Ледниками называют устойчивые во времени накопления льда на земной поверхности. Они могут возникать только выше снеговой» границы, хотя в процессе динамики ледник может спускаться и ниже ее. Лед в больших массах приобретает пластичность и способен течь. Величина уклона и мощность льда - важнейшие условия его движения. Поскольку и величина уклона поверхности, и сама возможность накопления льда наиболее благоприятны в горах, образование современных движущихся ледников во всех зонах, кроме полярной, возможно только в условиях высокогорного рельефа.
Питание ледника осуществляется за счет твердых атмосферных осадков, выпадающих на его поверхность, переноса снега ветром, обрушения снега со склонов и конденсации воздушных паров на поверхности ледника.
По условиям баланса твердой фазы воды (т. е. снега, фирна льда) ледник может быть разделен на зону аккумуляции и зону абляции. Абляцией называется расход льда через таяние и испарение. Абляция приводит к уменьшению мощности краевой части ледника. Интенсивность абляции находится в прямой зависимости от температуры воздуха. Колебания температуры обусловливают колебания абляции, поэтому положение края ледника не остается постоянным. Незначительные изменения положения края ледника называют осцилляцией.
Различают, прежде всего, ледники покровные, или материковые, и ледники горные. Последние подразделяются на ряд типов - долинные, каровые, вулканических конусов, кальдерные, плоскогорные и др. Наряду с этими основными типами можно выделить также ледники подножий гор и шельфовые ледники. В настоящее время на Земле существует всего лишь два подробных материковых ледника - это ледяные покровы Гренландии и Антарктиды. Характерными чертами этого типа оледенения является огромная площадь льда (площадь оледенения Антарктиды составляет около 13,2 млн. квадратных километров) и его колоссальная мощность - до 4 км. Максимальной мощности ледниковый покров достигает в центральной части. У края мощность ледника сокращается, и здесь проглядывают отдельные выступы его каменного ложа. Такие выходы коренного ложа в Антарктиде называют «оазисами» (оазис Бангера в окрестностях советской антарктической станции «Мирный»). Если останцы резко выражены в рельефе, их называют нунатаками.
Покровные ледники Гренландии и Антарктиды стекают в море через занятые ими понижения в прибрежном рельефе. Такие потоки льда называются выводными ледниками. Лед, достигнув воды, всплывает, разламывается, в результате образуются огромные глыбы плавучего льда - айсберги.
Большие массы льда на периферии Антарктиды лежат на шельфе или частично находятся на плаву. Это шельфовые ледники.
В горах образование ледников начинается со стадии снежника или фирнового пятна. На каком-то участке накопившийся за зиму снег не успевает стаять за лето. В следующий год здесь накапливается новая порция снега. Снег постепенно превращается в фирн, а затем в лед. Наличие устойчивого скопления льда обусловливает интенсивное морозное выветривание горных пород, на которых он залегает, а талые воды обеспечивают вынос продуктов выветривания. Постепенно образуется циркообразное (креслообразное) углубление с крутыми, часто отвесными стенками и пологим, вогнутые дном - кар 1 . Ледник вступает в новую стадию развития - стадию карового ледника. Деятельные кары, т. е. кары, занятые ледниками, располагаются несколько выше снеговой границы.Следующая стадия развития ледника - формирование долинного ледника. Масса льда уже не умещается в каре и начинает медленно спускаться вниз по склону. В качестве трассы стока лед обычно использует какую-либо эрозионную форму, постепенно ее разрабатывая и расширяя. Долина, по которой движется ледник, приобретает корытообразную форму. Такая
1 Corrie - шотланд. кресло. 186
ледниковая долина называется трогом 1 .
Если снеговая граница лежит низко, где-то на уровне подножья гор, подвергающихся оледенению, ледник выходит на предгорную равнину и растекается у подножья. Ледники, находящиеся в этой стадии развития, называют ледниками подножий. Типичный ледник подножья - ледник Маласпина на Аляске, образовавшийся в результате слияния нескольких долинных ледников у подножья гор.
