Режим ледника – совокупность всех процессов, происходящий на поверхности и в толще ледника, включая изменение его массы, формы, наступание и отступание.
Если аккумуляция в леднике (правая часть уравнения баланса льда) равная абляции (левая часть), то ледник должен быть стабилен. Если аккумуляция превышает абляцию, то ледник должен нарастать и наступать. Если абляция перекрывает аккумуляцию, то масса льда уменьшается, ледник должен деградировать и отступать.
Итак, в период положительного баланса льда ледники должны наступать, в период отрицательного – отступать. Иногда чтобы ледник пришел в движение необходимо некоторое избыточное накопление льда.
Колебания ледников – т.е. режим их наступания и отступания связаны с изменением условия питаня и абляции ледников. Наступание обычно в холодные и влажные периоды, отступание в теплые сухие.
От наступания и отступания ледников, связанных в основном с изменением условий их питания и таяния, следует отличать движение ледников, проявляющееся в перемещении самих масс льда. Благодаря пластичности лед оказывается текучим и под действием силы тяжести и давления медленно перемещается.
Скорость движения ледника определяется формулой:
где h – толщина ледника, I – уровень поверхностного льда, n - коэффициент скорости, остальное – постоянные величины.
По скорости движения ледники можно подразделить на три основные группы.
1. Небольшая скорость 100-200 м/год, мало изменяющаяся в течение года. Большинство горных ледников, ледниковые щиты.
2. Постоянная, весьма большая скорость движения 1-2 км/год и более. Некоторые выводные ледники Антарктиды и Гренландии
3. Пульсирующие ледники, в обычное время имеют незначительные скорости движения, но в отдельные промежутки времени резко ускоряют свое движение.
Роль горных ледников в питании рек в целом невелика.
В среднем, на земном шаре величина ежегодного ледникового питания рек составляет 412км³, т.е. менее 1% объема речного стока равного 41,7 тыс.км³ в областях внешнего стока, и около 1,0 тыс.км³ в областях внутреннего стока.
Вклад ледникового стока в суммарный сток реки и регулирующее влияние ледников на сток тем больше, чем больше относительная площадь оледенения, равная отношению площади, занятой ледниками, к полной площади бассейна реки для данного замыкающего створа. Благодаря аккумулированным в толщах ледника большим массам воды ледники оказывают регулирующее влияние на речной сток.
Многолетнее регулирование стока ледниками заключается в том, что талая вода ледников компенсирует недостаток воды в реках в засушливые годы.
Сезонное изменение стока рек с ледниковым питанием появляется в усилении таяния ледников в теплый, засушливый период года, когда другие источники питании рек истощаются. Кроме того, сам ледник с находящимися на нем полостями, заполненными водой, а также его снежно-фирновая толща, содержащая гравитационную воду, является причиной сдвига максимального стока по отношению к максимальной температуре воздуха. Поэтому на реках с ледниковым питанием максимум стока обычно смещается на вторую половину лета.
Замедленный сток талой воды внутри ледника объясняется малым коэффициентом фильтрации гравитационной воды внутри снежно-фирновой толщи. Этот коэффициент для типичных горных ледников не превышает 5-6 м/сут
Чем больше площадь ледника, тем больше запаздывание между макс температуры воздуха и следующими за ним максимумом таяния и временем поступления талой воды в реку. По Г.Н. Голубеву время достигания
(τ, сут) талой воды с удаленных частей горного ледника к истоку вытекающей из ледника реки связано с площадью ледника (F, км²) зависимостью
τ= 3,81g(F + 1)
Практическое значение ледников – орошение. Так же ледниковые воды идут на водоснабжение расположенных в горах и в предгорьях городов и населенных пунктов. Использует сток ледниковых вод так же гидроэнергетика.
В перспективе возможна разработка приемов регулирования таяния горных ледников, методов транспортировки айсбергов как источников пресной воды для засушливых регионов планеты.
III. Подземные воды.
На земном шаре есть области, покрытые никогда не стаивающими льдами и снегами. Они располагаются там, где климат холодный и влажный, зима длинная и снежная, а лето прохладное и короткое. Снег не успевает растаять за лето. Год за годом накапливается он в углублениях или котловинах и с течением времени сплошным покровом одевает поверхность Земли. Такие области находятся в полярных странах и высокогорных районах. Общая их площадь на земном шаре в настоящее время около 16 млн. км 2 .
