Ледники. Терминология и структура ледниковых образований


Этот материал поможет тем, кто путается в терминологии типов ледников, которая часто используется в описании горных маршрутов. Статья написана в энциклопедической форме и имеет ознакомительный характер, прочтя ее, вы получите сведения о различиях в структуре ледниковых образований.

ЛЕДНИКИ - это скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. В некоторых случаях движение льда прекращается, и образуется мертвый лед. Многие ледники продвигаются на некоторое расстояние в океаны или крупные озера, а затем образуют фронт отёла, где происходит откол айсбергов. Выделяют четыре основных типа ледников: материковые ледниковые покровы, ледниковые шапки, долинные ледники (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий).

Наиболее известны покровные ледники, которые могут целиком перекрывать плато и горные хребты. Крупнейшим является Антарктический ледниковый покров площадью более 13 млн. км2, занимающий почти весь материк. Другой покровный ледник находится в Гренландии, где он перекрывает даже горы и плато. Общая площадь этого острова 2,23 млн. км2, из них ок. 1,68 млн. км2 покрыто льдом. В этой оценке учтена площадь не только самого ледникового покрова, но и многочисленных выводных ледников.

Ледник Токмак. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Содержание статьи:

Ледники:

  1. Характеристики современных ледников;
  2. Образование ледников;
  3. Движение ледников;
  4. Таяние и отступание ледников;

Ледниковый рельеф:

  1. Морены;
  2. Друмлины ;
  3. Зандровые равнины;
  4. Озы;
  5. Камы;
  6. Западины ;
  7. Озерно-ледниковые равнины;

Экзарационный рельеф, созданный долинными ледниками:

  1. U-образные долины (троги);
  2. Висячие долины;
  3. Цирки и кары;
  4. Каровые лестницы;
  5. Карлинги;
  6. Ареты;
  7. Перевалы;
  8. Нунатаки;
  9. Фьорды;
  10. Экзарационные ванны;
  11. Бараньи лбы;

Аккумулятивный рельеф, созданный долинными ледниками:

  1. Рецессионные морены;
  2. Долинные зандры;
  3. Озера ледникового происхождения ;

Ледник Аманауз. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Микрорельеф ледника

Трещины — появляются там, где неровности ложа ледника превышают возможности пластичности льда, или там, где скорость течения льда неодинакова на разных участках. Глубина трещин — до 30-40 м (реже до 100), т.к. в нижних слоях лед пластичней и трещины затягиваются.

Ледниковая трещина

Открытый ледник

  • Радиальные трещины образуются на поворотах ледника и расширяются к внешнему краю;
  • Поперечные трещины возникают на резких перегибах ложа ледника. По форме могут быть сходящимися и расходящимися.
  • Продольные трещины возникают там, где долина расширяется или язык выходит на равнину, а так ж там, где ложе ледника имеет продольные неровности.

Зона хаотичных и многочисленных трещин называется ледопадом. Встречается на крутых склонах при малой мощности (и пластичности) льда или на неровностях ложа ледника, на выходах твердых пород, на ригелях.

Если ригель не полностью скрыт ледником, а выступает над ним, образуя скальный остров он называется нунатаком. На нунатаках часто ставятся лагеря — безопасно и не так холодно.

Отдельные пики и зубцы льда в зоне ледопада называются сераками. Они неустойчивы и иногда падают. Ледопад — серьезное препятствие, часто меняется. Минимальное количество трещин обычно на вогнутых участках, однако однозначно сказать можно только на месте.

При выходе на выполаживание ниже ледопада лед смерзается и в дальнейшем ледник может опять течь практически без трещин.

Бергшрунд — трещина на склоне ледникового цирка, разделяющая снежно-фирновый (легкий, неподвижный) склон от ледового (более тяжелого и подвижного).

Верхняя стенка берга часто с нависанием и не очень прочная. Переходят берги по снежным мостам (лавинные выносы и т.д.) или по пробкам — ледовым или фирновым глыбам, упавшим в берг, но не провалившимся. Иногда бергов много.

Ранклюфт — трещина таянья. Образуется там, где ледник подходит близко к освещенным и нагретым склонам. Ранклюфт часто наиболее простой путь подъема на ледник или обхода ледопадов, однако может быть опасен из-за камнепадов со скальных стен и ледовых обвалов со склонов ледника. Лед у краев ледника стаивает быстрее за счет большей массы, и в центре образуется горб. Лед в центре пластичней — трещин меньше.

