7.8 Роль підземних вод у екологічних та фізико-географічних процесах

Під дією підземних вод розвиваються фізико-географічні процеси, які ведуть до формування складних форм рельєфу. Найбільш відомими явищами є такі: карст, суфозія, зсуви, заболочування.

Карст – це природне явище, спричинене взаємодією води з вапняками, доломітами, гіпсами, солями, що призводить до поступового розчинення і руйнування цих порід. Унаслідок розвитку карстового процесу виникають поверхневі та підземні карстові форми рельєфу, карстові порожнини, карстові відкла­ди. В Україні карст відомий у Криму, на Волині, Поділлі, Донецькому Кряжі та в інших місцях.

Суфозія – це просідання земної поверхні на певних ділянках у результаті вилуговування і винесення розчинних складових гірських порід підземними водами.

Зсуви – сповзання перенасичених вологою мас гірських порід під дією сили земного тяжіння. В Україні зсуви відомі у Карпатах, Криму, на узбережжі Чорного й Азовського морів, на берегах Дніпра та інших річках.

Заболочування – це місця, де рівні ґрунтових вод залягають близько від поверхні Землі або підземні води виходять на денну поверхню у вигляді джерел і часто формуються болота та перезволожені землі.

Полої – це підняті ділянки, які утворюються в результаті сукупної дії процесів замерзання гірських порід і частин підземних вод, циркуляції води, утворення горбів, розтріскування їх, виливів води та наступного її замерзання. Поширені у районах багатовікової мерзлоти.

Тема 8. Гідрологія льодовиків

8.1 Походження льодовиків

Льодовик - це маса фірну і льоду з постійним закономірним ру-хом, розміщений в основному на суші, має певну форму, значні розміри й утворений унаслідок накопичення та перекристалізації твердих атмос-ферних опадів.

Головне джерело живлення льодовика - тверді опади, які накопи-чуються на дні, а також на схилах западин. Для існування льодовиків потрібний вологий клімат із від’ємними температурами взимку та влітку. Якщо влітку спостерігаються позитивні температури, то період із теплою погодою має бути коротким, щоб сніг, який випав, не встиг розтанути. Звісно, що в холодну пору року на суші йде накопичення твердих атмосферних опадів, а в теплий період - їх танення. У будь-який момент часу можна знайти межу між поверхнею, яка вкрита снігом, та поверх-нею, де снігу немає. Ця межа має назву сезонної снігової лінії.

Снігова лінія - це лінія, яка поділяє ділянки з позитивним та від’ємним балансом снігу. Вище снігової лінії прибуток снігу більший за витрати, тому відбувається його накопичення, а нижче - втрати снігу перевищують надходження, тому сніговий покрив там буває періодично.

Кліматична снігова лінія - це середнє положення снігової лінії і визначається кліматичними умовами місцевості. Вище неї у середньому за рік снігу може накопичуватися більше, ніж танути чи випаровуватись; нижче увесь сніг, що випав узимку, може повністю розтанути влітку. Вище кліматичної снігової лінії спостерігається позитивний сніговий баланс, нижче - від’ємний, а на самій лінії - нульовий сніговий баланс. Сніг накопичується до певної висоти, нижче якої знову встановлюється рівновага.

Частина тропосфери, що розташована вище кліматичної снігової лінії, в межах якої сніговий баланс позитивний і відбувається накопичення твердих атмосферних опадів, називають хіоносферою.

Висотне кліматичне положення снігової лінії визначається кліматичними умовами. Найвище снігова лінія розміщена в субтропіках (на висоті - 6500 м), де спостерігається найбільш висока температура повіт-ря, недостатня кількість атмосферних опадів і підвищена сухість повітря в цих широтах. На екваторі вона розміщена на висоті 4900 м. Найнижче снігова лінія, розміщена в полярних районах, опускаючись в Антарктиді до рівня моря, що пояснюється низькими температурами. У Південній півкулі, для якої характерний морський клімат і випадає більше опадів, кліматична снігова лінія розташована нижче, ніж у Північній півкулі.

Якщо в тому або іншому районі земна поверхня має висоти, котрі перевищують висоту кліматичної снігової лінії, то саме тут накопичення снігу приводить до його перетворення в фірн і лід та виникає льодовик. Так, вище кліматичної снігової лінії виявляється вся Антарктида, вершини Анд і Кордильєр, деякі гори Аляски тощо. На навітряних (більш вологих і засніжених схилах) снігова лінія лежить нижче, ніж на схилах підвітряних.

Таким чином, головна причина зледеніння – кліматична. Основною умовою існування льодовиків є позитивний сніговий баланс, тобто переважання накопичування снігу над його витратами, чому сприяє велика кількість твердих атмосферних опадів і тривалий період від’ємних температур повітря.

Окрім кліматичних умов утворенню льодовиків сприяють і умови орографічні та геоморфологічні: значні висоти, експозиція схилів (північна у Північній півкулі і південна у Південній), сприятлива орієнтація гірських хребтів по відношенню до напрямку перенесення вологих повітряних мас, плоскі або увігнуті форми рельєфу. Наприклад, на північних схилах Джунгарського Алатау кліматична снігова лінія розташована на висотах біля 3000 м, а на південних схилах – на висотах біля 3500 м.

Накопичення снігу вище кліматичної снігової лінії не може тривати нескінченно, і він повинен якимось чином “розвантажуватися”. Розвантаження накопиченого снігу відбувається постійно шляхом сповзання утворених льодовиків або сходом лавин.

Лінія з нульовим сніговим балансом на тілі самого льодовика проходить трохи нижче, ніж кліматична снігова лінія в даному районі Землі. Це можна пояснити як додатковим надходженням снігу на поверхню льодовика шляхом заметілі та лавинного перенесення, так і охолоджуючим впливом самого льодовика.

З багаторічним положенням снігової лінії на поверхні льодовика приблизно співпадає так звана фірнова лінія.

Фірнова лінія – горизонтальна лінія, яка відділяє поверхню фірну від поверхні льоду.

Лавина – це снігові маси, які сповзають із похилої підстилаючої поверхні гірських схилів, захоплюючи із собою нові маси снігу. Лавини, характерні для гірських масивів, де крутість схилів понад 15⁰, потужність снігу перевищує 0,5 м і можуть утворюватися як у холодну пору року, так і в теплу. Лавини бувають: сухі та мокрі, або ґрунтові.

Сухі лавини – снігова маса зривається від найменшого струсу повітря чи підстилаючої поверхні (постріл, порив вітру, різкі звуки) у місцях, де кут похилу поверхні понад 45^°, швидкість руху – до 80 – 100 м/с. Це зимові лавини.

Мокрі, або ґрунтові лавини – рухаються перекочуванням по змоченій талою водою поверхні ґрунту або снігу, обростають новими масами снігу, захоплюють каміння, землю, дерева тощо. Мокрі лавини дуже часто мають постійні шляхи руху, які називають лотками. Мокрі лавини характерні для теплої пори року.