Аннотация:
Исследование, недавно опубликованное в PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что ледники в горных районах запада США значительно сокращаются. Исследователи провели систематическую оценку более 1000 ледников в шести штатах на западе США и обнаружили, что около 27% ледников полностью исчезли с середины 20-го века, при этом как общая площадь ледников, так и общий объем сократились примерно на одну треть. Это изменение не только отражает долгосрочные изменения климата и гидрологических условий в горах, но также может снизить способность ледников обеспечивать водой реки и экосистемы в жаркие и засушливые сезоны.
Это исследование называется «Массовое исчезновение ледников в прилегающих Соединенных Штатах» и было опубликовано в «Трудах Национальной академии наук» 12 октября 2026 года. Исследовательская группа состояла из геолога Портлендского государственного университета Эндрю Фонтейна, исследователя Геологической службы США Брайса Гленна, исследователя Университета Северной Британской Колумбии Кристофера Макнила и Брайана Менунуса.
Исследование охватывало основные горные хребты на прилегающей западной территории США, включая Каскады, Скалистые горы и Сьерра-Неваду, а также охватывало Вашингтон, Орегон, Калифорнию, Монтану, Вайоминг и Колорадо. Ледники здесь распределены на разных высотах и в разных климатических условиях. На северо-западе имеются ледники, на которые влияет влажный климат Тихого океана, и относительно небольшие ледники, расположенные в сухих горных районах внутри страны.
Исследователи отметили, что, хотя ледники играют важную роль в гидрологической системе горных районов запада США, предыдущие комплексные количественные оценки изменения площади и объема ледников на всей западной территории США были недостаточными. Прошлые исследования, как правило, были сосредоточены на определенном горном хребте или конкретной территории, что затрудняло всестороннее представление изменений ледников на всей западной горной территории.
Чтобы восполнить этот пробел, исследовательская группа сравнила исторические инвентаризации ледников середины 20-го века с инвентаризацией ледников, полученной с помощью аэрофотоснимков и спутниковых снимков за последние годы, и объединила топографические данные для оценки толщины, объема и изменений ледников.
Исторические данные в основном взяты из топографических карт масштаба 1:24 000, составленных Геологической службой США. Соответствующие карты не были завершены в один год, а рисовались одна за другой с начала 1950-х до середины 1980-х годов. Современные данные в основном поступают из воздушных, спутниковых и лидарных измерений, полученных примерно в период с 2014 по 2020 год. Поскольку время сбора данных в разных районах неодинаково, исследователи использовали соответствующие временные диапазоны для сравнения, а не просто приписывали изменения всех ледников к точному году.
Результаты исследований показывают, что в исторической инвентаризации на западе США насчитывается 1453 ледника общей площадью около 561,8 квадратных километров. По данным современной инвентаризации примерно 2015 года количество ледников составляет 1331, общей площадью около 366,5 квадратных километров.
С точки зрения площади площадь ледников сократилась примерно на 195,3 квадратных километров, то есть примерно на 35 %. Согласно расчетам на основе исторических и современных данных, использованных в исследовании, площадь ледника уменьшается в среднем примерно на 1,1 квадратных километра в год, что эквивалентно уменьшению примерно на 8% каждое десятилетие.
Судя по количеству ледников, в современной инвентаризации исчезли 398 из 1453 ледников исторической инвентаризации, что составляет около 27% от первоначального количества. Этот результат показывает, что отступление ледников не только характеризуется истончением и сокращением первоначального ледяного тела, но также означает, что некоторые более мелкие ледники полностью исчезли.
Однако изменения в количестве ледников сами по себе не отражают полную степень исчезновения льда. Некоторые ледники могут разделиться на несколько независимых ледяных тел в процессе отступления, что увеличивает количество ледников в статистике. Например, в Каскадных горах на севере штата Вашингтон некоторые ледники отступили и разделились на разные притоки или языки, в результате чего в современных инвентаризациях регистрируется большее количество ледников, чем в исторических данных. Сравнивая только количество ледников, можно недооценить масштабы общего отступления ледников.
Поэтому исследователи одновременно проанализировали изменения площади, толщины и объема ледника. Результаты показывают, что хотя площадь ледника уменьшается, толщина ледяного тела также в целом уменьшается. После взвешенного по площади расчета всех территорий, покрытых ледником, средняя толщина уменьшилась примерно на 11,6 метра, а средняя скорость изменения составила около 0,26 метра в год.
Существуют очевидные различия в скорости отступления ледников в разных регионах. В целом, в районах за пределами штата Вашингтон произошло большее сокращение размеров ледников. По оценкам исследователей, ледники за пределами штата Вашингтон сократились в среднем примерно на 52%, а ледники в Вашингтоне сократились в среднем примерно на 29%. Однако, поскольку годы исторического картографирования и годы современной съемки в разных регионах не совпадают, эти цифры отражают кумулятивные изменения соответствующих периодов наблюдений в каждом регионе и не являются прямым сравнением совершенно одинаковых периодов времени.