В процессе таянья льда образуется вода. Много воды. Частично она уходит под ледник, частично течет по его поверхности, промывая глубокие борозды. В ранклюфтах и сбоку часто собираются целые реки, которые сложно перейти.

В зоне трещин вода уходит вниз и течет по трещинам, на пологих и ровных участках собирается, образуя ледниковые озера и болота. В них лучше не попадать, т.к. вода, перемешанная с мокрым снегом это очень неприятно.

Часто вода размывает небольшую трещину, а после смыкания трещины продолжает стекать по старому руслу, образуя глубокий ледниковый колодец. На пологих участках в такой колодец могут стекать ручьи встречных направлений, создавая спиральную воронку. Со временем колодец тоже приобретает спиральную форму и называется ледниковой мельницей.

Вода собираясь со всей поверхности ледника по внутренним и подледниковым каналам, вытекает из под языка, давая начало реке. В этом месте в языке может образовываться ледниковый грот — штука красивая, но крайне опасная возможными обвалами.

Отдельные камни на поверхности ледника также усложняют его рельеф. Мелкие камни, нагреваясь на солнце, втаивают в толщину льда, образуют ледовые стаканы, наполненные водой, крупные наоборот закрывают участок льда от солнца, образуя ледовые грибы с ледяной ножкой и каменной шляпкой, размерами от крупного чемодана до вагона метро.

Скопление камней на отдельных участках ледника нарушает его равномерное таяние. В результате образуется лабиринт воронок, холмов, озер и др. неровностей. Процесс называется термокарстом. Подобные зоны затрудняют движение и требуют тщательного выбора пути.

Морена — скопление обломков, попавших на ледник со склонов и дна долины и переносимых ледником. (Морена — богиня смерти у норвежцев)

Движущаяся Отложная
покровная концевая
донная береговая
внутренняя

Покровная — (поверхностная) морена образуется из камней на поверхности ледника:
- Боковая — за счет разрушения бортов долины, склонов цирка;
- Срединная — образуется из боковых в местах слияния ветвей ледника. По количеству серединных морен можно узнать количество истоков ледника. Так же серединную морену может образовывать ригель или нунатак;
- Плащевая — может образовываться в зоне питания ледника за счет лавин и камнепадов, но чаще образуется у языка, когда мощность льда уменьшается, а количество камней из боковых и серединных морен остается прежним.

Покровные морены часто достигают значительной толщины, на них может расти трава, даже маленькие деревья. Они используются для подъем на ледник, однако (особенно боковые) могут скрывать трещины и термокарстовые воронки.

Кроме камней на поверхности ледника часто встречается снег, особенно в верхней части, в цирках. Заснеженные участки льда называются закрытыми, чистые — открытыми. Снег скрывает трещины, но не всегда достаточно прочен для движения. Это требует дополнительного внимания к страховке и умения предсказывать невидимый рельеф. При надежной страховке закрытый ледник удобен, т.к. многие трещины полностью закрыты снегом или перекрыты снежными мостами, что облегчает поиск пути в лабиринте трещин. Движение по закрытому леднику: обязательно в связках, рано утром, пока снег не размяк, в направлении перпендикулярном трещинам.

Термин «ледниковая шапка» иногда употребляется для обозначения небольшого покровного ледника, но правильнее так называть относительно небольшую массу льда, покрывающую высокое плато или горный хребет, от которой в разных направлениях отходят долинные ледники. Наглядным примером ледниковой шапки является т.н. Колумбийское фирновое плато, расположенное в Канаде на границе провинций Альберта и Британская Колумбия (52°30ў с.ш.). Его площадь превышает 466 км2, и от него к востоку, югу и западу отходят крупные долинные ледники. Один из них – ледник Атабаска – легкодоступен, так как его нижний конец удален всего на 15 км от автомагистрали Банф – Джаспер, и летом туристы могут кататься на вездеходе по всему леднику. Ледниковые шапки встречаются на Аляске севернее горы Св. Ильи и восточнее Рассел-фьорда.

