Химерні «пенітентес» у горах Південної Америки

Нижче на фотографіях показані скупчення гострих снігових утворень на півдні плато Чайнантор (Chajnantor) у Чилі. Подібні «леза» чи голки формуються у літній період року на льодовиках та сніжниках у горах низьких широт — наприклад, в Андах та Гімалаях. Їх називають кальгаспорами або пенітентес — снігами, що «каються» (від іспанського слова «penitente» — «каяття»). Така назва з'явилася через схожість цих фігур з процесіями ченців у білому одязі та гострокінцевих капюшонах — капіротах, які носять представники католицьких братств під час Страсного тижня в Іспанії та країнах Латинської Америки.

Вперше це природне явище описав Чарлз Дарвін у 1835 році в своєму щоденнику під час подорожі із Сантьяго до кордону з Аргентиною. Він зазначав, що на поверхні снігових полів при таненні утворюються вежі та колони, настільки щільні та високі, що заважають пересуванню в'ючних тварин. Іноді такі крижані «п'єдестали» досягали кількох метрів заввишки, залишаючись при цьому вузькими.

Пізніше німецький геолог та альпініст Пауль Гюссфельдт, досліджуючи Анди у 1880-х роках та піднімаючись на Аконкагуа (найвища гора у Південній Америці), назвав їх «свічками». Проте його провідник Саморано запропонував точнішу назву — Nieve de los Penitentes («сніг що кається»), яка так і закріпилася в науковій термінології. Німецький географ Ганс Мейєр також спостерігав це явище спочатку на Кіліманджаро, а потім в Андах, де описав його як «зубчастий фірн».

Тривалий час місцеві жителі пояснювали появу таких форм сильними вітрами. Хоча вітер справді впливає на перерозподіл снігу, для утворення вузьких зубчастих структур потрібні інші умови: від’ємні температури, сухе повітря та інтенсивне сонячне випромінювання. У високогір'ї, зазвичай на висотах понад 4000 метрів, сніг під впливом сонця здатний одразу переходити з твердого стану до пари — сублімація. Цей фізичний процес яскравіше виражений в умовах сухого повітря. Навіть на рівній поверхні снігу існують невеликі нерівності — западини та виступи завглибшки у кілька сантиметрів. Сонячні промені, потрапляючи у поглиблення та відбиваючись від стінок, посилюють нагрівання і прискорюють танення снігу. Поступово западини поглиблюються, а між ними формуються окремі конічні структури. Різниця температур між вершинами та поглибленнями може досягати 5 – 10 °C, що додатково посилює процес.

Висота пенітентес коливається зазвичай в межах від одного до шести метрів, і залежить від безлічі факторів, включаючи структуру снігу, його пористість і глибину проникнення світла. А відстань між окремими «шипами» визначається швидкістю переміщення вологи поверхнею: чим швидше поширюється водяна пара, тим далі один від одного формуються снігові голки.

Подібні утворення зустрічаються не лише на Землі. Наприклад, на Плутоні космічний апарат «Нові горизонти» у 2015 році виявив ціле «поле лез», яке складається з метанового льоду заввишки до 500 метрів! Подібні структури виявлено і на супутнику Юпітера Європі: в районі екватора їхня висота досягає близько 15 метрів, а відстань між ними — приблизно 7,5 метра. Такі відмінності пояснюються повільнішим ростом на Європі, де умови залишаються стабільними протягом мільйонів років.

На Землі льодовики, вкриті пенітентес, тануть значно повільніше, ніж гладкі поверхні. Високі снігові голки відкидають тінь та знижують процес нагрівання. Втім, формуються вони лише за суворо певних метеорологічних умов, і будь-які зміни клімату можуть порушити цей процес. Зникнення пенітентесу здатне прискорити танення льодовиків, позбавивши їх природного механізму охолодження.