Снег, который накапливается в котловинах, в солнечные дни оттаивает на поверхности, а ночью снова подмерзает. Так образуются ледяные корочки, которые хорошо известны лыжникам, под названием наста.
Часть талой воды просачивается внутрь слоя снега и там застывает в виде тоненьких пленок, окружающих отдельные снежинки. Каждая снежинка, покрытая льдом, имеет вид зерна, и весь слой снега постепенно становится зернистым. Слежавшийся, уплотнившийся снег с отдельными зернышками льда называется фирном.
Зернышки постепенно увеличиваются в размерах. Нижние слои фирна все больше и больше уплотняются, и наконец они превращаются в непрозрачный зернистый белый лед, называемый фирновым льдом.
Снег продолжает накапливаться на поверхности; с каждым годом давление на фирновый лед все возрастает, он еще более уплотняется. Из него выделяются пузырьки воздуха, и ледяные зернышки перекристаллизовываются. Постепенно фирновый лед превращается в прозрачный голубоватый глетчерный лед, сплошь состоящий из ледяных кристаллов.
Лед обладает очень интересной особенностью - пластичностью. Под давлением он начинает течь, как жидкость, оставаясь в то же время твердым телом, подобно воску, сургучу, сапожному вару, стали, олову и некоторым, другим веществам. Если поместить кусочки сапожного вара в воронку и оставить их на несколько часов, то вар постепенно начнет вытекать через горлышко воронки. Но если стукнуть молоточком по вытекающей струйке, она разлетится на мелкие осколки, так как она твердая и хрупкая. Таким образом, застывший сапожный вар одновременно обладает свойствами и твердого и жидкого тела. Именно благодаря пластичности металлов их можно ковать и прокатывать, тянуть из них проволоку, штамповать.
Когда на глетчерном льду накопится много фирна и снега, а давление будет достаточно большим, лед начнет вытекать из котловины, образуя ледник.
Ученые различают несколько типов ледников. Главные из них - материковые и горные ледники.
Материковый ледник сплошной массой покрывает о-в Гренландию и большой южный континент Антарктиду.
На о-ве Гренландии лед имеет огромную толщину - свыше 3 км.
Как же могла образоваться такая огромная ледяная шапка?
Остров представляет собой равнину, с севера и востока окаймленную горами. На этой равнине имеются углубления, или котловины, в которых накапливался снег. Постепенно он слеживался, уплотнялся, превращался в фирновый, а затем и в глетчерный лед. Когда давление на глетчерный лед увеличилось настолько, что он приобрел текучесть, из котловины начали медленно вытекать ледники, расползаясь во все стороны, как тесто, переполнившее кастрюлю. Ледники из разных котловин слились вместе и образовали огромный ледяной покров большой толщины, который начал сползать в сторону общего уклона местности.
Материковые ледники движутся довольно быстро, так как глетчерный лед обладает большой пластичностью вследствие его огромного веса. Скорость некоторых ледников Гренландии доходит до 40 м в сутки.
Ледники Гренландии и Антарктиды спускаются в океан, обламываются и дают начало ледяным плавучим горам - айсбергам. Большие айсберги имеют форму либо причудливых скал, высотой иногда более 100 м над уровнем моря, либо плавучих островов, достигающих нескольких десятков километров в длину. Иногда они похожи на огромные столы с плоской верхушкой, покрытой ослепительно-белым снегом. Постепенно ледяные острова обтаивают и принимают удивительные формы, напоминающие египетские пирамиды, арки, башни, огромные мраморные статуи, замки. Подсолнечными лучами они сверкают и переливаются различными оттенками синего и зеленого цвета, а на закате пылают багровыми и фиолетовыми огнями. Освещенный солнцем айсберг - зрелище необыкновенно красивое.
Безмолвно движущаяся ледяная громада айсберга иногда бывает похожа на белый призрак.
В 1912 г. погиб пересекавший Атлантический океан огромный пароход «Титаник», столкнувшись в тумане с айсбергом, занесенным течением в такие широты, где обычно плавучие льды не встречаются. В прежние годы капитанам кораблей приходилось напряженно вглядываться во мглу, чтобы избежать гибельной встречи с айсбергом. Теперь на судах устанавливают радиолокаторы - приборы, заранее предупреждающие об опасности.