Долинные, или альпийские, ледники начинаются от покровных ледников, ледниковых шапок и фирновых полей. Подавляющее большинство современных долинных ледников берет начало в фирновых бассейнах и занимает троговые долины, в формировании которых могла принимать участие и доледниковая эрозия. В определенных климатических условиях долинные ледники широко распространены во многих горных районах земного шара: в Андах, Альпах, на Аляске, в Скалистых и Скандинавских горах, Гималаях и других горах Центральной Азии, в Новой Зеландии. Даже в Африке – в Уганде и Танзании – имеется ряд таких ледников. У многих долинных ледников есть ледники-притоки. Так, у ледника Барнард на Аляске их по крайней мере восемь.

Другие разновидности горных ледников – каровые и висячие – в большинстве случаев представляют собой реликты более обширного оледенения. Они встречаются главным образом в верховьях трогов, но иногда расположены прямо на склонах гор и не связаны с нижележащими долинами, причем размеры многих чуть больше питающих их снежников. Такие ледники распространены в Калифорнии, Каскадных горах (шт. Вашингтон), а в национальном парке Глейшер (шт. Монтана) их около полусотни. Все 15 ледников шт. Колорадо относятся к каровым или висячим, а наиболее крупный из них каровый ледник Арапахо в округе Боулдер целиком занимает выработанный им кар. Протяженность ледника всего 1,2 км (а некогда он имел длину ок. 8 км), примерно такая же ширина, а максимальная мощность оценивается в 90 м.

Предгорные ледники располагаются у подножий крутых горных склонов в широких долинах или на равнинах. Такой ледник может образоваться из-за распластывания долинного ледника (пример – ледник Колумбия на Аляске), но чаще – в результате слияния у подножья горы двух или нескольких спускающихся по долинам ледников. Гранд-Плато и Маласпина на Аляске – классические примеры ледников такого типа. Предгорные ледники встречаются и на северо-восточном побережье Гренландии.

Характеристики современных ледников.

Западный Кавказ. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Ледники очень сильно различаются по размерам и форме. Считается, что ледниковый покров занимает ок. 75% площади Гренландии и почти всю Антарктиду. Площадь ледниковых шапок колеблется от нескольких до многих тысяч квадратных километров (например, площадь ледниковой шапки Пенни на Баффиновой Земле в Канаде достигает 60 тыс. км2). Самый крупный долинный ледник в Северной Америке – западная ветвь ледника Хаббард на Аляске длиной 116 км, тогда как сотни висячих и каровых ледников имеют протяженность менее 1,5 км. Площади ледников подножий колеблются от 1–2 км2 до 4,4 тыс. км2 (ледник Маласпина, спускающийся в залив Якутат на Аляске). Считают, что ледники покрывают 10% всей площади суши Земли, но, вероятно, эта цифра слишком занижена.

Самая большая мощность ледников – 4330 м – установлена близ станции Бэрд (Антарктида). В центральной Гренландии толщина льда достигает 3200 м. Судя по сопряженному рельефу, можно предположить, что толщина некоторых ледниковых шапок и долинных ледников намного более 300 м, а у других измеряется всего десятками метров.

Скорость движения ледников обычно очень мала – примерно несколько метров в год, но и здесь также имеются значительные колебания. После ряда лет с обильными снегопадами в 1937 конец ледника Блэк-Рапидс на Аляске в течение 150 дней двигался со скоростью 32 м в сутки. Однако столь быстрое движение не характерно для ледников. Напротив, ледник Таку на Аляске на протяжении 52 лет продвигался со средней скоростью 106 м/год. Многие небольшие каровые и висячие ледники движутся еще медленнее (например, упоминавшийся выше ледник Арапахо ежегодно продвигается лишь на 6,3 м).

Лед в теле долинного ледника движется неравномерно – быстрее всего на поверхности и в осевой части и гораздо медленнее по бокам и у ложа, по-видимому, из-за увеличения трения и большой насыщенности обломочным материалом в придонных и прибортовых частях ледника.

Все крупные ледники испещрены многочисленными трещинами, в том числе открытыми. Их размеры зависят от параметров самого ледника. Встречаются трещины глубиной до 60 м и длиной в десятки метров. Они могут быть как продольными, т.е. параллельными направлению движения, так и поперечными, идущими вкрест этому направлению. Поперечные трещины гораздо более многочисленны. Реже встречаются радиальные трещины, обнаруженные в распластывающихся предгорных ледниках, и краевые трещины, приуроченные к концам долинных ледников. Продольные, радиальные и краевые трещины, по-видимому, образовались вследствие напряжений, возникающих в результате трения или растекания льда. Поперечные трещины – вероятно, результат движения льда по неровному ложу. Особый тип трещин – бергшрунд – типичен для каров, приуроченных к верховьям долинных ледников. Это крупные трещины, возникающие при выходе ледника из фирнового бассейна.

