Ледники
Природное образование, представляющее собой
скопление льда атмосферного происхождения, называется ледником. Они занимают около 11% всей площади суши. В эпоху максимального оледенения они покрывали около 30% ее площади. В современных ледниках сосредоточено более 24 млн. км3 пресной воды, т.е. почти 69% всех ее запасов на Земле. Объем воды, заключенной в ледниках, соответствует сумме атмосферных осадков, выпадающих на Землю почти за 50 лет, или стоку всех рек Земли за 100 лет (30 млн. км3).
Более 99% всей площади ледников Земли принадлежит полярным областям. Однако ледники можно увидеть далее близ экватора, они располагаются на вершинах высоких гор. Например, высочайшая вершина Африки — гора Килиманджаро — увенчана ледником, расположенным на высоте 4500 м.
Ледники образуются на земной поверхности при условии, если количество выпадающих твердых атмосферных осадков на протяжении многих лет превышает количество осадков, которое может растаять или испариться. Линию, выше которой выпавший в течение года снег не успевает растаять, называют
снеговой линией. Высота ее расположения зависит от климатических особенностей местности: в горах, расположенных в районе экватора, снеговая линия находится на высоте 4,5-5 тыс. м, а к полюсам она понижается до уровня океана. Выше снеговой линии из скапливающегося там льда и уплотненного снега образуются ледники.
В зависимости от места образования различают два вида ледников:
—
покровные ледники. Они занимают 98% всей пло¬щади ледников на Земле и образуются там, где снеговая линия находится низко. Эти ледники имеют форму щитов и куполов. Крупнейшие покровные ледники расположены в Антарктиде и на Гренландии. Толщина льда здесь составляет 4 км. Гренландский и Антарктические ледники часто спускаются на прибрежные части океанов. В этих случаях от них могут откалываться глыбы льда, превращающиеся в плавающие ледяные горы — айсберги (см. «Лед в океане»). Покровные ледники чаще всего имеют выпуклую форму, и она мало зависит от рельефа подстилающей поверхности. Движение этого ледника идет от центра к краям путем медленного растекания;
—
горные ледники. Они отличаются от покровных значительно меньшими размерами и большим разнообразием форм, которая определяется рельефом места их возникновения. Движение горного ледника, в отличие от движения покровного ледника, идет не от центра ледникового щита к периферии, а обусловлено уклоном подстилающей поверхности и направлено в одну сторону, образуя один или несколько потоков. Если горные ледники располагаются на плоских горных вершинах, то они имеют караваеподобную форму. Ледники, покрывающие вершины вулканических гор, образуют ледяные шапки, многие ледники имеют вид чаши, заполняя углубления на склонах. Наиболее распространенный тип горных ледников — долинные, заполняющие речные долины. Горные ледники расположены практически на всех широтах: от экватора до полярных стран. Наибольшие горные ледники находятся на Аляске и Гималаях, Гиндукуше, на Памире и Тянь-Шане.
В строении ледников различают следующие области: питания и стока.
—
Область питания. Здесь накапливается снег, который не успевает целиком стаять за летний период. Он откладывается каждую зиму, но толщина слоя зависит от величины выпадающих в данном месте осадков. В областях питания снег превращается в лед разными способами. Сначала происходит укрупнение кристаллов, уменьшение пространства между ними. Так образуется фирн. Это переходное состояние от снега ко льду. Дальнейшее уплот¬нение идет под давлением вышележащего снега, что приводит к образованию льда молочно-белого цвета из-за
многочисленных пузырьков воздуха, и образуется глетчер — естественное скопление льда.
—
Область абляции. В этой области происходит разрушение льда, где он тает и испаряется. Абляция ледника особенно сильна в горах ниже снеговой линии, что способствует многоводью рек, начинающихся с ледника. Для некоторых рек Средней Азии доля ледникового стока доходит до 50-70%.
Ледникам свойственно течь, обнаруживая пластические свойства. При этом образуется язык ледника, один или несколько. Скорость движения ледников достигает нескольких сотен метров в год, но она не постоянна. Так как пластичность льда зависит от температуры, летом ледники движутся быстрее, чем зимой. Ледниковые языки напоминают реки: атмосферные осадки собираются в русло и текут по склонам.
