Освіта і типи льодовиків
Геологічна діяльність снігу і льодовиків, як і інших екзогенних факторів, включає ерозію, транспортування уламків та їх відкладення. Вивченням будови, розвитку і діяльності льодовиків займається гляциология.
Льодовики складаються з так званого льодовикового льоду. На відміну від інших різновидів льоду (грунтовий, річковий, морський), що виникають при замерзанні води, глетчерний лід утворюється зі снігу.
Для виникнення льодовика необхідні низька середньорічна температура, велика кількість опадів, що випадають у вигляді снігу, а також наявність пологих схилів і западин, захищених від сонця і вітру. Умови цілорічного збереження стійкого снігового покриву є в країнах з холодним кліматом і в високогірних областях різних кліматичних зон. Висоти, на яких утворюються льодовики, в різних районах земної кулі неоднакові і залежать від широти місцевості. Рівень, вище якого сніг не встигає повністю розтанути за літо, називається сніговою лінією. Гіпсометричне положення снігової лінії залежить від кліматичних умов. При збільшенні снігового покриву ця лінія переміщається вниз і, навпаки, при потеплінні клімату і зменшення кількості опадів піднімається. У полярних районах снігова лінія розташовується на висотах, близьких до рівня моря (від нуля до 50-70 м); в Норвегії і на Алясці - на висоті 1,5 км; в Гімалаях і Тибеті - на висоті від 5,1 до 6 км. Висота снігової лінії може змінюватися навіть в межах одного району. На Західному Кавказі, наприклад, який характеризується великою кількістю опадів, снігова лінія проходить на висоті 2,7 км, а на Східному Кавказі з більш сухим кліматом - на висоті близько 3,8 км; в Джунгарському Алатау на північному схилі гір вона розташовується на висоті 3 км, а на південному, більш прогрівається влітку, піднімається до 3,5 км.
Зі зменшенням значення географічної широти, при наближенні до екватора, снігова лінія піднімається, на полюсах вона наближається до рівня моря. Це і визначає нерівномірність накопичення снігу та масштабів освіти льодовикового льоду - основна його частина (99,5%) зосереджена в полярних областях і тільки 0,5% пов'язано з високогірними льодовиками.
Область, де відбувається накопичення снігу та перетворення його в лід, отримало назву - хіоносфери.
Накопичуючись в зниженнях рельєфу або на вершинах гір, сніг за літо не встигає розтанути, маса його зростає з року в рік, він ущільнюється і під впливом добових коливань температури перетворюється в зернисту масу. Такий ущільнений зернистий сніг називається фірном, а область його накопичення - фірновим полем. Фірн знову покривається снігом, під вагою якого продовжує ущільнюватися, поки з часом не перетвориться в льодовиковий лід. Якщо 1 м 3 свіжого снігу має масу 85 кг, то маса 1 м 3 фірна досягає 600 кг, а 1 м 3 льодовикового льоду - 909 кг. Таким чином, на освіту одного кубометра льодовикового льоду витрачається майже 11 м 3 снігу. Середня щільність льодовикового льоду 0,909 г / см 3. тобто трохи нижче щільності річкового льоду (0,917 г / см 3). Обумовлено це безладним розташуванням зерен льодовикового льоду, розмір яких змінюється від горошини до курячого яйця. Структура річкового льоду впорядкована - кристали мають приблизно однаковий розмір і орієнтовані перпендикулярно до поверхні води. На відміну від річкового і морського льоду глетчерний лід не володіє слоистостью, як правило, прозорий і має блакитний відтінок. Накопичується він у вигляді мас значної потужності, що складають тіло льодовика. Важливою властивістю льодовикового льоду є його плинність. Швидкість течії льодовика залежить від його потужності і крутизни ложа, яке він покриває. Чим більше потужність і чим крутіше ложе, то більша швидкість його течії. Зазвичай вона становить 3-10 м / сут, а великі льодовики рухаються зі швидкістю до 40 м / сут.
У льодовиків виділяють область харчування, де відбувається накопичення снігу та перетворення його в фірн, а потім в льодовиковий лід, і область стоку, по якій рухається, стікає глетчерний лід. Залежно від співвідношення областей харчування і стоку, від розмірів і форми льодовики поділяються на три типи: гірські (або альпійського типу), покривні (або материкового типу) і проміжні.
