Как туристы на Эльбрусе ускоряют таяние ледника

Физика процесса и падение альбедо

Ледники существуют благодаря балансу между накоплением снега в зоне аккумуляции и его таянием в зоне абляции. Главный защитный барьер ледника — это его высокая отражательная способность, выражаемая коэффициентом альбедо. Свежевыпавший высокогорный снег обладает альбедо от 0,85 до 0,90, отражая обратно в космос до девяноста процентов коротковолновой солнечной радиации. В таких условиях даже при положительной температуре воздуха прямое радиационное плавление идет медленно.

Антропогенное воздействие на классическом южном маршруте Эльбруса ломает этот природный механизм. Альпинисты, снегоходы и особенно дизельные ратраки привносят на поверхность ледников Гарабаши, Малый Азау и Большой Азау мелкодисперсные частицы. Основную роль здесь играет технический углерод, более известный как черная сажа, а также минеральная пыль, которую поднимает техника и обувь сотен людей с открытых морен. Попадая на снег, даже микроскопические концентрации сажи снижают альбедо до показателей 0,50–0,60, а в районе интенсивного движения ратраков и так называемых «Приюта одиннадцати» или «Бочек» — до 0,35–0,40.

Снижение альбедо всего на одну десятую единицы приводит к колоссальному приросту поглощенной энергии. Каждый квадратный метр загрязненного фирна начинает впитывать дополнительно от 50 до 100 ватт солнечной мощности в ясный летний день. Снег нагревается быстрее, начинается интенсивный процесс зернения, кристаллы укрупняются, что еще сильнее снижает отражающую способность и запускает самоускоряющуюся петлю положительной обратной связи.

Источники загрязнения на склонах высочайшей вершины

Ежегодно на склоны Эльбруса поднимаются десятки тысяч человек. Поток распределен неравномерно, сосредотачиваясь преимущественно на южном склоне в коридоре от станции канатной дороги «Гарабаши» на высоте 3847 метров до седловины и вершин. Высокая плотность людей на ограниченной площади порождает специфический комплекс техногенных факторов.

• Выбросы тяжелой техники на дизельном топливе, поднимающей туристов и грузы на высоты до 4500–5000 метров. Ратраки и снегоходы сжигают топливо в условиях кислородного голодания, отчего сгорание происходит неполно, а выхлоп содержит максимальную концентрацию несгоревших углеводородов и сажи.
• Бытовые отходы и микропластик, остающиеся от упаковки снаряжения, продуктов питания, синтетических строп и веревок. Пластиковые волокна истираются о жесткий наст и разносятся ветром, оседая на прилегающих фирновых полях.
• Продукты жизнедеятельности и неорганизованные стоки высотных приютов, содержащие растворенные соли и органику, которые локально меняют температуру замерзания воды и структуру снежного покрова.
• Механическое дробление наста и ледовой корки кошками сотен восходителей и гусеницами машин, ускоряющее испарение и сублимацию поверхностного слоя льда.

Криокониты и формирование микрорельефа таяния

Оседающая на леднике пыль в сочетании с органикой и частицами копоти образует субстанцию, которую гляциологи называют криоконитом. Темные частицы нагреваются на солнце значительно сильнее окружающего льда. По законам термодинамики они передают тепло окружающим кристаллам воды и буквально вплавляются вглубь ледника, формируя так называемые криоконитовые стаканы — цилиндрические колодцы глубиной от нескольких сантиметров до полуметра.

На участках интенсивного туристического трафика поверхность ледника приобретает ячеистую сотовую структуру. Это увеличивает фактическую площадь соприкосновения льда с теплым воздухом почти в полтора раза. Внутри криоконитовых углублений создаются условия для развития психрофильных бактерий и микроводорослей, которые вырабатывают собственные защитные темные пигменты, дополнительно усиливая локальное поглощение тепла.

Оценки объемов выбросов и темпы абляции

За летний сезон на склонах Эльбруса сжигаются сотни тонн дизельного топлива и автомобильного бензина. При сгорании одного литра дизеля в разреженном воздухе образуется в среднем от трех до семи граммов чистой сажи. С учетом работы дизель-генераторов на приютах и ежедневных рейсов десятков ратраков сезонное поступление сажи на снег исчисляется десятками килограммов высокоактивного темного осадка.

Гляциологические наблюдения Института географии РАН и высокогорных обсерваторий фиксируют, что ледники Эльбруса за последние двадцать лет сокращают свою площадь на несколько десятых долей процента в год. Однако на участках южного склона, прилегающих к туристической инфраструктуре, скорость стаивания льда превышает фоновые показатели диких ледников северного и западного секторов массива примерно на 15–25 процентов при схожих гипсометрических отметках.

Сопутствующие экологические последствия

Ускоренная деградация оледенения под действием туристического прессинга влечет за собой каскадные изменения высокогорного ландшафта. Отступание ледниковых языков освобождает нестабильные моренные отложения. При обильном таянии талая вода переполняет подледные полости и моренные озера, что многократно повышает риск зарождения селевых потоков в долинах рек Баксан, Гарабаши и Азау.

Обнажающийся скальный фундамент лишается цементирующего действия многолетней мерзлоты. Это провоцирует камнепады на маршрутах восхождений, делая тропы более опасными для самих же спортсменов. Ускоренный смыв сажи и загрязняющих веществ с талыми водами меняет гидрохимический состав горных рек ниже по течению, перенося тяжелые металлы и нефтепродукты в источники водоснабжения региона.