Путешественникам по северным морям иногда удавалось наблюдать интересное явление - взрывы айсбергов, плавающих по водам океана. Эти взрывы поражают своей неожиданностью и красотой.
Вот величественно плывет огромная белоснежная ледяная скала. Вдруг воздух сотрясает взрыв и скала разлетается на мелкие обломки, которые поднимаются вверх, а затем дождем сыплются на поверхность океана. Впечатление такое, как будто в айсберг угодила бомба.
Ученые установили причину взрывов ледяных гор. Дело в том, что свежевыпавший снег содержит в себе очень много воздуха, который при уплотнении льда и снега проникает внутрь ледника и постепенно уходит оттуда по трещинам. Но если трещин нет, то воздух может скопиться в какой-нибудь пустоте или камере внутри льда. Там он находится под большим давлением. По мере уплотнения льда давление все увеличивается. При таянии ледника камера со сжатым воздухом может внезапно вскрыться, в результате этого давление в ней сразу резко понизится, воздух быстро расширится. Все это вызовет настоящий взрыв. Если ходить по поверхности ледника в жаркий солнечный день, то можно услышать звуки, похожие на хруст. Они доносятся откуда-то из-под ног, из внутренних частей ледника.
Люди долго не могли понять происхождения этого хруста и связывали с ним различные легенды о горных духах. А на самом деле это взрываются внутри ледника маленькие камеры со сжатым воздухом.
Горные ледники берут начало из котловин, расположенных на склонах высоких гор, выше границы вечного снега. Они текут вниз по ущельям и долинам. На своем пути лед расширяет и обтачивает склоны долины, отчего она постепенно приобретает характерную форму корыта; поэтому ледниковую долину называют трогом, что по-норвежски значит «корыто». Если смотреть на горный ледник сверху, то он похож на широкую неожиданно остановившуюся реку.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Значение ледников в жизни ландшафтной оболочки исключительно многообразно.
Прежде всего, приходится считаться с тем бесспорным фактом, что существованием областей оледенения обусловлено существование на Земле весьма характерных географических ландшафтов, сгруппированных в целые ландшафтные полярные зоны «вечных льдов» или «вечного мороза» (островная Арктика и вся Антарктида). Эти ландшафтные зоны имеют своё подобие и в явлениях вертикальной поясности в умеренных и даже тропических широтах в виде высокогорно-ледниковых ландшафтов.
Возникнув в определённых климатических условиях и развиваясь в сложные образования, ледники в ходе своей эволюции изменяют климат. Можно полагать, что разрастание ледников на первых порах изменяет климат в сторону, способствующую дальнейшему усилению оледенения, потому что увеличение площади льдов должно понижать снеговую границу, как бы притягивая её к земной поверхности, и тем самым расширять область аккумуляции снега, что, в свою очередь, ведёт к дальнейшему разрастанию ледников. Однако это разрастание ледников имеет два следствия: похолодание климата и осушение климата. Когда ледяной щит достигнет определённых размеров (по мнению Брукса, при диаметре его в 1100-1600 км), возбуждаемые им изменения климатических условий приобретают направление, неблагоприятное для оледенения: над щитом устанавливается антициклональное состояние атмосферы. Так как в антициклоне движение воздуха центробежное, то насыщенные влагой воздушные течения в нижних слоях атмосферы отталкиваются от района оледенения, и питание может происходить главным образом за счёт нисходящих токов воздуха в центре антициклона. Кроме того, из-за сухости воздуха усиливается трата льда путём испарения. Одновременное ослабление питания и усиление абляции имеет следствием остановку в дальнейшем развитии ледникового щита.
Наступающие ледники уничтожают растительность, погребают почвы, приостанавливая почвообразовательный процесс и вынуждая его развиваться на новой основе после исчезновения льдов, вытесняют животный мир, перераспределяют ареалы животных и растений, заполняют мелкие моря, создают при отходе новые, подчас огромных размеров, водоёмы озёрного типа, изменяют направление течения рек, преграждая «м путь и заставляя течь вдоль края материкового льда.
Движение льда от областей питания в область стока есть вместе с тем и превращение влаги, законсервированной и длительно сохранявшейся в твёрдом виде, в более подвижное (жидкое) и геоморфологически более активное состояние. Для многих современных рек талые воды ледников служат главным источником питания.
