Powódź polodowcowego jeziora - Glacial lake outburst flood

Zobacz też: Jezioro proglacjalne

Hubbard Glacier na Alasce przeciska się w kierunku Gibert Point 20 maja 2002 r. Lodowiec jest bliski odgrodzenia Russell Fjord (na górze) od Zatoki Odczarowań (poniżej).

Lodowatym jeziorze wybuch powodzi ( Glof ) jest rodzajem wyrzutu powodzi spowodowanej awarią zapory zawierającego lodowatego jeziora . Zdarzenie podobne do GLOF, w którym woda zawarta w lodowcu topi się lub przelewa się przez lodowiec, nazywa się jökulhlaup . Zapora może składać się z lodu lodowcowego lub moreny czołowej . Awaria może się zdarzyć z powodu erozji , narastania ciśnienia wody , lawiny skał lub ciężkiego śniegu, trzęsienia ziemi lub krioseizmu , erupcji wulkanów pod lodem lub masowego przemieszczenia wody w jeziorze polodowcowym, gdy zapada się duża część sąsiedniego lodowca w tym.

Rosnące topnienie lodowców z powodu zmiany klimatu, wraz z innymi skutkami środowiskowymi zmiany klimatu (tj. topnieniem wiecznej zmarzliny ) oznacza, że ​​regiony z lodowcami prawdopodobnie doświadczą zwiększonego ryzyka powodziowego spowodowanego przez GLOF. Jest to szczególnie widoczne w Himalajach, gdzie geologie są bardziej aktywne.

Definicja

Na tym zdjęciu Lodowca Hubbarda z 16 lipca 2002 r. lodowiec zamknął Russell Fjord od Zatoki Odczarowań. Wody za lodowcem podniosły się o 19 metrów w ciągu 10 tygodni, tworząc krótkotrwałe jezioro Russell.

Powódź wylewowa jeziora polodowcowego to rodzaj wylewu wylewowego, który występuje w wyniku uwolnienia wody spiętrzonej przez lodowiec lub morenę . Zbiornik wodny spiętrzony przez czoło lodowca nazywany jest jeziorem marginalnym , a zbiornik wodny, na którym znajduje się lodowiec, nazywany jest jeziorem subglacjalnym . Kiedy jezioro marginalne pęka, można je również nazwać odwodnieniem jeziora marginalnego. Kiedy jezioro podlodowcowe pęka, można je nazwać jökulhlaup .

Jökulhlaup jest zatem powodzią z wyrzutem subglacjalnym. Jökulhlaup to islandzki termin, który został zaadaptowany do języka angielskiego, pierwotnie odnoszący się tylko do powodzi lodowcowych z Vatnajökull , które są wywoływane przez erupcje wulkaniczne, ale obecnie jest akceptowany w odniesieniu do wszelkich nagłych i dużych uwolnień wody subglacjalnej.

Objętość jezior lodowcowych jest różna, ale może zawierać od milionów do setek milionów metrów sześciennych wody. Katastrofalna awaria znajdującego się tam lodu lub osadu lodowcowego może uwalniać tę wodę w ciągu kilku minut lub dni. W takich zdarzeniach odnotowano szczytowe przepływy sięgające 15 000 metrów sześciennych na sekundę, co sugeruje, że kanion w kształcie litery V normalnie małego górskiego strumienia może nagle rozwinąć niezwykle turbulentny i szybko poruszający się potok o głębokości około 50 metrów (160 stóp). Powodzie polodowcowe w jeziorze są często spotęgowane przez masową erozję koryta rzeki w stromych dolinach morenowych, w wyniku czego szczyty powodzi zwiększają się, gdy płyną w dół rzeki, aż rzeka dotrze do miejsca, w którym osadzają się osady. Na równinie zalewowej w dolnym biegu, sugeruje to nieco wolniejsze zalewy o szerokości do 10 kilometrów (6,2 mil). Oba scenariusze stanowią istotne zagrożenia dla życia, mienia i infrastruktury.

Monitorowanie

Lodowiec Hubbarda został przytłoczony 14 sierpnia 2002 r. w drugim co do wielkości GLOF w czasach historycznych.

