По сравнению с остальными чертами рельефа Земли ледники, за исключением ледников Антарктиды, просто младенцы. Мы знаем, что некоторые ледники возникли 200—300 лет, а многие другие 3000—4000 лет тому назад. Некоторые, если такие есть, могут быть старше нескольких сотен тысяч лет. Там, где сочетание местных условий благоприятствует их появлению, ледники рождаются и сегодня.
Как возникает ледник? Присутствовал ли кто-нибудь когда-либо при рождении ледника? Сколько нужно снега, чтобы создать ледник?
Единственное условие, необходимое для образования ледника, состоит в том, чтобы после каждого сезона таяния получился избыток снега, независимо от того, выпало ли его 6 мм или 60 см. Если в течение многих лет будут существовать эти условия, ледники образуются. Там, где снегопад слабый, может потребоваться 100 лет или более, чтобы скопилось количество снега, достаточное для возникновения ледника. Там, где снегопады обильные и ежегодный избыток снега велик, массы снега могут превратиться в ледник за 10 лет. Однажды возникнув, ледник просуществует до тех пор, пока его истоки будут лежать над снеговой линией.
Два ледника, о которых определенно известно, что они образовались за последние несколько десятилетий, лежат на вулкане. Как это ни парадоксально, они обязаны своим рождением разрушению вулкана, а не его росту. До июня 1912 года гора Катмаи, расположенная в необитаемой части полуострова Аляска, была большим вулканом. С его закованной в лед вершины стекало несколько ледников, некоторые длиной 10 км. В начале июня 1912 года мощный взрыв потряс вулкан, и за несколько дней огненные извержения засыпали гору и окружающую местность толстым слоем дымящегося пепла и пыли. Первые люди, рискнувшие проникнуть сюда после катастрофы, увидели, что на вершине зиял кратер с почти вертикальными стенками, местами высотой до 700 м. Извержение обезглавило все ледники, образовавшиеся некогда на вершине, лишив их источников питания.
Часть стенок вновь возникшего кратера осталась над снеговой линией. Здесь, на уступах, созданных оползнями, родились два небольших ледника. Когда именно — определенно нельзя сказать, но, по мнению геологов из Геологического комитета США, это случилось, вероятно, между 1923 и 1930 годами. Эти два маленьких ледника продолжали расти, в то время как множество других сокращалось. За 30 лет они превратились в огромные массы льда толщиной в несколько сот футов. Один из них достиг почти 1,5 км в длину. Эти два ледника — самые молодые из всех ледников мира.
Еще прежде чем человек начал записывать свои наблюдения и мысли, другие вулканы, покрытые ледниками, претерпели судьбу, схожую с судьбой Катмаи. Высокие стенки, окружающие озеро Кратер в штате Орегон, хранят запись рождения и смерти многих поколений ледников. Первая отметка относится к началу плейстоцена (500 тысяч лет тому назад или более), когда на широком лавовом плато образовалось множество вулканов, позже превратившихся в Каскадные горы. Некоторые из них продолжали с перерывами расти на протяжении веков, извергая лаву и пепел. В конце концов они превратились в покрытые ледниками вершины, которые теперь хорошо известны. Это Рейнир, Шаста, Адамс, Бэйкер, Худ, Сент-Хеленс и другие.
На одном из этих вулканов, позже названном горой Мазама, уже в ранний период его существования стали формироваться ледники. По мнению профессора Хайэла Уильямса, потратившего много времени на разгадку тайны горы Мазама, на ней уже были первые ледники, когда она достигла 2700 м в высоту — на 1600 м ниже, чем гора Рейнер в настоящее время, и на 600—900 м ниже современной снеговой линии. Таким образом мы узнали, что климат в те далекие времена был холоднее, чем теперь. На протяжении тысячелетий история горы была историей попеременных периодов извержений и оледенений. Лава, горячие газы и другие вулканические продукты уничтожали ледники. Позже, в периоды покоя, они возрождались на новой поверхности, и гора на некоторое время опять венчалась льдом и снегом. Такая последовательность событий повторялась неоднократно. Наконец вершина достигла высоты 3600—4200 м и стала одним из самых больших вулканов Каскадного хребта. Некоторые ледники, вытекающие из ледяных полей этого великолепного пика, имели 300 м в толщину и 15 км и более в длину. Эта система ледниковых потоков была обширнее, чем на горе Рейнир.
А затем, около 6 тысяч лет тому назад, вслед за рядом извержений вершина горы рухнула или взорвалась, образовав большой кратер с поперечником 8—10 км и глубиной 1200 м.
Катаклизм, свидетелями которого могли быть только первобытные люди, чьи возможные показания погребены под пеплом и лавой, уничтожил вершину горы Мазама и все ее ледники. На развалинах горы, самые высокие части которой теперь оказались значительно ниже снеговой линии, ледники больше не могли возродиться.
Свидетели подобного интересного превращения, если они и были, не владели письменностью, поэтому мы должны полагаться на данные, которые дают нам геологи. Природа начертала несмываемые записи на стенках кратера и на всем, что его окружало. Перемежающиеся слои ледниковых и вулканических отложений в скалах, господствующих над озером, рассказывают, как ледники жили, как извержения вулкана уничтожали их и как они снова оживали. А запись, оставленная последними большими потоками льда, — вырезанные на скале вулкана глубокие долины и отложения, окаймляющие их края на много километров дальше основания вершины, — убедительно свидетельствует о том, что прежде гора Мазама вздымалась высоко над поверхностью озера.
