Экологическая катастрофа, о которой вы никогда не слышали

Напротяженном изрезанном тихоокеанском побережье Канады поздняя осень - спокойное время года. Непрерывный стук дождя падает на папоротники, когда медведи гризли, набив животы лососем, залегают в берлогу на зимовку. По мере того как дни становятся короче, густой тропический лес умеренного климата погружается в туманное зимнее оцепенение.

Поздним ноябрьским утром 2020 года спокойствие было нарушено. Все началось с рева, эхом отразившегося от гор над отдаленной бухтой, расположенной в 130 милях к северо-западу от Ванкувера. Камни, дестабилизированные отступлением ледника, обрушились вниз по крутому склону горы. Часть стены долины рушилась.

За считанные секунды 50 миллионов тонн щебня упали в молочно-бирюзовые воды озера Эллиот у подножия ледника. Воздействие оползня потрясло землю таким сильным грохотом, что его почувствовали сейсмометры по всему миру.

По мере того как в нашем мире становится теплее, условия для наводнений из ледниковых озер увеличиваются.

На этом все не закончилось. Груз камней, обрушившийся на озеро Эллиот, вызвал цунами высотой более 300 футов — высотой с небоскреб. Затем цунами обрушилось на узкое озеро со скоростью более 110 миль в час. Вода, которой хватило бы, чтобы заполнить 5400 бассейнов олимпийского размера, вырвалась из дальнего конца, смывая русло ручья в каньон, когда он спускался по склону горы.

Вода не пощадила ничего. Гигантские пихты Дугласа и западные деревья болиголова были выкорчеваны, как если бы они были сорняками в саду. Валуны размером с холодильник были брошены, как шарики для пинг-понга. Участки русла реки Эллиот-Крик были углублены на глубину 150 футов за считанные минуты.

Поток достиг долины реки Саутгейт, примерно в 6 милях от озера Эллиот, где он развернулся веером, проносясь над деревьями и покрывая квадратную милю важнейшего места обитания лосося для нереста илом и мусором глубиной до 16 футов. Часть материала была унесена еще на 5 миль вниз по реке Саутгейт в океан, подняв столб холодной воды и обломков такого размера, что это радикально изменило температуру и химический состав глубоководья.

Если бы кто-нибудь оказался на пути разрушения, говорит специалист по стихийным бедствиям Университета Северной Британской Колумбии Мартен Гертсема, “вы бы никак не смогли спастись”. К тому времени, когда основная часть наводнения перешла в реку Саутгейт, прошло всего около 12 минут. Ущерб, простирающийся от вершины горы до морского дна, только начинался. Прошло два года, а последствия все еще ощущаются.

ЭрикБлейни, менеджер по обеспечению готовности к чрезвычайным ситуациям и реагированию Общества экстренных служб коренных народов Британской Колумбии, впервые посетил район бедствия в 2021 году. Это было недалеко от побережья, где он живет со своей семьей. “Это было потрясающе”, - сказал Блейни. “Это то, что вашему мозгу трудно понять, как это вообще произошло”.

Это произошло из-за редкого геологического триединства: оползня, цунами, наводнения. Блейни и Гертсема вместе с членами первой нации Хомалко, на земле которой произошло событие, и группой геологов, биологов, океанографов и исследователей подробно описали событие в отчете за 2022 год в Geophysical Research Letters.1 Они определили “быстрое отступление ледников” для создания условий, которые позволили произойти катаклизму.

Технически событие классифицируется как наводнение из ледникового озера. Эти цепные реакции, возникающие в результате отступления ледников, заложены тысячелетней геологией, но разгораются всего за несколько минут.

Тысячелетия назад ледники по всему миру образовали глубокие долины, проталкивая свою массу через горные ландшафты. Сейчас, когда температура повышается, ледники тают и отступают. Ледниковые озера могут образовываться, когда талая вода перекрывается остатками льда или материалом, сброшенным при отходе ледника. Эти озера часто окружены крутыми склонами, которые, когда-то подпираемые ледниковым льдом, теперь свободны и неустойчивы. Если в озеро обрушится крупный оползень, вода может хлынуть наружу в результате прорыва ледникового озера.

По мере того, как наш мир нагревается, условия для наводнений из ледниковых озер увеличиваются. В документе Nature Climate Change за 2020 год было обнаружено, что количество и объем ледниковых озер увеличились примерно на 50 процентов с 1990 по 2018 год2. Хотя не все ледниковые озера подвержены высокому риску катастрофических наводнений, стихийные бедствия, которые происходят, могут унести десятки жизней и стоить миллионов убытков.

Глобальный подсчет наводнений, вызванных выбросами ледниковых озер, составленный в 2016 году Фионой Твид из Стаффордширского университета и Джонатаном Карривиком из Университета Лидса, выявил 1384 события за последнюю тысячу лет. Более трети пострадавших сообществ, в том числе более 12 500 погибших. И это только на основании письменных свидетельств. По словам Твида, такие события “в будущем будут происходить гораздо чаще”. “И это отчасти из-за изменения климата”.

