Образование и типы ледников

Тема

Геологическая деятельность снега и ледников, как и других экзогенных факторов, включает эрозию, транспортировку обломков и их отложение. Изучением строения, развития и деятельности ледников занимается гляциология.

Ледникисостоят из так называемого глетчерного льда. В отличие от других разновидностей льда (почвенный, речной, морской), возникающих при замерзании воды, глетчерный лед образуется из снега.

Для возникновения ледника необходимы низкая среднегодовая температура, большое количество осадков, выпадающих в виде снега, а также наличие пологих склонов и впадин, защищенных от солнца и ветра. Условия круглогодичного сохранения устойчивого снежного покрова имеются в странах с холодным климатом и в высокогорных областях различных климатических зон. Высоты, на которых образуются ледники, в разных районах земного шара неодинаковы и зависят от широты местности. Уровень, выше которого снег не успевает полностью растаять за лето, называется снеговой линией. Гипсометрическое положение снеговой линии зависит от климатических условий. При увеличении снежного покрова эта линия перемещается вниз и, наоборот, при потеплении климата и уменьшении количества осадков поднимается. В полярных районах снеговая линия располагается на высотах, близких к уровню моря (от нуля до 50-70 м); в Норвегии и на Аляске – на высоте 1,5 км; в Гималаях и Тибете – на высоте от 5,1 до 6 км. Высота снеговой линии может меняться даже в пределах одного района. На Западном Кавказе, например, который характеризуется обилием осадков, снеговая линия проходит на высоте 2,7 км, а на Восточном Кавказе с более сухим климатом – на высоте около 3,8 км; в Джунгарском Алатау на северном склоне гор она располагается на высоте 3 км, а на южном, более прогреваемом летом, поднимается до 3,5 км.

С уменьшением значения географической широты, при приближении к экватору, снеговая линия поднимается, на полюсах она приближается к уровню моря. Это и определяет неравномерность накопления снега и масштабов образования глетчерного льда – основная его часть (99,5%) сосредоточена в полярных областях и только 0,5 % связано с высокогорными ледниками.

Область, где происходит накопление снега и превращения его в лед, получило название – хионосферы.

Накапливаясь в понижениях рельефа или на вершинах гор, снег за лето не успевает растаять, масса его растет из года в год, он уплотняется и под влиянием суточных колебаний температуры превращается в зернистую массу. Такой уплотненный зернистый снег называется фирном, а область его накопления – фирновым полем. Фирн вновь покрывается снегом, под тяжестью которого продолжает уплотняться, пока со временем не превратится в глетчерный лед. Если 1 м³ свежего снега имеет массу 85 кг, то масса 1 м³ фирна достигает 600 кг, а 1 м³ глетчерного льда – 909 кг. Таким образом, на образование одного кубометра глетчерного льда расходуется почти 11 м³ снега. Средняя плотность глетчерного льда 0,909 г/см³, т.е. несколько ниже плотности речного льда (0,917 г/см³). Обусловлено это беспорядочным расположением зерен глетчерного льда, размер которых изменяется от горошины до куриного яйца. Структура речного льда упорядоченная – кристаллы имеют примерно одинаковый размер и ориентированы перпендикулярно к поверхности воды. В отличие от речного и морского льда глетчерный лед не обладает слоистостью, как правило, прозрачен и имеет голубоватый оттенок. Накапливается он в виде масс значительной мощности, составляющих тело ледника. Важным свойством глетчерного льда является его текучесть. Скорость течения ледника зависит от его мощности и крутизны ложа, которое он покрывает. Чем больше мощность и чем круче ложе, тем значительнее скорость его течения. Обычно она составляет 3-10 м/сут, а крупные ледники движутся со скоростью до 40 м/сут.

У ледников выделяют область питания, где происходит накопление снега и превращение его в фирн, а затем в глетчерный лед, и область стока, по которой движется, стекает глетчерный лед. В зависимости от соотношения областей питания и стока, от размеров и формы ледники подразделяются на три типа: горные (или альпийского типа), покровные (или материкового типа) и промежуточные.