При своём движении ледник переносит с высоких на более низкие уровни и находящиеся в различных частях ледникового тела обломки горных пород. Процесс этот, аналогичный процессу разгрузки гор от минерального материала реками, служит предпосылкой для преобразования ледниками поверхности земли путём её разрушения и создания особых форм рельефа и своеобразной группы континентальных горных пород.
Весь минеральный материал, от крупных каменных глыб в десятки и сотни тонн весом до мельчайшей пыли, попавший в тело ледника и движущийся вместе со льдом, называется мореной. Морены, участвующие в движении ледника, относятся к движущимся, а те из них, которые уже прекратили своё движение, - к отложенным; каждая отложенная морена обязательно проходит стадию Движущейся.
Весь моренный материал ледник переносит к своему концу (а ледниковые щиты, характеризующиеся радиальным растеканием льда от центра, - к своей окраине) и, вследствие таяния льда, отлагает здесь в виде вала конечной, или фронтальной, морены. С исчезновением ледника или большей его части все морены окажутся спроектированными на постель ледника. Минеральные обломки, в виде плаща покрывавшие поверхность ледника, моренный материал, находившийся внутри ледника, а также в его основании, после таяния ледника образуют то ровный, то неправильно бугристый покров основной морены.
Основная морена бывших материковых ледников покрывает миллионы квадратных километров в Северной Америке, Европе и Азии, создавая здесь характерные ландшафты. Рельефу, созданному ледниковой аккумуляцией, свойственно чередование холмов с замкнутыми (бессточными) впадинами, нередко занятыми озёрами или болотами: замкнутость отрицательных форм рельефа и водоупорность самого материала морены (состоящего обычно из валунной глины или суглинка, с беспорядочно включёнными в неё угловато окатанными крупными или мелкими камнями) способствуют как заболачиванию, так и возникновению озёрных водоёмов.
Процессы абляции, превращающие лёд в воду, способствуют распространению влияния ледника далеко за пределы занимаемой им площади. В связи с этим к работе ледника следует в известной мере относить и работу вытекающих из него талых вод. Хотя последняя принципиально и не отличается от работы рек, не вытекающих из ледников, тем не менее слоистые осадки, возникшие в результате размыва, сортировки и переотложения водами ледников неслоистых моренных накоплений, принято выделять в особую группу флювиогляциальных (т. е. ледниково-речных) отложений. Талые воды ледников накопляют впереди фронтальных или краевых морен обширные равнинные поля гальки либо песку, называемые зандрами; тонкая ледниковая муть выносится и отлагается ещё дальше от ледника.
К весьма своеобразным проявлениям работы флювиогляциальных потоков, осуществляемой при участии льда, принадлежат озы - узкие холмы, подчас извилистые, сложенные песчано-галечным слоистым материалом и похожие на железнодорожные насыпи. Приподнятые над окружающей местностью на 25-70 м, они тянутся в длину на несколько сот метров, а то и на десятки километров. Местами валы ветвятся, дают боковые отростки, местами же четковидно расширяются, т. е. напоминают иногда в плане реку с притоками, протекающую через ряд озёр. Согласно большинству теорий, озы представляют отложения ледниковых вод в пределах или на самом конце ледникового тела.
Изолированные возвышенности или беспорядочные группы холмов, сложенные, как и озы, слоистым материалом (однако обычно более тонким и глинистым), называются камами. Они нередко связаны с озами, составляя упомянутые нами четкообразные расширения последних, либо развиваются независимо от озов. Некоторые авторы рассматривают камовые осадки как отложения небольших озёр, образующихся среди массивов мёртвого льда, т. е. как озёрно-ледниковые отложения.
С жизнью ледника тесно связаны и другие ледниково-озёрные отложения. Перед концом ледника, особенно если он находится в стадии сокращения, имеются также и различных размеров бассейны стоячей воды. На дне их отлагаются за счет мелкозёма, приносимого талыми водами, ленточные глины, названные так вследствие того, что они состоят из множества правильных слоёв (лент) толщиной от 0,5 до 5 см. При этом в каждой ленте различаются две части: верхняя (более тёмная, тонкая и глинистая) и нижняя (более светлая, толстая и песчанистая). Нижний слой каждой ленты - это летнее отложение, когда ледник, тающий энергично, выносит в озеро с помощью ледниковых ручьёв более грубый песчанистый материал (вместе с илистым). Зимой же абляция замирает, в озеро талые воды не поступают, и в нём происходит только отложение тонких взвешенных частиц, - образуется зимний глинистый слой. Следовательно, каждая лента (летний плюс зимний слой) отвечает по времени одному году. Это и позволяет использовать ленточные глины для целей абсолютной геохронологии послеледникового периода: подсчёт лент в каком-нибудь обнажении даёт возможность установить время, потребовавшееся для создания всей видимой толщи осадков.