ONZ ma szereg monitorowanie wysiłki, aby zapobiec śmierci i zniszczenia w regionach, które są narażone na te wydarzenia. Znaczenie tej sytuacji wzrosło w ciągu ostatniego stulecia z powodu wzrostu populacji i rosnącej liczby jezior polodowcowych, które rozwinęły się w wyniku cofania się lodowców . Podczas gdy wszystkie kraje z lodowcami są podatne na ten problem, Azja Środkowa, regiony Andów w Ameryce Południowej i te kraje w Europie, które mają lodowce w Alpach , zostały zidentyfikowane jako regiony o największym ryzyku.

Istnieje szereg nieuchronnych śmiertelnych sytuacji GLOF, które zostały zidentyfikowane na całym świecie. Tsho Rolpa lodowiec jezioro znajduje się w Rolwaling Valley, około 110 kilometrów (68 mil) na północny wschód Katmandu , na wysokości 4,580 m (15,030 ft). Jezioro jest spiętrzone nieskonsolidowaną tamą moreny czołowej o wysokości 150 metrów (490 stóp). Jezioro powiększa się każdego roku z powodu topnienia i cofania się lodowca Trakarding i stało się największym i najniebezpieczniejszym jeziorem lodowcowym w Nepalu , z około 90 do 100 milionami m 3 (117 do 130 milionów jardów 3 ) wody zmagazynowanej .

Przykłady

Islandia

Pozostałości stalowego mostu w pobliżu Skaftafell po wybuchu lodowca

Najbardziej znane to ogromny jökulhlaup wypuszczony z lodowca Vatnajökull na Islandii. To nie przypadek, że termin jökulhlaup ( jökull = lodowiec, hlaup = bieg ( n. )/bieganie) pochodzi z języka islandzkiego , ponieważ południe Islandii bardzo często padło ofiarą takich katastrof. Tak było w 1996 roku, kiedy wybuchł wulkan pod jeziorami Grímsvötn należącymi do lodowca Vatnajökull , a rzeka Skeiðará zalała ziemię przed Skaftafell , obecnie częścią Parku Narodowego Vatnajökull . Jökulhlaup osiągnie szybkość przepływu 50000 metrów sześciennych na sekundę, i zniszczonych części Hringvegur (obwodnicy lub Islandii drodze # 1). Powódź przyniosła kry, które ważyły ​​do ​​5000 ton, a góry lodowe o masie od 100 do 200 ton uderzały w most Gigjukvisl na obwodnicy (ruiny są dziś dobrze oznaczone znakami wyjaśniającymi jako popularny przystanek turystyczny). Uwolnione tsunami miało do 4 metrów (13 stóp) wysokości i 600 metrów (660 km) szerokości. Powódź przyniosła ze sobą 185 milionów ton mułu. Jökulhlaup przepływu robione to przez kilka dni 2. największym rzeki (pod względem przepływu wody) po Amazonii .

Po powodzi, na brzegach rzeki, gdzie zostawił je lodowiec, można było zobaczyć kilka gór lodowych o wysokości 10 metrów (33 stóp) (patrz również Mýrdalsjökull ). Szczytowe uwalnianie wody z jeziora, które rozwija się wokół krateru wulkanicznego Grímsvötn w centrum pokrywy lodowej Vatnajökull, generuje przepływy przekraczające objętość rzeki Missisipi . Wybuchy miały miejsce w latach 1954, 1960, 1965, 1972, 1976, 1982, 1983, 1986, 1991 i 1996. W 1996 roku erupcja stopiła 3 kilometry sześcienne (0,72 cu mil) lodu i dała wybuch 6000 metrów sześciennych ( 7800 jardów sześciennych) na sekundę przy przepływie szczytowym.

Alaska

W późnym czwartorzędzie starożytne jezioro Atna w dorzeczu miedzi mogło generować wiele powodzi lodowcowych.

