17. Образование, типы, режим и рельефообразующая деятельность ледников.

Естественная масса кристаллического льда, имеющая значительные размеры, образованная из атмосферных, преимущественно твердых осадков, расположенная главным образом на суше, находящаяся в движении и существующая длительное время..

Ледники - движущиеся естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности; образуются в тех районах, где твердых атмосферных осадков отлагается больше, чем стаивает и испаряется. В пределах ледников выделяют области питания и абляции. Ледники делятся на наземные ледниковые покровы, шельфовые и горные. Общая площадь современных ледников около 16,3 млн. км2 (10,9% площадь суши), общий объем льдов около 30 млн. км3.

Ледники - скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. Это естественные массы кристаллического льда (в верхней части - фирна), образующиеся на поверхности Земли в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега). В некоторых случаях движение льда прекращается, и образуется мертвый лёд. Многие ледники продвигаются на некоторое расстояние в океаны или крупные озера, а затем образуют фронт отёла, где происходит откол айсбергов. Выделяют четыре основных типа ледников: материковые ледниковые покровы, ледниковые шапки, долинные ледники (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий).

Наиболее известны покровные ледники, которые могут целиком перекрывать плато и горные хребты. Крупнейшим является Антарктический ледниковый покров площадью более 13 млн. км.2, занимающий почти весь материк. Другой покровный ледник находится в Гренландии, где он перекрывает даже горы и плато. Общая площадь этого острова 2,23 млн. км.2, из них ок. 1,68 млн. км.2 покрыто льдом. В этой оценке учтена площадь не только самого ледникового покрова, но и многочисленных выводных ледников.

Термин «ледниковая шапка» иногда употребляется для обозначения небольшого покровного ледника, но правильнее так называть относительно небольшую массу льда, покрывающую высокое плато или горный хребет, от которой в разных направлениях отходят долинные ледники. Наглядным примером ледниковой шапки является т.н. Колумбийское фирновое плато, расположенное в Канаде на границе провинций Альберта и Британская Колумбия (52°30ў с.ш.). Его площадь превышает 466 км2, и от него к востоку, югу и западу отходят крупные долинные ледники. Один из них – ледник Атабаска – легкодоступен, так как его нижний конец удален всего на 15 км. от автомагистрали Банф – Джаспер, и летом туристы могут кататься на вездеходе по всему леднику. Ледниковые шапки встречаются на Аляске севернее горы Св. Ильи и восточнее Рассел-фьорда.

Долинные, или альпийские, ледники начинаются от покровных ледников, ледниковых шапок и фирновых полей. Подавляющее большинство современных долинных ледников берет начало в фирновых бассейнах и занимает троговые долины, в формировании которых могла принимать участие и доледниковая эрозия. В определенных климатических условиях долинные ледники широко распространены во многих горных районах земного шара: в Андах, Альпах, на Аляске, в Скалистых и Скандинавских горах, Гималаях и других горах Центральной Азии, в Новой Зеландии. Даже в Африке – в Уганде и Танзании – имеется ряд таких ледников. У многих долинных ледников есть ледники-притоки. Так, у ледника Барнард на Аляске их по крайней мере восемь.

Другие разновидности горных ледников – каровые и висячие – в большинстве случаев представляют собой реликты более обширного оледенения. Они встречаются главным образом в верховьях трогов, но иногда расположены прямо на склонах гор и не связаны с нижележащими долинами, причем размеры многих чуть больше питающих их снежников. Такие ледники распространены в Калифорнии, Каскадных горах (шт. Вашингтон), а в национальном парке Глейшер (шт. Монтана) их около полусотни. Все 15 ледников шт. Колорадо относятся к каровым или висячим, а наиболее крупный из них каровый ледник Арапахо в округе Боулдер целиком занимает выработанный им кар. Протяженность ледника всего 1,2 км (а некогда он имел длину ок. 8 км), примерно такая же ширина, а максимальная мощность оценивается в 90 м.

Предгорные ледники располагаются у подножий крутых горных склонов в широких долинах или на равнинах. Такой ледник может образоваться из-за распластывания долинного ледника (пример – ледник Колумбия на Аляске), но чаще – в результате слияния у подножья горы двух или нескольких спускающихся по долинам ледников. Гранд-Плато и Маласпина на Аляске – классические примеры ледников такого типа. Предгорные ледники встречаются и на северо-восточном побережье Гренландии.

