В 80-х годах прошлого столетия экспедицией В. Н. Ошанина были впервые посещены верховья р. Мук-су в северо-западной части Памира. Эта река, представляя собой слившиеся вместе горные речки Саук-су и Каинды, впадает в Кзыл-су и образует крупную реку Сурхоб.
Переходя вброд р. Саук-су, В. Н. Ошанин отметил ее белый цвет, что служит признаком впадения в нее талых ледниковых вод. Действительно, проехав далее вверх по долине впадающего в Каинды потока Сель-дары, он нашел окончание языка неизвестного ледника.
Вот как рассказывает об этом. В. Н. Ошанин: «Мы проехали верст шесть и тогда я разглядел, что поперек долины проходит какой-то вал, который нигде не представлял значительного понижения, и я недоумевал, каким образом река не размыла этого, невидимому, ничтожного препятствия. По мере того, как мы подъезжали ближе к темной поверхности этого вала, стали выясняться белые блестящие пятна и в одном месте виднелось углубление, похожее на вход в пещеру. Я был сильно заинтересован этим странным образованием и долго не мог понять, что бы это могло быть. Наконец, когда мы приблизились на какие-нибудь полверсты, дело разъяснилось. Перед нами был нижний конец громадного ледника. В этом месте с долиной Сель-су соединяются две других: одна, известная под именем Танымас, идет с запада на восток, другая, занятая течением реки Балянд-киик, имеет направление почти прямо противоположное. Южное продолжение Сель-суйской и вся Танымасская долина заняты ледниками, сливающимися у своего нижнего конца. Тут ледник имеет до двух верст ширины.
Ледник запирает собой почти совершенно устье долины реки Балянд-киик. Между подошвой ледника и скалами, ограничивающими эту долину справа, остается небольшой проход, сажен в шесть-десять шириной. Тут-то совершается слияние Балянд-киика с Сель-су. Прозрачная, зеленая вода первой речки, несмотря на быстроту течения, не сразу смешивается с мутной, белой ледниковой водой Сель-су. На несколько сажен ниже слияния можно проследить еще их течение в отдельности. Ледник в этом месте представлял стену, наклонившуюся над рекой, так что каждую минуту можно было ожидать того, что верхняя выдавшаяся часть обрушится».
Этот огромный ледник В. Н. Ошанин назвал по имени известного исследователя Средней Азии прошлого века — ледником Федченко.
Позднее, в 1909 г., другая экспедиция поднялась на этот ледник из долины р. Балянд-киик и прошла вверх по его течению около 23 км.
Путь проходил сперва через нагромождения обломков скал и камней, лежавших в виде высоких валов и покрывавших сплошным слоем поверхность ледника. Дальше начался чистый лед. Лошади скользили и падали. Люда шли пешком, ведя их в поводу. На пути очень часто встречались трещины в несколько метров шириной, которые приходилось обходить крутом. Наконец, трещин стало так много, что движение вперед стало невозможным, и экспедиция повернула в сторону по леднику-притоку, где простояла бивуаком в течение 6 дней, совершая оттуда экскурсии по различным направлениям.
Долго оставалось на Памире несколько «белых пятен», куда не удавалось проникнуть никому. Одно из них лежало на западной окраине. Памира, где сплелись в сплошной узел несколько горных цепей, образовав высокое нагорье, поднятое на высоту около 5600 м над ур. м. Оттуда брали начало стекавшие в разные стороны рр. Ванч, танымас и Язгулем.
Разреженная атмосфера, ураганные ветры при 30—40° морозах и дикий характер этой неприступной крепости Средней Азии защищали ее от исследователей. Никто не мог похвалиться, что он побывал на этом нагорье.
Но горсточка отважных советских геологов и альпинистов взяла штурмом эту крепость. Исследователи двинулись от г. Ош по караванной тропе через Алайский и Заалайский хребты и по мертвой долине Маркан-су. В ту пору путь можно было узнать только по костям павших верблюдов и лошадей.
Пройдя вверх по течению реки, через спускавшиеся в ее долину ледники, советские исследователи поднялись на огромный, ранее неизвестный ледник.
В течение полумесяца они производили инструментальную съемку, и только тогда удалось установить, что это средняя часть гигантского ледника Федченко, язык которого спускается в долину р. Мук-су.
