В пульсации различают две стадии: короткую активную (обычно длится не более шести лет) и гораздо более длительную стадию покоя (10—100 лет). Сам механизм пульсаций до конца не раскрыт. Еще на заре изучения пульсирующих ледников считалось, что причиной пульсаций являются землетрясения. Эту гипотезу выдвинули американские ученые Р. Тарр и Мартин в 1914 г., ориентируясь на материалы изучения быстрых подвижек ледников, спускающихся к берегу залива Якутат на Аляске. В этом районе в сентябре 1899 г. была отмечена серия мощных подземных толчков, вызвавших массовый сход лавин в ледосборах, что резко увеличило питание ледников. Реакцией на обильное снегонакопление явилось активное наступание ледников в последующие семь лет. Правда, М. Мюллер установил, что пульсации в данном районе происходили и до землетрясения 1899 г.
Сейчас большинство исследователей склоняются к тому, что пульсации — закономерное выражение неустойчивых динамических условий, периодически возникающих внутри ледниковых систем, однако этот процесс могут стимулировать такие внешние факторы, как землетрясения. Недаром многие пульсирующие ледники встречаются в сейсмоактивных районах.
Ледниковые пульсации проявляются в разных формах. Одна из них — прохождение по леднику кинематических волн. Их можно рассматривать как реакцию ледников на избыточное накопление массы в области питания, т. е. избыточная масса льда проходит в виде единой волны вниз по леднику, что сопровождается усилением трещинообразования. Скорость прохождения кинематических волн в верховьях ледников значительно превышает обычные скорости движения льда, но ближе к концу ледника уменьшается. Напротив, высота волн увеличивается на концах ледников. Именно этот поступивший сверху лед проталкивает концы ледников вниз по долинам.
Условия, которые доводят ледники до критического состояния, вызывающего пульсацию, до конца не известны. Предполагают, что сказывается влияние температур и давления в основании ледников. С увеличением мощности льда давление у ложа возрастает, что может сопровождаться усилением таяния базальных слоев льда. Если этот процесс захватывает значительную часть толщи льда, скорость скольжения придонных слоев возрастает, что стимулирует пульсацию. В результате ледяная толща утоньшается, давление уменьшается и придонные слои вновь примерзают к ложу. Иными словами, ледниковая система вновь приходит в состояние равновесия с внешними условиями.
С ледниковыми пульсациями связаны катастрофические паводки на горных реках. Как упоминалось выше, подпруживание боковых долин внезапно продвинувшимся ледниковым языком часто сопровождается образованием плотинных озер, которые быстро наполняются водой. В тех случаях, когда уровень воды в озере достигает 9/10 высоты подпруживающего ледника, последний всплывает, и вода находит выход по подледниковым полостям и туннелям. Другой механизм прорыва свойствен пульсирующим холодным ледникам, которые приморожены к ложу. Вода в плотинном озере в этих случаях накапливается до тех пор, пока не начнет переливаться через край ледника, быстро прорезая себе русло во льду.
Расходы воды во время спуска плотинных озер нередко достигают колоссальных величин. Например, при спуске подпрудного озера Тупсеква на западе Канады расходы воды составили 1500 м3/с, а в Исландии — 3000 и даже 6000 м3/с. Эти паводки во многие десятки раз превышают обычные показатели стока и сопоставимы с расходами больших полноводных равнинных рек.
При крупных прорывах в долину вместе с водой выбрасывается огромное количество камней и ледяных глыб. Понятно, что такие катастрофические явления сопровождаются резкой перестройкой всей системы стока и характера поверхности долин. Происходившие в прошлом прорывы ледниково-подпрудных озер можно опознать по таким следам, как глубоко врезанные маргинальные ложбины стока, исполиновы котлы и скопления валунов вдоль русел рек.
Ледниковые пульсации и связанные с ними прорывы подпрудных озер неоднократно приводили к катастрофическим последствиям. Поэтому возникла необходимость регулярных наблюдений в горно-ледниковых районах. Особенно перспективно проведение наблюдений из космоса, обеспечивающих выявление аномальных по своему поведению ледников в пределах целых горных стран.
В связи с изучением пульсаций возникает вопрос: можно ли вообще предсказать поведение ледников и каковы пути решения этой кардинальной проблемы гляциологии? Некоторые ученые считают, что наиболее перспективно математическое моделирование. Ведущий советский гляциолог П. А. Шумский полагает, что с помощью замкнутой системы уравнений для сплошных сред можно не только описать важнейшие процессы жизнедеятельности ледника, но и прогнозировать его подвижки. Однако для этого необходимы данные о динамике и термике льда, распределении каменных обломков в базальных слоях, циркуляции внутриледниковых вод и строении подледниковой поверхности.