Отступление особенно заметно на небольших ледниках. Исследование показало, что площадь малых ледников с исторической площадью от 0,032 до 0,10 квадратных километров уменьшилась в среднем примерно на 67%; тогда как площадь более крупных ледников с исторической площадью от 3,16 до 10 квадратных километров сократилась в среднем примерно на 15%.
Эта разница показывает, что небольшие ледники более чувствительны к изменениям окружающей среды. Более крупные ледники обычно имеют более толстые ледяные тела и большие объемы хранения воды, что может в определенной степени смягчать краткосрочные колебания климата. Небольшие ледники могут потерять значительную часть своей массы льда за относительно короткий период времени и, скорее всего, полностью исчезнут, если накопленного объема льда будет недостаточно для компенсации таяния.
Исследователи полагают, что меньший размер ледников на западе США является важным фактором в понимании этих изменений. Многие ледники не зависят от непрерывного накопления льда и снега на крупных высокогорных территориях, а зависят от местной топографии, теней, особенностей склонов и условий накопления снега. Некоторые ледники могут существовать главным образом потому, что окружающие горы закрывают солнце или местность способствует накоплению снега, образуя, таким образом, локально благоприятную ледниковую среду.
Эта зависимость от местной топографии означает, что при повышении температуры, уменьшении количества снегопадов или более раннем таянии снега ледники могут быстро потерять свои первоначальные условия выживания. Даже в пределах одного и того же горного хребта разные ледники могут отступать с разной скоростью из-за различий в высоте, склоне и окружающей местности.
Исследование также показало, что самая высокая точка распределения территории, покрытой ледником, на западе США сместилась примерно на 50 метров вверх. Это показывает, что потеря ледников в низинных районах относительно более серьезна, а оставшиеся ледники постепенно концентрируются в более высоких и холодных районах.
С региональной точки зрения, на северо-западе Тихого океана находится большая часть ледников западной части США. Исследования показывают, что на северо-западные регионы, такие как штат Вашингтон и Орегон, приходится около 81% количества ледников и около 89% площади ледников. Местный климат относительно влажный, а снежные условия в целом более благоприятны, чем во внутренних горных районах США, поэтому ледники распространены более широко.
Напротив, в некоторых горных районах Калифорнии, Вайоминга, Колорадо и южной Монтаны климат более сухой. Ледники обычно расположены в высокогорных районах на высоте более 3000 метров над уровнем моря, а их общий размер меньше. В этих районах ледники, как правило, более уязвимы к изменениям снегопада и повышению температуры.
В горах Билтос и Абсарока на юге Монтаны исследователи обнаружили значительное истончение ледников. Средняя толщина 44 ледников в этом районе уменьшилась примерно на 16,2 метра за соответствующий период наблюдений, а средняя толщина уменьшилась примерно на 0,47 метра в год. По данным исследовательской статистики, это одна из территорий с самой высокой скоростью истончения среди горных территорий, где имеется не менее 10 ледников.
Напротив, ледники в Каскадных горах на юге штата Вашингтон истончились относительно незначительно: средняя толщина уменьшилась примерно на 7,2 метра, а среднегодовое уменьшение составило примерно 0,15 метра. На результаты в этом регионе в первую очередь влияют крупные ледниковые системы, такие как гора Рейнир.
Исследователи также подчеркнули, что изменения ледников не полностью определяются климатическими факторами. Когда в 1980 году произошло извержение горы Сент-Хеленс, вулканическая активность непосредственно вызвала разрушение некоторых небольших ледников, и в то же время в кратере образовались новые ледники. Поэтому команда исключила изменения в этих ледниках, на которые непосредственно повлияли извержения вулканов, из основного анализа изменения климата, чтобы не ошибочно принять последствия вулканической активности за долгосрочное изменение климата.
Одним из наиболее примечательных выводов этого исследования является то, что потеря ледников изменит способ подачи воды в горные районы американского Запада.
Ледник можно рассматривать как естественный резервуар, хранящий воду в течение длительного периода времени. Накопленные зимой снег и лед не тают сразу, а способны удерживать влагу более длительный период времени и постепенно отдавать ее в теплое время года. Талая вода ледников все еще может обеспечивать водой горные реки, особенно летом, когда сезонный снежный покров растаял и количество осадков уменьшилось.
Этот сдерживающий эффект важен для американского Запада. Некоторые реки и экосистемы региона полагаются на талую горную воду для поддержания летнего стока. Талая вода ледников может уменьшить нехватку воды в жаркие и засушливые периоды и обеспечить более прохладные источники воды для горных озер, ручьев и экосистем, расположенных ниже по течению.
Для водных организмов, живущих в холодной водной среде, талая вода ледников не только обеспечивает воду, но и помогает поддерживать более низкую температуру воды. По мере сокращения ледников реки могут потерять часть запасов холодной воды из-за ледников летом, что увеличивает риск повышения температуры воды, что отрицательно скажется на рыбах и других водных организмах, адаптированных к низкотемпературной среде.
