Badania geomorfologiczne lodowca Tuyuksu
Około 1% światowej populacji lodowców cechuje się wysoce niestabilnym zachowaniem znanym jako szarża lodowcowa. To cykliczne i krótkotrwałe zwielokrotnienie prędkości ruchu lodu, przekraczające „normalną” prędkość od 10 do 1000 razy. Te gwałtowne epizody mogą transportować wielką objętość lodu z wysoko położonych obszarów rezerwuarowych aż do czoła lodowca, skutkując najczęściej jego znaczącym awansem (nawet pomimo ocieplenia klimatu) oraz do wykształcenia na jego przedpolu wyjątkowego układu form. Lodowce szarżujące występują jedynie w kilkunastu ograniczonych przestrzennie gromadach, przede wszystkim w Arktyce i sub-Arktyce, a także w wysokogórskiej Azji.
Pomimo wielu dekad badań, glacjologia wciąż nie w pełni rozumie procesy sterujące lodowcami szarżującymi. Tylko kilka z ww. gromad (Svalbard, Islandia i Alaska) jest badanych wieloaspektowo, podczas gdy dla pozostałych dostępne są jedynie nieliczne prace, oparte najczęściej na interpretacji danych teledetekcyjnych. Jedną z wad takiego podejścia jest to, że pozwalają one na obserwacje lodowców tylko w okresie ostatnich kilku dekad. Ponieważ jednak czas od wystąpienia jednej szarży lodowca do kolejnej często przekracza 100 lat i więcej, wielu lodowców szarżujących do tej pory nawet nie zidentyfikowano, a jest to niezbędne do zrozumienia ich zachowania i reakcji na zmiany klimatyczne.
Jedną ze słabiej zbadanych gromad lodowców szarżujących jest łańcuch Tien Shan. W jego kazachskiej części znajduje się lodowiec Tuyuksu, na którym prowadzi się od kilkudziesięciu lat bezpośrednie, coroczne badania bilansu jego masy. Ta niezwykle długa seria pomiarowa sprawiła, że Tuyuksu został zakwalifikowany do sieci kilkunastu lodowców reperowych świata, stając się punktem odniesienia dla analiz interakcji lodowców z klimatem w całej środkowej Azji. Przeprowadzony przegląd literatury angielsko- i rosyjskojęzycznej wykazał, że do tej pory Tuyuksu nie był rozpatrywany jako lodowiec szarżujący.
Poznanie historii jego dynamiki jest jednak bardzo istotne dla pełnego zrozumienia wahań pozycji czoła lodowca, na podstawie której wnioskuje się o kierunku i wielkości zmian klimatu w przeszłości. Możliwe jest bowiem, że zmiany zasięgu Tuyuksu są efektem nie tylko interakcji lodu z klimatem, ale także jego niestabilności dynamicznej, co zakwestionowałoby wiarygodność rekonstrukcji klimatu przeprowadzonych na podstawie zapisu jego fluktuacji.
Rysunek 1 Położenie lodowca Tuyuksu. Przerywana linia – granica strefy morenowej lodowca; gwiazdka – Stacja Glacjologiczna KAN.
Interpretacja ogólnodostępnych zobrazowań satelitarnych wykazała szereg form w sąsiedztwie Tuyuksu, które mogą wskazywać na przebytą w przeszłości szarżę. Formy te przypominają m. in. zdeformowane wstęgi moren środkowych, grzbiety z wyciskania (tzw. „crevasse-squeeze ridges”) i ślady gęstej sieci dawnych szczelin na powierzchni lodowca, obecnie ich pozbawionej. Przy braku obserwacji szarży w czasach historycznych, jedyną metodą, która pozwoli określić naturę lodowca Tuyuksu są bezpośrednie badania geomorfologiczne w jego strefie morenowej.
Wykorzystując doświadczenia zebrane podczas zeszłorocznych prac prowadzonych w Boliwii, badania lodowca Tuyuksu obejmą:
- kartowanie geomorfologiczne strefy morenowej,
- szczegółowe analizy sedymentologiczne form wskaźnikowych, zarówno w terenie, jak i laboratorium.
Autorem projektu i koordynatorem prac terenowych i laboratoryjnych jest dr Jakub Małecki (Zakład Badań Kriosfery, IGiG). Zainteresowanie projektem i udziałem w analizie i interpretacji danych wyrazili do tej pory dr Alexandr Jegorow (Instytut Geografii Kazachskiej Akademii Nauk) oraz dr Harold Lovell (Uniwersytet w Portsmouth), których doświadczenie i wiedza zagwarantują publikację wyników w czasopismach z listy A MNiSW. Zebrany materiał będzie także podstawą prac magisterskich. Ekspedycję poprzedza szkolenie uczestników przez dr. Małeckiego w zakresie podstaw glacjologii i geomorfologii glacjalnej – pierwsza część już za nami!
Batymetria jeziora lodowcowego
Batymetria to dział hydrometrii, który zajmuje się pomiarem głębokości cieków i zbiorników wodnych. Do tego typu pomiarów stosuje się różnego rodzaju sondy pomiarowe, np. akustyczne czy ciśnieniowe. Aby należycie zbadać batymetrię cieku bądź zbiornika, przygotowuje się projekt linii profili pomiarowych. Na ich podstawie dokonuje się w terenie wielu pomiarów głębokości, którym przypisuje się pozycję geograficzną (współrzędne geograficzne odczytane z urządzenia GPS). Im więcej punktów pomiarowych, tym mapa batymetryczna bardziej szczegółowa, dlatego przyjmuje się, iż gęstość punktów, w zależności od wielkości zbiornika i innych czynników, wpływających na możność wykonania pomiarów, powinna mieścić się w przedziale co 5-50 m.
W ramach III edycji projektu GEOpraktyki, uczestnicy zaznajomią się z problematyką pomiarów batymetrycznych na podstawie wykonania pomiarów batymetrycznych jeziora lodowcowego, zasilanego wodami z lodowca Tuyuksu, w górach Tien-Szan w Kazachstanie.
Pomiary zostaną wykonane na podstawie wcześniej utworzonych profili w odległości co 10 m. Z uzyskanych wyników studenci, posiadający szerszą wiedzę z tematyki GIS, stworzą mapę batymetryczną badanego akwenu oraz trójwymiarowy model jeziora. W oparciu o przeprowadzone badanie powstanie artykuł, który zostanie opublikowany w branżowym czasopiśmie naukowym. Będzie to również szansa do przedstawienia problemu szerszemu gronu odbiorców podczas konferencji w kraju oraz zagranicą.