Некоторые события, происшедшие на горе Мазама, повторились и на Катмаи. Ученые, со времени большого извержения 1912 года побывавшие на горе много раз, видели покрытые пеплом остатки обезглавленных ледников, и, хотя они не могут точно сказать, когда родились новые ледники, они наблюдали, как, выходя из зачаточной стадии, ледники росли и становились активнее.
Последовательность событий внутри кратера Катмаи, вероятно, такова: вскоре после разрушения горы, когда поверхность достаточно остыла, чтобы дать снегу скопиться, за зиму на выступе кратера образовался снежный сугроб. На следующее лето растаяла только часть сугроба, так как он находился выше снеговой границы. Зимой остатки сугроба покрылись новым снегом. Часть его затем растаяла и испарилась. Этот процесс повторялся из года в год, в результате чего образовался очень большой и глубокий сугроб. Если бы, скажем, лет через 10—12 гляциолог прорубил в нем туннель, он обнаружил бы ясно выраженную слоистую структуру. Изучив тонкие темные пленки «грязи», отделяющие один слой фирна от другого (фирн — компактный крупнозернистый снег старше одного года), гляциолог мог бы сказать, в каком году образовался каждый слой. Материал между слоями фирна состоит из пепла и других мелких вулканических продуктов, нанесенных в течение лета на поверхность снега.
Время шло, и под давлением выше лежащих слоев фирн все более уплотнялся, вытесняя находившийся между его зернами воздух. Вследствие вторичного замерзания просочившейся вглубь воды, образовавшейся в результате поверхностного таяния и таяния в местах соприкосновения зерен, фирн постепенно превращался в лед. Спустя лет десять, когда фирн достиг толщины 45—60 м, нижние его слои превратились в кристаллический лед. Ледниковый лед выглядит почти как плотный фирн, лежащий непосредственно над ним, но отличается от фирна тем, что он непроницаем для воздуха. Под своей собственной тяжестью и весом лежащего сверху фирна лед стал пластичным и начал течь — верный признак того, что родился ледник.
По мере того как с каждым последующим годом новый слой фирна увеличивал давление на ледник, передняя его часть медленно сползала к озеру, которое образовалось на дне кратера.
Так как прослойки пыли и грязи, отделяющие годичные слои снега, заметно не изменяются, когда снег превращается в фирн и, в конце концов, в лед, они сохраняются в течение многих лет. В расселинах темные пленки, отделяя один слой фирна или льда от другого, придают леднику вид слоеного пирога. На поверхности же они выглядят как узкие прожилки, отчего лед кажется полосатым.
Когда эти слои движутся дальше вместе с ледником, они изгибаются, меняют форму и могут совсем пропасть. Иногда их затемняют другие структуры, образующиеся в текущем льду. Не все ледники расположены настолько близко от вулканов, чтобы получить вулканическую пыль или пепел для маркировки своих годичных слоев. Но обыкновенная пыль — материал вездесущий, и в летние месяцы фирновые поля большинства горных ледников мира получают ее в достаточном количестве для образования видимой пленки. Кроме мелких частиц пород и минералов, пленки могут содержать пыльцу, насекомых и крохотные кусочки растений. Эти частицы хранят тайны погоды и климата прошлых лет; исследуемые под микроскопом, они могут рассказать человеку о таких событиях, о которых природа не оставила никаких других «записей».
Даже на чистой на глаз поверхности ледникового покрова Гренландии тоже есть пыль. В образцах фирна ученые обнаружили слои 1912 года, которые они узнали по прослойке тончайшей вулканической пыли, проделавшей вместе с ветром путь в 3200 км через Канаду после большого извержения Катмаи.
Несомненно, что в глубине канадских Скалистых гор можно найти грязевые полосы, содержащие маленькие кусочки обугленных деревьев и коры, разносимые потоком теплого воздуха во время огромных лесных пожаров, которые в этом районе бывают очень часто. Где-нибудь внутри почти всех ледников южной части канадских Скалистых гор и ледников в Ледниковом Национальном парке в штате Монтана погребен слой пыли, свидетельствующей о катастрофическом лете 1910 года, когда ничем не сдерживаемые пожары бушевали на огромных пространствах девственных лесов в штатах Айдахо и Монтана и в канадских провинциях — Британской Колумбии и Альберте, окутывая все северо-западное побережье Тихого океана пеленой дыма.
Теперь, после того как мы кратко ознакомились с историей ледников Катмаи, что можно сказать об их будущем? Будут ли они расти, как в прошлом? Благодаря ежегодному избытку снега в настоящее время они продолжают увеличиваться и будут расти до тех пор, пока ежегодный приход будет превышать потери льда в результате таяния и испарения.
Пока климат не изменится, величина ледников останется постоянной. Если климат потеплеет, хотя бы и в очень незначительной степени, снеговая линия поднимется и ледники станут укорачиваться, пока снова не будет достигнуто равновесие. Если снеговая линия опустится, ледники опять удлинятся.
История рождения и развития ледников Катмаи приобретает особенное значение и вызывает большой интерес потому, что она повторяет историю рождения и раннего развития почти всех ледников Земли. К тому же возникновение ледников в будущем — независимо от того, явится ли это результатом роста или разрушения вулканов, подъема горных хребтов или снижения снеговой линии — будет происходить так же, как шло образование ледников в глубоком кратере вулкана Катмаи.