Строение ледника

Ледник - это масса природного наземного льда преимущественно атмосферного происхождения, обладающая самостоятельным движением в результате деформаций, вызываемых действием силы тяжести.

Снеговая граница/снеговая линия - это высотный уровень, выше которого накопление твердых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением. Это важный пограничный уровень, определяющий существование ледников. Высота снеговой границы определяется: циркуляцией атмосферы, обуславливающей количество осадков в данном районе; радиационными условиями, температурой воздуха, определяющими долю твердых осадков и интенсивность таяния снега и льда; абсолютной и относительной высотой горных сооружений, расчлененности рельефа и ориентировки горных хребтов относительно направления влагонесущих воздушных потоков. Различают несколько разновидностей снеговой границы: климатическая (теоретическая, " уровень365"), сезонная, местная (истинная), орографическая, фирновая линия.

Основные характеристики ледников: площадь, длина, высотное положение, толщина, объем, масса ледника, характеристики поверхности и ложа, температурный режим.

Главные части ледника

Каждый ледник состоит из областей питания и расхода, разделенных границей питания. В первой из них области питания (фирновая область, фирновый бассейн) накопление твердых атмосферных осадков (аккумуляция) больше их расхода на таяние, испарение, вынос снега ветром. Во второй - области расхода (область абляции, ледниковый язык) расход льда больше прихода.

Аккумуляция на ледниках слагается из твердых осадков, выпадающих из атмосферы в виде снега, крупы, града, ледяного дождя; нарастающих осадков, образующихся на поверхности снега и льда в виде изморози и гололеда; метелевого навевания снега и схода лавин с вышележащих склонов. Главным источником аккумуляции снега на ледниках являются твердые атмосферные осадки, связанные в основном с циклонической деятельностью.Абляция (от лат. «абляцио» — отнятие, снос) - уменьшение массы ледника путем таяния, испарения, обвалов льда, сдувания снега ветром, откола айсбергов (для ледников высоких широт Арктики и Антарктики). Главная роль в абляции горных ледников принадлежит таянию снега и льда под влиянием солнечной радиации и тепла атмосферного воздуха. Роль испарения невелика. Этот вид абляции называют поверхностной абляцией. Различают еще внутреннюю и подледниковую абляции, обусловленные геотермическим теплом, теплом воды, проникающей в толщу ледника и под ледник по трещинам и ледниковым колодцам, а также теплом, выделяющимся в результате движения ледника и трения его о ложе. Роль внутренней и подледниковой абляций обычно много меньше, чем поверхностной. Зону абеляции иногда называют областью стока или областью разгрузки.

Соотношение прихода и расхода массы снега и льда на леднике за определенное время называется балансом массы ледника. Нарастание массы снега и льда от предыдущей летней поверхности до максимума в конце зимы - зимний баланс массы, а уменьшение массы от максимума до конца периода таяния - летний баланс массы. При подтаивании ледников и их размыве проникающими по трещинам поверхностными водами образуются ледниковые пещеры.

Годовой баланс массы - алгебраическая сумма годовой аккумуляции и годовой абляции.

Ледники, растекающиеся в стороны по предгорной равние. Канадский Арктич. архипелаг, о. Аксель-Хейберга

Движение ледника - вязкопластическое течение и /или блоковое (глыбовое) скольжение льда по ложу и внутриледниковым разрывам и сколам, из области питания к концу ледника.

Скорость зависит от мощности льда, наклона ложа, температуры, времени и наличия воды в леднике. В процессе движения льда в ледниках возникают напряжения, как растяжения, так и сжатия, связанные с изменениями уклона ложа, сужением или расширением русла ледяного потока, изменениями условий на ложе, ускорением движения льда. Результатом растягивающих напряжений являются трещины, а сжимающих напряжений - складки, замыкающие трещины.

Ледниковый комплекс - совокупность закономерно расположенных ледниковых форм рельефа (ледниковый ландшафт) и ледниковых отложений (морена), образовавшихся в концевой части ледника.

Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Преобразование снега в фирн, а затем в лёд, может идти как при отрицательной температуре, так и при температуре таяния. В первом случае — путём рекристаллизации, вызываемой давлением вышележащей толщи и уменьшением пористости снега. Во втором случае — посредством таяния снега с повторным замерзанием талой воды в толще.

Различают ледники горно-долинные (так как они связаны с горным рельефом, занимая долины с характерным корытообразным поперечным профилем, так называемые троги), покровные и шельфовые.

Горно-долинные ледники, среди которых встречаются и висячие, и каровые, и переметные, распространены практически повсеместно, от Килиманджаро в Африке и сверкающих гребней Анд в Южной Америке до вершин Гималаев, Гиндукуша, Памира и Тянь-Шаня. Крупнейший из горных ледников — Федченко ледник. В России наиболее крупные горные ледники сосредоточены на Кавказе. Однако их площадь редко превышает 30 км2, а длина 10 км.

К покровным ледникам можно отнести ледниковый щит Антарктиды, если его рассматривать как единый покровный ледник. В пределах единого покрова выделяют отдельные ледяные потоки, направленные от центра материка к периферии. Крупнейший среди них — ледник Бидмора (длина 200 км, ширина до 40 км). Значительно меньше по своим размерам покровные ледники Арктики.

Шельфовые ледники являются плавучим продолжением материковых покровных ледников. Самый крупный из них — Росса шельфовый ледник.

Режим ледников

Ледники сами по себе и как элементы природных систем – не пассивные образования: они движутся, меняют свои размеры и формы, возникают и исчезают, обмениваются массой и энергией с окружающей средой (атмосферой, подстилающими породами, водоемами, в которых они оканчиваются), изменяют эту среду, переходят в новое состояние. Важнейшей характеристикой режима ледников служит их массообмен с окружающей средой, которым определяется существование и эволюция оледенения, его роль как природного ресурса и стихийных угроз. Области питания (аккумуляции) и расхода (абляции) разделяются границей питания ледника. Аккумуляция на ледниках увеличивается от высоких широт к низким вместе с повышением влагосодержания воздуха.. Основными глобальными закономерностями изменения режима ледников служат зависимости составляющих их баланса массы от широты и расстояния от океана, питающего ледники осадками. С уменьшением значений широты возрастают летние температуры воздуха на постоянной высоте, с ростом температуры ледники поднимаются вверх по рельефу, где и сохраняются.. От высоких широт к низким растет поступающая на сушу и на ледники солнечная радиация. Низкие значения температуры воздуха и солнечной радиации в высоких широтах приводят к небольшим скоростям таяния и аккумуляции на ледниках. Это способствует поддержанию их существования и даже роста, поэтому в полярных зонах доминируют покровные ледники. В более южной широтной зоне (в Исландии, Скандинавии, в зоне вечной мерзлоты в Сибири, на Камчатке) ледники получают достаточно большие осадки и располагаются на высотных уровнях, где возможно накопление льда, концы их подвергаются интенсивному таянию, поэтому массообмен в ледниках чрезвычайно интенсивен. В следующей, умеренной широтной зоне, в поясе альпийского орогенеза, существование оледенения поддерживается высокими горными цепями. Аккумуляция и абляция здесь весьма велики, например, на леднике Мер де гляс в Альпах значения аккумуляции достигают 670 г/см². На ледниках тропического пояса скорость массообмена также велика, но меньше, чем в умеренном поясе из-за меньших размеров ледников. Вторая глобальная закономерность изменения режима ледников состоит в уменьшении интенсивности массообмена в ледниковых системах по мере удаления их от океана, питающего их осадками. Третья закономерность состоит в разной интенсивности массообмена на обращенных к влажным потокам сторонах горных систем и в их подветренных или внутренних частях. Однако масштаб изображения на картах не дает возможности проследить эту закономерность на всех ледниковых системах. Процессы функционирования ледников, прежде всего их питания (аккумуляции) и движения и расхода (абляции) представлены на картах режима ледников. Значения аккумуляции-абляции на картах ледниковых систем изображаются «полями» - изолинейным способом. В мелком масштабе на карте (в Атласе снежно-ледовых ресурсов мира это масштабы 1: 1,5 млн – 1: 3 млн) невозможно отобразить каждый отдельный ледник, поэтому изолинии характеризуют обобщенные значения массообмена для всей ледниковой системы в целом.