Лёд, перемещаясь по своему ложу и встречая на нём скалистые выступы, постепенно сглаживает их, превращая в яйцевидные (в плане) и асимметричные в продольном профиле холмы - бараньи лбы, скопление которых образует ландшафт курчавых скал. Многие острова в шхерном районе Финляндии представляют полузатопленный морем ландшафт курчавых скал.
Континентальные ледники, переваливая через горные хребты » страны, придают горным вершинам округлённые куполообразные очертания.
Деятельности льда и снега обязаны своим существованием особые полые формы рельефа - кары и цирки, которые можно наблюдать во всех горных странах, подвергавшихся оледенению (на Алтае, Кавказе, в Хибинах, Ловозерских тундрах и т. п.).
Кары, или кресловины, - это нишеобразные вырезки в склонах горы, ограниченные с трёх сторон полукругом крутых и высоких стен, а с четвёртой стороны открытые в сторону общего падения склона; дно кара - плоское или вогнутое наподобие чаши, немного наклонённое к переднему краю; к дну долины, над которой они нависают, кары обрываются крутыми уступами.
Ледниковые цирки - это большие чашевидные и крутостенные расширения, располагающиеся в истоках ледниковых долин, причём дно цирка согласовано с дном долины, т. е. переходит в него плавно, без резкого уступа.
Кары и цирки образуются в результате морозного выветривания при непосредственном участии льда, снега и воды.
Влияние долинных ледников не ограничивается воздействием на фирновые области, в которых вырабатываются цирки, но распространяется и на долину, занятую ледниковым языком. Это воздействие сводится к преобразованию продольного и поперечного профиля долины.
Поперечный профиль нормальной эрозионной долины имеет V-образную форму. Ледник, занявший эту долину, расширяет её и подсекает нижние части склонов, вследствие чего поперечный профиль становится U-образным. Такие корытообразные долины с плоским дном и крутыми стенками называются тогами. Крутая стенка трога на известной высоте над дном трога, отвечающей мощности занимавшего данный участок ледника, становится положе; эта пологая часть называется троговым плечом.
Долины, покинутые сложным ледником, нередко характеризуются тем, что дно главного трога лежит ниже днищ его боковых притоков-трогов, и устья последних обрываются над дном главной долины на высоте многих десятков или даже нескольких сотен метров. Стало быть, боковые долины являются висячими. Висячая боковая долина образуется либо потому, что в главной долине, занятой наиболее мощным ледником, этот последний углублял долину быстрее, чем менее мощные ледники боковых долин: различные темпы углубления и создали разрыв между устьями боковых долин и дном главной; либо потому, что нижний участок боковой долины подрезан быстрым расширением главного трога, т. е. быстрым отступанием его склонов в направлении, перпендикулярном к течению главного ледника; либо, наконец, потому, что и перед занятием их ледником боковые долины были не вполне согласованными с главной долиной (т. е. дно их устьевых участков не лежало на одном уровне с дном главной долины).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Ледни́к – масса и льда, образовавшаяся путём длительного накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков и обладающая собственным движением. Множество ледников, объединённых общими связями с окружающей средой и внутренними взаимосвязями и свойствами, образуют оледенение, или ледниковую систему.
Ледники Земли играют важную роль в природных процессах. Являясь аккумуляторами больших объёмов вод, ледники участвуют в круговороте воды в природе и оказывают существенное влияние на многие процессы на земном шаре (тепловой и водный баланс планеты, температуру и солёность вод океана, сток горных рек и т.д.).
Термин «ледник» происходит от слова «лёд» (от старо-слав. «лєдъ»).
