Глава VII Геологическая деятельность льда.
Ледники образуются из снега выше климатической снеговой линии, или нижней границы нивальной зоны, как результат взаимодействия хионосферы с земной поверхностью. В этой области снежный покров не успевает полностью растаять в летний период.
Превращение снега в лед. Снег выпадает в форме красивых тонких, обычно гексагональных легких кристаллов, которые образуют рыхлый покров на поверхности Земли. Свежий снег обладает высокой пористостью и большой поверхностью соприкосновения с воздухом, что способствует испарению и сухой возгонке, т.н. сублимации, при которой выделяется тепло. Снежинки начинают уплотняться и, подтаивая, за счет высвобождающегося тепла, начинают изменять свою форму, превращаясь в округлые зерна и уплотняясь. Подобное состояние снега называется фирном. Дальнейшее уплотнение фирновых зерен ведет к их трансформации в фирновый лед, еще содержащий поры, а еще позднее уже в глетчерный лед, не имеющий пор, обладающий голубоватым цветом и менее плотный, чем речной лед.
Чтобы образовался 1 м3 льда необходимо 10-11 м3 снега, а чтобы снеговой покров длительно сохранялся нужно сочетание низких температур воздуха с обильными снегопадами.
Ледник – естественная массакристаллического льда и фирна (в меньшей степени), имеющая значительные размеры, образованная из атмосферных, преимущественно твёрдых, осадков, расположенная главным образом на суше, находящаяся в движении и существующая длительное время. По размерам, морфологии, способам питания, орографическогоположения и другим признакам выделяется более 30 типов ледников.Рассмотрим наиболее распространенные типы.
По форме ледников выделяются горно-долинные и покровные.
Горно-долинный тип ледников
Как во всех ледниках, так и в горно-долинных выделяются областипитания и абляции. Питание происходит за счет твердых осадков (снега), выпадающего выше снеговой линии и постепенно переходящего в фирн, азатем и в лед. Естественно, что областью накопления льда в горах являютсяпонижения между скальными пиками, напоминающие чаши и называемыекарами. Сливаясь между собой кары, образуют более обширные ледниковыецирки, из которых лед устремляется в горные долины, по которым можетперемещаться на десятки километров. В том месте, где ледник выходит из цирка, всегда существует перегиб склона, а в леднике возникает подгорнаятрещина. Область стока ледника всегда характеризуется обилием трещин, т.к. в горной местности существуют резкие перепады высот рельефа уступы, обрывы и т.д., т.е. быстро изменяется градиент склона. Область абляции представляет собой окончание ледника, где он тает и уменьшается в толщине и объеме.
Горно-долинные ледники подразделяются на простые и сложные. Последние характеризуются питанием из целого ряда ледниковых цирков и наличием языков льда, сливающихся в один крупный долинный ледник. Такие ледники характерны для многих горных систем типа Кавказа, Альп, Памира.
Нередко ледниками заняты высокогорные перевалы и языки льда спускаются по обе стороны горного хребта.
Существуют каровые ледники, располагающиеся только в каровом углублении. Иногда ледник выходит из кара, но не достигает днища главной долины, оставаясь как б ы висеть на склоне. Такие ледники называются висячими. От концов висячих ледников часто обрушиваются глыбы льда. Скорость движения ледников различна и зависит, в основном, от крутизны ложа и температуры льда. Скорости движения льда составляют от0,1-0,5 м/сутки, как, например, на Кавказе или в Альпах, до первых м/сутки на крупных ледниках Памира, Каракорума и Гималаев, а в Гренландии есть ледники, скорость перемещения которых в узких горных долинах достигает30 м/сутки.
Существуют ледники – их называют пульсирующими, которые как бы
внезапно приобретают аномально большие скорости движения. В горно-долинных ледниках скорость движения льда в плане и впоперечном разрезе различается в разных местах сечения ледника. У бортови у днища ледника скорости минимальны ввиду трения о коренные породы, ав середине и в центральной части в плане скорости перемещения будутбольше. Так как движение ледника неравномерно в поперечном сечении, онрастрескивается и трещины располагаются перпендикулярно осимаксимального по скорости течения ледника. Талые воды, текущие, как поповерхности, так и под днищем горно-долинных ледников разрабатываютнеровности и трещины, нередко превращая их в ледяные туннели илиглубокие канавы. Кроме того, эти водные потоки переносят большоеколичество разрушенного ледником обломочного материала с коренныхсклонов долины.
Поверхность ледников, не покрытых снегом, всегда изрезанатрещинами, которых особенно много там, где тело ледника испытываетвертикальный или горизонтальный изгиб и в нем развиваются напряжениярастяжения. Возникающие приэтом трещины располагаются веерообразно, расширяются в сторону максимальных разрывающих усилий.
Разрушительная деятельность ледников.
