Льодовики – освіта, класифікації, будова

Льодовик – це маса льоду переважно атмосферного походження, що має в’язко-пластичну форму, яка сформувалась під дією сили тяжіння, і прийняла форму потоку, систему потоків, купола або плавучої плити.

Освіта льодовиків

Є кілька чинників, поєднання яких дозволяє в тій чи іншій місцевості утворитися льодовику, причому це досить тривалий процес, але два головні чинники – це рельєф і клімат. Відповідно, умови повинні бути такі, щоб в цьому місці переважали негативні температури повітря, опади випадали переважно у вигляді снігу і літо було не так теплим, щоб цей накопичений сніг встигав розтанути. Якщо такі умови зберігаються тривалий час, в зручних для цього формах рельєфу можуть утворитися льодовики.

Це повинно бути, по-перше, досить високо, тому що відома історія, що чим вище в гору ти лізеш, тим там холодніше, як правило. Є висотний градієнт температури: чим вище в атмосфері, тим холодніше. До того ж це має бути відповідна форма рельєфу. Наприклад, це може бути якийсь гірський цирк, гірська улоговина, верхів’я якиїсь долини, якщо говорити про гори. Або, наприклад, якесь плато, плоскогір’я на півночі, арктичні острови.

Сніг, який випадає взимку або влітку (в залежності від умов на висоті), повинен десь накопичуватися. Це може бути якась улоговина, долина. Є така форма рельєфу, як кар – це щось на зразок замкнутої з трьох сторін чашеобразной ввігнутої форми рельєфу, яка сприяє накопиченню снігу за умови відсутності дуже сильного танення влітку. Є і в горах такі місця, де середньорічна температура круглий рік негативна. Відповідно, в таких умовах можливе утворення льодовиків.

Льодовики Антарктиди і Гренландії займають такі розміри і ці заледеніння таких масштабів, що з гірськими льодовиками їх особливо не порівняєш, тому що Антарктида – це цілий континент, покритий льодом товщиною до 4 кілометрів, що перекриває сам континент Антарктиди, на якому теж є і гори, і долини, і улоговини, і глибокі затоки, які зараз закриті льодом і не видно з поверхні. І Гренландія – величезний острів, найбільший льодовик в Північній півкулі, який, в свою чергу, теж ділиться на багато різних зон.

Вивідні льодовики – крижані потоки, які течуть в крижаних берегах. Такі льодовики є у нас в Арктиці, наприклад на Новій Землі. Це так звані льодовикові щити, просто величезні маси льоду, які утворилися дуже багато років тому. В Антарктиді найдавніший лід поки датований 800 тисячами років. Але є всі підстави вважати, що є і більш древній лід. Тобто як мінімум 800 тисяч років в Антарктиді вже є льодовик.

Класифікації льодовиків

Є кілька класифікацій льодовиків. Основна – класифікація за морфологічним типом, а саме в залежності від вмісту льодовика або несучого заледеніння форми рельєфу. Є карові льодовики, є льодовики висячі, які висять на крутих стінах гір. Є льодовики долинні, що займають долини в горах між хребтами. Кожен льодовиковий басейн може поєднувати в собі відразу кілька типів льодовиків: і долинні, і висячі, і відновлені льодовики. Це ті, у яких немає так званої фирнової області – вище неї лід не тане, і в ній відбуваються основні накопичення. Є така умовна лінія на льодовику, що називається кордоном харчування, нижче якої лід переважно тане і вище якої лід переважно накопичується.

Відповідно, які ще у нас є льодовики за морфологічним типом? Якщо глобально поділити на верхньому рівні, льодовики поділяються на гірські, покривні і щось середнє, перехідний між гірськими і покривними льодовиками.

Гірські льодовики, якщо ми почнемо з них, – це льодовики долин, які можуть бути дендрітової форми, коли багато-багато долин, залитих льодом, стікаються в якесь одне велике русло, виходить ніби як одне тіло льоду, але по факту різні льодовики . Це дендрітована система, тобто в плані це як розгалужене дерево.

Бувають складнодолинні льодовики: тіло льоду приходить з долин і зі схилів. Це можуть бути карові льодовики, карів-долинні льодовики, які починаються в каре. Починаються вони високо, в негативній формі рельєфу, потім звідти виповзають, заповнюють долину. Це можуть бути льодовики схилів: карів-долинні, висячі, прісклонові льодовики. Таке буває в Арктиці, там широко поширене. Бувають руслові льодовики, які в тій же Арктиці займають якісь русла древніх річок. В Арктиці досить холодно круглий рік, є і відносно великі висоти. Там нечасто зустрінеш високі гори: корінний рельєф не надто високий. Висота якогось купола на Землі Франца-Йосипа може бути 500 метрів, при цьому висота ложа льодовика (корінного рельєфу) всього 100 метрів. Але зовнішні умови – холодно і влітку, і взимку – сприяють заледеніню. А в горах, для того щоб накопичилося багато снігу, потрібна досить велика висота, тому що влітку тепло на невеликих висотах. І в середній смузі або тим більше в тропіках льодовики можуть існувати тільки дуже високо.

Бувають льодовики вершин. Це, наприклад, льодовики таких конічних вершин, як Ельбрус. Бувають льодовики плоских вершин. Якась гора з плоскою вершиною, і, відповідно, на ній може теж утворюватися якийсь куполок, який потім розтікається вниз по схилах. Якщо льодовики утворюються на вулканах, там є така своєрідна форма рельєфу, яка називається барранкос. Якщо вулкан конічної форми, наприклад Ключевський вулкан, найвищий на Камчатці, то, відповідно, на його схилах існують маленькі витягнуті долинки зі своїми бортами. Вони називаються барранкоси. Вони з’явилися в силу вулканічної діяльності: там текла лава, і в процесі горотворення з’явилися ці форми, витягнуті, як жолоби.

Бувають кальдерні льодовики. Кальдера – це велика ниркоподібна улоговина вулканічного походження, часто з крутими стінками і більш-менш рівним дном, яка утворюється на вулкані після обвалення стінок кратера або в результаті його катастрофічного виверження. У таких формах рельєфу, як кальдери, кратери, при відповідних умовах також можуть існувати льодовики – на Камчатці, Алясці, в Андах.

Припустимо, льодовик на який-небудь високій горі тече вниз, а внизу, наприклад, крута стіна – на Ельбрусі є один такий льодовик. І з цієї стіни (припустимо, вона може бути 500 метрів, а то і більше) під схил падає лід. Відповідно, у нього є обрив, він туди руйнується, а внизу накопичується. І там лід вже починає формуватися, якщо його досить накопичилося, він починає сам текти, але у нього немає своєї області харчування, тобто він відроджений. Його харчування відбувається з іншого місця, з іншого льодовика.

А якщо ділити покривні льодовики (великі площі, залиті цілком льодом долини, улоговини і плоскогір’я), то вони бувають морськими, які, в свою чергу, діляться на (а) шельфові льодовики. Вони поширені в Антарктиді, вони існують в Канадської Арктиці, і в одному місці російського сектора Арктики, на Північній Землі, залишився один невеликий шельфовий льодовик Матусевича. Так ось, вони утворюються на шельфі морів, в крайовій зоні великого льодовика. Коли лід стікає з континенту на морський шельф, він перетворюється в таку крижану плиту досить великої товщини (в Антарктиді це 400-500 метрів). Як правило, це не один, а кілька льодовиків або потоків льоду, які течуть з континентального льодовика, вони зливаються в таку плиту, і ці плити вже далі живуть своїм життям, плаваючи на воді. Тобто вони не стосуються ложа.

Бувають льодовикові куполи, вони ж крижані шапки (їх можна називати і так і так). Вони широко поширені в Арктиці: на Землі Франца-Йосипа, на Північній Землі. Вони широко представлені в Канадської Арктиці.

Якщо уявити льодовиковий щит, або арктичний купол, або систему куполів, що мають спільні області харчування – величезні маси льоду, що тягнуться на сотні і тисячі кілометрів, то вони займають якийсь рельєф з підлідними долинами, по яких течуть окремі крижані потоки. Їх класифікують як вивідні льодовики. Наприклад, на Новій Землі є льодовиковий щит площею понад 22 000 км. Його дренируют в різні боки, в Карське і Баренцове море, в цілому 39 вивідних приливних льодовиків. Це такі вивідні льодовики, які досягають рівня моря і від яких відколюються айсберги. Ще більша кількість вивідних льодовиків не досягає рівня моря і закінчується на суші.

