Особенности использования маршрутных наблюдений для характеристики природного процесса на полярных архипелагах

УДК 91

КОРЯКИН Владислав Сергеевич, доктор географических наук, профессор кафедры географии и геоэкологии Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Автор более 30 научных публикаций

КИРИЛОВ Александр Георгиевич, соискатель кафедры географии и геоэкологии Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Автор 4 научных публикаций

ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАРШРУТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИРОДНОГО ПРОЦЕССА НА ПОЛЯРНЫХ АРХИПЕЛАГАХ

В данной статье приводиться краткая история научного освоения архипелагов Новая Земля и Земля Франца-Иосифа и сравниваются два периода исследования полярных архипелагов: маршрутный (экспедиционный) и дистанционный как источники информации о развитии природного процесса в высоких широтах.

Новая Земля, Земля Франца-Иосифа, Арктика, природный процесс, маршрутное исследование, дистанционное исследование

В изучении любой территории можно выделить два периода: первоначальный маршрутный, основным результатом которого является карта местности, и современный, с характеристикой природного процесса по результатам дистанционных наблюдений, включающий прогноз развития среды обитания. Как правило, возможности такого прогноза ограничены слитком коротким рядом наблюдений, хотя изменчивость таких компонентов арктической природной среды, как положение берегов или концов ледников, отраженное даже в беглых попутных наблюдениях прошлых веков при сравнении с современной ситуацией настолько очевидна, что пренебрегать ею не следует. Очевидно, при сопоставлении прежних маршрутных с современными дистанционными наблюдениями наших полярных архипелагов возникают определенные проблемы, о которых пойдет речь ниже.

Изменчивость природных объектов и точность картографирования Новой Земли. Значение маршрутных наблюдений в изучении природного процесса архипелага определяется двумя обстоятельствами. Во-первых, продолжительным рядом наблюдений (по крайней мере с конца XVI века) и, во-вторых, интенсивностью природного процесса в энергоактивной зоне Арктического фронта на контакте тепла из Северной Атлантики с арктическим холодом и, соответственно, большой амплитудой изменений в природе архипелага. Приведем всего два примера, описанных участниками экспедиции Виллема Баренца 1594-1597 годов [1].

Первый из них - Большой Ледяной мыс (важнейший навигационный ориентир), расположенный на крайнем севере архипелага, современное положение которого не только не совпадает со сведениям экспедиции Баренца, но все-

гда вызывало разноречивые мнения исследователей о его генезисе. Одни [2] считали мыс ледником, другие [3] относили его к суше. Судя по сведениям голландцев (широте и расстоянию от мыса Желания, а также прокладке курсов после обхода Ледяного мыса 29 июля 1594 года), этот объект располагался в 12 км мористее современного берега, точно на оси современного ледника Петерсена. Уже по этой причине Ледяной мыс можно отождествить с указанным ледником, значительно отступившим почти за четыре столетия. Напомним, что еще в 1910 году В.А. Русанов сделал первый природный прогноз на Новой Земле, полностью оправдавшийся к середине XX века: «Если благодаря изобильным атмосферным осадкам приток льда в леднике, образующим мыс, возрастет то, естественно, что и самый Ледяной мыс должен выдвигаться дальше в море. Если же количество осадков, взятое за несколько лет, в общей сложности уменьшается, то и Ледяной мыс начинает постепенно укорачиваться. При продолжительном повышении температуры возможно даже, что этот же самый ледяной мыс превратится в Ледяной залив» [2]. Кроме свидетельства Русанова, последовательное отступание данного ледника показано на картах А. Петер-манна (1870), Г.Я. Седова (1913), Всесоюзного Арктического института по результатам наблюдений непосредственно на местности (1933), а также зафиксировано аэрофотосъемкой 1952 года. Обобщение этих данных выполнено в ряде изданий (Атлас Арктики, Атлас снежно-ледовых ресурсов Мира и др.). Важно, что в описанном случае изменения в положении Ледяного мыса, или ледника Петерсена, многократно превышают плановые ошибки указанных карт, что позволяет делать надежные выводы.

Второй пример связан с превращением бывшего острова Адмиралтейства в полуостров после его причленения к Северному острову Новой Земли. В 1594 году суда Баренца прошли проливом, отделявшим остров Адмиралтейства от Северного острова по глубинам до 12 саженей (более 20 м). В начале XIX века формирование отмели в бывшем проливе последовательно наблюдали Ф.П. Литке [4] и

П.К. Пахтусов [5]. В прошлом Визе [3] объяснил исчезновение пролива поднятием берегов Новой Земли. Однако полевое дешифрирование аэрофотосъемки середины прошлого века показало, что бывший пролив заполнен грубообломочным моренным и тонким перемытым флю-виогляциальным материалом, поступающим с ближайшего ледника Низкий. Известно, что между наблюдениями Баренца и Литке имело место повсеместное развитие ледников во время так называемого Малого Ледникового периода с максимумом похолодания в середине XVIII столетия, чем и объясняется заполнение пролива ледниковыми отложениями.

