Ледники: как они образуются и движутся
Ледники возникают там, где снег накапливается быстрее, чем успевает исчезнуть. Под собственной тяжестью многолетний лёд медленно движется и постепенно меняет поверхность суши.
Горная долина может выглядеть неподвижной: скалы стоят на месте, а между ними лежит белая полоса льда. Но если сравнить наблюдения за разные годы, окажется, что ледяная масса меняется и течёт. Она переносит камни, огибает препятствия и теряет лёд на своём нижнем краю. Просто её движение часто слишком медленное для обычного взгляда.
1От снегопада к леднику
Для появления ледника одного холодного дня мало. Нужно, чтобы часть выпавшего снега переживала сезон таяния. Затем поверх неё ложится следующий слой. Так за многие годы накапливается толща, в которой нижние части испытывают давление верхних.
Снежинки постепенно меняют форму. Снег уплотняется, его зёрна становятся крупнее и теснее соединяются между собой. Промежуточную зернистую массу называют фирном. При дальнейшем уплотнении она превращается в ледниковый лёд, а объём свободного пространства между зёрнами уменьшается.
Этот процесс зависит от температуры, количества осадков и условий таяния. В разных местах превращение снега в лёд занимает разное время. Не всякий многолетний снежник становится ледником. Важный признак ледника — движение массы под действием собственной тяжести.
В высоких горах подходящие условия встречаются даже далеко от полярных областей. Чем выше поверхность, тем обычно холоднее воздух. Но одной высоты недостаточно: сухой холодный район может получать слишком мало снега для образования крупного ледника.
2Почему твёрдый лёд течёт
Лёд кажется хрупким, если ударить по небольшому куску. Однако под длительной нагрузкой большая ледяная толща способна медленно менять форму. Внутри неё происходит деформация, и верхние части постепенно смещаются относительно нижних. Движущую силу создаёт тяжесть самой массы.
Там, где условия позволяют, ледник также скользит по ложу. На это влияют температура у основания, вода подо льдом и свойства поверхности. Если основание прочно примёрзло к породе, скольжение ограничено. Поэтому одинаково объяснять движение всех ледников нельзя.
Скорость различается даже в пределах одного ледника. На поворотах и уступах соседние участки движутся неодинаково. Верхний слой хуже переносит растяжение и может растрескиваться. Так возникают трещины, которые показывают, что ледяной поток испытывает напряжение.
Движение не обязательно ровное. У некоторых ледников бывают периоды ускорения. На скорость влияют толщина льда, уклон и условия у основания. Ледник поэтому нельзя представить как конвейер, который всегда работает с одной и той же быстротой.
3Разные ледяные формы
В горах ледники часто занимают чашеобразные углубления или вытягиваются по долинам. Долинный ледник похож на длинный язык, ограниченный склонами. Ниже по долине он может выходить в более тёплую область, где лёд активно тает.
Ледниковые щиты устроены иначе. Они покрывают огромные пространства, и лёд расходится от внутренних областей к краям. Под толстой ледяной массой скрываются неровности суши. Часть потока может сосредоточиваться в более быстрых ледяных руслах.
| Образование | Главная особенность |
|---|---|
| Сезонный снег | Обычно исчезает в тёплую часть года |
| Снежник | Снег сохраняется, но не обязательно образует движущийся ледник |
| Ледник | Многолетняя масса льда движется под собственной тяжестью |
| Морской лёд | Возникает при замерзании морской воды |
Если край ледника выходит к воде, от него могут откалываться глыбы. Так образуются айсберги. Они происходят из льда, накопленного на суше, а не из замёрзшей морской поверхности. Вода принимает уже готовые куски ледниковой массы.
4Наступление и отступление
У ледника есть участки, где снег и лёд прибавляются, и участки, где их становится меньше. Потери происходят при таянии, испарении непосредственно с ледяной поверхности и откалывании глыб. Соотношение накопления и потерь называют балансом массы.
Положение края связано с этим соотношением, но реагирует не мгновенно. Ледник может какое-то время сохранять привычные очертания, хотя уже теряет толщину. Поэтому для понимания изменений недостаточно смотреть только на конец ледяного языка.
Наступление также не означает, что лёд сам начинает производить снег. К нижнему краю просто приходит достаточно массы, чтобы компенсировать потери и продвинуть границу. На эти изменения могут влиять условия нескольких предыдущих сезонов, а не только погода текущего лета.
5Как ледник меняет долину
Ледник несёт обломки пород внутри себя, на поверхности и у основания. Камни под движущимся льдом царапают и шлифуют скальное ложе. Часть материала отрывается от породы и присоединяется к потоку. Медленное движение постепенно выполняет большую работу.
Долины, переработанные ледниками, часто имеют широкий поперечный профиль с крутыми боками. Его сравнивают с буквой U. Однако реальные формы сложнее рисунка: на них влияют строение пород, прежние долины и последующая работа рек.
Обломки, перенесённые и отложенные ледником, образуют морены. Они могут выглядеть как гряды, холмы или покров из разного материала. Рядом оказываются крупные валуны и мелкие частицы. После исчезновения льда эти отложения помогают восстановить историю местности.
Талая вода тоже переносит материал, но делает это по-своему. Потоки сортируют частицы: тяжёлые оседают раньше, более мелкие уносятся дальше. Поэтому возле бывшего ледника можно встретить следы и ледяного движения, и работы воды.
6Что хранится во льду
Ледники входят в круговорот воды. Снег задерживается в них надолго, а таяние возвращает воду в ручьи, реки и озёра. В некоторых горных районах ледниковое питание помогает поддерживать сток в тёплое время. Его значение зависит от местного климата и размера ледников.
В ледяной толще могут сохраняться слои с частицами пыли и пузырьками воздуха. Учёные изучают ледяные керны — длинные столбики, извлечённые бурением. Разные признаки в слоях позволяют судить об условиях прошлого, но требуют тщательной проверки и сопоставления.
Наблюдения за ледниками ведут на местности и по снимкам с высоты. Измеряют положение края, толщину, скорость движения и изменения массы. Вместе эти данные помогают понять, как взаимодействуют снег, вода и лёд. Даже тихая белая долина оказывается частью большого движения природы.