Происхождение ледников
В холодный период года на обширных территориях суши идёт накопление твёрдых атмосферных осадков – снега. В тёплый период года на бóльшей части территории снег растаивает. В каждый момент времени можно найти границу между поверхностью, покрытой снегом, и поверхностью, где снега нет. Эта граница называется сезонной снеговой линией. В течение года эта линия смещается в пространстве: в холодный период года на равнинах в сторону низких широт, а в горах – вниз по склонам, в тёплый период года на равнинах – в сторону высоких широт, а в горах – вверх по склонам, причём в Северном и Южном полушариях – асинхронно.
Среднее положение снеговой линии называется климатической снеговой линией. Выше её в среднем за год снега может накапливаться больше, чем растаять или испариться, ниже весь выпавший за зиму снег летом должен полностью растаять. Выше климатической снеговой линии наблюдается положительный снеговой баланс, ниже – отрицательный снеговой баланс, на самой линии – нулевой снеговой баланс.
Накопление снега и льда в местах с положительным снеговым балансом не может продолжаться бесконечно. В виде снежных лавин и метелевого переноса избыток снега перемещается ниже климатической снеговой линии, где тает. Избыток льда «разгружается» в виде сползающего ниже климатической снеговой линии языка ледника, где он также тает.
Часть земной поверхности, расположенная выше климатической снеговой линии, в пределах которой снеговой баланс положительный и происходит накопление твёрдых атмосферных осадков и возникают ледники, называют хионосферой.
Высотное положение климатической снеговой линии определяется климатическими условиями. Наинизшее положение она занимает в полярных районах, опускаясь в Антарктике до уровня океана, наивысшее – в субтропиках (до 6500 м над уровнем океана), где наиболее высока температура воздуха и отмечаются недостаток атмосферных осадков и повышенная сухость воздуха. В Южном полушарии, где климат более морской и выпадает больше осадков, климатическая снеговая линия расположена ниже, чем в Северном полушарии. Если земная поверхность имеет высоты, превышающие высоту климатической снеговой линии, то именно здесь накопление снега ведет к его преобразованию в фирн и лёд и возникают ледники.
Типы ледников
Ледники на Земле подразделяются на две группы: покровные и горные.
Покровные ледники размещаются на материках или крупных островах; к ним относятся ледники Антарктиды, Гренландии, арктических островов (Земля Франца-Иосифа , Новая Земля и др.). Форма покровных ледников в меньшей степени, чем у горных ледников, зависит от рельефа подстилающей поверхности земли и в основном обусловлена распределением снегового питания ледника.
Покровные ледники подразделяются на ледниковые купола (выпуклые ледники мощностью до 1000 м); ледниковые щиты (крупные выпуклые ледники мощностью свыше 1000 м и площадью поверхности более 50 тыс. км 2); выводные ледники (быстро движущиеся ледники, через которые осуществляется основной расход льда покровных ледников; выводные ледники обычно заканчиваются в море, образуя плавучие ледниковые языки, дающие начало многочисленным айсбергам небольшого размера); шельфовые ледники (плавающие или частично опирающиеся на морское дно ледники, являющиеся продолжением наземных ледниковых покровов; они движутся с берега к морю и образуют крупные айсберги).
Горные ледники подразделяются на три подгруппы. Это ледники вершин, лежащие на вершинах отдельных гор, хребтов и горных систем, в кальдерах вулканов; ледники склонов, занимающие депрессии (впадины, кары) на склонах горных хребтов; долинные ледники, располагающиеся в верхних и средних частях горных долин.
Обширные горные ледники расположены в крупных и высоких горных массивах – в Гималаях, Каракоруме, на Памире, Тянь-Шане, в Альпах, на Кавказе, на Аляске и т.д. Самый крупный горный ледник – ледник Беринга на Аляске длиной 203 км и площадью 5700 км 2 .
покровное оледенение занимает наибольшие площади на Новой Земле (23,64 тыс. км 2), Северной Земле (18,32 тыс. км 2), Земле Франца-Иосифа (13,75 тыс. км 2). Горные ледники в России расположены на Кавказе , Алтае , в Саянах , на северном Урале , в горах Бырранга и Путорана , на хребте Черского , Корякском нагорье , на Камчатке . В пределах СНГ горные ледники имеют наибольшую площадь на Тянь-Шане (8313 км 2), Памиро-Алае (9821 км 2), Большом Кавказе (1424 км 2). Самые крупные горные ледники в СНГ – ледники Федченко площадью 652 км 2 и длиной 77 км на Памире и Южный Иныльчек площадью 567 км 2 и длиной 60,5 км на Тянь-Шане.