Гірськими, або альпійськими, називають порівняно малопотужні льодовики високогірних районів, приурочені до різного роду депресій в рельєфі: западин, долинах річок, ущелинах і т.п. Льодовики такого типу розвинені в Альпах, Гімалаях, на Тянь-Шані, Памірі, Кавказі. Область харчування гірських льодовиків виражена чітко, має форму цирку і знаходиться вище снігової лінії, як правило, ця область оточена амфітеатром високих гребенів і піків. Лід стікає по полонинах з крутими схилами, утворюючи один або кілька крижаних потоків - мов.
Серед гірських льодовиків розрізняють кілька різновидів:
- долинні - найбільші, характерні для льодовиків цього типу;
- каровиє - утворюються в заглибинах гір майже на рівні снігової лінії і практично не мають стоку;
- висячі, - ложе льодовика яких порушується крутим уступом, і крижаний потік, що нависає над ним, періодично зривається вниз у вигляді лавини.
Хоча льодовики альпійського типу відіграють скромну роль в загальному балансі оледенений, окремі високогірні льодовики досягають значних розмірів. Довжина найбільшого в нашій країні льодовика Федченко на Памірі 77 км при ширині 4 км і товщині льодовикового льоду до 1 км. Площа заледеніння гірських систем навіть у низьких широтах вимірюється десятками тисяч квадратних кілометрів. На Памірі і Тянь-Шані загальна площа льодовиків перевищує 20 тис. Км 2. а в Гімалаях становить майже 60 тис. Км 2.
Покривні льодовики зазвичай утворюються в полярних районах і розташовуються майже на рівні моря. Як правило, вони займають величезні площі і характеризуються значною потужністю льодовикового покриву. На відміну від льодовиків альпійського типу покривні льодовики не володіють чітко відокремленими областями харчування і стоку, форма їх не контролюється рельєфом ложа. Товщина льоду тут настільки велика, що під нею ховаються всі нерівності рельєфу. Поверхня покривних льодовиків зазвичай має форму опуклого щита з воздиманіем центральній частині. Прикладом нині існуючих покривних льодовиків можуть служити льодовикові покриви Гренландії і Антарктиди.
Льодовики покривного типу - найбільші на планеті. Так, площа найбільшого льодовика північної півкулі - Греенландского - досягає майже 2 млн. Км 2. При максимальній потужності 3,3 км загальний обсяг льоду тут перевищує 2,6 млн км 3. Найбільшим льодовиком планети є Антарктичний, що займає площу майже 14 млн. Км 2. У ньому зосереджено приблизно 24 млн. км 3 льоду, що становить 80% обсягу всіх льодовиків світу. В Антарктиді розташовані власне два льодовика, розділені трансарктичний горами. Ложе льодовика Східної Антарктиди з максимальною потужністю льоду до 3,6 км знаходиться на висоті близько 2 км; льодовик Західної Антарктиди залягає в основному на дні океану і на окремих островах морів Росса і Уедделла, утворюючи тут так звані шельфові льодовики.
В Антарктиді йде інтенсивне накопичення льоду - при рівні опадів близько 150 мм / рік тут щорічно формується шар льоду в 24 мм; це накопичення трохи перевищує втрати льоду, пов'язані в основному з відривом крижаних брил - айсбергів.
До льодовиках проміжного типу відносяться плоскогірних льодовики, які утворюються на горах з плоскою (столообразной) або плоско-опуклою вершиною. Такі льодовики, розвинені на Скандинавському півострові, іноді називаються льодовиками скандинавського типу. Проміжними їх вважають тому, що вони характеризуються змішанням властивостей льодовиків перших двох типів. Внаслідок одноманітності рельєфу ложа вони, як і материкові льодовики, залягають суцільною масою на плоскогір'ях. Пересуваючись від центру до периферії, проміжні льодовики використовують для стоку долини річок, ущелини і в цьому відношенні наближаються до гірських. За розмірами льодовики проміжного типу зазвичай невеликі - площа льодовиків Скандинавського півострова рідко перевищує кілька сот квадратних кілометрів (загальна площа льодовиків Скандинавського півострова близько 5000 км 2).