Размер имеет значение: как и зачем снова измерять высоту Эвереста
Китай и Непал договорились вместе измерить высоту горы Эверест, которая возвышается на границе двух стран. Мечта любого альпиниста, самая высокая вершина могла слегка уменьшиться (а может, и подрасти) в результате землетрясения в Непале в 2015 году. О том, как измеряют горы, что влияет на их высоту и зачем нужно уточнять данные, читайте в материале «Известий».
Счет идет на сантиметры
Джомолунгма (это по-тибетски в разных вариантах и «Божественная мать земли», и «Божественная мать ветра»), Сагарматха (уже по-непальски — «Небесная вершина») — как ни назови Эверест (английский вариант), а гора всё равно всех сородичей выше.
Еще в XIX веке, когда непальцы не пускали британцев в страну, вычислить высоту Эвереста (тогда просто безымянной вершины «Пик XV») удалось, опираясь на тригонометрию, а точнее, метод триангуляции — построения сети многочисленных треугольников, у которых измеряют все углы и длины некоторых базисных сторон. Большим специалистом в ту эпоху считался геодезист и географ полковник сэр Джордж Эверест, в честь которого и нарекли гиганта. В 1847 году индийская экспедиция под руководством ученика полковника Эндрю Во определила, что высота вершины горы равна 8840 м.
В 1950-е годы геологическая служба Индии перепроверила данные, и выяснилось, что патриархи геодезии слегка промахнулись в подсчетах, занизив высоту вершины на 8 м. Что, согласитесь, всё равно неплохо для XIX века.
«Замеры производились при помощи геодезических приборов визуально с достаточно большой погрешностью — в несколько сантиметров, даже, может быть, в десятки сантиметров. Измерения проводились в течение всего XX века. У нас в стране, например, окончательно определили высоты многих гор в военные годы. Отсюда и названия — пик Победы (Тянь-Шань), гора Победы (на северо-востоке Сибири), — рассказывает «Известиям» профессор кафедры геоморфологии Института наук о Земле СПбГУ Андрей Жиров. — Конечно, с того времени приборы изменились. Но надо просто оценить всю ту сложность, с которой проводили измерения в годы войны: пройти, замерить при помощи теодолитов — угломерных приборов, нивелиров... Топографы проделали огромную работу! Сейчас я говорю молодым: «Насколько вам, друзья, легче живется, вы себе даже представить не можете! Натягивать 10-метровую мерную ленту — это же застрелиться можно...».
Участники экспедиции к вершине Эвереста на леднике Кхумбу, 1982 год
Кандидат геолого-минералогических наук, ассистент кафедры региональной геологии и истории Земли геологического факультета МГУ Алексей Хотылев рассказывает, что сегодня основным методом измерения высот являются системы глобального позиционирования.
«Мы с ними постоянно пересекаемся, когда определяем собственные координаты на телефоне или в GPS-навигаторе, — говорит «Известиям» Алексей Хотылев. — Разница лишь в точности определения: у пользовательских систем погрешность определения составляет от первых метров до первых десятков метров, в то время как у профессиональных систем точность составляет первые сантиметры и десятки сантиметров. Принцип работы у них единый — прибор получает информацию от спутников и пересчитывает ее в трехмерные координаты — широту, долготу и высоту, а нам остается только попасть на нужную точку измерений».
Кстати, Непал никогда не измерял высоту Эвереста, а Китай ориентируется на свои значения — 8844 м. В 1999 году американские исследователи провели съемку при помощи GPS, добавив к известной величине 2 м. Эти показания использует Национальное географическое общество США, но особого распространения они не получили.
В 2015 году геологи предположили, что после землетрясения самая высокая вершина в мире могла измениться на 3 см. Дебаты были жаркими, поэтому было решено отправить на гору группу геодезистов — спутники спутниками, но и на месте надо поработать. Два года специалисты дорабатывали методологию измерений, собирали сведения и готовились к экстремальным условиям. В апреле 2019 года группа отправилась на гору. Предполагается, что результаты экспедиции появятся в конце 2020 года.
Достучаться до небес
Все реки текут, а многие горы еще и растут.
«Горы растут, порой впадины значительно опускаются, — говорит Андрей Жиров. — Не все горы растут, но большинство новых гор (Памир, Тянь-Шань) испытывают современные тектонические движения, и достаточно большие. Скорость в несколько сантиметров, до 5 см в год, — это самое обычное явление. По некоторым косвенным данным, амплитуда движения может достигать десятков сантиметров — 30, 40, даже до полуметра в год. Бывает, что это связано с землетрясениями, но в принципе полметра роста возможно. Движение земной коры со скоростью порядка 15–20 см в год тоже считается достаточно нормальным».