На протяжении геологической истории Земли площадь оледенения существенно изменялась. Так, площадь ледников в последнюю ледниковую эпоху достигала 34 млн км 2 (в 2 раза больше современной), а в эпоху максимума четвертичного оледенения – 55 млн км 2 (в 3,4 раза больше современной). В настоящее время в связи с потеплением климата ледники на Земле почти повсеместно деградируют.
Строение ледников
На каждом леднике можно выделить две области: верхнюю, где идёт накопление снега, фирна и льда, и нижнюю, где лёд, переместившийся из первой области и спустившийся ниже климатической снеговой линии, тает. Эти области называют соответственно областью питания (аккумуляции) и областью абляции (расхода).
Выпадающий на поверхность ледника и поступающий с прилегающих склонов снег постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и последующего замерзания просочившейся (инфильтрующейся) воды превращается сначала в зернистый снег, а затем в фирн, или зернистый лёд, представляющий собой конгломерат бесформенных зёрен льда крупностью 0,5–5 мм. Свежевыпавший снег может иметь очень малую плотность (около 100 кг/м 3). По мере уплотнения и рекристаллизации его плотность возрастает до 200–400 кг/м 3 . Фирн имеет уже плотность порядка 450–800 кг/м 3 (в среднем около 650 кг/м 3). Уплотнение фирна и рекристаллизация приводят к образованию ледникового (глетчерного) льда с плотностью 800–910 кг/м 3 в зависимости от типа его образования.
Постепенное накопление снега и льда в области питания ледника ведёт к тому, что под влиянием силы тяжести и градиентов давления избыток льда, обладающего пластичностью, смещается в область абляции, где постепенно тает. Эта область не имеет фирна и состоит лишь из льда. Область абляции у горных ледников часто называют языком ледника.
В местах изменения рельефа ложа ледника (расширение или перегиб ложа) при движении ледника возникают соответственно продольные и поперечные трещины.
На поверхности и в толще ледника, а также вблизи него встречаются скопления обломочного материала – морены. Они подразделяются на две группы – влекомые, в которых обломочный материал перемещается ледником, и отложенные, представляющие собой скопления обломочного материала, ранее принесённого и отложенного ледником. Среди влекомых морен выделяют морены поверхностные (включая боковые, срединные, поперечные и фронтальные), внутренние и придонные. Отложенные морены подразделяются на береговые и конечные.
Запасы воды в ледниках
Согласно «Атласу снежно-ледовых ресурсов мира», площадь современного оледенения на планете, т. е. площадь, занятая многолетним льдом и снегом, составляет 16,25 млн км 2 , или 10,9% поверхности суши. На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 13,94 и 1,80 млн км 2 . Запасы воды во всех ледниках мира составляют 25,78 млн км 3 (это более 70% объёма всех пресных вод на планете). На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 90,3 и 9,2% (в сумме 99,5%) запасов воды во всех ледниках мира.
Помимо Антарктиды и Гренландии важными районами современного оледенения являются арктические острова. На долю горных ледников приходится небольшая доля запасов воды.
Максимальная толща льда измерена в индоокеанском секторе Антарктиды – 4776 м. В горных ледниках толщина льда значительно меньше и не превышает 150–200 м.
В ледниках России общие запасы воды составляют около 15,1 тыс. км 3 . Самые крупные ледники в нашей стране находятся на островах Новая Земля и Северная Земля. Запасы в горных ледниках России невелики. Крупнейшим горным ледником является ледник Эрмана на Камчатке.
Природное и хозяйственное значение ледников
Являясь аккумуляторами огромных масс замёрзшей воды, ледники в процессе накопления или таяния льда регулируют водных баланс земного шара. В настоящее время, в условиях глобального потепления климата таяние покровных ледников, по оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК–IPCC), привело к заметному уменьшению массы покровных ледников Земли, составившему в среднем 226 млрд т/год за период с 1971 по 2009 г. и 275 млрд т/год за 1993–2010 гг.