Горными, или альпийскими, называют сравнительно маломощные ледники высокогорных районов, приуроченные к различного рода депрессиям в рельефе: впадинам, долинам рек, ущельям и т.п. Ледники такого типа развиты в Альпах, Гималаях, на Тянь-Шане, Памире, Кавказе. Область питания горных ледников выражена отчетливо, имеет форму цирка и находится выше снеговой линии, как правило, эта область окружена амфитеатром высоких гребней и пиков. Лед стекает по горным долинам с крутыми склонами, образуя один или несколько ледяных потоков – языков.

Среди горных ледников различают несколько разновидностей:

- долинные – наиболее крупные, характерные для ледников этого типа;

- каровые – образующиеся в углублениях гор почти на уровне снеговой линии и практически не имеющие стока;

- висячие, – ложе ледника которых нарушается крутым уступом, и ледяной поток, нависающий над ним, периодически срывается вниз в виде лавины.

Хотя ледники альпийского типа играют скромную роль в общем балансе оледенений, отдельные высокогорные ледники достигают значительных размеров. Длина крупнейшего в нашей стране ледника Федченко на Памире 77 км при ширине 4 км и толщине глетчерного льда до 1 км. Площадь оледенения горных систем даже в низких широтах измеряется десятками тысяч квадратных километров. На Памире и Тянь-Шане общая площадь ледников превышает 20 тыс. км², а в Гималаях составляет почти 60 тыс. км².

Покровные ледники обычно образуются в полярных районах и располагаются почти на уровне моря. Как правило, они занимают огромные площади и характеризуются значительной мощностью ледникового покрова. В отличие от ледников альпийского типа покровные ледники не обладают отчетливо обособленными областями питания и стока, форма их не контролируется рельефом ложа. Толщина льда здесь настолько велика, что под нею скрываются все неровности рельефа. Поверхность покровных ледников обычно имеет форму выпуклого щита с воздыманием центральной части. Примером ныне существующих покровных ледников могут служить ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды.

Ледники покровного типа – крупнейшие на планете. Так, площадь крупнейшего ледника северного полушария – Греенландского – достигает почти 2 млн. км². При максимальной мощности 3,3 км общий объем льда здесь превышает 2,6 млн км³. Крупнейшим ледником планеты является Антарктический, занимающий площадь почти 14 млн. км². В нем сосредоточено примерно 24 млн. км³ льда, что составляет 80% объема всех ледников мира. В Антарктиде расположены собственно два ледника, разделенные Трансарктическими горами. Ложе ледника Восточной Антарктиды с максимальной мощностью льда до 3,6 км находится на высоте около 2 км; ледник Западной Антарктиды залегает в основном на дне океана и на отдельных островах морей Росса и Уэдделла, образуя здесь так называемые шельфовые ледники.

В Антарктиде идет интенсивное накопление льда – при уровне осадков около 150 мм/год здесь ежегодно формируется слой льда в 24 мм; это накопление немного превышает потери льда, связанные в основном с отрывом ледяных глыб – айсбергов.

К ледникам промежуточного типа относятся плоскогорные ледники, которые образуются на горах с плоской (столообразной) или плоско-выпуклой вершиной. Такие ледники, развитые на Скандинавском полуострове, иногда называются ледниками скандинавского типа. Промежуточными их считают потому, что они характеризуются смешением свойств ледников первых двух типов. Вследствие однообразия рельефа ложа они, как и материковые ледники, залегают сплошной массой на плоскогорьях. Передвигаясь от центра к периферии, промежуточные ледники используют для стока долины рек, ущелья и в этом отношении приближаются к горным. По размерам ледники промежуточного типа обычно невелики – площадь ледников Скандинавского полуострова редко превышает несколько сот квадратных километров (общая площадь ледников Скандинавского полуострова около 5000 км²).