Для районов существования горных ледников характерно такое явление, как
снежные лавины. Благодаря им происходит разгрузка ледниковых областей. Лавиной называют обвалы снега, соскальзывающего с горных склонов и увлекающего на своем пути снежные массы. Лавины могут быть на склонах, крутизна которых более 15°. Причина схода лавин может быть различная: рыхлость снега в первое время после его выпадения, повышение температуры в нижних горизонтах снега от давления, оттепель. Лавины обладают огромной разрушительной силой, мощность удара в них может достигать 100 тонн на 1 м2. Толчком для начала снежного обвала может быть даже не¬значительное нарушение равновесия нависших снежных масс: резкий крик, оружейный выстрел. В лавиноопас¬ных местах ведутся работы по предупреждению и отводу лавин. Наиболее часты лавины в Альпах, здесь их называют «белой смертью», так как они могут уничтожить целое селение. Лавиноопасные районы есть в Кордильерах, на Кавказе и в других горных странах мира.
Ледники играют очень важную роль не только в природе, но и в жизни человека, так как они являются вели¬чайшим хранилищем пресной воды, так необходимой человеку.
Итак, ледники — значительная часть воды на Земле, находящаяся в твердом состоянии. В зависимости от места их образования различают горные и покровные ледники, которые отличаются друг от друга географией распространения, формой и особенностями движения. В любом леднике различают область питания, где поэтапно происходит образование льда, и область абляции, где происходит таяние ледника. Значительная роль ледника заключается в том, что они — хранилища пресной воды на Земле. С деятельностью ледников связано образование айсбергов и снежных лавин.
Оледенение
Около миллиона лет назад на земном шаре произошло заметное похолодание климата. Субтропическая растительность, господствовавшая в средних широтах Северного по¬лушария, сменилась более устойчивыми к холоду лесами и степями, вымерло большинство ранее существовавших млекопитающих. По мнению большинства ученых, ледниковый период еще не закончен, но мы живем в межледниковую эпоху, то есть эпоху относительно более теплую. Последний во времени ледниковый период Земли английским естествоиспытателем Ч.Лайелем в 1832 году был назван плейстоценом. Это был последний этап в четвертичный период кайнозойской эры.
Плейстоценовое оледенение — важное событие в истории развития поверхности Земли, хотя оно и не было катастрофой. Это оледенение охватило Северную Америку и Евразию. Центрами оледенения в Северной Америке были Кордильеры, полуостров Лабрадор и районы западнее Гудзонова залива. В Евразии льды двигались со Скандинавского полуострова, Полярного Урала и с полуострова Таймыр. В целом это оледенение покрывало около 38 млн. км2, то есть 26% современной суши (почти в 2,5 раза больше, чем теперь).
При накоплении льда и увеличении мощности ледника возрастает его давление на нижние слои, они становятся пластичными, приобретая подвижность. Чем больше масса льда в теле ледника, тем он подвижнее. Эти огромные массы льда, двигаясь в течение нескольких десятков тысяч лет, проводили разрушительную, транспортную и созидательную работу.
Разрушительная работа огромных масс
ледника заключалась в следующем:
— из очагов оледенения были удалены рыхлые массы — результат разрушенных горных пород, и на поверхности обнажился кристаллический фундамент, который образовал щиты. кристаллический фундамент был разбит трещинами, и глыбы его вмерзли в лед и двигались поэтому вместе с ним. В результате этого горные породы, по которым прошел ледник, были исчерчены штрихами и бороздами.
— невысокие скалы и холмы, сложенные кристаллическими породами, были сглажены и отшлифованы льдом, что привело к формированию таких форм рельефа, как «бараньи лбы», скопление которых образует рельеф так называемых курчавых скал, который характерен для Канады, России (Карелия, на Кольском полуострове, на Таймыре).
— на территориях, по которым двигался ледник, возникали котловины, выпаханные ледником. Они впоследствии заполнились водой и превратились в озера (см. «Озера»).
Транспортная работа ледника заключалась в том, что он переносил огромное количество глыб разрушенных горных пород.