Niektóre jökulhlaupy są wydawane co roku. Jezioro George w pobliżu rzeki Knik miało duże coroczne wybuchy epidemii w latach 1918-1966. Od 1966 roku lodowiec Knik cofnął się i nie tworzy się już tama lodowa. Lake George może wznowić coroczne powodzie, jeśli lodowiec ponownie zgęstnieje i zablokuje dolinę (Post i Mayo, 1971).

Prawie każdego roku GLOF występują w dwóch lokalizacjach na południowo-wschodniej Alasce, z których jednym jest Jezioro Otchłani . Uwolnienia związane z lodowcem Tulsequah w pobliżu Juneau często zalewają pobliskie pasy startowe. Około 40 kabin może potencjalnie zostać dotkniętych, a kilka zostało uszkodzonych przez większe powodzie. Wydarzenia z Lodowca Łososia w pobliżu Hajdaru uszkodziły drogi w pobliżu rzeki Salmon.

przyległe Stany Zjednoczone

Ogromne prehistoryczne GLOF, znane jako Missoula Floods lub Spokane Floods , miały miejsce w północnoamerykańskim zlewisku rzeki Columbia pod koniec ostatniej epoki lodowcowej. Były one wynikiem okresowych przerw w zaporach lodowych w dzisiejszej Montanie , co doprowadziło do osuszenia akwenu znanego obecnie jako Glacial Lake Missoula . Ogromne powodzie zniszczyły płaskowyż Columbia, gdy woda pędziła w kierunku oceanu, co doprowadziło do powstania topografii Channeled Sablands, która istnieje dzisiaj w całym środkowym i wschodnim Waszyngtonie .

Lodowata rzeka Warren osuszyła lodowcowe jezioro Agassiz podczas zlodowacenia Wisconsinian ; przez jego koryto przepływa teraz łagodna rzeka Minnesota . Ta rzeka sezonowo odprowadzała wody lodowcowe do obszaru, który obecnie jest górną rzeką Missisipi . Region obecnie określany jako Dryfless Area of North America był jednocześnie obiektem powodzi lodowcowych z lodowcowego jeziora Grantsburg i lodowcowego jeziora Duluth we wszystkich trzech fazach ostatniej epoki lodowcowej .

Między 6 a 10 września 2003 r. wystąpił GLOF z Grasshopper Glacier w Wind River Mountains w stanie Wyoming . Jezioro proglacjalne na głowę lodowiec rozerwanie za pomocą lodowatego zapory i wody z jeziora rzeźbione wykopu przez środek lodowiec na więcej niż 0,8 km (0,5 mil). Szacuje się, że w ciągu czterech dni uwolniono 2 460 000 metrów sześciennych (650 000 000 galonów amerykańskich) wody, podnosząc poziom przepływu Dinwoody Creek z 5,66 metrów sześciennych (200 stóp sześciennych) na sekundę do 25,4 metrów sześciennych (900 stóp sześciennych) na sekundę. na stacji pomiarowej 27 km (17 mil) w dół rzeki. Gruz z powodzi został złożony ponad 32 km (20 mil) wzdłuż potoku. GLOF przypisuje się szybkiemu cofaniu się lodowca, który trwa od czasu, gdy lodowiec został po raz pierwszy dokładnie zmierzony w latach 60. XX wieku.

Peru

Powódź spowodowana powodzią wywołaną przez jezioro polodowcowe w dniu 13 grudnia 1941 roku zabiła około 1800 osób na swojej drodze w Peru, w tym wielu w mieście Huaraz . Przyczyną był blok lodu, który spadł z lodowca w górach Cordillera Blanca do jeziora Palcacocha . Wydarzenie to zostało opisane jako historyczna inspiracja dla badań nad powodziami wywołanymi przez polodowcowe jeziora. Wielu geologów i inżynierów peruwiańskich stworzyło techniki unikania takich powodzi i eksportowało je na cały świat.

Kanada

W 1978 r. spływy gruzu wywołane przez jökulhlaup z Lodowca Katedralnego zniszczyły część torów kolejowych Canadian Pacific , wykoleiły pociąg towarowy i zakopały fragmenty Trans Canada Highway .

W 1994 r. w Farrow Creek w Kolumbii Brytyjskiej doszło do jökulhlaup .

