8.2. Типи льодовиків

Розрізняють два основних типи льодовиків: материкові та гірські.

1. Материкові льодовики поширені на материках або великих островах (Нова Земля, Земля Франці-Йосифа та ін.). Форма материкових льодовиків майже не залежить від рельєфу підстилаючої поверхні землі і в основному обумовлена розподілом снігового живлення льодовика. Напрямок руху цих льодовиків зумовлений розподілом тиску і похилом його поверхні незалежно від похилу ложа льодовика. Абляція в материкових льодовиках незначна. Зменшення площі льодовика відбувається за рахунок обламування кінцевих частин льодовика, котрі сповзають у море. Ці уламки утворюють айсберги.

Айсберг – це льодова гора, яка підіймається над рівнем моря не менше, як на 5 м, за меншої висоти – це уламок айсберга. На 4/5 свого об’єму він занурений у воду, оскільки щільність льоду менша за густину морської води.

Материкові льодовики поділяються на льодовикові куполи (опуклі льодовики потужністю до 1 000 м); льодовикові щити (великі опуклі льодовики потужністю більше 1000 м і площею поверхні понад 50 тис. км²); вивідні льодовики (це швидко рухомі льодовики, через які здійснюється основна витрата льоду материкових льодовиків; вони закінчуються у морі, утворюючи плавучі льодовикові язики, що дають початок багаточисельним айсбергам); шельфові льодовики (плавучі або ті, що частково спираються на морське дно льодовики, вони є продовженням льодовикових покривів суші, рухаються вони з берега до моря і утворюють великі айсберги).

2.Гірські льодовики – це льодовики, які характеризуються невеликими розмірами, залежністю форми льодовика від форми трогів, чіткою різницею між зоною живлення і зоною стоку, спрямованим лінійним рухом. Швидкість руху таких льодовиків значна, а температура льоду наближається до температури його танення. Найбільш поширеними типами гірських льодовиків є:

Льодовики вершин: кальдерні льодовики – льодовики у кратерах згаслих вулканів; зіркоподібні льодовики – льодовики, які мають кілька язиків з одного фірнового басейну, розташованого на вершині гори.

Льодовики схилів: карові льодовики – невеликі льодовики, розміщені в заглибленні на схилах; висячі льодовики – льодовики на крутих схилах, у неглибоких западинах і які не мають чіткого обмеження з боків; присхилові – витягнуті вздовж гірського підніжжя;

Долинні льодовики – льодовики, що розташовані у верхніх і середніх частинах гірських долин і поділяються на: прості, або альпійські – це льодовики, які складаються з одного потоку або льодовикового язика (Альпи); складні, або кавказькі – льодовики, які мають льодовикові потоки з притоками, поширені на Кавказі; туркестанські – формування льодяного матеріалу відбувається за рахунок снігових лавин, мають малу площу живлення і велику площу стоку (Середня Азія); деревоподібні або тянь-шанські – льодовики, які за зовнішнім виглядом нагадують дерево, характеризуються великими запасами води.

3. Утворення льодовиків та їх будова

На кожному льодовику можна виділити дві області: верхню, де від-бувається накопичення снігу, фірну і льоду і нижню, де лід, який перемістився із першої області, тане. Ці області називають відповідно областю живлення (акумуляції) і областю абляції (витрат).

Тверді атмосферні опади, які накопичуються в увігнутих формах рельєфу, із часом змінюють свій первісний вигляд. Під дією сонячних променів свіжий сніг у поверхневому шарі розтає. Тала вода просочується в глиб снігу, замерзає, утворює льодяні кристали. Уночі поверхня талого снігу вкривається льодяною кіркою, яка називається настом. Одночасно з цим сніг ущільнюється й осідає. В міру подальшого накопичення снігу його нижні шари під тиском верхніх ще більше ущільнюються і переходять у пухирчасту сіро-білу масу, яка складається з деформованих льодяних зерен. Це так званий фірн. Щільність фірну – 450-800 кг/м³ (у середньому близько 650 кг/м³).

Усе, більш ущільнюючись, фірн переходить у білий фірновий лід (щільність якого 850 кг/м³), а далі – в чистий прозорий лід блакитного кольору (із щільністю 800 -920 кг/м³), який називається глетчерним льодом. Зміна кольору та щільності льоду при утворенні льодовиків спричинена видаленням із маси льоду пухирців повітря. Так, свіжий сніг містить до 90 % повітря, фірн – 60 %, фірновий лід – 30 %, глетчерний – 15 %.

