Лекція №10 льодовики утворення льодовиків

На певних ділянках земної кулі буває таке співвідношення кліматичних умов, за яких середньорічна кількість твердих опадів дорівнює витраті їх на танення та випаровування. Ця область рівноваги, або нульового балансу прибутку - витрат снігу називається сніговою лінією. Нижче снігової лінії витрати перевищують прибуток, і за такої умови сніговий покрив буває періодично. Вище ж снігової лінії прибуток перевищує витрати, і відбувається безперервне накопичення снігу.

У полярних районах снігова лінія розміщена дуже низько внаслідок низьких температур повітря. У південній півкулі снігова лінія скрізь розташована нижче, ніж у тих самих широтах північної півкулі, а починаючи з 62 градуса південної широти вона лежить на рівні моря. Найвище снігова лінія розміщена в субтропіках, що пов’язано з сухістю повітря в цих широтах. На екваторі вона лежить на висоті 4900 м, а в субтропіках - на висоті 6400 м.

Значний вплив на розміщення снігової лінії має також різноманітність форм рельєфу. На крутих схилах сніг легко здувається вітром або сповзає. Плоскі та ввігнуті форми рельєфу, навпаки, сприяють накопиченню багаторічного снігу. Периферійні частини гірських країн одержують більше опадів, ніж центральні, куди повітряні маси надходять вже осушеними. Внаслідок цього в центральних частинах гірських масивів снігова лінія лежить вище, ніж на її околицях.

Розвантаження накопиченого снігу відбувається постійно шляхом утворення льодовиків або лавин. Лавини - це снігові маси, які сповзають з похилої підстилаючої поверхні гірських схилів і захоплюють за собою нові маси снігу. Лавини можуть утворюватись як у теплу, так і в холодну пору року.

Зимові лавини, або лавини холодного періоду, утворюються тоді, коли свіжий сніг випадає на промерзлу поверхню старого снігу, накопичується у великій кількості і починає сповзати внаслідок того, що між свіжим і мерзлим снігом майже немає зчеплення. У місцях, де кут похилу поверхні великий, більше 45 градусів, снігова маса зривається від найменшого струсу повітря чи підстилаючої поверхні (постріл, порив вітру, різкі звуки). Такі лавини називають сухими. Вони супроводжуються вітром значної руйнівної сили. Швидкість їх руху до 80-100 м/сек.

Для теплої пори року більш характерні мокрі, або ґрунтові лавини. Вони рухаються по змоченій талою водою поверхні ґрунту. Рухаються ці лавини перекочуванням, на своєму шляху обростають новими масами снігу, захоплюють каміння, дерева та ін. Дуже часто мокрі лавини мають постійні шляхи руху, які називаються лотками. Іноді при падінні лавина світиться у темряві ночі блакитним або жовтуватим кольором. Причиною цього явища є електричні розряди, які виникають при терті часток снігу.

Утворенню лавин сприяє розчленованість рельєфу місцевості і наявність крутосхилів. Багато лавин в Альпах (500-600 за зиму), на Кавказі, Памірі. Зустрічаються вони і в Карпатах. Лавини - дуже небезпечне явище, яке завдає великих матеріальних збитків, бувають людські жертви.

Льодовик - це маса льоду з постійним закономірним рухом, що розміщена головним чином на суші, існує тривалий час, має певну форму і значні розміри, утворилася завдяки накопиченню та перекристалізації опадів.

Головне джерело живлення льодовиків - тверді опади, які накопичуються на дні та схилах западин, з яких починається льодовик. Накопичення снігу у від’ємних формах рельєфу відбувається тоді, коли кількість тепла, що надходить на земну поверхню на даній території недостатня для того, щоб весь сніг, який випав, міг повністю розтанути.

Тверді атмосферні опади, які накопичуються у ввігнутих формах рельєфу, з часом змінюють свій первісний вигляд. Під дією сонячної радіації свіжий сніг у поверхневому шарі розтає. Тала вода просочується вглиб снігу і, замерзаючи, утворює льодові кристали. Вночі поверхня талого снігу вкривається льодовою кіркою, яка називається настом. Одночасно з цим сніг осідає і ущільнюється.

З подальшим накопиченням снігу його нижні шари під тиском поверхневих шарів стають щільними і переходять у пухирчасту сіро-білу масу, яка складається з деформованих льодових зерен. Ця маса називається фірном. Його щільність 0,3-0,5. Крупність зерен з глибиною збільшується. Періодичне випадання снігу зумовлює шарувату будову фірну. Потужність окремих прошарків різна: від кількох міліметрів до десятків сантиметрів. Усе більш ущільнюючись, фірн переходить у білий фірновий лід з щільністю до 0,85, а далі в чистий прозорий лід блакитного кольору з щільністю 0,88 - 0,894, який називається льодовиком, або глетчерним льодом.

Зміна кольору та щільності льоду при утворенні льодовиків викли­кана вилученням з маси льоду пухирців повітря. Якщо свіжий сніг містить до 90% повітря, то у фірні його 60%, у фірновому льоду — 30%, а у глетчерному — 15%. Відповідно до цього кубічний метр пухкого снігу важить 92 кг, фірну — 367 кг, фірнового льоду — 642 кг, а глет­черного льоду —917кг.

Важливе значення при утворенні льодовиків має властивість окре­мих брил льоду при стиканні змерзатися. Ця властивість називається режиляцією. При температурі 0° режиляція відбувається при нор­мальному тиску, а при більш низьких температурах — при підви­щеному.

Другою важливою властивістю льоду є його пластичність, тобто здатність текти під дією безперервно діючої сили тяжіння. Пластичність льоду залежить від температури і тиску. Чим температура ближче до 0⁰С і чим більшого тиску зазнає лід, тим більш пластичним він стає. Під дією сили ваги та пластичності льодовики рухаються. Рух льодовиків по­чинається тоді, коли товщина їх досягне певної критичної потужності, яка в свою чергу залежить від похилів схилів. Звичайно критична тов­щина льоду становить 15—30 м.

Швидкість руху льодовика тим біль­ша, чим більша потужність льодовика, більший похил поверхні та ложа льодовика. Швидкість руху льоду збільшується при підвищенні температури повітря та при звуженнях долини. Середня швидкість руху льодовика 0, 5 м/добу. Найбільша швидкість руху льодовиків Гренландії — 40 м/добу. Середня частина льодовика та його поверхневі шари ру­хаються швидше, ніж окраїнні та глибинні. Вдень та влітку швид­кість руху більша, ніж вночі та взимку.

Під час руху льодовика в ньому утворюються поперечні і поздов­жні тріщини. Поперечні тріщини виникають при наявності в ложі льо­довика різних поперечних уступів. На дуже крутих уступах можуть утворюватися льодопади. Ширина, глибина і довжина тріщин різна, звичайна ж глибина тріщин не перевищує 50 м. Після того, як льодовик перейшов різкий уступ, поперечні тріщини зливаються, змерзаються і утворюють на поверхні льоду шви.

Подібно річкам льодовики зливаються при зустрічі в один великий льодовик. Іноді зустрічаються двоярусні льодовики, які утворюють­ся шляхом затікання одного льодовика на інший.