W 2003 roku jökulhlaup spłynął do jeziora Tuborg na Wyspie Ellesmere, a wydarzenia i ich następstwa były monitorowane. Jezioro spiętrzone lodem zostało katastrofalnie osuszone przez unoszenie się tamy lodowej. Jest to niezwykle rzadkie zjawisko w kanadyjskiej Arktyce, gdzie większość lodowców ma podłoże zimne, a spiętrzone lodem jeziora zazwyczaj powoli spływają, przebijając swoje tamy.

Sugerowano, że wydarzenia Heinricha podczas ostatniego zlodowacenia mogły być spowodowane przez gigantyczne jökulhlaups z jeziora Zatoki Hudsona spiętrzonego lodem u ujścia Cieśniny Hudsona .

Bhutan

Główny artykuł: Lodowce Bhutanu

GLOF występują regularnie w dolinach i nisko położonych równinach rzecznych Bhutanu . W niedalekiej przeszłości gwałtowne powodzie miały miejsce w dolinach Thimphu, Paro i Punankha-Wangdue. Spośród 2674 jezior polodowcowych w Bhutanie, 24 zostały zidentyfikowane w niedawnych badaniach jako kandydaci do GLOF w najbliższej przyszłości. W październiku 1994 roku GLOF 90 km (56 mil) w górę rzeki od Punakha Dzong spowodował ogromne powodzie na rzece Pho Chhu , uszkadzając dzong i powodując ofiary.

W 2001 roku naukowcy zidentyfikowali jezioro Thorthormi jako takie, które groziło nieuchronnym i katastrofalnym zawaleniem. Sytuację w końcu złagodziło wyżłobienie kanału wodnego od krawędzi jeziora, aby zmniejszyć ciśnienie wody.

Anglia/Francja

Uważa się, że cieśnina Dover została utworzona około 200 000 lat temu przez katastrofalny GLOF spowodowany naruszeniem Antykliny Weald-Artois , która działała jako naturalna tama, która powstrzymywała duże jezioro w regionie Doggerland , teraz zanurzone pod wodą. Morze Północne . Powódź trwałaby kilka miesięcy, uwalniając nawet milion metrów sześciennych wody na sekundę. Przyczyna wyłomu nie jest znana, ale mogła być spowodowana trzęsieniem ziemi lub po prostu wzrostem ciśnienia wody w jeziorze. Jak również niszcząc przesmyk, który połączony Brytanii do Europy kontynentalnej, powódź rzeźbiony duży fundamentu podłogą doliny dół długości Kanału Angielskiego, pozostawiając usprawnione wysp i rowki wzdłużne erozyjnych charakterystyczne katastrofalnych megaflood wydarzeń.

Nepal

Chociaż zdarzenia GLOF miały miejsce w Nepalu od wielu dziesięcioleci, wybuch jeziora polodowcowego Dig Cho, który miał miejsce w 1985 roku, zapoczątkował szczegółowe badania tego zjawiska. W 1996 roku Sekretariat Komisji ds. Wody i Energii (WECS) Nepalu poinformował, że pięć jezior jest potencjalnie niebezpiecznych, mianowicie Dig Tsho, Imja , Lower Barun, Tsho Rolpa i Thulagi, wszystkie leżące powyżej 4100 m. Ostatnie badania przeprowadzone przez ICIMOD i UNEP (UNEP, 2001) wykazały 20 potencjalnie niebezpiecznych jezior w Nepalu. W dziesięciu z nich wydarzenia GLOF miały miejsce w ciągu ostatnich kilku lat, a niektóre odradzały się po zdarzeniu. Dodatkowe niebezpieczne jeziora polodowcowe mogą istnieć w częściach Tybetu, które są osuszane przez strumienie wpadające do Nepalu, co zwiększa prawdopodobieństwo incydentów wybuchowych w Tybecie powodujących zniszczenia w dolnym biegu Nepalu. Według doniesień dorzecze rzeki Gandaki zawiera 1025 lodowców i 338 jezior.