Если ледники спускаются в крупные озера или моря, по трещинам происходит отёл айсбергов. Трещины также способствуют таянию и испарению ледникового льда и играют важную роль в формировании камов, котловин и других форм рельефа в краевых зонах крупных ледников.

Лед покровных ледников и ледниковых шапок обычно чистый, крупнокристаллический, голубого цвета. Это справедливо также для крупных долинных ледников, за исключением их концов, обычно содержащих слои, насыщенные обломками пород и чередующиеся с пластами чистого льда. Такая стратификация связана с тем, что зимой, поверх накопившихся летом пыли и обломков, свалившихся на лед с бортов долины, ложится снег.

На бортах многих долинных ледников встречаются боковые морены – вытянутые гряды неправильной формы, сложенные песком, гравием и валунами. Под воздействием эрозионных процессов и склонового смыва летом и лавин зимой на ледник с крутых бортов долины поступает большое количество разного обломочного материала, и из этих камней и мелкозема формируется морена. На крупных долинных ледниках, принимающих ледники-притоки, образуется срединная морена, движущаяся близ осевой части ледника. Эти вытянутые узкие гряды, сложенные обломочным материалом, раньше были боковыми моренами ледников-притоков. На леднике Коронейшн на Баффиновой Земле имеется не менее семи срединных морен.

Зимой поверхность ледников относительно ровная, так как снег нивелирует все неровности, но летом они существенно разнообразят рельеф. Кроме описанных выше трещин и морен, долинные ледники часто бывают глубоко расчленены потоками талых ледниковых вод. Сильные ветры, несущие ледяные кристаллы, разрушают и бороздят поверхность ледяных шапок и покровных ледников. Если крупные валуны защищают нижележащий лед от таяния, в то время как вокруг лед уже растаял, образуются ледяные грибы (или пьедесталы). Такие формы, увенчанные крупными глыбами и камнями, иногда достигают в высоту нескольких метров.

Предгорные ледники отличаются неровным и своеобразным характером поверхности. Их притоки могут откладывать беспорядочную смесь из боковых, срединных и конечных морен, среди которых встречаются глыбы мертвого льда. В местах вытаивания крупных ледяных глыб возникают глубокие западины неправильной формы, многие из которых заняты озерами. На мощной морене ледника Маласпина, перекрывающей глыбу мертвого льда толщиной 300 м, вырос лес. Несколько лет назад в пределах этого массива лед снова пришел в движение, в результате чего начали смещаться участки леса.

В обнажениях по краям ледников часто видны крупные зоны скалывания, где одни блоки льда надвинуты на другие. Эти зоны представляют собой надвиги, причем различают несколько способов их образования. Во-первых, если один из участков придонного слоя ледника перенасыщен обломочным материалом, то его движение прекращается, а вновь поступающий лед надвигается на него. Во-вторых, верхние и внутренние слои долинного ледника надвигаются на придонные и боковые, поскольку движутся быстрее. Помимо того, при слиянии двух ледников один может двигаться быстрее другого, и тогда тоже происходит надвиг. На леднике Бодуэна на севере Гренландии и на многих ледниках Шпицбергена имеются впечатляющие обнажения надвигов.

У концов или краев многих ледников часто наблюдаются туннели, прорезанные подледниковыми и внутриледниковыми потоками талых вод (иногда с участием дождевых вод), которые устремляются по туннелям в сезон абляции. Когда уровень воды спадает, туннели становятся доступными для исследований и представляют уникальную возможность для изучения внутреннего строения ледников. Значительные по размерам туннели выработаны в ледниках Менденхол на Аляске, Асулкан в Британской Колумбии (Канада) и Ронском (Швейцария).

Образование ледников

Ледник Безенги. Фото Владимир Шумилов (г.Харьков)

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.

