zmiany zasięgu czoła lodowca scotta (spitsbergen) na

XXX Międzynarodowe Sympozjum Polarne
Gdynia, 23–25 września 2004
Streszczenia
ZMIANY ZASIĘGU CZOŁA LODOWCA SCOTTA (SPITSBERGEN)
NA PODSTAWIE ANALIZY MATERIAŁÓW ARCHIWALNYCH
ORAZ POMIARÓW GPS ∗
Zagórski Piotr
Zakład Geomorfologii, Instytut Nauk o Ziemi UMCS
ul. Akademicka 19, 20–033 Lublin
[email protected]
Bartoszewski Stefan
Zakład Hydrografii, Instytut Nauk o Ziemi UMCS
ul. Akademicka 19, 20–033 Lublin
[email protected]
W niniejszym komunikacje podjęto próbę zestawienia danych dotyczących zmian zasięgu lodowca
Scotta w ostatnim stuleciu. Jest on położonego w NW części Ziemi Wedela Jarlsberga około 2 kilometrów
od Stacji Polarnej UMCS w Calypsobyen. Jest to lodowiec o charakterze dolinnym, szerokości około 1.3
m i długości około 5 km. Wypełnia on dolinę, którą można podzielić na dwa odcinki: górny – stanowiący
obszar pola firnowego, ograniczonego silnie zaznaczającym się w profilu lodowca progiem (ryglem) oraz
dolny wypełniony przez jęzor lodowcowy. Od strony zachodniej lodowiec ogranicza pasmo Wijkanderberget a od strony wschodniej Bohlinryggen. Natomiast ujście doliny zamyka kilkudziesięciometrowy wał
moren spiętrzonych (wały lodowo-morenowe) rozcięty bramą lodowcową związaną z odpływem wód
proglacjalnych.
Ze względu na brak szczegółowych i systematycznych pomiarów zmian zasięgu lodowca Scotta
położenie czoła lodowca wyznaczono tylko w tych latach, z których dostępne są materiały archiwalne
(mapy, zdjęcia lotnicze – 1936, 1960, 1990) oraz z bezpośrednich pomiarów terenowych (naziemne
zdjęcie fotogrametryczne – 1987, pomiary odbiornikami GPS – 2000, 2001, 2002). Uwzględniono lata:
1) XIX wiek (Mała Epoka Lodowa) – w wyznaczeniu zasięgu czoła wykorzystano terenowe obserwacje w ramach kartowania geomorfologicznego i wykonana mapy fotogeologicznej dla przedpoli lodowców Renarda, Scotta i Blomli (Szczęsny i in. 1989).
2) 1936 – zasięg lodowca wyznaczono na podstawie archiwalnej norweskiej mapy topograficznej
1:100 000 powiększona do 1:25 000.
3) 1960 – jako materiał archiwalny wykorzystano pierwsze dla tego regionu pionowe zdjęcia lotnicze.
Jednaj analizując zdjęcie, zamieszczone w pracy J. Landvika i innych (1992, str. 337), wykonane w 1963
∗
Praca wykonana w ramach realizacji grantów KBN: 6 P04E 044 19, 6 P04E 034 20
209
209
roku, czoło lodowca Scotta ma wyraźnie znacznie większy zasięg niż na zdjęciu lotniczym z 1960 roku.
Prawdopodobnie jest to wynikiem szarży lodowca (mini szarży – Jania 1993; Reder 1998). Ze względu na
typ zdjęcia nie było możliwe wykreślenie zasięgu czoła lodowca Scotta w 1963 roku.
4) 1987 – podczas II wyprawy polarnej UMCS na Spitsbergen w 1987 roku po raz pierwszy wykonano szczegółowe naziemne pomiary fotogrametryczne na przedpolu lodowca Scotta (Merta, Ozimkowski
1990). Dokonano również porównania z danymi uzyskanymi z analizy fotogrametrycznej zdjęć lotniczych
z 1960 oraz analizy zmian zasięgu i geometrii lodowca w okresie 1960 – 1987. Stwierdzono, że w okresie
27 lat lodowiec Scotta wycofał się o około 530 m (z nowszych pomiarów GPS wynika, że jest to wartość
zawyżona), tj. około 20 m/rok, a powierzchnia uległa obniżeniu o około 75 m (2.7 m/rok). Jednak zarówno
w przypadku pomiarów z 1987 jak i mapy fotogeologicznej w skali 1:10 000 brak jest informacji o układzie
współrzędnych oraz odwzorowaniu, co w sposób zasadniczy utrudnia szczegółowe porównywanie z
nowszymi danymi.
5) 1990 – zasięg lodowca Scotta wyznaczono na podstawie analizy fotogrametrycznej zdjęć lotniczych udostępnionych przez Norweski Instytut Polarny. Wykonany na ich podstawie cyfrowy model terenu
pozwolił na opracowanie podkładu hipsometrycznego z dokładnością do 1 m (Zagórski 2002).
6) 2000 – z pomiarach zasięgu czoła lodowca Scotta po raz pierwszy wykorzystano wysokiej klasy
geodezyjne odbiorniki GPS (Ahtech Z12, Leica SR530), dające dokładności centymetrowe (Zagórski,
Sękowski, 2000). Jednak w trakcie przejścia nie został wyznaczony faktyczny zasięg czoła lodowca, ale
zasięg moreny ablacyjnej występujące na jego powierzchni.