В областях более южных происходило не только таяние льда, но и оседание принесенного материала. Совокупность обломков горных пород, которые перенес ледник, называется
мореной. Состав морены разнообразен. В нее входят: глина, суглинки, пески, гравий, щебень, галька, валуны, последние часто имеют однобоко отшлифованные и исчерченные неглубокими бороздами поверхности. Различают морены поверхностные, внутренние, находящиеся в теле ледника, и донные, расположенные под толщей льда или в самой нижней ее части. Внутренняя морена образовалась потому, что ледники, двигаясь по различным территориям, выламывали или «подбирали» горные породы и увлекали их за собой, поэтому внутренняя морена оставалась после таяния ледника «несортированной». В Подмосковье, например, можно в морене обнаружить и валуны из Финляндии, и пески, захваченные где-то недалеко.
При таянии ледников образовывались огромные массы воды, которые перемывали морену, переносили и отлагали ее песчаный материал, выравнивали поверхность. Так на пониженных участках были сформированы обширные песчаные равнины —
зандры. На песчаные поверхности зандровых равнин, лишенных в послеледниковое время растительности, воздействовал ветер, в результате чего образовывались
дюны. Особенно большие территории эти дюны занимают в белорусском Полесье, на севере Германии, в Польше. Сейчас они покрыты растительностью и не передвигаются.
В зоне ледникового накопления также происходит образование озерных котловин, но они отличаются глубиной, формой и горными породами, слагающими их стенки, от озерных котловин, образованных в зоне, где происходит разрушительная работа ледника.
За последние сто лет выдвинуто несколько десятков гипотез, объясняющих причины значительного похолодания на Земле, в результате которого и началась эпоха оледенения. Предполагают, что распространение льдов увеличивается, когда период наибольшей удаленности оси Солнечной системы от центра Галактики совпадает с моментом существенного понижения солнечной активности. А на Земле в это же время повышается содержание углекислоты в атмосфере после мощных вулканических извержений. Одна из последних гипотез считает причиной оледенения расцвет жизненных форм в условиях теплого климата. Органический мир накапливает громадное количество углекислого газа, изымая его из атмосферы, вследствие чего она делается прозрачнее и усиливается теплоотдача земной поверхности, а это приводит к общему похолоданию на Земле. В дальнейшем с понижением температуры воздуха объем поглощенной растительностью углекислоты, сокращается, и восстанавливается содержание газа в воздухе, но ледники, возникнув, обретают определенную устойчивость и способность влиять на климат.
Внедрение человека в природную систему Земля — оледенение привело к тому, что человек, стихийно вмешавшись, сам того не подозревая, предотвратил наступление нового обширного оледенения, вернее, новой его фазы. Промышленность, созданная человеком, не только компенсировала уменьшение содержания углекислоты в атмосфере, но и стала постоянно насыщать ее углекислым газом, а это может вызвать новую угрозу, так как повышение дозы этого газа может вызвать таяние ледников. Разрушение ледников приведет к тому, что произойдет повышение уровня Мирового океана и затопление части суши, увеличение айсбергов, учащение снежных лавин и селей в горах.
Одно время считали, что от ледников лучше избавить¬ся, вернув Земле мягкий и теплый климат. Однако теперь становится все более понятной та роль, которую оледене¬ние играет на Земле:
1) Ледники сосредотачивают в себе запас холода, в три раза превышающий величину солнечной энергии, поглощенной в год нашей планетой. Это естественные холодильники, спасающие Землю от перегрева. Их роль сильно возрастает, так как возникла реальная угроза перегрева нашей планеты в результате промышленной активности человека.
2) Оледенение создает контрасты климата на земной поверхности и этим усиливает циркуляцию воздушных масс над Землей, увеличивает разнообразие климатов, условий и самих форм жизни.
3) Ледники — важнейшая кладовая чистой пресной воды.
Итак, оледенение, проходящее на последнем этапе четвертичного периода кайнозойской эры, было связано с заметным похолоданием климата и охватило северные районы Евразии и Северной Америки. Огромные массы льда проводили созидательную и разрушительную работу, тем самым оказывая влияние на формирование рельефа этой территории, создание озерных котловин. В России ярче всего проявилось оледенение на Русской равнине, где мощность ледника, а поэтому и его рельефообразующая роль наибольшая. Велика роль оледенения и в формировании климата нашей планеты.