Термин экзарация (лат. “экзарацио” - выпахивание) используется дляобозначения эродирующей деятельности ледника, которая оказывается имблагодаря огромному давлению, движению льда, а также воздействию наложе ледника включенных в лед валунов, обломков, гравия и песка. Именноэта “прослойка” на контакте льда и горных пород, благодаря давлениюоказывает на последние абразивное действие, срезая выступы, истирая иполируя их, действуя как огромный лист наждачной бумаги. Благодаря такому абразивному действию ,V - образные речные горные долины, по которым начинает двигаться ледник, постепенно приобретают корытообразную U- образную форму трога (нем. “трог” - корыто). Если в
долине встречаются выступы более твердых пород - ригели, ледник переваливает через них, а перед ними или после них днище трога углубляется и образуются ванны выпахивания. В верхних частях горно-долинных ледников образуются, как ужеговорилось выше, чашеобразные кары и более крупные цирки.
Ледники крупных долин в горных областях часто принимают в себя более мелкие ледники из боковых долин, днище которых располагается намного выше коренного днища главной троговой долины. После таяния ледников образуются “висячие троги”, хорошо прослеживаемые, например, в ледниковых долинах Северного Кавказа, Баксана, Чегема, Уруха, Терека идругих.
Транспортная и аккумулятивная деятельность ледников.
При своем движении ледник захватывает и переносит различныйматериал, начиная от тонкого песка и, кончая, крупными глыбами, весом вдесятки тонн. Попадают они в тело ледника различными способами. В горно-долинных ледниках обломки пород скатываются со склонов врезультате выветривания, обвалов и оползней и, попадая, на ледперемещаются вместе с ним, проникая в трещины, погружаясь в лед за счетпротаивания последнего. Особенно много обломочного материаласкапливается в местах контакта ледника с бортом долины.
Материаллюбого размера, включенный в лед или переносимый льдоми впоследствии отложенный, называетсямореной.
Выделяются морены движущиеся и отложенные. В горно–долинныхледниках, существует ряд разновидностей морен в связи с их положением втеле ледника. Боковые морены располагаются в краевых частяхледника, срединные –вих середине, причем как на поверхности, так и внутрильда.
Срединные мореныобразуются при слиянии двухи более ледников, когда их смежные боковые морены сливаются в одну,расположенную по длине ледника.
Донная морена выстилает ложе ледника. В ледниках покровногоматерикового типа развиты преимущественно донные морены, т.к. ледперекрывает мощной толщей все выступы рельефа.
Отложенные морены образуются при движении ледника, а также вмоменты его стационарного положения, когда скорость наступания равняетсяскорости таяния или абляции. В последнем случае, как в горных, так и вравнинных, покровных ледниках формируется конечная морена или конечно-моренный вал. Различный обломочный материал, включенный в лед, вытаивает из него у края ледника. Но так как лед движется вниз, он приноситс собой все новые и новые порции обломочного материала, которыепостепенно и нагромождаются у его стоящего на одном месте края.
Если в горных ледниках конечные морены всегда имеют дугообразнуюформу, располагаясь выпуклой стороной вниз по долине, то на равнинахконечные морены повторяют изгибы краев ледникового покрова, частолопастями приникающими по древним речным долинам.
После отступания ледников остаются отложенные морены, - этодонные или основные морены и, в случае горно-долинных ледников –боковые морены.
Донная морена, образуется восновании ледника, когда при его движении происходит отрыв иперемалывание, раздробление, как твердых, так и рыхлых коренных пород ложа ледника.
Донные морены образуют обычно слабохолмистый рельеф, на фоне которого нередки отдельные овальные в планевозвышенности, высотой до 30 м и шириной в сотниметров.
Водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения.
Покровные и в меньшей степени, горно-долинные ледники при своемтаянии поставляют огромную массу воды. Целые реки воды текут поповерхности краевой части ледника, внутри него и подо льдом, вырабатываяв нем туннели. Естественно, что эта быстродвижущаяся вода производитбольшую работу, как аккумулятивную, так и эрозионную.
Объем талых вод сильно изменяется в зависимости от сезона, атакже от “холодного” или “теплого” типов ледника.
Благодаря постоянному выносу талых вод формируются ложбиныстока, образующих своеобразный рельеф чередования ложбин с широкимиднищами и крутыми склонами. Обломочный, главным образом, песчаныйматериал, влекомый этими потоками, распространяется на большихпространствах, образуя зандровые равнины, завнешним краем конечно-моренных валов.
При наступлении или отступлении ледника последовательно смещаются зоны накопления материала по его крупности. Так, если на глины накладываются пески и более крупные обломки, то значит, ледник наступал, продвигался вперед, область оледенения расширялась. Наложение на крупные обломки и пески глинистых осадков свидетельствует о периоде отступления ледника( рис.6).
Рис.6 Флювиогляциальные отложения, поселок Южный.
Флювиогляциальные отложения создают характерные формы рельефа: озы, камы и зандровые поля. Накопление обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких узких валов получило название озы. Камы представляют собой беспорядочно разбросанные холмы, состоящие из слоистых отсортированных песков, супесей с примесью гравия и прослоев глины. Широкие пологоволнистые равнины, расположенные за краем конечных морен, называют зандровыми полями: в их состав входят слоистые пески, гравий и галька.