Таяние покровных ледников способствовало увеличению объёма вод в Мировом океане и, как следствие, росту его уровня. С 1993 по 2010 г. уровень океана повышался со средней интенсивностью 3,2 мм/год. Вклад таяния покровных ледников в этот рост уровня, по оценкам МГЭИК, составил 1,36 мм/год, или 42%. Таяние горных ледников способствует увеличению стока многих горных рек в тёплую часть года. Усиление таяния горных ледников в условиях глобального потепления будет способствовать улучшению водообеспечения орошаемого земледелия и населения в засушливое время года.
В.Н. Михайлов. М.В. Михайлова
В каких состояниях встречается в природе вода. Назовите свойства льда. Как изменяется температура воздуха с высотой?
1. Ледники. Снеговая линия.
Если в течение года снега выпадает больше обычного, то он накапливается, уплотняется и превращается в лед.
Постепенно накапливаясь в горах выше снеговой линии, снег, уплотняясь, образует ледники (рис. 80).
Рис. 80. Горный ледник.
Ледники обычно образуются в горах и полярных областях. Известно, что летом, чем выше в горах, тем температура воздуха ниже. (Вспомните, на сколько понижается температура воздуха при подъеме на каждые 100 м.) Высоко на вершинах гор даже в жаркое лето температура воздуха ниже 0°С. В связи с этим выпавший снег не тает, а накапливается. Условная линия, определяющая высоту накопленного в течение года снега, выпавшего в горах, называется снеговой линией или границей снега.
Высота снеговой линии зависит от географической широты, климатических условий территории, направления склонов (солнечная сторона или северная сторона). Эта линия снижается от экватора к полюсам, в горах близ экватора проходит на высоте 4500-5000 м, в тропических широтах - на высоте 5000-6000 м (почему?), в умеренном поясе - на высоте 2500-4000 м, в полярных зонах снижается до уровня моря. От высоты снеговой линии зависит распространение ледников.
2. Горные ледники и покровные ледники.
Ледники занимают 11% территории суши. Есть 2 вида ледников: покровные или материковые и горные ледники. Покровные ледники составляют 98% всей площади ледников земной поверхности. Покровные ледники занимают Антарктиду, Гренландию и некоторые острова Арктики. Например, толщина Гренландского ледника достигает 2000 м. Такие ледники имеют форму щитов и куполов.
На прибрежных частях Антарктиды и Греландии от края покровных ледников откалываются гигантских размеров глыбы льда - айсберги. Их длина иногда превышает 300 км, высота достигает 600-700 м, около 90% его объема обычно находится под водой. Столкновение судна с ним очень опасно. (Какое крупнейшее в то время пассажирское судно потерпело крушение, столкнувшись с айсбергом в начале XX века?) Площадь горных ледников намного меньше, они повторяют форму долины, по которой сползают вниз.
Накопившийся в горах снег выше уровня снеговой линии уплотняется и постепенно превращается в лед. Лед под действием веса спускается вниз и начинает таять. Скорость движения ледников в зависимости от уклона склонов гор и количества льда достигает от нескольких сантиметров до 3 метров в сутки.
Ледники, спустившись с вершин гор ниже снеговой линии, тают, питая горные реки. Несмотря на медленное движение долинных ледников, они переносят обломки горных пород из одного места в другое и накапливают их у края ледников. В нашей стране горные ледники распространены на Тянь-Шане, в Жунгарском Алатау и на Алтае. Самый крупный горный ледник в Казахстане - ледник Корженевского
в Заилийском Алатау. Его длина 12 км.
3. Значение ледников.
Основные запасы пресной воды на поверхности Земли сконцентрированы на ледниках и в вечных снегах. Большинство горных рек берут начало с ледников. Здесь летом малые и большие реки получают необходимую воду и несут ее для орошения земель в засушливые районы.
Ледники занимают особое место в мировом круговороте воды. Накопление большого количества воды в виде ледников имеет огромное значение.
1. Что называется снеговой линией?
2. Как образуются ледники?
3. Как ледники участвуют в мировом круговороте воды?
4. Как на карте обозначают горные ледники?
5. Чем отличаются покровные и горные ледники?
6. Расскажите о значении ледников.
7. Как образуются айсберги?
8. В каких горах Казахстана и почему образуются ледники?
9. Почему в Сарыарке нет ледников?
10*. Объясните причины того, что снеговая линия гор тропических широт находится выше, чем в горах экваториального пояса.
Загрузка...