Движение ледников, наблюдаемое в природе, заметно отличается от течения жидких или вязких веществ (например, смолы). В действительности это скорее похоже на текучесть металлов или горных пород по многочисленным крохотным плоскостям скольжения вдоль плоскостей кристаллической решетки или по спайности (плоскостям кливажа), параллельной основанию гексагональных кристаллов льда. Причины движения ледников до конца не установлены. На этот счет было выдвинуто много теорий, но ни одна из них не принята гляциологами как единственно верная, и, вероятно, существует несколько взаимосвязанных причин. Сила тяжести является важным фактором, но отнюдь не единственным. В противном случае ледники быстрее двигались бы зимой, когда они несут дополнительную нагрузку в виде снега. Однако на самом деле они быстрее движутся летом. Таяние и повторное замерзание кристаллов льда в леднике, возможно, тоже способствуют движению благодаря силам расширения, возникающим в результате этих процессов. Талые воды, попадая глубоко в трещины и замерзая там, расширяются, что может ускорить движение ледника летом. Кроме того, талые воды у ложа и бортов ледника уменьшают трение и таким образом способствуют движению.

Независимо от причин, приводящих ледники в движение, его характер и результаты имеют некоторые интересные последствия. Во многих моренах встречаются хорошо отполированные только с одной стороны ледниковые валуны, причем на полированной поверхности иногда видна глубокая штриховка, ориентированная только в одном направлении. Все это свидетельствует о том, что, когда ледник двигался по скальному ложу, валуны были крепко зажаты в одном положении. Случается, что валуны переносятся ледниками вверх по склону. Вдоль восточного уступа Скалистых гор в пров. Альберта (Канада) есть валуны, перенесенные более чем на 1000 км к западу и в настоящее время находящиеся на 1250 м выше места отрыва. Были ли приморожены к ложу придонные слои ледника, двигавшегося к западу и вверх к подножью Скалистых гор, пока не ясно. Более вероятно, что происходило повторное скалывание, осложненное надвигами. По мнению большинства гляциологов, в фронтальной зоне поверхность ледника всегда имеет уклон по направлению движения льда. Если это действительно так, то в приведенном примере мощность ледникового покрова превышала 1250 м на протяжении 1100 км к востоку, когда его край достиг подножья Скалистых гор. Не исключено, что она достигала 3000 м.

Таяние и отступание ледников

Таяние ледников. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Мощность ледников увеличивается благодаря аккумуляции снега и сокращается под влиянием нескольких процессов, которые гляциологи объединяют общим термином «абляция». Сюда входят таяние, испарение, возгонка (сублимация) и дефляция (ветровая эрозия) льда, а также отёл айсбергов. И аккумуляция и абляция требуют весьма определенных климатических условий. Обильные снегопады зимой и холодное облачное лето способствуют разрастанию ледников, тогда как малоснежная зима и теплое лето с обилием солнечных дней оказывают противоположный эффект.

Если не считать отёл айсбергов, таяние – наиболее существенный компонент абляции. Отступание конца ледника происходит как в результате его таяния, так и, что более важно, общего уменьшения мощности льда. Таяние прибортовых частей долинных ледников под влиянием прямой солнечной радиации и тепла, излучаемого бортами долины, тоже вносит значительный вклад в деградацию ледника. Как это ни парадоксально, но и во время отступания ледники продолжают двигаться вперед. Так, ледник за год может продвинуться на 30 м и отступить на 60 м. В итоге длина ледника уменьшается, хотя он продолжает двигаться вперед. Аккумуляция и абляция почти никогда не находятся в полном равновесии, поэтому постоянно происходят колебания размеров ледников.

Летом можно наблюдать мелкие айсберги, мирно плавающие по горным озерам, расположенным у концов долинных ледников, и огромные айсберги, отколовшиеся от ледников Гренландии, Шпицбергена, Аляски и Антарктиды, – это зрелище внушает благоговейный страх. Ледник Колумбия на Аляске выходит в Тихий океан фронтом шириной 1,6 км и высотой 110 м. Он медленно сползает в океан. Под действием подъемной силы воды при наличии крупных трещин обламываются и уплывают огромные глыбы льда, не менее чем на две трети погруженные в воду. В Антарктиде край знаменитого шельфового ледника Росса граничит с океаном на протяжении 240 км, образуя уступ высотой 45 м. Здесь формируются огромные айсберги. В Гренландии выводные ледники тоже продуцируют множество очень крупных айсбергов, которые уносятся холодными течениями в Атлантический океан, где становятся угрозой для судов.