Северо-западная часть Памира, плато которого лежит на высоте 4000 м над ур. м., покрыта горными цепями. Их вершины относятся к высочайшим не только в нашем Союзе, но и во всем мире. Таковы, например, пик Сталина (7495 м) горного хребта Академии Наук, дик Ленина (7127 м) Заалайского хребта и ряд других, которые уступают по высоте лишь таким горам, как, например, Эверест (8880 м).
В недоступнейших областях Памира, долго остававшихся «белыми пятнами» на картах и исследованных впервые советскими геологами, берут начало рр. Ванч, Язгулем и Танымас (это название носят верховье большой памирской реки Бартанг). В глубоких ущельях и долинах между крутыми склонами гор, загромождающих эту область, лежат громадные скопления льда — горные ледники, или глетчеры. Они извиваются, подобно рекам, широкими потоками от водоразделов к долинам у подножья гор.
Среди них выделяется своими гигантскими размерами ледник Федченко, северная оконечность которого была встречена В. Н. Ошаниным, определявшим его длину в 15—20 верст. На самом деле, как показали обследования советских геологов в 1928—1934 гг., этот ледник гораздо длиннее и по справедливости может считаться величайшим в мире.
Ледник Федченко вытянулся на 77 км от вершин Язгулемского перевала (5330 м) на север до долины потока ель-дары, питающегося водами тающих льдов этого глетчера. Его продолжение по другую сторону перевала — Язгулемский ледник — имеет в длину более 30 км. Общая длина этого «переметного» ледника составляет около 110 км. Верхняя часть ледника от Язгулемского перевала до перевала Абдукагор II занимает около 400 км2. Ледяная река глетчера тянется между крутыми склонами горных хребтов, образующих борты долины. Белые гребни Высокой стены с пиком Революции (6945 м) отделяют верховья ее от огромного, второго по величине на Памире ледника Нотгемейншафт. Далее к северу ледник Федченко, обтекая массивы гор, делает резкий поворот на запад, но потом опять принимает прежнее направление и тянется на север, зажатый между склонами хребтов.
На всем протяжении ледника справа и слева из боковых долин в него впадают притоки — также очень крупные ледники. Таковы притоки справа — ледник Витковского и Наливкина и слева — ледник Академии Наук, № 4 и Бивачный. Некоторые из них имеют в длину, более 10 км.
Мощные скопления льда этих притоков сливаются с массой главного ледника. Ряд более мелких ледников не доходит до главного. Таковы, например, ледники Малый Танымас и ледник № 5.
Ледник Федченко оканчивается в долине рч. Сель-дары, которая сливается с рч. Сауксай и Каинды.
Вдоль долины р. Мук-су справа высятся громады западного конца Заалайского хребта, слева — хребет Петра I.
Высокая средняя годовая температура на большей части поверхности земли удерживает в жидком состоянии воду, которая только в зимние месяцы находится в твердом состоянии в виде снега и льда.
Однако в таких частях земного шара, где средняя годовая температура ниже точки замерзания воды, образуются никогда не стаивающие — вечные — снега и льды. Таковы полярные страны, а также вершины горных хребтов, имеющие большую высоту над уровнем моря. Известно, что чем: выше поднимаемся мы над поверхностью земли, будь то даже летом и под тропиками, тем температура, падает ниже. На сравнительно небольшой высоте, несколько различней для разных стран, она настолько низка, что снег и лед остаются лежать в виде вечных снегов и горных ледников….
В полярных странах и на вершинах высоких пор отложения снега и льда должны рассматриваться так же, как и отложения других горных пород.
Нередко они залегают, переслаиваясь с отложениями песка и глин, как, например, на Ляховских островах в море Лаптевых, у берегов Сибири. Но, резко отличаясь по физическим свойствам от остальных, общеизвестных горных пород, снег и лед отложений претерпевают позднейшие, только им свойственные изменения.
Снег, накопляющийся в полярных странах, например, в Гренландии и на вершинах высоких гор, под собственной тяжестью уплотняется в зернистую массу — фирн. Превращение снега в фирн происходит под влиянием действия на него лучей солнца, вследствие чего с поверхности снега вниз просачивается понемногу вода, а снизу происходит поднятие паров воды, проникающих через толщи снега. В результате этого сложного процесса масса. снега постепенно переходит в аггрегат зерен льда, сцементированных между собой снегом.
Под влиянием давления вследствие смерзания зерна фирна образуют сплошной белого цвета, непрозрачный, пронизанный пузырьками воздуха фирновый лед, а затем голубой, прозрачный глетчерный лед.
