5.2. Типы ледников

Ледники на Земле подразделяются на две основные 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.).

Покровные ледники подразделяются на ледниковые ку­пола (выпуклые ледники мощностью до 1000 м); ледниковые щиты (крупные выпуклые ледники мощностью более 1000 м и площадью поверхности свыше 50 тыс км²); выводные лед­ники (быстро движущиеся ледники) 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. Самый крупный горный ледник – ледник Беринга на Аляске длиной 203 км и площадью 5700 км².

В России покровное оледенение занимает наибольшие площади на Новой Земле, Северной Земле, Земле Франца-Иосифа. Горные ледники в России расположены на Кавказе, Алтае, в Саянах, на Северном Урале, в горах Бырранга и Путорана, на хребте Черского, Карякском на­горье, на Камчатке. Самые крупные горные ледники в СНГ – ледники Федченко площадью 652 км² и длиной 77 км на Памире и Южный Иныльчек площадью 567 км² и длиной 60,5 км на Тянь-Шане.

На протяжении геологической истории площадь оледенения на Земле существенно изменялась. Так, площадь ледников в по­следнюю ледниковую эпоху достигала 34 млн км² (в 2 раза больше современной), а в эпоху максимума четвертичного оледенения – 55 млн км² (в 3,4 раза больше современной).

5.3. Образование и строение ледников

На каждом леднике можно выделить две области: верхнюю, где идет накопление снега, фирна и льда, и нижнюю, где лед, переме­стившийся из первой области, 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, превращается сначала в зернистый снег, а затем в фирн, или зернистый лед, представляющий собой конгломерат бесфор­менных зерен льда крупностью 0,5–5 мм. Свежевыпавший снег может иметь очень малую плотность (до 100 кг/м³). Фирн имеет уже плотность порядка 450– 800 кг/м³ (в среднем около 650 кг/м³).

Дальнейшее уплотнение фирна и рекристаллизация приводят к образованию ледникового (глетчерного) льда плотностью 800–920 кг/м³ в зависимости от типа образования. Плотность чистого льда без пузырьков воздуха при нормальном атмосферном давлении около 917 кг/м³. На большой глубине в толще ледника плотность ледни­кового льда под влиянием давления может увеличиться до 925 кг/м³.

Таким образом, в ледниках наблюдается три принципиально различных способа образования льда – путем рекристаллизации снега и фирна (под давлением), путем замерзания талой воды в толще фирна (инфильтрационный лед), путем замерзания талой воды на поверхности льда (конжеляционный или так называемый "нало­женный" лед).

Можно выделить несколь­ко зон ледообразования, которые отличаются по характеру таяния ежегодного снега, степени водоотдачи и вида ледообразования.

1. Снежная (рекристаллизационная) зона. Таяние и водоотдача отсутствуют. Ледообразование происходит целиком путем рекрис­таллизации. Толщина фирна 50–150 м. Нижняя граница зоны соответствует средней годовой температуре около -25 °С (Гренландия, Памир).

2. Снежно-фирновая (рекристаллизационно-режеляционная) зона. Слабое таяние происходит лишь в теплый период года, водоотдача практически отсутствует (талая вода вновь замерзает внутри годо­вого слоя снега). Ледообразование идет в основном путем рекри­сталлизации. Толщина фирна 20–100 м. (Гренландия, Памир, Антарктида).

3. Холодная фирновая (холодная инфильтрационно-рекристаллиза-ционная) зона. Таяние и водоотдача из годового слоя снега уме­ренные. В нижних слоях вода вновь замерзает. Ледообразование происходит на ²/з путем замерзания инфильтрационной воды и на 1/3 путем рекристаллизации. Температура ледника ниже 0 °С. Эта зона широко распространена в Арктике и в горах с континенталь­ным климатом.

4. Теплая фирновая (теплая инфильтрационно-рекристаллизаци-онная) зона. Таяние и водоотдача значительные, формируется ин­тенсивный сток. Ледообразование идет в равной степени путем инфильтрационного замерзания и рекристаллизации. Толщина фирна 20–40 м. Температура ледника около 0 °С. Зона широко распро­странена в горах и на арктических островах в условиях морского климата.

5. Фирново-ледяная (инфилыпрационная) зона. Таяние и водоот­дача значительны. Ледообразование в основном инфильтрацион-ное. Толщина фирна не более 5–10 м. Зона характерна для горных ледников в условиях континентального климата.

6. Зона ледового питания (инфилътрационно-конжеляционная). Таяние и водоотдача интенсивные. Фирна в этой зоне нет. Зона типична для горных ледников в условиях континен­тального климата.

Перечисленные выше зоны образуют область питания (аккуму­ляции) ледника. Их поверхность представлена либо снегом, либо фирном, либо льдом.

Постепенное накопление снега и льда в области питания лед­ника ведет 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.

Типичное строение покровных и горных ледников приведено на рис. 5-7.

Рис. 5. Поперечный разрез Гренландского ледникового покрова

(по Б. Фриструпу): I – область питания; II – область абляции; 1 – ложе ледника (коренные породы); 2 - поверхность ледника; 3 – снег и фирн; 4 – лед; ------ – профиль выводного ледника

Рис.6. Продольные разрезы карового (а) и долинного (б) ледников:

I – область питания; II – область абляции; 1 – ложе ледника (коренные породы); 2 - поверхность ледника; 3 – снег и фирн; 4 – лед; 5 – морены; 6 – лини тока льда; ПТ – подгорная трещина; ЛП – ледопад; ДМ – придонная морена; КМ – конечная морена

В теле крупных ледников имеется сложная гидрографическая сеть, представляющая собой систему взаимосвязанных полостей, гротов, трещин, колодцев, каверн, полностью или частично запол­ненных водой, линз воды и ручейков.

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 основные группы – влекомые, в которых обло­мочный материал перемещается ледником, и отложенные, пред­ставляющие собой скопление обломочного материала, ранее прине­сенного и отложенного ледником. Среди влекомых морен выделяют морены поверхностные (включая боковые, срединные, поперечные и фронтальные), внутренние и при­донные (рис.7). Отложенные морены подразделяются на бе­реговые и конечные.

Рис.7. Схема поперечного строения горного ледника. Влекомые морены:

А — придонная; Б — внутренняя; В—срединная; Г— боковая