Lodowiec Thulagi

Lodowiec Thulagi, który znajduje się w dorzeczu górnej rzeki Marsyangdi, jest jednym z dwóch jezior z zaporami morenowymi (jeziora ponadlodowcowe), zidentyfikowanych jako potencjalnie niebezpieczne. KfW , Frankfurt , BGR (Federalny Instytut Nauk o Ziemi i Zasobów Naturalnych, Niemcy), we współpracy z Departamentem Hydrologii i Meteorologii w Katmandu, przeprowadziły badania dotyczące Thulagi lodowiec i doszli do wniosku, że nawet przy założeniu, że najgorszym przypadku, W najbliższej przyszłości można wykluczyć katastrofalny wybuch jeziora.

Pakistan

W 1929 r. GLOF z lodowca Chong Khumdan w Karakorum spowodował powódź na rzece Indus 1200 km w dół rzeki (maksymalny wzrost powodzi o 8,1 mw Attock ).

7 lutego 2021 r. część lodowca Nanda Devi oderwała się , uruchamiając GLOF, który całkowicie zmiótł elektrownię i zniszczył kolejną, z większą liczbą ofiar. Zginęło ponad 150 osób.

Tybet

Jeziora Longbasaba i Pida to dwa jeziora zaporowe morenowe na wysokości około 5700 m we wschodnich Himalajach. Ze względu na wzrost temperatury obszary lodowców Longbasaba i Kaer zmniejszyły się o 8,7% i 16,6% od 1978 do 2005 roku. Woda z lodowców spływała bezpośrednio do jezior Longbasaba i Pida, a powierzchnia obu jezior wzrosła o 140% i 194%. Według raportu Departamentu Hydrologicznego Tybetu z 2006 roku, gdyby doszło do GLOF nad dwoma jeziorami, zagrożone byłyby 23 miasta i wioski, w których mieszka ponad 12 500 osób.

W Tybecie jeden z głównych obszarów produkcji jęczmienia na Wyżynie Tybetańskiej został zniszczony przez GLOF w sierpniu 2000 roku. Zniszczono ponad 10 000 domów, 98 mostów i grobli, a jego szacowany koszt wyniósł około 75 milionów dolarów. Społeczności rolnicze stanęły w tym roku w obliczu niedoborów żywności, tracąc zboże i zwierzęta gospodarskie.

Poważny GLOF odnotowano w 1978 roku w dolinie rzeki Shaksgam w Karakorum, części historycznego Kaszmiru, oddanej przez Pakistan Chinom.

Alpy Szwajcarskie

Katastrofa na lodowcu Giétro z 1818 roku , w której zginęły 44 osoby, miała swój początek w 4-kilometrowej dolinie położonej w południowo-zachodniej Szwajcarii. W czasach historycznych znane były śmiertelne powodzie, które po raz pierwszy odnotowały 140 zgonów w 1595 roku. Po wzroście lodowca podczas „ Roku bez lata ”, z nagromadzenia spadających seraków zaczął tworzyć się stożek lodowy. W 1816 r. dolina wypełniła się jeziorem, które opróżniło się wiosną 1817 r. Wiosną 1818 r. jezioro mierzyło około 2 km długości. Aby powstrzymać gwałtowny wzrost wód, inżynier kantonu Ignaz Venetz postanowił wywiercić w lodzie otwór śluzy, prowadzący tunele zarówno w górę, jak i w dół zapory lodowej na wysokości około 20 metrów nad powierzchnią jeziora. Lawina przerwała prace, więc ze względów bezpieczeństwa wydrążono drugi tunel, gdy wody podniosły się do 10 metrów poniżej. Niebezpieczne złuszczanie się lodu opóźniło prace, aż w końcu 4 czerwca ukończono 198-metrowy otwór, na kilka dni przed tym, jak jezioro zaczęło uciekać przez sztuczny wodospad 13 czerwca. Venetz ostrzegł mieszkańców doliny przed niebezpieczeństwem, ponieważ woda również ucieka z podstawy stożka. Jednak rankiem 16 czerwca stożek zaczął pękać, ao 16:30 pękła tama lodowa, wysyłając do doliny 18 mln m 3 wód powodziowych.

Zobacz też

Przypisy

Bibliografia

Zewnętrzne linki