Люди жаждут...
Издавна присматривался человек к белым пятнам на склонах гор и к стекающим по долинам ледяным потокам. Он понял, что природа спрятала от него одно из своих богатств – чистейшую воду, обратив ее в камень. Заметили люди, что, когда в жаркие дни сокращаются размеры белых пятен на горах, прибывает вода в реках.
В сборнике «Ледники», изданном в Санкт-Петербурге сто лет назад, помещена такая почти молитва: «Возблагодарим же Предвечного, устроившего на вершинах гор скопления вод, чтобы по премудрому его распоряжению земля могла быть орошаема». И дальше: «Достаточно взглянуть во время жаров и засух на источники, потоки и реки, чтобы убедиться, что ледники суть не что иное, как запасные магазины, открытые для нужд всего живущего».
Тогда было уже известно, что ледники питают многие великие и малые реки. Нил берет исток на ледниках массива Рувензори, Амазонка – в Андах, Инд, Брамапутра и Ганг – в Гималаях, Гиндукуше и Каракоруме. Все реки Средней Азии, Сибири и Кавказа в той или иной степени питаются талой водой ледников.
Когда люди поняли, что ледники – это запасные магазины, невольно возникло желание найти способ получить из них дополнительную воду. Но как? Как помочь появиться на свет тысячам нерожденных рек, запертым в ледяных кладовых гор? Только в самые последние годы ученые обратили внимание на эту проблему. Это естественно, нельзя было помышлять о каком-то воздействии на природные ресурсы без представления об их размерах. Теперь эти размеры известны.
Целый океан воды заморожен в горах всей Земли. Только в Советском Союзе 2433 куб. км, из них 1347 куб. км – в ледниках Памира, 803 – на Тянь-Шане, 122 – на Кавказе, 101– в Сибири и на Дальнем Востоке, 59 – на Алтае и в Саянах, 1 куб. км – на Урале.
За пределами нашей страны наибольшие запасы воды содержат ледники Гималаев (7000 куб. км) и Карокорума (4500 куб. км). Весьма внушительные цифры!
Богатство большое, но как до него добраться?
Если белое сделать черным. Знаменитый ученый XIX в. Бенжамен Франклин опытным путем усиливал таяние снега. В ясный морозный день он помещал лоскутки материи разного цвета на поверхности снега. Под темными лоскутками снег таял значительно быстрее – они глубоко проваливались в снег, в то время как куски светлой материи оставались на поверхности.
Это был опыт ученого. Но земледельцы, видимо, еще раньше познакомились с этим эффектом и использовали его. Очень давно крестьяне в долинах Сырдарьи и Зеравшана посыпали золой снег на полях для того, чтобы он скорее таял.
Так же делали и земледельцы в Альпах, в Скандинавии, в России...
Посыпали золой или землей весенний снег на полях, и эффект ощущался сразу же. Гораздо труднее было прийти к идее использовать этот эффект для увеличения количества воды, стекающей с высоких ледников. Такая идея могла возникнуть только в XX в. Только в 50-х годах она получила научную разработку.
Надо было обнаружить в цепи солнечная радиация–ледниковая поверхность слабое звено. Таким звеном оказалось альбедо, отражательная способность льда.
Величина альбедо зависит от состояния поверхности, главным образом от цвета ее, а также от размеров и количества неровностей на ней. Неровности дают тень и делают поверхность как бы клетчатой – черное, белое, черное, белое...
В течение лета альбедо на леднике сильно меняется.
Альбедо свежевыпавшего снега с каждым днем уменьшается на 1–2%, но не переходит через определенный предел (75–80%). Таяние снега начинается еще зимой при отрицательной температуре воздуха. Это чисто радиационное оплавление кристаллов на поверхности снега. Материальные результаты такого таяния ничтожны, но капельки воды, проникающие между кристаллами, затемняют поверхность, и поглощенная радиация заметно увеличивается. Таяние при этом усиливается. Когда стаивает верхний слой снега, увеличивается концентрация темных частичек на поверхности, в свое время прикрытых снегопадами. И снова снижается альбедо, и снова усиливается таяние.
Наконец снежный покров исчез. Обнажился старый лед, таявший в прошлом году. Чистый лед может отражать до 30% солнечной радиации, но абсолютно чистым он не бывает. На нем скапливается грязь веков да еще прибавляются осевшие из снежного покрова частички. Такой, естественно загрязненный лед имеет альбедо от 25 до 12–10% в зависимости от степени загрязненности.
Но минимальная величина альбедо льда может значительно повыситься под влиянием того же самого солнечного излучения. Дело в том, что под воздействием прямой радиации солнца лед теряет монолитность, дробится на мелкие кусочки, в промежутки между которыми попадает воздух. Лед, содержащий воздух, становится белее, и его альбедо увеличивается до 35–40%. Если ледник облучается солнцем, сияющим на ясном небе, разрушенный лед образует своеобразную кору, ее так и называют радиационной корой. Толщина ее достигает иной раз 15–20 см. Происходит удивительное явление – ледник белеет, кажется, что при ясном небе и жарком солнце на поверхность ледника выпал снег. Это своего рода защита ледника против слишком сильного солнца, что-то похожее на наш загар, только при загаре кожа темнеет,
а при образовании коры ледник белеет.
Ледниковый загар также временное явление. Исчезает на небе солнце, прячется за облака, и радиационная кора начинает плавиться под воздействием рассеянной радиации. И снова обнажается грязный лед.
Так и идет процесс таяния на леднике: в ясную погоду лед разрушается и белеет, в пасмурную – стаивает и снова темнеет.
