guide Company. В ответ гиды выбирают маршруты в более холодных условиях и избегают других. Они предлагают клиентам горные приключения на более низких высотах и в менее опасных районах.

«Мы также прислушиваемся к советам Раванеля и его коллег», — добавляет Гребер. «Мы научились замечать тревожные признаки — воду, вытекающую из трещин, странные звуки, доносящиеся из стены, или свидетельство того, что конкретная трещина с каждым годом становится все шире».

Не подозревая об этих угрозах, многие альпинисты, незнакомые с местным контекстом, по-прежнему предпочитали восхождение в опасных условиях.

Но проблема гораздо шире. Во французских Альпах, говорит Раванель, 947 элементов инфраструктуры, расположенных в районах вечной мерзлоты, от горных хижин до канатных дорог горнолыжных курортов. Некоторые из них уже пострадали от оттаивания. Он считает, что обеспечение безопасности Альп и многих людей, которые их посещают, станет ещё более сложной задачей.

«Десять лет назад я не совсем осознавал, какие огромные изменения нас ждут, — говорит Раванель. «Поэтому сейчас я, вероятно, не могу представить скорость процессов, с которыми мы можем столкнуться в следующем десятилетии».

Автор оригинального текста: Vedrana Simičević

Перевод и вёрстка: Mountain Accidents

Информация: https://www.bbc.com/future/article/20230322-how-climate-change-is-melting-permafrost-in-the-alps