В разработке проблем природ­ной среды и, в частности, ее ох­раны важное место занимает изу­чение природных процессов, нося­щих стихийный характер. Эти процессы представляют собой результат естественных законов динамики природы. Однако в на­стоящее время они существенно осложняются антропогенными воздействиями, приобретая не­желательный, а часто и катастро­фический характер. Вот почему в число важнейших задач изуче­ния природной среды они постав­лены в материалах XXV съезда КПСС и Хельсинкского совещания глав государств и правительств.

Стихийные процессы были ха­рактерны для природы на всех этапах ее развития, а нивально-гляциальные стихии действуют уже в течение многих миллионов лет — на протяжении всего ледни­кового периода. В истории при­родной среды они всегда играли важную роль, так как переводили отдельные территории или компо­ненты ландшафта в новое качест­венное состояние.

Геологически совсем недавно одним из наиболее активных сти­хийных явлений было покровное оледенение и сопутствующие ему приледниковые природные про­цессы. Резкие колебания климата, сопровождавшиеся наступанием и отступанием ледников, усиле­нием или ослаблением потоков талых вод, разрастанием или со­кращением вечной мерзлоты, при­водили к коренной перестройке ландшафтной структуры природ­ной среды и ее ресурсов. Иногда эти изменения были столь глубоки и быстры, что, несмотря на их глобальный характер, носили эле­мент внезапности.

Показателен пример вымирания мамонтов на рубеже позднего плейстоцена и голоцена. Условия их обитания на севере Америки и Азии в конце плейстоцена были вполне благоприятны, однако око­ло 11 тыс. лет назад геологиче­ски очень быстро мамонты вымер­ли, причем известны находки хо­рошо сохранившихся в мерзлых толщах целых туш этих животных.

Глобальное потепление климата, происшедшее в начале голоцена и зафиксированное изотопными профилями в Антарктиде и Грен­ландии (см. рис. 2), привело к оттаиванию на обширных прост­ранствах Северной Америки и Азии многолетнемерзлых толщ и образованию бескрайних болот. Массивные животные, хотя и име­ли достаточное количество корма, не могли существовать в этих но­вых условиях — они, попросту го­воря, утопали в болотах. Так бла­годаря быстрому потеплению климата возник глобальный сти­хийный процесс оттаивания веч­ной мерзлоты, приведший к рез­кому изменению ландшафта и населяющего его животного мира.

Определение «катастрофиче­ский» обязательно носит социаль­но-экономический оттенок, а поэтому не может характеризо­вать природный процесс сам по себе. Вместе с тем в условиях быстрого развития хозяйства и продвижения его в новые природ­ные области последствия стихий­ных процессов проявляются все сильнее. Это связано с тем, что, во-первых, хозяйственная деятель­ность людей быстро проникает в такие области (прежде всего в вы­сокогорные и полярные районы), где частота и сила их проявления весьма высоки, а, во-вторых, влия­ние человека на природную сре­ду, нарушение сложившихся свя­зей в природе часто приводит к интенсификации природных про­цессов, носящих стихийный ха­рактер.

Важнейшей характеристикой стихийных процессов служит не­периодичность их проявления, возникновение через неравные и, как правило, неизвестные про­межутки времени: несколько раз в год (снежные обвалы, снежные заносы, резкие паводки), в отдель­ные годы (речные заторы, навод­нения, сели), через много лет (подвижки ледников, многоснеж­ные зимы и пр.). Именно такая непериодичность проявления и приводит к стихийному характеру этих процессов и соответствующе­му воздействию их на людей и хозяйство.

Эта особенность проявления стихийных процессов вызывает специфические задачи их изуче­ния. Основная цель заключается в прогнозировании времени и масштабов того или иного сти­хийного процесса. Но для этого нужно изучить механизм и при­чины его возникновения, распро­странение по территории и влия­ние на другие компоненты приро­ды и природные процессы. Вен­чать такие исследования будет разработка мер предупреждения, а в случае необходимости и ис­кусственного вызывания стихийных процессов. Но это уже область инженерной гляциологии, о ней особый разговор.