Ледники существуют всюду, где темпы аккумуляции снега значительно превышают темпы абляции (таяния и испарения). Ключ к пониманию механизма формирования ледников дает изучение высокогорных снежников. Свежевыпавший снег состоит из тонких таблитчатых гексагональных кристаллов, многие из которых имеют изящную кружевную или решетчатую форму. Пушистые снежинки, которые падают на многолетние снежники, в результате таяния и вторичного замерзания превращаются в зернистые кристаллы ледяной породы, называемой фирном. Эти зерна в диаметре могут достигать 3 мм и более. Слой фирна имеет сходство со смерзшимся гравием. Со временем по мере накопления снега и фирна нижние слои последнего уплотняются и трансформируются в твердый кристаллический лед. Постепенно мощность льда увеличивается до тех пор, пока лед не приходит в движение и не образуется ледник. Скорость такого преобразования снега в ледник зависит главным образом от того, насколько темпы аккумуляции снега превышают темпы его абляции
Ледники образуются за счет накопления снега и его преобразования (метаморфизации) в лед. Для образования ледника необходим холодный и влажный климат, при котором количество выпадающего снега больше или равно количеству таящего. Накопление снега возможно только при отрицательной среднегодовой температуре (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий).
Линия, ограничивающая зону, в пределах которой среднегодовое количество твердых осадков равно их убыли, называется снеговой линией. Ледники образуются только выше снеговой линии. Положение снеговой линии зависит от широты местности. В Гренландии она совпадает с нулевой отметкой, на Кавказе 3000 м, на Алтайском хребте – 4800 м, в Гималаях до 6000 м. Зависит она и от влажности климата. В Альпах она проходит на отметке 2600 м, на Западном Кавказе – 2700 м, на Восточном Кавказе – 3800. В зависимости от экспозиции склона изменяется количество осадков, меняется и положение снеговой линии. Так на северных склонах Алтайского хребта она проходит на уровне 4000 м, на южных – 4800 м.
В пределах одной горной системы снеговая линия ниже на передовых хребтах. Так, на Тянь-Шане на передовых хребтах снеговая линия опускается на 600 метров ниже, чем на главных. Встречаются и исключения из правил. Например, на Западном Кавказе находится ледник Химса. Он существует в зоне положительных среднегодовых температур и сохраняется только за счет большого количества выпадающего на его поверхность снега. Влажный воздух, идущий с моря, охлаждается над ледником и дает ему воду в виде снега. На соседних участках хребта, где ледников нет, столь интенсивного выпадения осадков не происходит.
Как же образуется лед? Снег попадает на дно долин в виде твердых осадков, либо сносится туда лавинами. На плоских и вогнутых частях склонов снег может накапливаться многие сотни лет. Под воздействием солнца и ветра он преобразуется в фирн. Снежинка – это лучистый кристаллик льда. Солнце и ветер изменяют упавшую снежинку, при этом она теряет звездную форму и превращается в зернышко. При таянии снега, вода просачивается в его толщу и там замерзает. Но при этом новых кристаллов не образуется, а происходит рост уже существующих. Заметную роль здесь играет и сублимация, возгонка снега. Образующиеся при этом водяные пары конденсируются и намерзают на кристаллы фирна. Фирном называется снег, имеющий зернистую структуру и возраст более года. При меньшем возрасте фирн принято называть фирновым снегом. Зерна фирна постепенно растут, достигая величины от 5 до 100 миллиметров.
Чем старше фирн, тем глубже он залегает, и тем крупнее его зерна. С ростом зерен, из фирна вытесняется воздух, и он становится плотнее. Наконец, зерна срастаются и образуют однородную массу – белый фирновый лед. Нечто подобное видим мы на асфальте весной, когда дворники скалывают лед с мостовых. Но в городах свежий снег пешеходы превращают в лед всего за пару дней, а в природе для этого требуются многие годы.
Лед одновременно хрупок и пластичен. Чем выше температура и давление, тем пластичнее лед. Благодаря пластичности нижние слои льда выдавливаются верхними слоями, и они начинают течь. Из-под толщи фирна выползает глетчерный лед. Разумеется, направление его течения зависит от рельефа местности. Для того чтобы лед начал течь по пологой поверхности необходим вес шестидесятиметровой толщи льда. Однако, если уклон долины значителен, лед течет и при меньшем давлении. При крутизне 40-45° для этого достаточно всего двухметровой толщи.
Скорость течения льда измеряется сантиметрами в сутки, но у крупных ледников она достигает 3-7 метров в сутки.
У ледника различают зону питания (фирновый бассейн), где собираются основные массы снега и зону стока – язык ледника. Граница между ними называется фирновой линией.
По мере течения вниз по долине, лед тает и, наконец, не некоторой высоте количество притекающего льда становится равным количеству тающего. Здесь язык ледника кончается. Если количество осадков постоянно, ледник занимает стационарное положение. Если оно увеличивается – ледник наступает, пока вновь не придет в равновесие.
Когда климат теплеет, и количество твердых осадков сокращается, линия равновесия поднимается выше по долине. При быстром отступлении ледника, участки льда на концах языка или у берегов, обычно покрытые мореным чехлом, перестают двигаться и отделяться от ледника. Такой лед называется мертвым. Лед под мореным чехлом тает неравномерно, образуя воронки, озера, крутые сбросы. Движение по таким участкам требует особого внимания. Мертвый лед, засыпанный толстым обломков, называется погребенным льдом.
Начальную стадию ледника называют снежником. Когда снежно-ледниковые массы достигают такой толщины, то начинают заметно двигаться, они становятся настоящими ледниками.
Сливаясь, долинные ледники образуют дендритовый ледник, а дендритовые ледники, сливаясь, образуют сетчатую ледниковую систему.
Презентация на тему "Ледники и айсберги" по географии в формате powerpoint. Эта интересная презентации для школьников рассказывает о том, что такое ледники, как они образуются, какие бывают, какое имеют значение. Автор презентации: Дедух Галина Васильевна, учитель географии.
Фрагменты из презентации
Как снег превращается в лед?
Лед ледника образуется из снега. Если снега, выпадает больше, чем успевает растаять, он накапливается, становиться зернистым, пронизанным порами, т. е. превращается в фирн, в дальнейшем под воздействием собственной силы тяжести фирн превращается в лед.
Какие условия необходимы для образования ледника?
- Температура воздуха должна быть ниже 0°С в течение всего года.
- Снега должно выпадать больше, чем может растаять.
Снеговая линия - это граница, выше которой снег не тает, а накапливается, образуя ледник.
Строение ледника
Ледник состоит из двух основных частей:
- область питания – здесь снег накапливается;
- область расхода – происходит таяние снега.
Виды ледников
- Горные (ледник в Альпах);
- покровные (ледники Антарктиды, Гренландии, Исландии).
Что такое морена?
Ледники обладают пластичностью. Их языки спускаются из области питания иногда значительно ниже снеговой линии. При этом они тают, образуя ручьи и реки. На поверхности остаются обломки горных пород, принесенных ледником (размеры от песчинки до крупных валунов), которые называют мореной.
Как образуются айсберги?
Айсберги у берегов Антарктиды достигают гигантских размеров: 45 км в ширину, 170 км в длину при толщине более 200 м. Большая часть айсберга (до 90% его объема) находится под водой.
Значение ледников
Ледники дают начало и питание горным рекам, они также служат источником питьевой воды.
Ледники существуют всюду, где темпы аккумуляции снега значительно превышают темпы абляции (таяния и испарения). Ключ к пониманию механизма формирования ледников дает изучение высокогорных снежников.
Свежевыпавший снег состоит из тонких таблитчатых гексагональных кристаллов, многие из которых имеют изящную кружевную или решетчатую форму.
Пушистые снежинки, которые падают на многолетние снежники, в результате таяния и вторичного замерзания превращаются в зернистые кристаллы ледяной породы, называемой фирном. Эти зерна в диаметре могут достигать 3 мм и более. Слой фирна имеет сходство со смерзшимся гравием.
Со временем по мере накопления снега и фирна нижние слои последнего уплотняются и трансформируются в твердый кристаллический лед.
Постепенно мощность льда увеличивается до тех пор, пока лед не приходит в движение и не образуется ледник.
Скорость такого преобразования снега в ледник зависит главным образом от того, насколько темпы аккумуляции снега превышают темпы его абляции.
Ледник образуется в месте, где аккумуляция снега и льда превышает его абляцию. В определенный момент накопленные массы снега и льда начинают продвижение под действием давления верхних слоев льда и наклона поверхности, на которой лежит ледник. На очень крутых ландшафтных поверхностях такой процесс может произойти, даже если толщина льда достигла только 15 метров.