Отступающий ледник и его влияние на окружающий рельеф

Плейстоценовый ледниковый период

Плейстоценовая эпоха четвертичного периода кайнозойской эры началась примерно 1 млн. лет назад. В начале этой эпохи начали разрастаться крупные ледники на Лабрадоре и в Квебеке (Лаврентийский ледниковый покров), в Гренландии, на Британских о-вах, в Скандинавии, Сибири, Патагонии и Антарктиде. По мнению некоторых гляциологов, большой центр оледенения находился также к западу от Гудзонова залива. Третий очаг оледенения, называемый Кордильерским, располагался в центре Британской Колумбии. Исландия была полностью перекрыта льдом. Альпы, Кавказ и горы Новой Зеландии тоже являлись важными центрами оледенения. Многочисленные долинные ледники формировались в горах Аляски, Каскадных горах (штаты Вашингтон и Орегон), в Сьерра-Неваде (шт. Калифорния) и в Скалистых горах Канады и США. Аналогичное горно-долинное оледенение распространялось в Андах и в высоких горах Центральной Азии. Покровный ледник, который начал формироваться на Лабрадоре, продвинулся затем на юг вплоть до штата Нью-Джерси – более чем на 2400 км от места своего зарождения, полностью перекрыв горы Новой Англии и штат Нью-Йорк. Разрастание ледников происходило также в Европе и Сибири, однако Британские о-ва никогда полностью не покрывались льдом. Неизвестна продолжительность первого плейстоценового оледенения. Вероятно, она составляла по крайней мере 50 тыс. лет, а может быть, и вдвое больше. Затем наступил длительный период, во время которого бóльшая часть покрывавшейся ледниками суши освободилась от льдов.

В плейстоцене в Северной Америке, Европе и Северной Азии было еще три аналогичных оледенения. Самое последнее из них в Северной Америке и Европе происходило в течение последних 30 тыс. лет, где лед окончательно растаял ок. 10 тыс. лет назад. В общих чертах установлена синхронность четырех плейстоценовых оледенений Северной Америки и Европы.

ЛЕДНИКОВЫЙ РЕЛЬЕФ

Экзарационный рельеф, созданный покровными ледниками

Обладая значительной толщиной и весом, ледники производили мощную экзарационную работу. Во многих местностях они уничтожили весь почвенный покров и частично подстилающие рыхлые отложения и прорезали глубокие ложбины и борозды в коренных породах. В центральном Квебеке эти ложбины заняты многочисленными мелководными озерами вытянутой формы. Ледниковые борозды прослеживаются вдоль Канадской трансконтинентальной автомагистрали и близ города Садбери (пров. Онтарио). Горы штата Нью-Йорк и Новой Англии были выположены и отпрепарированы, а существовавшие там доледниковые долины расширены и углублены потоками льда. Ледники также расширили котловины пяти Великих озер США и Канады, а поверхности скальных пород отполировали и покрыли штриховкой.

Ледниково-аккумулятивный рельеф, созданный покровными ледниками

Ледниковые покровы, включая Лаврентийский и Скандинавский, занимали площадь не менее 16 млн. км2, и, кроме того, тысячи квадратных километров были покрыты горными ледниками. Во время деградации оледенения весь эродированный и перемещенный в теле ледника обломочный материал откладывался там, где таял лед. Таким образом, обширные территории оказались усеянными валунами и щебнем и покрыты более мелкозернистыми ледниковыми отложениями. Давным-давно на Британских о-вах были обнаружены рассеянные по поверхности валуны необычного состава. Вначале предполагалось, что они были принесены океаническими течениями. Однако впоследствии было признано их ледниковое происхождение. Ледниковые отложения стали подразделять на морену и сортированные осадки. В состав отложенных морен (которые иногда называют тилл) входят валуны, щебень, песок, супесь, суглинок и глина. Возможно преобладание одного из этих компонентов, но чаще всего морена представляет собой несортированную смесь двух или большего числа составляющих, а иногда встречаются все фракции. Сортированные осадки формируются под воздействием талых ледниковых вод и слагают зандровые водно-ледниковые равнины, долинные зандры, камы и озы (см. ниже), а также заполняют котловины озер ледникового происхождения. Ниже рассматриваются некоторые характерные формы рельефа областей покровного оледенения.