Из всех стихийных нивально-гляциальных явлений, пожалуй, самым грозным являются селевые. Сели — это низвергающиеся пото­ки, в которых, помимо воды, уча­ствует и твердая фракция — камни, мелкозем, лед. Они часто возникают после дождей и осо­бенно ливней, но наиболее мощ­ные и опасные своим происхожде­нием обязаны снегу и льду. Здесь выделяются три вида селей.

Первый вид — это грязекамен­ные потоки, возникающие при раз­мыве новейших моренных отло­жений с ледяными ядрами внутри. Такие сели вызываются сильным таянием ледников и ливнями, раз­мывающими ледово-моренные перемычки между отдельными полостями с водой. Подобные сели возникают и после резких подвижек ледников, в результате которых в долину выбрасываются большие массы льда, которые за­тем становятся мертвыми и до­вольно быстро стаивают. Вероят­ность таких селей возрастает по мере отступания ледников, оставляющих после себя значи­тельные массивы мертвого льда, прикрытого слоем моренных от­ложений. Сели этого генезиса характерны сейчас для многих горно-ледниковых районов, к ним принадлежат и опасные малоалмаатинские сели, которые теперь останавливает гигантская плоти­на в урочище Медео.

Второй тип — это водоснежные потоки, возникающие иногда при соскальзывании с ледниковых язы­ков или горных склонов значитель­ных масс пропитанного водой сне­га. Для их формирования нужны совсем незначительные уклоны — всего 2—7°. При интенсивном одновременном таянии больших масс снега или во время сильного дождя, выпадающего в период снеготаяния, в движение прихо­дят обширные снежные массивы. Объем, высота фронта волны и мощность водоснежного потока вниз по течению быстро нараста­ют, а путь может достигать десят­ков километров. Такие сели часто сходят на арктических островах и в субполярных горных районах, и опасны они не меньше, чем гря­зекаменные потоки.

Но самый страшный третий тип — водно-ледово-каменные потоки, возникающие при обвале ледниковых языков во время их подвижек, как это имело место на Памире при подвижках ледни­ков Равак в 1960 г. и Дидаль в 1974 г. К таким же селям могут привести и прорывы ледниково-подпрудных озер, как это неодно­кратно наблюдалось на леднике Медвежьем.

Водно-ледово-каменные потоки, сопровождающие ледниковые подвижки, могут достигать колос­сальных размеров. Расход неболь­шой речки внезапно достигает ты­сяч кубометров в секунду, а в узких местах уровень реки подни­мается на десятки метров. Подоб­ный сель, сошедший с ледника Колка на Северном Кавказе в 1902 г., оставил после себя глы­бы льда на склоне на стометровой высоте над дном долины. Вот по­чему после подвижки ледника Колка в 1969 г. было обращено серьезное внимание на возмож­ность возникновения катастрофи­ческих селей.

На леднике была организована оперативная служба наблюдений за возможным формированием паводка. В результате подвижки внутри раздробленного ледника скапливались большие объемы жидкой воды, грозящие прорывом из-за неустойчивости всей сис­темы (ведь лед легче воды). На основании расчета водного баланса ледника и ледникового бассейна определялась трансфор­мация селя для случаев макси­мально возможного и нормально­го поступления воды в бассейн ледника с использованием гид­рологических и гляциометеорологических методов расчета.

В период наибольшей угрозы, с мая по октябрь 1970 г., непре­рывно проводили расчет водного баланса в бассейне ледника Колка для выявления опасного накопле­ния воды. На основе водного ба­ланса, наблюдений за состоянием ледника и предварительно прове­денных расчетов трансформации паводочных волн каждые две не­дели выпускали бюллетени о сте­пени угрозы опасных наводнений и селей. К счастью, гидрометео­рологические условия в ту пору сложились таким образом, что выполненные расчеты показали малую вероятность формирования катастрофического паводка — селя, и это практически оправ­далось.

Оперативная работа в 1970 г. в бассейне ледника Колка была первым в мире успешным опытом текущего прогноза гляциальных селей. Теперь постоянная служ­ба наблюдения и предупрежде­ния селей существует в Казахстане, она входит в комплекс мероприятий по предотвращению стихийных бедствий в районе г. Алма-Аты.