Перечень событий в изучении архипелага, имеющих непосредственное отношение к природному процессу, можно пополнить еще целым рядом примеров. Так, природная асимметрия Новой Земли была выявлена К.М. Бэром как по результатам собственных ландшафтных наблюдений в Маточкином Шаре в 1837 году, так и с использованием первых инструментальных метеонаблюдений П.К. Пахтусова во время зимовок 1832-1835 годов. Эта асимметрия буквально бросается в глаза по разнице в ледовой обстановке в Баренцевом и Карском морях, омывающих Новую Землю на современных космических снимках, и отчетливо прослеживается также в современных колебаниях ледников по обоим морским побережьям.

Как известно, первым сокращение оледенения на Новой Земле отметил еще В.А. Русанов в 1907 году. Однако только в процессе обработки результатов наблюдений по программе Международного геофизического года 1957-1959 годов для первой половины XX века удалось получить среднегодовые величины сокращения ледникового покрова на Северном острове двумя независимыми путями на основе чисто гляциологических балансовых методов и путем сравнения карт различных лет съемок: эти величины оказались равными 3,2 и 3,6 км3 в год соответственно, т.е. расхождение составило 20% [6]. Маршрутные наблюдения 1969 года сократили указанное расхождение до 10%. Хотя разница в темпах сокращения оледенения Новой Земли по обоим морским побережьям под-

тверждается наблюдениями из космоса [7, 8], впервые она была установлена с использованием результатов маршрутных наблюдений на местности.

Тем самым еще раз подтверждается наш вывод о том, что характеристика современного природного процесса на архипелаге на количественном уровне с его сравнительно короткопериодическими циклами стала возможной лить благодаря первоначальной информации, полученной еще во время экспедиционных маршрутов.

Основным недостатком маршрутных наблюдений была их малая производительность. Так, картами масштаба 1: 200 ООО к середине XX века была покрыта лишь 1/10 территории Новой Земли, поэтому для завершения картографирования архипелага в обозримом будущем потребовалась смена использовавшихся методик на аэрофотосъемку. Тем не менее целая серия карт Южного острова Новой Земли в масштабе 1:500 000 (геологическая, геоморфологическая и некоторые специальные) была издана в 1953 году НИИ геологии Арктики [9] по результатам именно маршрутных съемок (опорные маршруты располагалась друг от друга на расстоянии до 50 км). При создании геологической карты, которая является центральной среди указанных выше, использовались результаты, накопленные почти за полвека, что не отвечало требованиям времени ни по темпам самих исследований, ни по точности. Например, эту карту нельзя было использовать, чтобы оценить изменения небольших горных ледников из-за недостаточной ее точности.

Сравнение точности карт Новой Земли, составленных маршрутными и дистанционными методами, представлено в табл. 1.

Чтобы определить возможности использования карт, снятых маршрутными методами,

очевидно, следует обратиться к материалам по другим архипелагам с их специфичными условиями.

Особенности колебаний ледников и погрешности картографирования Земли Франца-Иосифа. Главные отличия в изучении этого архипелага от исследования Новой Земли заключаются в следующем. Во-первых, само существование Земли Франца-Иосифа по известным данным о ледовом режиме, ветрах и течениях было предсказано нашими учеными Н.Г. Шиллингом в 1865 годуй П.А. Кропоткиным в 1871 еще до официального открытия с борта судна австро-венгерской экспедиции К. Вайпрехта и Ю. Пайера (1873). Во-вторых, карта архипелага обычными маршрутными методами была составлена за сравнительно короткое время с 1873 по 1906 год, прежде всего из-за доступности различных частей архипелага по проливам как в зимнее (для собачьих упряжек), так и в летнее (для кораблей) время. Тем не менее степень разобщенности архипелага на отдельные острова на протяжении первых двадцати лет оставалась дискуссионной.

Окончательная ясность в этот вопрос была внесена экспедициями Ли-Смита (1880), Ф. Нансена (1895-1896) и Ф. Джэксона (1893— 1897) в процессе протяженных маршрутов. Последняя из указанных экспедиций установила также самые западные пределы архипелага, тогда как положение восточных определилось с открытием о. Греэм-Бэлл в 1899 году Э. Болдуином.