Заключающийся в массе льда воздух не всегда успевает удалиться, и в таком случае вследствие уплотнения льда находится там под высоким давлением, достигающим 10 и более атмосфер. Этим объясняются случаи разрыва огромных ледяных глыб при незначительном нарушении целостности их поверхности и происходящий с оглушительным треском распад ледяных гор — айсбергов.
Скопляющиеся в долинах высоких зон горных хребтов массы льда называются горными ледниками, или глетчерами. На обширных равнинах полярных стран образуются материковые ледники.
Среди горных ледников различают альпийский и скандинавский типы. Альпийские ледники образуются в долинах на. вершинах гор, а скандинавские — на высоких плоских возвышенностях — плато.
Под действием собственного веса лед начинает течь. Это явление свойственно н другим твердым телам. Таковы, например, твердый сапожный вар и асфальт. Кусок сапожного вара или асфальта, брошенный на твердую поверхность, разбивается на остроугольные осколки. Но эти же обломки, сложенные в стеклянную воронку, через достаточно длительный промежуток времени постепенно сливаются вместе, образуют горизонтальную поверхность и, оставаясь все время твердым хрупким телом, медленно вытекают твердой струей из отверстия воронки.
Лед глетчера под давлением собственного веса начинает течь, подобно реке, заполняя углубление долины и унося в своем течении обломки скал, падающие на него сверху или захватываемые нижней поверхностью ледника на дне долины. Но течение его, конечно, очень медленно и только в редких случаях измеряется несколькими метрами в день.
Фирновые поля ледника Федченко имеют вид сверкающей снежной равнины; на белом фоне ее поверхности резко выделяются темные скалы и верхушки гор, подножье которых скрыто на глубине 1000 м под поверхностью грандиозных навалов снега. Разделяющие горы и скалы глубокие долины доверху завалены снегом, поверхность которого и образует «равнину». Эти массы снега, спускающиеся по обе стороны вниз от Язгулемского перевала, образуют фирновую область гигантского ледника. На север фирновая область простирается до перевала Абдукагор II.
Онега зимой там выпадает столько, что ежегодно откладывается толстый слой фирна. Таяния в этой области не заметно, и здесь даже в солнечный день нельзя найти ни капли воды. В фирновом льду этой области под покровом снега часто встречаются трещины до 0,5 м шириной.
Не доходя до перевала Абдукагор II, в глетчер впадает справа ледник Витковского, поверхность которого образует резкий угол с поверхностью главного ледника: кажется, что ледяной приток подтекает под массу льда глетчера.
Далее вниз от вершины перевала Абдукагор II по направлению к повороту в долину Танымаса, куда ледник Федченко выступает небольшим языком через пологий перевал, число трещин увеличивается, а слой покрывающего снега становится тоньше и плотнее. В нижних частях этой зоны снег, исчезает совершенно, и видна поверхность чистого льда, на которой в солнечный день сверкают лужицы воды. Здесь же вдоль крутых берегов на поверхности ледника появляются узкие полоски обломков скал, камней и щебня, упавших со склонов, обрамляющих долину ледника гор.
Чистый лед, покрытый нагромождениями ажурной снежно-ледяной корочки, тянется от поворота в долину Танымаса до ледника № 4; в некоторых местах этой части ледника поверхность льда покрыта торчащими вверх тонкими ледяными сосульками до 50 см высотой.
Чуть дальше Танымасского языка слева впадает широкий ледник Академии Наук. В месте слияния подпирающих друг друга глетчеров лед поднимается выпуклостью вверх. Далее к северу в гигантский ледяной поток справа плавно вливается ледник Наливкина. Против впадения этих ледников поверхность льда образует два значительных перегиба, покрытых множеством хорошо развитых трещин шириной в среднем около 2 м; однако. они не достигают берегов ледника, суживаясь к концам; глубина их доходит до 20 м. Перебраться через них можно только там, где сближающиеся края их образуют узкие ледяные мосты.
Ниже ледника Наливкина падение ледника Федченко увеличивается, и ширина трещин доходит до 10 м в более, а глубина их уже превышает 30 м. Южный край трещин большей частью несколько выше северного, и поверхность ледника приобретает вид пологой лестницы.
Чем дальше ледник движется вперед, тем больше скопляется на нем обломков камня и щебенки, образующих «боковые морены» ледника. Массы льда притоков оттесняют к середине течения лед главного ледника, и его боковые морены, сливаясь с одной из боковых морей притока, удаляются от берегов ледника и образуют «срединную морену», а другая боковая морена притока становится боковой мореной главного ледника.