Снег, который образует ледник, проходит через повторяющиеся процессы таяния и нарастания, которые преобразуют его в фирн - определенную форму ледяных гранул. Под давлением вышележащих слоев льда и снега эти гранулы переходят в форму более и более тонкого фирна. Через некоторое время слои фирна проходят через дальнейшие процессы уплотнения и таким образом образуется ледниковый лед.
Такой лед имеет меньшую плотность по сравнению со льдом, образованным на открытых водных поверхностях, так как воздух между снежинками оказывается закупоренным и образует воздушные пузырьки между ледяными кристаллами.
Заметный голубоватый оттенок ледника ошибочно приписывают Релеевскону рассеянию в пузырьках воздуха в толщах льда. Ледник имеет голубоватый оттенок по той же причине, почему вода имеет синий; этот эффект происходит из-за малого поглощении красного светового спектра молекулой воды.
Высота над уровнем моря и рельеф, эти два фактора являются решающими для процесса формирования ледника. На рисунке выше приведены примеры трех горных вершин, при этом образование ледника происходит только на одной из них.
На горе слева образование ледника не происходит по причине того что вершина горы находится ниже снеговой линии, следовательно снег не накапливается из года в год, что является необходимым условием образования ледника.
Вершина горы справа находится выше уровня снеговой линии, но из-за крутых склонов горы снег не задерживается на них и ледник не образуется. На горе в центре выполняются оба условия: происходит ежегодное накопление снега и рельеф горы способствует формированию ледника.
Ледником называется «масса льда, характеризующаяся постоянным закономерным движением, расположенная главным образом на суше, существующая длительное время, обладающая определенной формой и значительными размерами и образованная благодаря скоплению и перекристаллизации различных твердых атмосферных осадков» . Из приведенного определения видно, что ледники могут образоваться только там, где возможно накопление больших снежных масс, сохраняющихся длительное время.
Для превращения в массу льда снег должен пройти ряд преобразований. В первой стадии рыхлая снежная масса постепенно уплотняется и подвергается перекристаллизации, которая осуществляется путем таяния снега с поверхности, проникновения и последующего замерзания образующейся воды в толще снега, а также за счет сублимации водяных паров на снежных кристалликах, путем испарения мелких снежинок и роста за их счет более крупных кристаллов льда. В результате этих процессов снег приобретает зернистое строение и его называют фирном. При дальнейшем разрастании и уплотнении зерна фирна смерзаются, но между ними еще остаются отдельные поры с пузырьками воздуха, благодаря которым лед
получает название пузырчатого. Впоследствии пузырьки воздуха удаляются, и образуется зернистый плотный лед (глетчерный лед).
Движение ледников ирельеф их поверхности
Из области накопления лед в силу присущей ему пластичности, находясь под действием силы тяжести накапливающихся новых масс фирна и льда, под давлением проникающей и замерзающей в трещинах воды, движется к месту стаивания. Стаивание начинается ниже снеговой границы, но положение места окончательного таяния ледника во многом зависит от размеров самого ледника и от микроклиматических условий той территории, по которой ледник движется. В силу этого языки даже соседних ледников могут заканчиваться на разных высотах. В полярных странах большие ледники не успевают растаять на суше, спускаются в море, от края их отрываются большие массы льда, которые уносятся морскими течениями. Такие плавающие по морю обломки ледников называют айсбергами.
Скорость движения ледников весьма различна: от нескольких сантиметров до 500 м в год. Движение ледников неравномерно в различных их частях. У горных долинных ледников наибольшие скорости наблюдаются в их осевой части, где меньше сказывается влияние трения о берега и дно ледникового ложа. У ледяных покровов Антарктиды наибольшие скорости наблюдаются там, где скопившиеся массы льда находят выход к морю (выводные ледники). Неравномерность движения ледника сопровождается появлением в его теле больших напряжений и образованием трещин. Многочисленные трещины возникают и там, где ледник движется по неровному ложу. Наиболее характерны для горных ледников трещины, возникающие на месте перехода льда через скальные пороги - ригели; здесь образуются ледопады. Поперечные профили горных долинных ледников в большой степени зависят от того, в какой части ледника его изучают. В области питания поперечные профили поверхности ледника имеют вогнутую форму, у места пересечения ледником снеговой линии - прямолинейную, в области таяния - выпуклую. Последнее объясняется тем, что в области стаивания наиболее быстро тают края ледника, где он оказывается вблизи нагретых солнечными лучами горных склонов.