Отступление ледников также снижает способность горных водоразделов справляться с засухой. Исследователи отмечают, что чем меньше ледник, тем менее он способен регулировать сезонный сток воды. Когда снег тает раньше, летние температуры повышаются, а осадков выпадает меньше, ледникам становится трудно пополнять речные стоки, как это было в прошлом.
Это не означает, что сокращение количества талой воды из ледников немедленно приведет к водному кризису на западе Соединенных Штатов. Структура источников воды сильно различается в разных регионах, а на речной сток также влияют различные факторы, такие как осадки, сезонный снег, грунтовые воды, эксплуатация искусственных водохранилищ и потребность в воде. Но продолжающееся сокращение ледников действительно сокращает природные запасы воды, на которые могут рассчитывать некоторые горные водоразделы в жаркие и засушливые периоды.
Исследователи также отметили, что другие запасы воды на западе США также находятся под давлением. По мере потепления климата зимние осадки в некоторых районах выпадают в виде дождя, а не снега, а сезонные запасы снега сокращаются. В то же время на искусственные водоемы также влияют такие факторы, как сокращение притоков, увеличение испарения и рост потребности в воде.
В этом контексте важность ледников как естественных резервуаров становится еще более заметной. Они могут в некоторой степени компенсировать дефицит воды, вызванный сезонным сокращением снежного покрова, но по мере сокращения ледников эта буферная способность будет продолжать снижаться.
Стоит отметить, что таяние ледников может увеличить количество воды, поступающей в реки, в краткосрочной перспективе, но это не означает, что запасы воды будут увеличиваться постоянно. Выброс накопленной ледяной воды при отступлении ледников может в определенные периоды временно увеличивать количество талой воды; поскольку масса льда продолжает уменьшаться, количество накопленной воды, которая может быть высвобождена, в конечном итоге уменьшится. Для водоразделов, которые зависят от талой воды ледников, долгосрочным воздействием может стать более нестабильные источники воды летом, а не постоянный доступ к большему количеству воды.
Исследователи также обнаружили, что некоторые ледники немного расширились за период наблюдения. По данным исследовательской статистики, площадь 51 ледника увеличилась, составив около 4% от современного запаса, при общем увеличении около 1,25 квадратных километров. Такое локальное увеличение не меняет общей тенденции значительного сокращения ледников по всему региону.
Это также показывает, что изменения ледников не во всех местах одинаковы. Локализованные снегопады, топографические условия, скопления переносимого ветром снега и другие факторы окружающей среды могут привести к тому, что отдельные ледники будут оставаться стабильными или даже расширяться в определенное время. Но если посмотреть на комплексные данные по всей западной части Соединенных Штатов, то можно увидеть, что сокращение площади и объема ледников остается доминирующей долгосрочной тенденцией.
Исследовательская группа считает, что этот результат обеспечивает важный ориентир для понимания происходящих изменений в альпийской гидрологической системе запада США. В прошлом исследователи документировали отступление ледников в нескольких горных районах, но единой оценки, охватывающей весь запад Соединенных Штатов, не было. Объединив исторические карты, современные данные дистанционного зондирования и данные топографической съемки, это исследование провело первый систематический анализ изменений площади, объема и объема льда всех выявленных ледников в регионе.
Это исследование не пытается предсказать, когда исчезнет каждый ледник, основываясь только на исторических данных, и не дает единого графика будущего исчезновения всех ледников. Его основной вклад заключается в четком документировании изменений, которые произошли в количестве, площади и толщине ледников на западе Соединенных Штатов с середины 20-го века примерно до 2015 года, а также в объяснении влияния, которое эти изменения могут оказать на горные гидрологические системы.
В целом, сокращение ледников на западе Соединенных Штатов — это не только изменение альпийского ландшафта, но и признак того, что системы водных ресурсов трансформируются. Исчезло около 27% ледников, а общая площадь уменьшилась примерно на 35%, а это значит, что большое количество естественных ледяных тел, некогда долгое время хранивших воду, сократилось или больше не существует. Поскольку оставшиеся ледники продолжают сокращаться, их способность пополнять реки холодной водой и смягчать колебания объема воды в жаркие и засушливые сезоны также может еще больше снизиться.
Для западной части США будущее управление водными ресурсами должно быть сосредоточено не только на осадках, снежном покрове и искусственных водоемах, но также необходимо учитывать долгосрочные последствия постепенного снижения емкости хранения ледниковой воды. Ледники сами по себе невелики, но в определенные сезоны и на определенных водоразделах они могут играть важную роль. Всеобъемлющие данные, предоставленные в этом исследовании, помогут ученым и менеджерам по водным ресурсам более точно оценить будущие риски засухи, с которыми столкнутся альпийские регионы, и давление, которому могут подвергаться экосистемы.
Комментарии