В нижней части ледяного потока морены уже занимают одну треть его площади. В них накопляется все больше и больше камней, и они превращаются в валы, высота которых, по мере движения вниз ледника, увеличивается и достигает 10 и более метров.
В этой области ледника, где сильно сказывается выветривание льда под действием воздуха и солнечных лучей, часто встречаются ледниковые столы — большая глыба камня, стоящая на подпирающей ее посредине ледяной ножке. Они образуются вследствие обтаивания и испарения льда вокруг каменной глыбы, защищающей находящуюся под ней часть льда. Каменная крышка стола бывает до 3 м в поперечнике, а ножка высотой до 1,5 м, хотя иногда в толщину имеет не более 0,75 м.
В этой же части ледника появляется уже большое количество потоков талых вод. Ручьи и речки с шумом низвергаются в «ледниковые колодцы», образуемые пропиливанием водой края трещины, стенки которой при дальнейшем движении ледника сближаются между собой.
Ручьи текут иногда под тонкой, ажурной коркой льда, покрывающей также небольшие лужи воды. Их так много, что ноги поминутно проваливаются в воду, что превращает такие участки в «ледниковое болото».
Дальше вниз до впадения ледника №5 на поверхности льда трещин почти нет, а морены занимают уже не менее половины всей ширины ледяного потока. Они то имеют вид продольных валов, поднимая свой гребень более чем на 10 м над поверхностью ледника, то становятся более пологими, но зато расширяются и покрывают большую часть его, оставляя лишь полосы чистого льда. Здесь также много ледниковых столов.
В нижней части этой зоны ледника на полосах льда часты напоминающие сахарную голову бугры высотой до 2 м (сераки). По окраинам моренных полос не редки спрятанные под коркой льда ямы — стаканы, куда глубоко проваливается нога. Эти ямы обязаны своим происхождением неравномерному таянию льда. Но количество ручьев и речек в этой части ледника значительно уменьшается, что объясняется предохраняющим действием более развитого моренного покрова.
Ниже впадения ледника № 5 чистый лед тянется полосами между валами морен. Но граница между полосами льда и мореной не носит резкого характера; на переходной зоне камнями покрыто около 50% поверхности, и между ними видна поверхность чистого льда; каждый камень лежит на ледяном бугорке, представляя собой зачаточный ледниковый стол.
В зоне ледника, почти сплошь покрытой чехлом морены, под давлением нагромоздившихся каменных валов, полосы льда коробятся горбом, а на поверхности их стоят рядами похожие на сахарные головы высокие ледяные бугры. В долинках между гребнями этих бугров текут ручьи, исчезающие в колодцах, которые уходят в глубь толщи льда. Дальше вниз по течению ледника полосы льда постепенно суживаются и, наконец, совершенно исчезают.
Весь ледник на протяжении последних километров покрыт сплошным каменным чехлом морены, который местами имеет вид каменной россыпи, а местами на нем возвышаются валы из обломков скал и камней. Там, где лед под ним рассечен трещиной, наблюдается хаотическое нагромождение обломков скал на пиках и гребнях льда. Скопления каменного материала морей состоят из обломков различной величины — от мелких камешков до глыб в несколько кубических метров. Очень часто встречаются котловины и воронки глубиной до 40 м. Вдоль покрытых чехлом морены ледяных холмов текут ручьи, уходящие в небольшие ледяные гроты и галереи, стены которых синего цвета разных тонов и оттенков.
Гигантский ледник Федченко оканчивается тремя языками, спускающимися в долины Малого Танымаса, Балянд-киика и Сель-дары.
Морены в долине Малого Танымаса отличаются своим цветом от остальных. Они поросли кустиками растений. Это — неподвижные отложения, и если глубоко под ними, может быть, есть лед, то он тает пассивно, не продвигаясь вперед.
Такой же облик имеет выступ ледника в долину Балянд-киика: там также нет обнажений льда, и морена оседает медленно и спокойно над тающим глубоко под ней льдом.
Третий выступ ледника уходит дальше к северу в долину Сель-дары. Там у конца ледника обнажаются крутые стены льда. Широкая полоса моренных отложений у основания стен обрамляет язык ледника. Дальше к северу она переходит в отложения гальки, вынесенной туда потоками ледниковых вод, которая так обработана водой, что теряет следы своего происхождения из морей.
Примерно у конца ледника находится громадная проталина, на дне которой образовалось озеро. В него летом со страшный грохотом низвергаются каменные глыбы морен, лежащие на подтаивающих берегах.