ЭКЗАРАЦИЯ. До оледенения в этом районе были холмы с плавными очертаниями и узкие долины. Во время оледенения несущие обломочный материал ледники глубоко врезались в сушу и сильно преобразовали доледниковый рельеф.

Рельеф после оледенения

Основные морены

Морена на леднике Безенги. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Слово «морена» впервые было применено для обозначения гряд и холмов, сложенных валунами и мелкоземом и встречающихся у концов ледников во Французских Альпах. В составе основных морен преобладает материал отложенных морен, а их поверхность представляет собой пересеченную равнину с небольшими холмами и грядами разных форм и размеров и с многочисленными небольшими котловинами, заполненными озерами и болотами. Мощность основных морен варьирует в больших пределах в зависимости от объема принесенного льдом материала.

Основные морены занимают обширные площади в США, Канаде, на Британских о-вах, в Польше, Финляндии, северной Германии и России. Для окрестностей Понтиака (шт. Мичиган) и Уотерлу (шт. Висконсин) характерны ландшафты основной морены. Тысячи небольших озер усеивают поверхность основных морен в Манитобе и Онтарио (Канада), Миннесоте (США), Финляндии и Польше.

Конечные морены

Этот тип морен образуют мощные широкие пояса вдоль края покровного ледника. Они представлены грядами или более или менее изолированными холмами мощностью до нескольких десятков метров, шириной до нескольких километров и, в большинстве случаев, длиной во много километров. Часто край покровного ледника не был ровным, а разделялся на довольно четко обособленные лопасти. Положение края ледника реконструируется по конечным моренам. Вероятно, во время отложения этих морен край ледника длительное время находился почти в неподвижном (стационарном) состоянии. При этом формировалась не одна гряда, а целый комплекс гряд, холмов и котловин, который заметно возвышается над поверхностью сопредельных основных морен. В большинстве случаев конечные морены, входящие в состав комплекса, свидетельствуют о неоднократных небольших подвижках края ледника. Талые воды отступавших ледников разрушили эти морены во многих местах, что подтверждается наблюдениями в центральной Альберте и севернее города Реджайна в горах Харт в провинции Саскачеван. На территории США такие примеры представлены вдоль южной границы покровного оледенения.

Фото с сайта Агентства по гидрометеорологии (Таджикистан)

Друмлины

– вытянутые холмы, по форме напоминающие ложку, перевернутую выпуклой стороной кверху. Эти формы состоят из материала отложенной морены, а в некоторых (но не во всех) случаях имеют ядро из коренных пород. Друмлины обычно встречаются большими группами – по нескольку десятков или даже сотен. Большинство этих форм рельефа имеет размеры 900–2000 м в длину, 180–460 м в ширину и 15–45 м в высоту. Валуны на их поверхности нередко ориентированы длинными осями по направлению движения льда, которое осуществлялось от крутого склона к пологому. По-видимому, друмлины формировались, когда нижние слои льда утрачивали подвижность из-за перегрузки обломочным материалом и перекрывались движущимися верхними слоями, которые перерабатывали материал отложенной морены и создавали характерные формы друмлинов. Такие формы широко распространены в ландшафтах основных морен областей покровного оледенения.

Зандровые равнины

Сложены материалом, принесенным потоками талых ледниковых вод, и обычно примыкают к внешнему краю конечных морен. Эти грубосортированные отложения состоят из песка, гальки, глины и валунов (максимальный размер которых зависел от транспортирующей способности потоков). Зандровые поля обычно широко распространены вдоль внешнего края конечных морен, но бывают и исключения. Наглядные примеры зандров встречаются западнее морены альтмонт в центральной Альберте, близ городов Баррингтон (шт. Иллинойс) и Плейнфилд (шт. Нью-Джерси), а также на о.Лонг-Айленд и п-ове Кейп-Код. Зандровые равнины в центральных районах США, особенно вдоль рек Иллинойс и Миссисипи, содержали огромное количество пылеватого материала, который впоследствии был подхвачен и перенесен сильными ветрами и в конце концов переотложен в виде лёсса.

Озы
– это длинные узкие извилистые гряды, сложенные в основном сортированными осадками, протяженностью от нескольких метров до нескольких километров и высотой до 45 м. Озы формировались в результате деятельности подледниковых потоков талых вод, выработавших во льду туннели и откладывавших там наносы. Озы встречаются всюду, где существовали ледниковые покровы. Сотни таких форм находятся как восточнее, так и западнее Гудзонова залива.