Согласно классической теории, горы образуются в результате столкновения литосферных плит — горный рельеф формирует складка на стыке. Процесс этот, мягко говоря, долгий. Впрочем, в 2006 году ученый-геолог из Рочестерского университета (США) изучил осадочные породы у подножия Боливийского нагорья и пришел к выводу, что горы растут быстрее, чем это бывает по теории столкновения плит, — по километру за миллион лет. И вспомнил другую теорию: горные массивы могут быстро подниматься, если им «помогает» какое-то тяжелое магматическое образование, которое отрывается от нижней стороны земной коры и тонет в слое верхней мантии планеты. Или вот такой пример: горе Большое Богдо в Астраханской области помогает «расти» кристаллизирующаяся соль. Это месторождение будто выпячивает гору, отчего она растет на 0,4–0,6 мм в год.
Фотография Гималаев, сделанная с борта Международной космической станции
Высота и рельеф гор зависят от состава породы, климата и тектонической структуры района. Алексей Хотылев отмечает, что изменения высот поверхности земли хоть и происходят постоянно, но на таких скоростях, что топографические карты не успевают устареть.
«Скорее изменится система дорог или исчезнут нарисованные на картах поселки и деревни, чем высота реального рельефа станет сильно отличаться от обозначенной на карте, — говорит Алексей Хотылев. — Однако при резких катастрофических событиях типа землетрясений смещения земной поверхности могут достигать нескольких десятков метров. Причем эти поднятия могут происходить буквально за несколько секунд. И в сейсмически активных районах после катастрофических землетрясений изменения могут быть реально очень сильными — подобное фиксировалось при ашхабадском, ассамском, спитакском и прочих крупнейших землетрясениях. Здесь повторные измерения рельефа не только фиксируют произошедшие подвижки, но и дают ответ о механизмах, их вызвавших».
Землетрясения в Непале весной 2015 года были очень мощными: сначала первое магнитудой 7,9, затем серия афтершоков. Еще одно землетрясение произошло спустя почти две недели с магнитудой 7,3. Погибло около 9 тыс. человек, были разрушены памятники ЮНЕСКО, а Эверест лишился «Хиллари» — 12-метрового выступа на юго-восточном гребне горы. И хотя ступень была смертельно опасной (в плохую погоду около нее можно было задержаться на 1,5–2 часа), альпинисты отмечали, что с падением «Хиллари» ушла целая эпоха.
Не только спортивный интерес
Ближайшему сопернику до Эвереста чуть больше 200 м. Так что лидера на нашем с вами веку точно никто не догонит. Как отмечают эксперты, плюс 3 см или минус 3 см к известной высоте Джомолунгмы особо практического значения не имеют. В случае с величайшими вершинами это скорее спортивный и научный интерес. Впрочем, наладить частоту измерений стоит.
«Нужно отслеживать тектонические движения: вертикальные (в случае с горами), горизонтальные — как в случае, например, с разломом Сан-Андреас, который проходит прямо через Сан-Франциско. Половина города по отношению к другой движется не по миллиметрам, а по сантиметрам, — рвутся коммуникации и так далее. За этой скоростью, конечно, надо следить, — отмечает Андрей Жиров. — Все уцепились за горы, но и наши территории движутся, тот же Санкт-Петербург. Западная часть, включая Васильевский, Петровский острова, опускается со скоростью миллиметр в год, а Охта, правый берег Невы, поднимается на миллиметр в год. Это, казалось бы, немного, но за несколько десятков лет набегает сантиметров пять. И такие движения есть в пределах фактически всех территорий».
Поверхность Земли, поясняет профессор геоморфологии, вся живая. Где-то происходят просадки, где-то вымывания. Даже болота прирастают торфом по миллиметру в год.
«В условиях мерзлоты достаточно шланг положить с чуть теплым буровым раствором — за несколько суток такой овраг размоет, не то слово! Никогда нельзя точно измерить и сказать, что эти данные стабильны и навечно, — говорит Андрей Жиров. — Конечно, надо перемерять. По крайней мере раз в 50 лет, потому что, в частности, на Тянь-Шане есть такой интересный пик Хан-Тенгри на границе с Китаем. Местные называют его «Обитель духов». Ее измерили в годы Великой Отечественной войны, она не доставала 6 м до 7 тыс. (это такой рубеж, «семитысячники» — высочайшие горы). Но недавно, лет 10 назад, ее перемеряли, и она выросла до 7 тыс. м».
