Красный снег и фирн: что скрывается внутри весеннего снега

Красный, розовый или «арбузный» снег окрашивают микроскопические снежные водоросли, чаще всего Sanguina nivaloides. Они становятся заметны, когда снег начинает таять и между ледяными зёрнами появляется жидкая вода. Цвет ничего не говорит об устойчивости склона. Но обычно он появляется на влажном, уже сильно переработанном весеннем снегу, прошедшем циклы таяния и замерзания. В горной практике такой зернистый снег часто называют фирном, хотя в гляциологии у этого термина более строгое значение.

Весенний снег меняется почти каждый час

Ночью он схватывается коркой, утром держит вес человека, а к полудню становится влажным и тяжёлым. Эту разницу хорошо знают скитуристы: по такому снегу, например, налипает снег на камус. На маршруте мы воспринимаем всё это как состояние поверхности: вовремя ли вышли, надёжен ли наст, как быстро идёт раскисание.

Но внутри снежного слоя идёт ещё и биологический процесс. Иногда он виден буквально: снег окрашивается в розовый, малиновый или красный цвет.

Почему снег становится красным

Красный снег не отдельный вид осадков и не след минеральной пыли. Это массовое развитие снежных водорослей, которые живут в высокогорьях и полярных регионах. Заметными они становятся тогда, когда в снегу появляется достаточно жидкой воды: идёт таяние, зёрна укрупняются, между ними формируется сеть водяных плёнок и каналов.

Долгое время почти любой такой налёт называли Chlamydomonas nivalis. Современная систематика точнее: многие красные цветения связывают с Sanguina nivaloides и родственными организмами. Это не случайная «краска» на поверхности, а стадия жизненного цикла организма, приспособленного к очень узкому сезонному окну.

Зачем клетке красный цвет

Взрослые покоящиеся клетки, цисты, накапливают каротиноиды, прежде всего астаксантин. Пигмент маскирует зелёный хлорофилл и помогает клетке справляться с избытком света и окислительным стрессом. Под красной оболочкой фотосинтез продолжается: клетка использует короткий сезон жидкой воды, запасает углерод и готовится пережить месяцы неблагоприятных условий.

Поэтому «арбузный снег» не история о микроорганизме, который просто любит мороз. Исследование с трёхмерной визуализацией клеток показало: цисты находятся в жидкой воде по краям ледяных зёрен, остаются фотосинтетически активными, но чувствительны к повторному замерзанию. Их холодная среда существует благодаря микроскопическим участкам воды.

Снег как среда обитания

Снежный покров кажется монолитным только издалека. На уровне миллиметров это пористая система из ледяных зёрен, воздуха и жидкой воды. Водяной пар перемещается под действием температурного градиента, талая вода просачивается вниз, зёрна меняют форму и площадь контакта. Для микроорганизмов эта архитектура определяет почти всё: где есть вода, свет, растворённые вещества и возможность оставаться у поверхности.

Водоросли становятся первичными производителями такой системы: они превращают световую энергию в органическое вещество. Рядом живут бактерии и грибы, часть использует вещества, которые теряют клетки водорослей, часть участвует в разложении. Состав сообщества меняется от места к месту, но принцип один: снег не стерильная пауза между сезонами, а временная и очень динамичная среда обитания.

Что такое фирн: два значения слова

В горной речи «фирном» часто называют плотный зернистый весенний снег. Ночью он смерзается, а после прогрева даёт ту самую короткую фазу мягкой, предсказуемой поверхности. В гляциологии термин строже: фирн - это многолетний снег, переживший как минимум один сезон таяния и ещё не ставший ледниковым льдом. Ощущение материала близкое, но понятия не тождественны.

Механизм у них общий. Многократные циклы таяния и замерзания округляют и укрупняют зёрна, перестраивают связи между ними, увеличивают плотность и меняют проницаемость слоя. После холодной ясной ночи поверхность может быть твёрдой и несущей. С поступлением солнечной энергии связи ослабевают, в порах растёт доля воды, и окно хорошего весеннего снега быстро закрывается.

Хорошо это видно на реальных маршрутах: например, на Palon de la Mare оптимальные условия обычно ближе к апрелю, когда солнце уже достаточно высоко, чтобы растопить фирн. А на ледниковых склонах вроде Mont Dolent нужно уверенно ходить в кошках по снегу и фирну.