Язык ледника движется со скоростью 20—25 м в год. Однако скорость движения не постоянна: бывает, по-видимому, что движение вперед совсем прекращается, и конец ледника быстро тает, не заменяясь новыми массами льда. Тогда стена льда должна отступать назад. Таким образом, язык ледника то наступает вперед, то снова отступает, колеблясь около определенной средней границы. За последние 60 лет было два периода таких колебаний.
Ледники Памира играют очень важную роль для климата окружающих областей. Они аккумулируют огромную массу воды в виде снега и льда, оказывают большое влияние на температуру и влажность соседних местностей и дают начало главнейшим рекам Средней Азии.
Изучение ледников имеет огромное теоретическое и практическое значение. Как признают многие крупные иностранные ученые, древнее оледенение Памира представляет более замечательный пример ледниковых явлений, чем хорошо изученные Альпы.
В последнее время явления оледенения высокогорных областей объясняют двумя «климатическими» гипотезами. Одна из них, наиболее распространенная, считает, что толчок к оледенению дало понижение средней температуры лета, при довольно постоянном количестве годовых осадков. Махачек, изучавший древнее оледенение Тянь-шаня, пришел к выводу, что в условиях сухого климата Азии возможно объяснить древнее оледенение только понижением температуры. К этой же точке зрения присоединились крупнейшие современные климатологи Кеппен и Вегенер. Но данному мнению противопоставляются в. последние годы взгляды ряда авторитетных метеорологов: Фиккера, Симпсона и др., которые считают, что главным образом увеличение осадков является причиной оледенения. Климат Альп во время оледенения определялся в значительной степени, по мнению Симпсона, влиянием холодных ветров, дувших с соседнего Северо-Европейского ледникового щита. Но и изменение климата Памира, удаленного от областей равнинного оледенения, было тоже отзвуком влияния равнинных оледенений. Пути циклонов в это время передвинулись к югу, и огромная широтная полоса гор Средней Азии оказалась преградой их движению.
Если древнее оледенение было вызвано исключительно увеличением количества осадков, то с изменением этого условия ледники должны убывать. Фиккер считает, что такое убывание имеет место сейчас в Средней Азии и что огромные современные ледники Памира представляют собой остатки более мощных древних ледяных покровов и потоков. Значительное их уменьшение уже вызвало в историческое время гибель богатых древних земледельческих культур, следы которых найдены в Кызыл-кумах, Кара-кумах и других местах. Количество воды, поступающей с гор, непрерывно уменьшается, и ее в дальнейшем будет все меньше и меньше. Сельское хозяйство Средней Азии в силу этого обречено на жестокую борьбу; за воду. Этот прогноз, согласно Фиккеру, должен дать себя почувствовать в ближайшие десятилетия.
Советский ученый К. К. Марков опровергает и во всяком случае значительно смягчает выводы Фиккера. Он отмечает, что проблема оледенения в Средней Азин далеко не решена и что в виду большого теоретического и прикладного значения необходима ее широкая постановка.
Для хлопководства плодородных долин Узбекистана и Таджикистана глетчеры Памира и среди них ледник Федченко, питающий своими водами рр.. Бартанг, Ванч, Язгулем, Мук-су и в конечном счете Аму-дарью, имеют исключительно большое значение.
Поэтому в целях изучения движения конца ледника (твердый сток), высота снеговой линии, колебаний температуры на поверхности его, стаивания льда, образования и движения морен, появления и исчезновения трещин и других явлений на леднике Федченко была построена высокогорная метеорологическая обсерватория.
Материалы для сооружения ее были доставлены с большими трудностями по льду глетчера к месту постройки, которое выбрали в среднем течении ледника на возвышении, окруженном с трех сторон льдами, против впадения в глетчер ледника-притока, спускающегося с перевала Кашал-Аяк. Оттуда видно все нижнее течение ледника Федченко и его притоки.
Сборка здания производилась при 30° мороза и ураганном ветре, и от строителей потребовалось много мужества, терпения и выносливости, чтобы справиться со своей задачей. Не один раз порывы бури разрушали лагерь строителей, оставляя их без крова среди разбушевавшейся стихии. Но строители победили все препятствия, соорудив среди льдов современную обсерваторию с жилыми помещениями и снабдив ее инструментами и годовым запасом продовольствия. И теперь советские ученые, зимуя среди ледников Памира, из года в год ведут метеорологические и гляциологические наблюдения. Эта обсерватория представляет один из важнейших узлов в сети метеорологических станций Союза ССР.