Важливе значення при утворенні льодовиків має режеляція – це замерзання окремих брил льоду при стиканні. При температурі 0^°С режеляція відбувається при нормальному тиску, а при більш низьких температурах – при підвищеному. Повторне замерзання талої води на поверхні льоду – конжеляція .Важливою властивістю льоду є пластичність – здатність текти під дією сили ваги, і, яка залежить також від температури і тиску. Під дією сили ваги та пластичності льодовики рухаються.

Таким чином, в льодовиках спостерігається три принципово різних способи утворення льоду – шляхом рекристалізації снігу та фірну (під тиском), шляхом замерзання талої води в товщі фірну (інфільтраційний лід), шляхом замерзання талої води на поверхні льоду (конжеляційний лід).

У різних кліматичних умовах, а також у різних частинах одного льодовика процес льодоутворення відбувається по-різному.

За П. Шумським та А. Крекне можна виділити декілька зон льодоутворення, які відрізняються по характеру танення щорічного снігу, ступені водовіддачі та вигляду льодоутворення :

1. Снігова (рекристалізаційна) зона – зона, в якій танення та водовіддача відсутні. Льодоутворення відбувається шляхом рекристалізації. Товщина фірну 50 - 150 м. Нижня межа зони відповідає середній річній температурі біля - 25⁰ С. Зона поширення - внутрішня частина Антарктиди (вище 900-1350 м над рівнем моря), Гренландії (вище 2000-3000 м), вершини Паміру (вище 6 200 м).

2. Снігово-фірнова (рекристалізаційно - режеляційна) зона – зона, де танення снігу відбувається тільки в теплу пору року, водовіддача практично відсутня. Льодоутворення відбувається в основному шляхом рекристалізації. Товщина фірну – 20 - 100 м. Зона характерна для периферії льодовикового покриву Антарктиди (на висоті 500 – 1 100 м), Гренландії, для високих гір Паміру (вище 5 800 м).

3. Холодна фірнова (холодна інфільтраційно-рекристалізаційна) зона – зона, де танення і водовіддача із річного шару снігу помірні. У нижніх шарах вода знову замерзає. Льодоутворення відбувається на 2/3 шляхом замерзання інфільтраційної води і на 1/3 шляхом рекристалізації. Температура льодовика нижче 0⁰ С. Ця зона поширена в горах з континентальним кліматом.

4. Тепла фірнова (тепла інфільтраційно-рекристалізаційна) зона – зона, де танення та водовіддача значні, формується інтенсивний стік. Льодоутворення відбувається як шляхом інфільтраційного замерзання так і рекристалізації. Товщина фірну – 20–40 м. Температура льодовика біля – 0⁰ С. Ця зона поширена в горах і на арктичних островах в умовах морського клімату.

5. Фірново-льодяна (інфільтраційна) зона – танення і водовіддача значні. Льодоутворення в основному інфільтраційне. Товщина фірну не більше 5 - 10 м. Зона характерна для гірських льодовиків в умовах континентального клімату.

6. Зона льодяного живлення (інфільтраційно-конжеляційна) – танення і водовіддача інтенсивні. Льодоутворення відбувається шляхом інфільтрації та конжеляції. Фірну в цій зоні немає. Зона типова для гірських льодовиків в умовах континентального клімату.

Поступове накопичення снігу в області живлення льодовика призводить до того, що під дією сили тяжіння та градієнтного тиску надлишок льоду, який має певну пластичність, переміщується в область абляції, де починає танути. Ця область не має фірну і складається лише з льоду. Область абляції у гірських льодовиків часто називають язиком льодовика.

Відношення площі області живлення льодовика ( Fn ) до площі області абляції ( Fa ) називають льодовиковим коефіцієнтом:

к _л= Fn/Fa

Значення льодовикового коефіцієнта буває різним для різних льодовиків. У сучасних умовах долинні льодовики Альп, Кавказу, Скандинавії мають льодовиковий коефіцієнт від 1 до 2. У карових льодовиків цей коефіцієнт дорівнює 0.5-1.

У тілі великих льодовиків є складна гідрографічна мережа, яка утворена системою взаємозв’язаних порожнеч, гротів, тріщин, колодязів, каверн, повністю або частково заповнених водою, лінз води та струмків.

У місцях зміни рельєфу ложе льодовика (розширення або перегини ложа) при русі льодовика виникають відповідно поздовжні та поперечні тріщини.

На поверхні, у товщі льодовика та поблизу нього зустрічаються накопичення уламкового матеріалу – морени.