Явления, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов:

1. Морозное пучение – увеличение объема при промерзании грунтов за счет расширения льда и (!) подтока воды к фронту промерзания. Пучиноопасные грунты – супеси, пылеватые пески, пылеватые суглинки.

2. Термокарст – понижения (впадины) до 5 м за счет таяния льда.

3. Наледи на реках и ручьях, когда вода выходит на поверхность или в подвалы домов, при промерзании грунта и отжатия грунтовых вод в сторону.

4. Ледяные бугры - булгуняхи (якут.) высотой до 30 м, внутри их лед за счет многолетнего притока грунтовых вод.

5. Солифлюкция (аналог селям в южных горн районах) – течение (сплыв) грунта по склону при угле более 7-10^о.

Строительство на мерзлых грунтах и в зоне вечной мерзлоты:

1. Сохранение вечной мерзлоты (продухи в подвалах),

2. Предстроительное оттаивание котлованов (в т.ч. паром, любым способом),

3. Сваи.

4. Осушение грунтов, чтобы не было пучения.

5. Замена пучиноопасных грунтов на песчано-гравийные подушки.

6.5. Геологическая деятельность снега, льда и ледников.

Снег является геологическим фактором большой важности. В зимнее время он покрывает большую часть нашей страны. Роль снега: 1- питает влагой почву, 2 – питает реки, 3 – питает грунтовые воды, 4 – является хорошим термоизолятором, уменьшает глубину промерзания, 5 – влияет на климат, растительный и животный мир. На склонах гор таяние снега вызывает снос продуктов выветривания и образует делювий.

Ледники на поверхности Земли занимают 11 %, их объем 50 млн. км³. Если растопить Антарктиду, уровень океана поднимется на 40 м, а если Гренландию, то на 2 м. Ледниками занимается гляциология (glacies – по латыни лед). На поверхности Земли, даже в Африке, существует снеговая линия, выше которой происходит накопление снега и льда. Выше ее поступление твердых осадков превышает их расход. Сезонные колебания снеговой линии зависят от широты местности. В умеренном поясе – 1,5-3 км, на экваторе – до 6 км и более, в Альпах – 2,4 км, Кавказ – западный –2,7 км, восточный – 3,6 км.

Ледники образуются от смерзания и уплотнения больших масс снега под влиянием давления вышележащих масс. Сначала образуется рыхлый, зернистый лед – фирн (фирновые поля), который уплотняясь переходит в кристаллический, глетчерный лед – ледник. Накопление ледников в областях питания (на материковых плоскогорьях и в долинах) рано или поздно приводит к его растеканию из-за пластических свойств льда под давлением.

Типы ледников: материковые – Антарктида с толщиной льда Н=4,2 км, Гренландия - Н=2,4 км, Шпицберген; горные – альпийский и скандинавский типы ледника зависят от рельефа. Пластическое (ламинарное) течение льда пропорционально 3-й степени наклона поверхности и 4-й степени толщины ледника. Скорость ледников изменяется десятками и сотнями м/год, иногда 40 м/сутки. Движение ледника больше в центральной части, меньше – у боков и дна. Покровные материковые ледники сползают в океан, образуя айсберги. В горных долинах и ущельях образуются долинные, языковые ледники, которые выпахивают корытообразные долины – троги (Альпы, Кавказ).

Ледниковые (гляциальные) отложения. Разрушительная, транспортирующая и аккумулирующая деятельность ледников. Лед при Н=100 м давит на основание (ложе) Р=92 т/м², или 9,2 кгс/см².Под давлением лед становится пластичным материалом, захватывает обломки пород по дну и с боков. Этот мат-л называется мореной. Выделяют виды морен: 1) поверхностная (бок и срединная) морена, 2) внутренняя, 3) донная, 4) конечная в виде валов. Состав морен зависит от материнских пород. Могут быть валуны, галька, гравий, песок, суглинок, глина. В Европейской части России (как и в целом на Земле) за последние 500 тыс. лет было выделено три ледниковых периода, между которыми были потепления климата (межледниковья). Каждое оледенение оставило свою морену. Очень мощное 2-е, т.н. днепровское оледенение достигло по Днепру Днепропетровска, а по Дону - Воронежа. Мощность льда над Москвой достигла 2-3 км.

Причины оледенений не ясны: 1) тектоническая активность (стало больше суши и континентальней климат), 2) космические причины (изменение солнечной активности), 3) гипотеза химика Аррениуса об уменьшении СО₂, который создает парниковый эффект. Последнее оледенение отступило 12-15 тыс. лет назад. Периоды похолоданий отмечаются (по моренам) на всех континентах – в Индии, Австралии, Южной Америке. Ледник принес в Европейскую часть России валунные суглинки М=40-50 м, очень плотные. Их в Ленинградской области три горизонта, смесь всех пород региона.

Таяние ледников дает флювиогляциальные отложения (fi-gl): 1) озы – гравийно-галечниковые валы Н=25-50 м, L=до нескольких км, 2) камы – песчаные холмы Н=до100 м, 3) зандры – песчано-гравийные поля. В ледниковых озерах образовались ленточные глины – тонкослоистое (мм-ое) чередование слойков темной глины (зимой) и светлых летних супесчаных слойков. В некоторых озерах Скандинавии ученые насчитали тысячи слойков, т.е. тысячи лет их накопления (надо также изучить Кравцово озеро).

Во внеледниковой, перигляциальной области, где в период оледенений были полярные сухие безжизненные пустыни, накапливались толщи эоловых лессовых пород – лессы и лессовидные суглинки, глины.