Считается, что события, вызывающие наводнения в некоторых ледниковых озерах — оползни — также происходят чаще в мире с потеплением и более частыми суровыми погодными условиями. Исследование 3000 оползней в Австрийских Альпах, проведенное в 2022 году и опубликованное в журнале Communications Earth and Environment, показало с помощью моделирования, что потепление на 4 градуса Цельсия может привести к увеличению количества оползней в регионе на 45 процентов, поскольку более сильные осадки смазывают неустойчивые склоны.3 В горных районах более теплый климат, по прогнозам, также приведет к сокращению альпийской вечной мерзлоты, давно замерзшего грунта, встречающегося в высокогорных районах, что может еще больше дестабилизировать почву.

Эти цепные реакции создаются тысячелетней геологией, но они возникают всего за несколько минут.

Не все исследователи согласны с тем, что произошел всплеск наводнений из ледниковых озер, но большинство считает, что это произойдет. Нынешний статус-кво в частоте событий может быть вызван тем, что мы находимся в периоде ожидания, предполагает Руперт Стюарт-Смит, научный сотрудник по климатологии и праву Оксфордской программы устойчивого права. Леднику требуется время, чтобы отреагировать на потепление климата, больше времени для того, чтобы его талая вода заполнила озеро, и еще больше времени, прежде чем склон в нужном месте над озером разрушится.

Озеро Палькакоча, ледниковое озеро в Перуанских Андах, является печально известным примером ожидаемой катастрофы. В 1941 году внезапное наводнение из озера опустошило город Уарас, уничтожив треть города и убив по меньшей мере 1800 человек. Сегодня антропогенное изменение климата увеличило объем озера в 34 раза по сравнению с 1941 годом, а сам город вырос с 11 000 до 120 000 человек. Если бы подобная катастрофа произошла сейчас, она могла бы иметь гораздо более серьезные последствия.4 Местные власти работают над укреплением берегов озера и откачкой дополнительной воды, но уровень воды и риск наводнений продолжают расти.

Оползни могут нанести большой ущерб даже без ледниковых озер. В 2021 году в районе Чамоли в Индийских Гималаях обрушилась массивная лавина из камней и ледникового льда, на 50 процентов превышающая по объему оползень Эллиот-Крик. Обломки пронеслись по множеству долин, разбрасывая огромные валуны, разрушая дороги, разрушая два гидроэнергетических проекта и унося жизни 200 по пути. Позже спутниковые снимки показали отложения от события в 560 милях вниз по течению реки Ганг. Возможно, дело зашло дальше, но это все, что смогли отследить ученые.

Несмотря на то, чтопаводковые воды, вызванные катастрофой в Эллиот-Крик, отступили, ущерб сохраняется надолго. До наводнения в этом районе были плодородные нерестилища для кеты, горбуши, кижуча и форели-головореза. Теперь пострадавшие участки представляют собой бесплодный лунный ландшафт из камней и обломков.

Сегодня русло Эллиот-крик все еще очень неустойчиво и осаждает осадочные породы ниже по течению, где они продолжают засорять реку Саутгейт и жабры рыб, пытающихся там плавать. Даже после того, как уровень мусора и мутности осядет, илистое русло реки больше не будет подходящим местом нереста для некоторых видов, таких как кета, которые предпочитают воды с галечным дном. Кроме того, тенистые навесы, которые когда-то охлаждали берега реки до температуры, благоприятной для разведения рыбы, были смыты.

Народ Хомалко рассматривает возможность перенаправить реку через оставшиеся насаждения, но течение ручья все еще слишком неустойчиво. Во время беспрецедентной жары в июне 2021 года растаявший снежный покров с окружающих гор привел к тому, что река резко изменила русло по меньшей мере пять раз всего за три дня. В то время как ручей все еще принимает свое новое направление — что может занять годы — любые усилия по выбору пути для ручья могут быть сведены на нет сильным ливнем или сильной жарой.

Стоимость также является проблемой. “Когда вы начинаете смотреть на последствия этого

Блейни и другие исследователи из нации Хомалко, правительства Британской Колумбии и Института Хакаи, научно-исследовательского центра, расположенного в этом районе, отслеживают текущие изменения в регионе с помощью датчиков температуры, кислорода и мутности, а также камер. По словам Блейни, эта информация поможет нации Хомалко в принятии квот на вылов рыбы и решений о землепользовании, включая лесозаготовки и добычу полезных ископаемых.

Полное воздействие катастрофы, вероятно, будет распространяться годами, поскольку пострадает популяция лосося, которая уже достигла исторического минимума из—за чрезмерного вылова рыбы, потери мест нереста и изменения климата. Это создаст собственный каскад экологических и экономических последствий, поскольку сокращение лосося ударит по местным добытчикам, включая членов сообщества, медведей гризли и туристических операторов.