Можно считать, что первоначальное картографирование архипелага с отражением его характерных особенностей (широкого распространения оледенения, включая протяженные ледяные берега) было завершено экспедицией

Таблица 1

ПЛОЩАДЬ НОВОЙ ЗЕМЛИ

Часть архипелага Маршрутные съемки Аэрофотосъемка Разница, %

Северный остров 47 200 48 100 1,8

Южный остров 33 100 33 200 3,7

А. Фиалы 1903-1905 годов, причем его карта использовалась вплоть до середины 1950-х годов. Судя по карте, ледники покрывали на архипелаге свыше 90% всей суши, что было близко к реальной ситуации, тогда как высоты местности показаны со значительным превышением, что показали современные исследования.

не противопоставлять былые маршрутные и современные дистанционные методы исследования природной среды, а научиться правильно использовать для характеристики природного процесса.

Главный же вывод из приведенных сопоставлений для двух арктических архипелагов

Таблица 2

ПЛОЩАДЬ ЗЕМЛИ ФРАНЦА-ИОСИФА

Часть архипелага Маршрутные съемки Аэрофотосъемка Разница

Вся суша 17 600 16 100 8,6

Ледники 15 300 13 700 10,4

При сравнении с картами Новой Земли, карты Земли Франца-Иосифа, снятые методами маршрутной съемки, оказалась гораздо менее точными, и сами изменения ледников в плане оказались здесь сравнительно небольшими.

Показательно, что нигде не было зарегистрировано, например, появления новых проливов в результате отступания ледников или, наоборот, их перекрытия ледниками. В такой ситуации с учетом небольшой точности карт, снятых маршрутными методами на Земле Франца-Иосифа, их использование для характеристики изменений природной среды едва ли оправдано, что следует иметь в виду.

Выводы и оценки. Приведенные данные показывают пределы возможности использования информации, полученной в процессе маршрутных исследованиях на архипелагах Новая Земля и Земля Франца-Иосифа, когда размеры изменений природных объектов должны существенно превышать ошибки самих карт.

Что касается характеристики современных процессов в развитии природы высоких широт, то, несомненно, на будущее весьма перспективным направлением остается изучение ледников, при этом важно учитывать возможности использования маршрутных описаний и старых картоматериалов ввиду их точности. Важно

заключается в следующем: многие результаты маршрутных наблюдений на Новой Земле пригодны (хотя и избирательно) для характеристики прошлых природных условий, чего нельзя утверждать относительно материалов, описывающих Землю Франца-Иосифа. Кроме того, прошлый маршрутный опыт, хотя и устаревший, малопригодный для современных условий, вполне может пригодиться и для современных дистанционных исследований: например, при выборе репрезентативных объектов наблюдений или дешифрирования космических снимков как в полевых, так и в камеральных условиях.

В заключение отметим, что маршрутный период в изучении полярных архипелагов создал определенные предпосылки для перехода к характеристике природного процесса, который окончательно стал основным направлением научной деятельности с внедрением в практику исследований дистанционных методов. Однако, в каждом отдельном случае, как показывают результаты настоящего исследования, следует руководствоваться соотношением амплитуды природного процесса на местности и величиной ошибок наблюдений для достижения конечной цели - характеристики самого природного процесса, выявления его причин и следствий.

Список литературы

l-Де ФерГ. Три плавания. Л., 1936. С. 308.

2. РусановВ.А. Статьи, лекции, письма. М.; Л., 1945. С. 428.

3. Визе В.Ю. Моря Советской Арктики. М.; Л., 1948. С. 414.

4. Литке Ф.П. Четыре плавания в Северном Ледовитом океане. М. 1948. С. 334.

5. Пахтусов П.К., Моисеев С.А. Дневные записки П.К. Пахтусова и С.А. Моисеева. М., 1956. С. 214.

6. Оледенение Новой Земли. М., 1968. С. 338.

7. Корякин В. С. Ледники Арктики. М., 1988. С. 158.

8. Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я. Евразийская Арктика II Оледенение Северной и Центральной Евразии в современную эпоху. М., 2006. С. 97-114.

9. Демокидов К.К. Геологическое строение и полезные ископаемые Южного острова Новой Земли II Тр. НИИГА. Вып. 68. М.; Л., 1953. С. 72.

Koryakin Vladislav, Kirilov Alexandr

FEATURES OF ROUTE OBSERVATIONS USE FOR CHARACTERIZING NATURAL PROCESSES IN POLAR ARCHIPELAGO AREAS

This article provides a brief history of the scientific development of Novaya Zemlya and Franz Josef Land polar archipelagoes. The two periods of polar archipelagoes investigation, route (field studies) and remote, are compared as sources of information about the natural process development in high latitudes.

Контактная информация: Корякин Владислав Сергеевич e-mail: KORYAKINV@MAIL.RU Кирилов Александр Георгиевич e-mail: ALEX.KIRILOV@GMAIL.COM

Реценз ент-КоробовВ.Б., доктор географических наук, начальник ГУ «Архангельский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями»