Специфика ледников

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Образование и строение ледников 4

             1.1. Образование ледников 4

             1.2. Движение ледников 5

2. Классификация ледников 7

             2.1. Горно-долинный тип ледников 8

             2.2. Покровные материковые ледники 10

             2.3. Промежуточные ледники 10

             2.4. Поверхность ледников 11

3. Разрушительная (экзарационная) деятельность ледников 12

4. Транспортная и аккумулятивная деятельность ледников 14

5. Экологическая роль гляционной среды 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Значимость данной темы заключается в том, что: существуя миллионы лет, ледники активно влияют на природу планеты. Они охлаждают климат, влияют на его колебания, воздействуют на теплообмен и изменяют уровень Мирового океана.

Роль ледников в нашей жизни велика. Еще в 1871 г. известный русский климатолог А. И. Воейков показал, насколько значительна роль ледяного покрова при формировании климата и погоды. Он заложил основы нового научного направления в географии - ледники, которое следует рассматривать как важный раздел гляциологии. Собственно гляциологические исследования горных ледников начались еще в XVIII в. в горах Европы. В XIX в. они заметно оживились, особенно в Альпах (Ж. Агассис, Ф. Форель, Д. Тиндаль и др.). Особое место в гляциологии принадлежит П. А. Кропоткину, который создал теорию древнего покровного оледенения Европы. Развитию гляциологических идей в России и затем в СССР мы обязаны К. И. Подозерскому, Б. В. и М. В. Троновым, Н. Н. Пальгову (их исследования проводились в горах Кавказа и Алтая), а также В. Ю. Визе, П. А. Шумскому, М. М. Ермолаеву и др. (советская Арктика). Идеи В. И. Вернадского о зоне охлаждения земной коры и о классификации природных льдов - крупный вклад в развитие криологии как самостоятельной науки. Работы же С. В. Калесника об эволюции ледников и П. А. Шумского об энергии оледенения легли в основу современных представлений о динамике ледниковых процессов. Г. К. Тушинский создал и развил учение о снежных лавинах, их происхождении и динамике, Н. Н. Зубов - основоположник учения о морских льдах, а Г. Д. Рихтер - о снеге и снежном покрове [1].

Цель: изучить экологическую роль ледников

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

1. сформулировать и раскрыть понятие ледников, его классификацию;
2. рассмотреть виды деятельности ледников.

 

 

1. Образование и движение ледников

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 [6].

 

1.1.Образование ледников

Ледники — это масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Образуются ледники в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе [3].

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 [11].

 

1.2. Движение ледников

Существенной особенностью льда является его пластичность и способность течь под давлением. Поэтому движение ледника во многом аналогично движению водного потока, но характеризуется несравненно меньшими скоростями [6].

Наиболее простым и распространенным является следующий способ наблюдения за движением ледника. Поперек ледникового языка устанавливается прямолинейный ряд окрашенных камней или кольев. В створе с ним на берегах ледниковой долины закладываются неподвижные репера. Через некоторый промежуток времени всегда удается заметить деформацию прямой линии камней или кольев. Вниз по течению значительно быстрее выдвигается вперед середина линии, тогда как краевые, прибрежные ее части, отстают, хотя и продвигаются вперед по отношению к неподвижным реперам на берегах.

Подобные наблюдения позволяют установить, что лед движется быстрее всего посередине ледника, на стрежне ледяного потока, а у берегов его движение тормозится из-за трения о склоны долины. Подобное же замедление движения происходит и на глубине у дна ледника, так что наибольшие скорости приурочены к поверхностным частям ледникового языка. Это установлено специальными наблюдениями по буровым скважинам, заложенным на ледниках.

Таким образом, движение ледника ни в коем случае нельзя рассматривать как простое скольжение льда под уклон. Оно действительно является подобием течению воды, обусловленным пластичностью льда под давлением верхних слоев на нижние и напором верхних частей ледника на расположенные ниже по долине [7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификация ледников

Гляциологи различают два основных типа ледников: 1) горные, или ледники стока, - лед движется от областей питания под действием силы тяжести вниз по горным долинам; 2) покровные, или ледники растекания, - лед растекается от центра к периферии. Покровные ледники образуются на равнинах, но и низкогорный рельеф может быть погребен под мощной ледяной толщей. Толщина, или мощность, ледников разнообразна - от нескольких десятков метров у горно-долинных (ледников стока) до 3 - 4 км у покровных, например в Антарктиде [8].

Своеобразный тип ледников - так называемые шельфовые ледники. Их образование связано со сползанием ледников с суши в море. Такие ледники либо оказываются на плаву, либо (если они достаточно мощны, а море неглубоко) садятся на дно. От сползающих в море ледников откалываются крупные массивы - айсберги, которые затем уносятся течением в открытое море. Самые типичные и крупные шельфовые ледники - у берегов Антарктиды. Ледники в Арктическом бассейне значительно меньше. Шельфовые ледники обычно имеют плоскую поверхность и крутой фронтальный обрыв. Высота его в Антарктиде достигает 200 и более метров. Толщина шельфовых ледников увеличивается за счет ежегодного выпадания и преобразования снега на их поверхности.

Под влиянием ветра, мете левого переноса происходит перемещение снега, возникают характерные образования типа дюн и барханов, валов, заструг и т. д. Обилие снега и сильные постоянные ветры обеспечивают перенос и скопление больших масс снега у оснований склонов и береговых уступов. Именно в таких местах остаются "летовать" снежники Заполярья. Иногда такие снежники становятся началом образования ледников [1].

 

 

 

2.1. Горно-долинный тип ледников

В любом горно-долинном леднике различаются области: 1) аккумуляции, 2) стока и 3) разгрузки. Горные ледники питаются за счет снега, выпадающего в высокогорье и постепенно переходящего в фирн, а затем и в лед. Естественно, что областью накопления льда являются понижения между скальными пиками, напоминающие чаши и называемые карами. Сливаясь между собой кары, образуют более обширные ледниковые цирки, из которых лед устремляется в горные долины, по которым может перемещаться на десятки километров [3].

         В том месте, где ледник выходит из кара или цирка, всегда существует перегиб склона, а в леднике возникает подгорная трещина. Область стока ледника всегда характеризуется обилием трещин, т.к. в горной местности существуют резкие перепады высот рельефа уступы, обрывы и т.д., т.е. быстро изменяется градиент склона. Область разгрузки представляет собой окончание ледника, где он тает и уменьшается в мощности и объеме.

Горно-долинные ледники подразделяются на простые и сложные. Последние характеризуются питанием из целого ряда ледниковых цирков и наличием языков льда, сливающихся в один крупный долинный ледник. Такие ледники характерны для многих горных систем типа Кавказа, Альп, Памира. Ледник Федченко на Памире, обладающий длиной в 71,7 км и мощностью до 1000 м, в своей средней части, принимает в себя около 20 относительно небольших ледников, которые его подпитывают и картина в плане напоминает дерево. Поэтому такие сложные ледники называются древовидными. [8].

Нередко ледниками заняты высокогорные перевалы и языки льда спускаются по обе стороны горного хребта, нося название переметных ледников, напоминающих положение переметных сумм на лошади. Существуют каровые ледники, располагающиеся только в каровом углублении (рис.4). Иногда ледник выходит из кара, но не достигает днища главной долины, оставаясь как бы висеть на склоне. Такие ледники называются висячими. От концов висячих ледников часто обрушиваются большие глыбы льда. [7].

В Средней Азии существует особый тип горно-долинных ледников, питающихся не за счет каровых фирновых полей и ледников, а за счет большого количества снега, поступающего на поверхность ледника с лавинами, сходящими со склонов ледниковой долины. Подобные ледники называются туркестанскими.

Лед - хрупкое вещество. Если по нему ударить молотком он разобьется. Тем не менее, ледники движутся, и это означает, что на глубинах в 50 и более метров, там, где трещин уже нет и давление велико, лед обладает пластичностью и способен медленно течь, т.к. атомы в кристаллической решетке льда способны смещаться друг относительно друга, а лед испытывает пластическую деформацию. Собственно говоря, лед течет точно также, как и горные породы под большим давлением и высокой температурой на глубинах в несколько километров. В этом отношении лед не отличается от горных пород. В силу различной твердости разных слоев льда в леднике возникает расслоенность и отдельные слои могут скользить друг по другу с разной скоростью. Особенно часто отслаивается верхний наиболее хрупкий слой ледника, на крутых склонах образуя мощные ледопады, как это случается в Альпах, на Кавказе [7].

В горно-долинных ледниках скорость движения льда в плане и в поперечном разрезе различается в разных местах сечения ледника. У бортов и у днища ледника скорости минимальны ввиду трения о коренные породы, а в середине и в центральной части в плане скорости перемещения будут больше. Так как движение ледника неравномерно в поперечном сечении, он растрескивается, и трещины располагаются перпендикулярно оси максимального по скорости течения ледника, загибаясь к его краям. Трещинообразованию способствует и расслоенность ледника, о чем уже говори лось выше. Талые воды, текущие, как по поверхности, так и под днищем горно-долинных ледников разрабатывают неровности и трещины, нередко превращая их в ледяные туннели или глубокие канавы. Кроме того, эти водные потоки переносят большое количество разрушенного ледником обломочного материала с коренных склонов долины [5].

 

2.2. Покровные материковые ледники

Покровные материковые ледники, обладая изометричной в плане и линзовидной формой в поперечном разрезе, обладают максимальной мощностью, доходящей до первых км в центральной части купола, откуда лед под давлением и в результате изменения градиента давления движется по радиусам своим краям. При этом следует иметь в виду, что в основании горно-долинных ледников температура обычно высокая и близка к точке плавления льда (“ледники с теплым основанием”). Поэтому льды скользят по субстрату с минимальным трением по пленке из талой воды, как конькобежец движется по льду с пленочкой воды под лезвием конька. В высоких широтах температура может быть настолько низкой как в самой толще льда, так и в его основании, что лед “примерзает” к субстрату (“ледники с холодным основанием”) и движение ледника осуществляется за счет скольжения его внутренних неоднородных слоев.

Открытие подледного озера в Антарктиде при огромной мощности ледникового щита (более 4 км) имеет большое значение для поисков жизни на ледяных спутниках Юпитера, например, Европы. Возможно, и под ледяным панцирем Европы тоже есть озера с пресной водой, а в них биота [9].

2.3 Промежуточные ледники

 К этому  промежуточным ледникам относятся  плоскогорные и предгорные ледники.

Плоскогорные ледники приурочены к выровненным вершинным поверхностям древних горных массивов. Ледники располагаются на них сплошным покровом. Один из таких ледников находится в Норвегии (ледник Юстедаль) и имеет площадь около 950км². Из-за широкого распространения в Скандинавии их часто называют скандинавскими. Подобного рода ледники известны в горах Алтая.

Предгорные ледники формируются в приполярных районах и предгорных частях. Они питаются от фирновых полей, расположенных в горах или в горной части. Это типичные горные ледники, но когда они выходят на предгорную равнину, то растекаются во все стороны и образуют ледниковый шлейф, покрывающий большие пространства [10].

 

2.4. Поверхность ледников

Поверхность ледников, не покрытых снегом, всегда изрезана трещинами, которых особенно много там, где тело ледника испытывает изгиб вверх и в нем развивается напряжение растяжения. Возникающие при этом трещины располагаются веерообразно, расширяются к верху и суживаются вниз. А по краям долинного ледника всегда закономерно расположена система трещин - карисс, изогнутых в сторону верховьев ледника, что связано с его течением. Если снег с поверхности ледника стаял, то ручьи, текущие по ней днем, в жаркое время суток, вырабатывают небольшие углубления, разделенные гребнями. Такая поверхность называется сераки [4].