На протяжении геологической истории Земли ледники испыты­вали неоднократные изменения массы и размеров, что отражало колебания климата. Поэтому еще в прошлом веке ледники были названы «термометрами, прило­женными к телу Земли», а вер­нее — это термоосадкомеры, чут­ко реагирующие на изменения и температуры, и влажности.

Ледники почти все время из­меняются, и не бывает периодов, когда они остаются неизменными, т. е. их размеры, формы и внут­ренние процессы непрерывно ме­няются — происходят так назы­ваемые колебания ледников. Как и всякие колебания, они име­ют разную амплитуду и перио­дичность; самым простым выра­жением их на местности служит отступание или продвижение вниз по долине ледниковых языков. Колебания каждого ледника про­исходят по-своему, они зависят от формы ледника и рельефа ло­жа, характера процессов аккуму­ляции и абляции, температурного режима ледника и многих других. Но в связи с ходом климатических изменений бывают периоды пре­имущественного наступания или отступания ледников. Такими пе­риодами преимущественного на­ступания ледников в горах уме­ренного пояса в нашем веке были 20-е и 60-е гг., а в середине про­шлого столетия ледники в Альпах, на Кавказе и в других местах на­ступали очень заметно.

Для фиксации колебаний разме­ров ледников нужны систематиче­ские наблюдения. Они были нача­ты в Швейцарии еще в 70-х гг. прошлого века и затем посте­пеннее распространились на дру­гие горно-ледниковые районы. В 1894 г. на VI Международном геологическом конгрессе была создана ледниковая комиссия, главной задачей которой счита­лось изучение колебаний совре­менных ледников. В 60-е гг. эта рекомендация была подтверждена и сформулирована новая програм­ма наблюдений за колебаниями ледников, а в 1967 г. с помощью ЮНЕСКО была создана Постоян­ная служба для обобщения ре­зультатов этих наблюдений во всемирном масштабе.

В нашей стране наблюдения за колебаниями отдельных ледников Кавказа, Алтая и гор Средней Азии проводились уже в прошлом столетии. А в 1963 г. в СССР бы­ли введены постоянные наблюде­ния за колебаниями почти 200 ледников, спустя 10 лет была принята новая программа, в кото­рую включаются наблюдения трех классов. Первый класс — это де­тальные круглогодичные наблю­дения на нескольких ледниках, позволяющие исследовать поля распределения по леднику мно­гих его физических характери­стик, что необходимо для функ­ционального анализа изменений ледника как физической системы. Второй класс — это периодиче­ские (от двух раз в год до одного раза в 5 лет) измерения на 15—20 ледниках нескольких основных параметров, также дающих воз­можность изучать механизм ко­лебаний ледников. Наиболее массовый — третий класс, охваты­вающий около 150 ледников, включает фиксацию положения концевой части ледника и полу­чение нескольких других простей­ших данных, характеризующих его изменения. Большая часть наблю­дений по третьему классу будет выполняться дистанционно с по­мощью аэро-, а в будущем и кос­мической съемки.

Механизм колебаний ледников полностью еще не раскрыт, и сре­ди нескольких видов их колебаний главными можно считать два: вы­нужденные, вызываемые климатическими изменениями, и автоко­лебания, возникающие из-за не­стационарности динамических связей в леднике. В соответствии с этим ледники делятся на нор­мальные, подвергающиеся вынуж­денным колебаниям, и пульсирую­щие, характеризующиеся перио­дическими резкими ускорениями движения с дроблением льда и продвижением конца ледника.

Такие подвижки представляют большую опасность для хозяйст­венных объектов, лежащих ниже по долине, а поэтому изучение пульсирующих ледников имеет прямую практическую направлен­ность. Но пока еще не найдены критерии, определяющие гранич­ные условия существования пуль­сирующих и нормальных ледни­ков. Встречаются ледники, на ко­торых резкие ускорения движения льда не приводят к быстрому про­движению концов ледников и пе­рераспределению больших масс льда. Поиск таких критериев — важная практическая задача гля­циологии.

Механизм вынужденных колеба­ний изучается путем наблюдений за процессами внешнего (между ледником и атмосферой, а также его ложем) и внутреннего массо-энергообмена ледников и путем построения на основе этих наблю­дений ледниковых моделей. Осо­бенно детальные наблюдения, не имеющие аналогов во всем мире, выполнялись в 60—70-х гг. на лед­никах Обручева (Полярный Урал), Шумского (Джунгарский Алатау) и Центральный Туюксу (Заилий­ский Алатау). Было выяснено, что колебания этих ледников обуслов­лены изменениями аккумуляции и абляции, а также скорости сколь­жения по ложу.

Изучение пульсирующих ледников началось всего 15 лет назад и сейчас представляет собой одну из самых «горячих» точек гляцио­логии. Ледники эти встречаются по всему миру, и каждый год при­носит известия о новых их под­вижках, иногда очень больших. В СССР известно больше ста пуль­сирующих ледников, и на двух из них ведутся постоянные наблю­дения — это ледник Медвежий на Памире, резко наступавший в 1963 и 1973 гг., и ледник Колка на Кавказе, подвижка которого произошла зимой 1969/70 года.

Несмотря на интенсивные ис­следования пульсирующих ледни­ков, механизм и причины их авто­колебаний, не зависящих от изме­нений климата, до конца еще не поняты, хотя высказано много ги­потез. Не останавливаясь на всех, отметим лишь главные современ­ные подходы к этой проблеме. Важнейшие из них — физические.

Известный советский ученый П. А. Шумский считает, что толь­ко с помощью замкнутой системы уравнений, описывающей все про­цессы в леднике, можно рассчи­тывать и предсказывать подвижки ледника. В этом случае в системе уравнений сплошной среды нужно учитывать разрывы льда и меняю­щуюся концентрацию каменного материала, динамику воды в лед­нике и обтекание льдом неровно­стей дна, геологическую работу, производимую ледником на его ложе. Очевидно, что мы пока не располагаем всеми перечислен­ными параметрами, а поэтому та­кой наиболее полный подход сей­час еще мало применим.

В основе другого физического подхода лежит создание матема­тической модели главного про­цесса. Остальные процессы сле­дует учитывать путем подбора параметров такой модели.

Но простота такого подхода часто кажущаяся: хорошее со­гласие результатов с внешним видом процесса не гарантирует от ошибок при подборе парамет­ров. Например, наиболее попу­лярная за рубежом модель, пред­ложенная австралийским гляцио­логом У. Баддом, основывается на закономерностях скольжения и деформации сплошного льда. Но она не учитывает, что сплош­ное в спокойный период тело лед­ника в момент подвижки разрыва­ется на множество блоков, а это обстоятельство совершенно меня­ет свойства льда.

Еще один подход к исследова­нию пульсирующих ледников можно назвать эксперименталь­ным. Он основан на непосредст­венных наблюдениях за внешним обликом ледников и их режимом. Такой подход сам по себе, конеч­но, не может привести к выявле­нию механизма подвижки, но экс­периментальные данные необхо­димы для проверки любых моде­лей. Иногда они могут стать основой прогноза, как это было при прогнозировании очередной подвижки ледника Медвежьего в 1973 г.

Прогноз базировался на деталь­ных измерениях скорости дви­жения, баланса массы и изменений высоты поверхности в различных частях ледника на протяжении ря­да лет. Было выяснено, что под­вижка ледника начинается после восстановления его формы, кото­рую он имел до предшествующей подвижки, и достижения волной повышенной скорости конца лед­ника. На основе нескольких стереофотограмметрических съемок удалось предсказать время и масштаб следующей подвижки, которая действительно произошла летом 1973 г. Своевременный прогноз стихийного бедствия поз­волил провести в Таджикистане комплекс мероприятий, которые существенно уменьшили разру­шения и предотвратили гибель людей. Это был первый в мире научный прогноз ледникового бедствия крупного масштаба.