Тип заледеніння, перехідного між гірським і покривним, називається сітчастим. Воно розвинене в Канадської Арктиці і на Шпіцбергені, наприклад, а раніше було присутнє і в горах помірних широт. Сітчасте заледеніння є мережею наскрізних долин з льодовиковими куполами на вододільних ділянках, що чергуються з високими вершинами і крутосхилими гребенями у вигляді нунатаков. Можна вгадати тіла окремих льодовиків, але вони всі з’єднані між собою.

Існує ще динамічна класифікація льодовиків. Це підрозділ льодовиків у зв’язку з особливостями їх руху. Є класифікація, яку придумав Шумський, відомий радянський гляциолог. Вона заснована на співвідношенні двох головних сил, що викликають рух льодовиків: сили стоку, обумовленої ухилом і кривизною ложа, і сили розтікання, обумовленої нахилом поверхні льодовика по відношенню до його ложу. Сили стоку викликають переважно ламінарний плин льодовиків, а сили розтікання – брилове ковзання. І по співвідношенню сил стоку і розтікання льодовики ділять на типи: льодовики стоку, або гірські льодовики, в яких сила стоку льодовика становить 100% його рушійної сили, і льодовики розтікання – це, як правило, льодовикові шапки на півночі і льодовикові щити. У них немає ніяких перешкод. Вони розтікаються в усі сторони.

Але є ще геофізична класифікація льодовиків. Цей поділ льодовиків відповідно до їх тепловим станом і термічним режимом нижче діяльного шару. Діяльний шар – це, як правило, верхні 10 метрів в фірні або 15 метрів в льоду, куди встигає дійти літнє тепло і проникнути взимку холод, тобто відбуваються сезонні коливання температури в льодовику.

Згідно з цією класифікацією льодовики ділять на теплі, холодні і перехідні між ними, так звані політермічні льодовики. Теплі льодовики – ті, в яких лід знаходиться при температурі плавлення, тобто близько 0 ° C. Там весь лід пронизаний каналами і канальцами, заповненими водою. Холодні льодовики – це такі, в яких немає рідкої води і температура на всьому профілі від поверхні до ложа суто негативна, в тому числі і влітку, за винятком верхнього діяльного шару, де утворюється вода (за винятком самих внутрішніх частин Антарктиди). Перехідні – це льодовики двошарові, політермічні. У них верхня товща льоду холодна, а нижня – при температурі плавлення.

Також існує класифікація, запропонована шведським Гляціолог альманах в 1930-х роках, де виділено три класи льодовиків: льодовики країн помірного клімату (або теплі), в яких вся товща, за винятком самих верхніх шарів, має температуру плавлення; полярні льодовики, де навіть влітку температури негативні; субполярні, в товщі яких панує негативна температура, але влітку можливо танення, – це в тому числі двошарові льодовики.

У нас, наприклад, є геофізична класифікація льодовиків Авсюк, заснована на виділенні п’яти основних типів розподілу температури в товщі.

Сухий полярний тип – коли у всій товщі температура нижче точки плавлення і трохи нижче середньорічної температури повітря в даній місцевості. Це, наприклад, Антарктида, Гренландія, гори Центральної Азії вище 6000 метрів, де завжди дуже холодно, а в товщі ще холодніше, ніж зовні. Вологий полярний тип, в якому влітку температура піднімається вище нуля і відбувається невелике танення, але температура товщі залишається нижче середньорічної температури повітря. Вологий холодний тип – коли температура льоду вище середньорічної температури повітря, хоча обидві вони негативні, а танення захоплює лише верхню частину товщі. Морський тип – коли нижче діяльного шару вся товща має нульову температуру. Теплі льодовики в основному поширені в горах помірного пояса – це Скандинавія, Кавказ, Альпи, Аляска. І є континентальний тип, коли середньорічна температура льоду на всіх глибинах негативна, хоча влітку в верхніх шарах відбувається прогрівання, що супроводжується таненням. Таких льодовиків багато: Тянь-Шань, Памір, високі гори Середньої Азії і також на Канадському Арктичному архіпелазі. Насправді всі ці класифікації приблизно про одне й те ж, просто в різний час їх по-різному називали.

Будова льодовика

Льодовик складається з льоду. Його склад і будова розглядає структурна гляциологія. Поняттю «будова льодів» надається досить широкий зміст: це і тонка структура кристалів, структура і текстура в петрографічної значенні слів, а також тектонічна структура льодовиків і льодовикових покривів з особливостями будови, що виникли в результаті деформування і руху льоду.

Вище вже згадуваного кордону харчування на льодовику переважно йде накопичення льоду, і навіть влітку там не тане зимовий залишок. Тобто те, що випало взимку, влітку потихеньку тане. У нижній частині льодовика, в залежності знову ж від району (візьмемо наш гірський льодовик на Кавказі), це може бути навіть більша частина його площі, вона за літо звільняється від снігу. Мало того що вона звільняється від снігу, який накопичився за зиму, так ще тане верхній шар льоду. З абляцией можуть йти досить великі обсяги льоду. Температура повітря і рідкі опади усьому цьому сприяють. А вище цієї межі, як правило, сніг не встигає розтанути за літо і залишається перелетовивать – це фірновий басейн або фирновая область льодовика.

Фірн – це торішній сніг на льодовику. Фірновая область на льодовику займає різні площі в залежності від району, кліматичних умов і рельєфу: що за льодовик, як він орієнтований, тече він на північ або на південь. Як правило, південні льодовики більше тепла отримують від сонця, відповідно, вони можуть більше «страждати» влітку, якщо можна так висловитися.

Активно усіма обговорюється, все на цю тему говорять, що льодовики зараз тануть все швидше і швидше. За температурою повітря ми спостерігаємо всього 150 років, за льодовиками і того менше. Перші роботи на льодовиках стали проводити в кінці XIX століття в Альпах. А проводити систематичні спостереження на льодовиках (по-моєму, на одному з європейських льодовиків) почали, може бути, 60 років тому.

Спостереження за балансом маси льодовика – це якраз вивчення співвідношення надходжень і витрат льоду на льодовику. Зараз широко розвиваються непрямі методи оцінки балансу маси льодовиків за даними льодовикових кернів, за даними деревно-кільцевих хронологий, тобто по кільцях дерев реконструюють клімат. Було холодніше – льодовики наступали, збільшувалися в площі. Було тепліше – значить, льодовики скорочувалися. Іноді деякі льодовики повністю зникали в період межледниковий, в льодовикові періоди вони, навпаки, розросталися.

Не так давно почали спостереження за льодовиками безпосередньо кількісними оцінками. Перші карти, наприклад, на Кавказі з’явилися в кінці XIX століття. Вони в порівнянні з сучасними мірками були недостатньо точними, але вже є з чим порівнювати. І якщо взяти кілька часових зрізів, то все говорить про те, що за останні 15 років швидкість деградації льодовиків суттєво збільшилася. Цифри варіюють від району до району, але в середньому це так. З Антарктидою існує питання – це величезний континент. Досить складно оцінити ці варіації плюс-мінус, хоча зараз з’явилася маса методів, наприклад космічна гравіметрія, за допомогою якої з орбіти вимірюють зміни сили тяжіння і оцінюють спад або приріст мас льоду. І Антарктида начебто приблизно на нулі – несильно росте і несильно тане, щось середнє. Але гірські льодовики повсюдно відступають.

Є гірські райони, де можна нарахувати кілька льодовиків з позитивним балансом маси, які продовжують тільки наступати. Наприклад, в Скандинавії є один льодовик. Але як рахувати? Його край настає і просувається вперед по долині, збільшуючи свою площу. Але багато льодовиків худнуть, тобто тоншають, тому що стає тепліше, непомітно змінюються в розмірах. Наприклад, в Арктиці зменшується кількість морського льоду. Більше води досягає приливних вивідних льодовиків, які стікають в море і утворюють айсберги – в тій же Гренландії, в тій же Антарктиді і у нас, на наших арктичних архіпелагах. Льодовики худнуть, але при цьому край льодовика може бути стабільним. Тому відразу і не скажеш: «Та ні, він такий же за розміром». А насправді немає, спад льоду стає дедалі більше.

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
Знай все!
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: