Пенитентес: ледяные лезвия высокогорных Анд

В высокогорных Андах, выше четырёх тысяч метров, снежные поля покрыты странными образованиями — острыми пиками из плотного льда, которые стоят вплотную друг к другу, как частокол, и все до единого смотрят в одну сторону: на солнце. Местные называют их пенитентес. Высота — от нескольких сантиметров до пяти метров.

Дарвин и местные жители объясняли их по-разному

Первое письменное описание пенитентес оставил Чарльз Дарвин — 22 марта 1835 года его экспедиция пересекала перевал Пикуэнес между Сантьяго и Мендосой и наткнулась на целое поле таких фигур. Дарвина поразил их масштаб и то, что все они ориентированы в одном направлении.

Местные жители в то время были убеждены: это работа ветра. Андийские ветры действительно жёсткие и постоянные, так что версия выглядела логичной. Но к ветру пенитентес не имеют никакого отношения.

Как на самом деле образуются пенитентес

Механизм — сублимация: снег переходит сразу в пар, минуя жидкую фазу. Это происходит в условиях низкой влажности и интенсивного солнечного излучения, характерных для высокогорья. На первом этапе в ровном снежном покрове возникают небольшие впадины — случайные неровности поверхности. Они работают как ловушки для света: солнечные лучи отражаются внутри углубления несколько раз, каждый раз отдавая энергию снегу. Там, где впадина, сублимация идёт быстрее. Там, где выступ — медленнее. Со временем разница нарастает, и то, что начиналось как небольшой бугорок, превращается в острый пик высотой в несколько метров.

Наклон пиков объясняется проще: они всегда направлены в сторону полуденного солнца — в Южном полушарии это север. Чем южнее широта, тем более пологий угол наклона.

Пенитентес — лишь одно из явлений, которые природа производит без какого-либо предупреждения. Среди других — в подборке 10 самых впечатляющих природных явлений планеты.

Размеры и где встречаются

Большинство пенитентес в Андах вырастают до 1–2 метров. Пятиметровые — редкость, их фиксируют в единичных точках высокогорья. Зона распространения — снежники и ледники выше 4000 метров на участке между Аргентиной и Чили, примерно от 18° до 34° южной широты.

Похожие структуры обнаружены на других планетах. Зонд New Horizons в 2015 году передал снимки Плутона, на которых учёные разглядели образования, напоминающие пенитентес, — только из метанового льда и высотой около 500 метров. На спутнике Юпитера Европе предполагают нечто аналогичное, но уже из водяного льда.

Углерод в снегу и вопрос к ледникам

Несколько исследовательских групп изучают связь между пенитентес и углеродистыми частицами в снегу. Углерод — в том числе от лесных пожаров и промышленных выбросов — оседает на ледниках и меняет то, как снег поглощает свет. Есть гипотеза, что загрязнённый снег образует пенитентес активнее: тёмные частицы ускоряют локальную сублимацию. Если это подтвердится, пенитентес станут индикатором качества снежного покрова, а не просто красивым рельефом.

Для самих ледников это неоднозначно. С одной стороны, пики пенитентес замедляют таяние — их форма уменьшает площадь, напрямую прогреваемую солнцем. С другой, межпиковые каналы направляют талую воду вниз быстрее, чем с ровной поверхности.