Загадка булгунняхов долины Грендален

Долина Грендален находится на расстоянии дневного перехода от Баренцбурга. В ней расположены булгунняхи – одна из визитных карточек Шпицбергена – это конические поднятия с ледяным ядром высотой 42 м и диаметром в несколько сотен метров. Всего на земном шаре насчитывается более 10 000 подобных бугров, а на Шпицбергене их около 80. При создании наблюдательной сети криосферного полигона сотрудники ААНИИ не смогли обойти стороной эти загадочные бугры.

В англоязычной литературе при наименовании холмов с ледяным ядром используют термин «pingo», позаимствованный у инуитов – коренных народов арктической зоны Северной Америки. У тюркоязычных народов Южной Сибири их называют «тебелер» (от тюрк. – «холм», «вершина»). Наше название произошло от якутского «булгунньах» – «холм», «вершина». Уже этот небольшой этимологический экскурс позволяет судить, как широко распространены эти формы рельефа на Земле.

Как сформировались булгунняхи в долине Грендален, почему и когда? Каково их строение, и что стало источником воды для ледяного ядра?

В поиске ответов мы впервые на Шпицбергене провели сквозное бурение одного из булгунняхов. Решением дружной команды РАЭ-Ш [Российская арктическая экспедиция на архипелаге Шпицберген] семи булгунняхам в Грендален были присвоены имена гномов из романа Дж. Р. Р. Толкина «Властелин колец», а именно: Нори, Ори, Дори, Фили, Кили, Оин и Глоин. Будем надеяться, что это хороший выбор, тем более что гномы, как и булгунняхи, ассоциируются с подземным миром, а Толкин позаимствовал эти имена из древнескандинавского эпоса.

Первым был пробурен бугор Фили, по Толкину – это наиболее жизнерадостный гном, один из двенадцати спутников Торина и Бильбо Бэггинса в походе к Эребору. Но вернёмся к науке.

В пробуренной скважине под 1,5-метровым слоем мёрзлых отложений простирался лёд до глубины в 22 м, под ним располагались мёрзлые глины с вкраплениями льда. Тот факт, что внизу были обнаружены мёрзлые, а не талые породы, дал нашим учёным понять, что бугор закончил стадию роста. На камеральном этапе был подключен мощный комплекс гидрохимических и изотопных анализов.

Гидрохимические анализы выполнили в химико-аналитической лаборатории Российского научного центра на архипелаге Шпицберген в Баренцбурге, а изотопные, тоже силами ААНИИ, но уже в Лаборатории изменений климата и окружающей среды в Санкт-Петербурге. Изотопный и гидрохимический состав льда булгунняха совпал с составом источника подземных вод в его окрестностях.

Это значит, что булгуннях образовался в голоцене в результате осушки фьорда, которая инициировала промерзание сверху талых отложений. Подземные воды «подтягивались» к фронту промерзания, происходило образование льда, новые прослои приподнимали более ранние, что привело к пучению поверхности с образованием холма. По данным термокосы, помещённой в скважину, в сентябре нулевая изотерма доходит до поверхности ледяного ядра. А, значит, происходит оттайка льда с необратимым проседанием поверхности бугра – этим объясняется наличие кратера с озером на вершине булгунняха Фили.

Очевидно, что булгунняхи – наиболее подверженные деградации мерзлотные формы на Шпицбергене, и они могут исчезнуть уже в ближайшие десятилетия.

Пока свои тайны открыл только Фили. Но в грядущий сезон предстоит разбурить ещё несколько мерзлотных бугров пучения. Ведь мерзлотные бугры пучения интересны не только сами по себе, они могут рассказать много нового об истории изменения природной среды Шпицбергена. По сути они представляют собой проявления сопротивления подземной гидросферы глубокому промерзанию. Такие условия на Шпицбергене создаются при осушке фьордов или при отступании ледников. А это прямой выход на фундаментальные для палеогеографии вопросы изменения уровня моря и дегляциации.

Если копнуть глубже, то можно поразмышлять на тему поисков воды и жизни на Марсе. Попытки найти источники воды в жидкой фазе на Красной планете до сих пор не прекращаются. Модели показывают, что даже в земной криолитосфере, которая не столь сурова в температурном отношении, подземные воды зачастую не поднимаются на поверхность, а образуют бугры пучения. Так, может, не стоит искать на Марсе бьющие ключи, а посмотреть на формы рельефа, которые бы напоминали булгунняхи? И таких форм рельефа на Марсе немало, например, в районе Utopia Planitia в огромном ударном кратере на высоких широтах южного полушария. Осталось проверить, могут ли микроорганизмы из подземных вод сохраняться во льду шпицбергенских булгунняхов – и готова отличная земная модель, которая может стать прототипом для проекта поиска жизни на Марсе. В таком случае достаточно будет реализовать миссию по неглубокому бурению марсианского булгунняха для выделения микроорганизмов из его ледяного ядра, а не бурить скважину глубиной в несколько километров, чтобы достичь подмерзлотных вод, которые прогнозируются на Красной планете на глубине более 1,5 км.

Фото из архивов РАЭ-Ш.

Источник: m.vk.com