7) 2001, 2002 – pomiary wykonywano odbiornikiem GPS Garmin eTrex Summit, rejestrując punktowo zasięg czoła lodowca. Jednak był to pomiar nawigacyjny, nie odniesiony do żadnej stacji referencyjne,
a przez to obciążony błędem (kilka, kilkanaście metrów).
Tabela 1. Zmiana powierzchni lodowca Scotta w odniesieniu do maksymalnego zasięgu
w okresie Małej Epoki Lodowej
Rok
Powierzchnia (km2)
XIX wiek
1936
1960
1987
1990
2000
2001
2002
6.11
5.80
5.74
5.37
5.32
5.04
5.02
5.00
Ubytek powierzchni
od XIX wieku (km2)
Ubytek powierzchni
od XIX wieku (%)
0.31
0.37
0.74
0.79
1.07
1.08
1.11
5.0
6.0
12.0
12.9
17.5
17.3
18.0
Wszystkie dane uzyskane zarówno na podstawie analizy materiałów archiwalnych jak i nowszych
danych pomiarowych GPS, transformowano do jednolitego układu współrzędnych UTM 33 na elipsoidzie
WGS84 i zestawiono w programie ArcView 3.1 (rys. 1). Dzięki temu możliwe było obliczenie przybliżonej
powierzchni lodowca w analizowanych okresach. Dane te zestawiono w tabelach 1 i 2. Dostępne dane
pozwoliły również na wykonanie dla 4 lat profili podłużnych wzdłuż lodowca, które umożliwiają analizę
zmiany geometrii lodowca Scotta.
Przedstawione dane wskazują na recesję lodowca Scotta w ostatnim stuleciu. Przejawia się ona w
cofaniu czoła oraz zmianie profilu podłużnego lodowca (rys. 1). Największe obniżenie powierzchni stwierdzono w strefie najniżej położonej.
210
210
Rys. 1. Profile podłużne i zasięgi czoła lodowca Scotta.
A: Profile podłużne wzdłuż lodowca Scotta: A-B – 1960, 1987 wg Merta, Ozimkowski 1990;
A’-B’ – 1990 – na podstawie modelu cyfrowego uzyskanego z obróbki fotogrametrycznej zdjęć lotniczych,
2002 – pomiary odbiornikiem GPS;
B: Zasięgi czoła lodowca Scotta zestawione na podstawie materiałów archiwalnych i pomiarów GPS
.
211
211
Tabela 2. Ubytek powierzchni lodowca Scotta w przeliczeniu na 1 rok oraz odległość wycofania się jego czoła
w poszczególnych okresach
Okres
XIX –1936
1936–1960
1960–1987
1987–1990
1990–2000
2000–2001
2001–2002
Ubytek powierzchni
lodowca (m2/rok)
2750
18040
18200
28000
12990
18150
Odległość cofnięcia
czoła lodowca (m)
220
40
330
70
370
10
10
Śr. (1936-2002) – 14020 Śr. (1936-2002) – 1050
Odległość cofnięcia
czoła lodowca (m/rok)
1.7
12.2
23.3
37.0
10.0
10.0
Śr. (1936-2002) – 15.7
Tempo cofania się czoła było bardzo zróżnicowane. Najszybciej proces ten zachodził w ostatniej
dekadzie XX wieku, kiedy to również nastąpiła zmiana z frontalnego cofania się lodowca na aeralne
wytapiania się izolowanych fragmentów lodu lodowcowego.
Interesującym zjawiskiem jest okresowe pojawianie się szarży (surging, mini szarży) lodowca. Proces
o tym charakterze obserwowano również na innych lodowcach środkowego Spitsbergenu między innymi
w odniesieniu do lodowca Finsterwaldera (Jania, Hagen 1996).
Literatura
Jania J., 1993, Glacjologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Jania J., Hagen J.O. (ed.), 1996, Mass balance of Arctic glaciers. IASC Report 5. Worhing Group of Arctic Glaciology,
Sosnowiec-Oslo.
Landvik, J.Y., Bolstad, M., Lycke, A.K., Mangerud, J., Sejrup, H.P., 1992, Weichselian stratigraphy and paleoenvironments at Bellsund, western Svalbard. Boreas, 21, 4: 335–358.
Merta T., Ozimkowski W., Osuch D., 1990, Evaluation of changes at the forefield of the Scott Glacier based on the
photogrammetric data. Wyprawy Geograficzne na Spitsbergen, UMCS, Lublin: 51-58.
Reder J., 1998, Holoceńska morfogeneza stref marginalnych lodowców NW częsci Ziemi Wedela Jarlsberga (Spitsbergen). Rozprawa Doktorska, Zakład Geomorfologii WBiNoZ UMCS, Lublin.
Szczęsny R., Dzierżek J., Harasimiuk H., Nitychoruk J., Pękala K., Repelewska-Pękalowa J., 1989, Photogeological
map of the Renardbreen, Scottbreen and Blomlibreen forefield (Wedel Jarlsberg Land, Spitsnergen), scale 1:10
000. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
Zagórski P., 2002, Zastosowanie zdjęć lotniczych w opracowaniu ortofotomapy i cyfrowego modelu terenu dla NW
Ziemi Wedela-Jarlsberga. XXVIII Międzynarodowe Sympozjum Polarne, Streszczenia, Poznań: 108-110.
Zagórski P., Sękowski M., 2000, Using the GPS receivers in geographic researches during XIV UMCS Arctic Expedition. Polish Polar Study, 27-th International Polar Symposium, Toruń: 383-384.
212
212