“Это настолько масштабное событие, что действительно трудно подсчитать потери, я думаю, потому что они не осознаются мгновенно”, - говорит Блейни. “Я думаю, что в течение следующих четырех или пяти лет, когда в сообществе

Герц, Блейни и другие жители страныХомалко обеспокоены тем, что это событие является первым из многих. За последние 30 лет объем ледниковых озер в Британской Колумбии почти удвоился. Оценка ледниковых озер на землях Хомалко выявила по крайней мере еще четыре области, вызывающие озабоченность. Исследователи выявили 178 водоразделов, похожих на реку Саутгейт, которые могут испытать аналогичные стихийные бедствия от наводнений вдоль побережья Британской Колумбии и Аляски.

Если ожидаются новые наводнения, возникает вопрос, когда именно. В последние годы улучшенная чувствительность сейсмометра, лидар и спутниковые снимки помогли ученым лучше понять эти события, но предсказать оползень практически невозможно.

“Предсказать, где что-то может произойти, - это самая простая

Некоторые слайды — в том числе Эллиот Крик и Чамоли — показывают медленное ползучее течение месяцев или лет, предшествующих событию. Другие уступают дорогу без предупреждения, что затрудняет оповещение всех, кто может оказаться в опасности.

В большинстве случаев исследователям приходится постфактум, как детективам, разбираться в обломках, чтобы выяснить, что произошло. Но катастрофа в Эллиот—Крик произошла в хорошо изученном районе, что обеспечило исследователям эквивалент видеонаблюдения за местом преступления.

В последние годы данные лидара — метода дистанционного зондирования с использованием лазеров, который может обеспечить точное трехмерное картирование поверхности - водораздела Эллиот—Крик и образцов воды из залива Бьют были собраны лесной компанией и Институтом Хакай. Сравнивая это с аналогичными данными, собранными после слайда, Гиртсема и его коллеги получили огромное количество информации для использования в компьютерных моделях, чтобы составить карту разрушительного пути события от неба до моря.

Результаты исследователей показывают’ как изменился ландшафт в невероятных деталях. Стремительный спуск вниз по склону привел к размыву десятков футов наносов в некоторых районах и отложению достаточного количества, чтобы похоронить грузовик в других. Анализ проб воды показал, что при попадании в океан вода охладила глубину впускного отверстия на полградуса Цельсия, что мгновенно нарушило 70—летнюю тенденцию, когда потепление составляло 1,3 градуса Цельсия, и резко повысило уровень кислорода. Даже через семь недель после наводнения уровень мутности, который измеряет, сколько осадков затуманивает воду, в реке Саутгейт в пострадавшем районе был в 32 раза выше, чем выше по течению, куда наводнение не дошло.

Хотя исследователи собрали воедино детали произошедшего, они до сих пор точно не знают, что вызвало первоначальный оползень. Точная причина, вероятно, никогда не будет установлена, но исследователям ясно, что недавнее ускоренное отступление ледника, который за последние 50 лет сократился примерно на 1,5 мили, сыграло решающую роль.

С повышением глобальной температуры те, кто живет в тени ледников, вероятно, столкнутся с новыми катастрофами в ближайшие годы. Но благодаря постоянному мониторингу и более глубокому пониманию наводнений, вызванных выбросами ледниковых озер, благодаря исследованиям, подобным исследованию в Эллиот-Крик, есть надежда, что будущие события можно смягчить, улучшив оценки рисков и более тщательно планируя будущие события и населенные пункты.

“Мы находимся в режиме кризиса”, - говорит Блейни. “Нам действительно нужно собраться вместе, чтобы разобраться в этом”.

Мара Джонсон-Грох - независимый научный писатель и фотограф, которая пишет обо всем, что находится под солнцем, и даже о вещах за его пределами. Ее работы были опубликованы в таких изданиях, как Science News, Scientific American, NASA, Discover и других.

Ведущее изображение: Runja / Shutterstock

Ссылки

1. Гертсема М. и др.Оползень, цунами и внезапное наводнение 28 ноября 2020 года — опасный каскад, связанный с быстрой дегляциацией в Эллиот-Крик, Британская Колумбия, Канада. Письма о геофизических исследованиях 49, e2021GL096716 (2022).

2. Шугар, Д.Х. и др.Быстрый рост ледниковых озер во всем мире с 1990 года. Природное изменение климата 10, 939-945 (2020).

3. Мараун Д. и др.Серьезный оползень в альпийском лесу в условиях возможных будущих изменений климата и землепользования. Nature Communications Земля и окружающая среда 3, 87 (2022).

4. Стюарт-Смит, Р.Ф., Роу, Г.Х., Ли, С. и Аллен, М.Р. Повышенная опасность наводнений на озере Палкакоча из-за антропогенного отступления ледников. Nature Geoscience 14, 85-90 (2021).

Источник