Влияет ли красный снег на таяние

Да, возникает обратная связь. Чистый свежий снег отражает значительную часть света. Красные пигменты и сопутствующие частицы делают поверхность темнее, то есть снижают альбедо. Больше энергии поглощается, поверхность быстрее нагревается и тает. Талая вода создаёт условия для водорослей, а окрашенная поверхность получает больше энергии для дальнейшего таяния.

Масштаб зависит от погоды, влажности, плотности клеток и состояния снега. В арктическом исследовании 2016 года учёные собрали 40 проб на 16 ледниках и постоянных снежниках. Для смоделированного стодневного сезона таяния биологическое потемнение дало примерно на 13% больше суммарного изменения альбедо, чем физическое старение чистого снега само по себе. Это оценка для конкретных арктических площадок, а не универсальная цифра для любого горного склона. Но она показывает, что микроскопическая жизнь способна влиять на энергетический баланс целого снежного поля.

Что красный снег значит для скитуриста и альпиниста

Красная окраска часто служит признаком зрелого сезона таяния: она появляется там, где снег долго остаётся влажным и получает много света. Но цвет сам по себе ничего не говорит об устойчивости склона и не заменяет оценку температуры, ночного выхолаживания, экспозиции, глубины промачивания и дренажа. Как мы учим это делать на практике, мы разбираем на курсе «Скитур 2 — продвинутый курс скитура в Аосте».

Главная весенняя опасность связана с прогревом. Под солнцем снежный слой промокает и теряет прочность, поэтому в тёплые часы растёт вероятность мокрых лавин и провалов на ледниках. Отсюда привычное правило весенних программ: выходить рано и возвращаться до того, как снег раскиснет. Без лавинного снаряжения вне трасс весной так же нельзя, как зимой.

Полезнее воспринимать такой участок как запись процессов. Крупные зёрна рассказывают о повторных циклах таяния и замерзания, корка о недавнем охлаждении, лунки и потоки воды о перераспределении энергии, красный налёт о том, что здесь достаточно света и жидкой воды для жизни. Спортсмен и исследователь читают один и тот же снег, просто в разных масштабах.

Красный снег или пыль: как отличить

Издалека биологическую окраску легко спутать с минеральной пылью, пыльцой или загрязнением. Пыль чаще ложится ровным охристым слоем после заметного атмосферного переноса, а водоросли образуют локальные розовые и малиновые пятна на влажном старом снегу. Но по форме и цвету надёжно не определить без микроскопии. На маршруте достаточно зафиксировать наблюдение: место, высоту, дату, экспозицию и общий вид участка.

Если участок используется для исследований, не собирайте образцы без необходимости и не вытаптывайте окрашенную поверхность. Тонкий активный слой легко смешивается с нижним снегом. Хорошая фотография с общим планом и крупной деталью часто полезнее случайной горсти без контекста.

Частые вопросы

Можно ли есть красный снег?
Мы не рекомендуем: состав микрофлоры и примесей в талом снегу не контролируется, а надёжных данных о безопасности нет.

Опасен ли красный снег для лыжника или альпиниста?
Сам по себе цвет не создаёт опасности и не показывает, надёжен ли склон. Оценивать нужно температуру, ночное выхолаживание, экспозицию и промачивание снега.

Чем красный снег отличается от пыли?
Пыль ложится ровнее и часто связана с недавним переносом, водоросли дают локальные пятна на влажном старом снегу. Точно различить можно только под микроскопом.

Снег, который стоит рассмотреть ближе

Весенний снег привычно оценивают по тому, насколько он удобен или опасен для движения. Но та же поверхность хранит физическую историю зимы, распределяет солнечную энергию и даёт временное убежище живым организмам. Красный оттенок делает эту скрытую сложность видимой ненадолго, пока вода не уйдёт, клетки не окажутся под новым снегом или слой не растает.

В следующий раз, заметив на маршруте розовое снежное поле, остановитесь на минуту. Не потому, что это редкая экзотика, а потому, что обычный снег на короткое время показывает свою настоящую структуру. Как читать такой снег вместе с профессионалами, можно узнать на нашей встрече любителей зимних гор и скитура.

Научные источники

1. Ezzedine et al. Adaptive traits of cysts of the snow alga Sanguina nivaloides unveiled by 3D subcellular imaging. Nature Communications 14, 7500 (2023).
2. Lutz et al. The biogeography of red snow microbiomes and their role in melting arctic glaciers. Nature Communications 7, 11968 (2016).
3. Procházková et al. Sanguina nivaloides and Sanguina aurantia gen. et spp. nov. FEMS Microbiology Ecology 95 (2019).

Текст подготовил: Владимир Литвиненко