Камы
– это небольшие крутосклонные холмы и короткие гряды неправильной формы, сложенные сортированными осадками. Вероятно, они образовались разными способами. Некоторые были отложены близ конечных морен потоками, вытекавшими из внутриледниковых трещин или подледниковых туннелей. Эти камы часто сливаются в широкие поля слабосортированных наносов, называемые камовыми террасами. Другие, по-видимому, были сформированы в результате таяния крупных глыб мертвого льда у конца ледника. Возникшие при этом котловины заполнялись отложениями потоков талых вод, и после полного таяния льда там формировались камы, слегка возвышающиеся над поверхностью основной морены. Камы встречаются во всех областях покровного оледенения.

Западины
часто встречаются на поверхности основной морены. Это результат вытаивания глыб льда. В настоящее время в гумидных районах они могут быть заняты озерами или болотами, а в семиаридных и даже во многих гумидных районах они сухие. Такие западины встречаются в сочетании с небольшими крутосклонными холмами. Западины и холмы – типичные формы рельефа основной морены. Сотни таких форм встречаются в северном Иллинойсе, Висконсине, Миннесоте и Манитобе.

Озерно-ледниковые равнины
Занимают днища бывших озер. В плейстоцене возникли многочисленные озера ледникового происхождения, которые затем были спущены. Потоки талых ледниковых вод приносили в эти озера обломочный материал, который там подвергался сортировке. Древнее приледниковое оз.Агассиз (Agassiz) площадью 285 тыс. кв. км, располагавшееся в Саскачеване и Манитобе, Северной Дакоте и Миннесоте, питалось за счет многочисленных потоков, начинавшихся от края ледникового покрова. В настоящее время обширное дно озера, занимающее площадь в несколько тысяч квадратных километров, представляет собой сухую поверхность, сложенную переслаивающимися песками и глинами.

Озеро Агассиз (Agassiz)

Экзарационный рельеф, созданный долинными ледниками

В отличие от ледниковых покровов, которые вырабатывают обтекаемые формы и сглаживают поверхности, через которые они движутся, горные ледники, напротив, преобразуют рельеф гор и плато таким образом, что делают его более контрастным и создают характерные рассмотренные ниже формы рельефа.

ПЕРИГЛЯЦИАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ. Совокупность специфических форм рельефа была создана, когда край ледникового покрова или конец ледника находились в стационарном положении или при разрушении мертвого льда.

ПЕРИГЛЯЦИАЛЬНЫЙ РЕЛЬЕФ. Совокупность специфических форм рельефа была создана, когда край ледникового покрова или конец ледника находились в стационарном положении или при разрушении мертвого льда

ЛЕДНИКОВЫЙ РЕЛЬЕФ. Под ледниковым покровом отложилась морена (перенесенный льдом обломочный материал), на поверхности которой созданы разные формы рельефа. Перед краем ледника тоже сформировалась морена, переработанная потоками талых ледниковых вод. Образовавшийся рельеф определяет ландшафт территорий, освободившихся от льдов во время деградации последнего ледникового покрова.

ЛЕДНИКОВЫЙ РЕЛЬЕФ. Под ледниковым покровом отложилась морена (перенесенный льдом обломочный материал), на поверхности которой созданы разные формы рельефа. Перед краем ледника тоже сформировалась морена, переработанная потоками талых ледниковых вод. Образовавшийся рельеф определяет ландшафт территорий, освободившихся от льдов во время деградации последнего ледникового покрова

U-образные долины (троги)

Крупные ледники, переносящие в своих основаниях и краевых частях большие валуны и песок, являются мощными агентами экзарации. Они расширяют днища и делают более крутыми борта долин, по которым движутся. Так формируется U-образный поперечный профиль долин.

Висячие долины

Во многих районах крупные долинные ледники принимали небольшие ледники-притоки. Первые из них углубляли свои долины значительно сильнее, чем мелкие ледники. После таяния льда концы долин ледников-притоков оказались как бы подвешенными над днищами главных долин. Таким образом возникли висячие долины. Такие типичные долины и живописные водопады образовались в Йосемитской долине (шт. Калифорния) и национальном парке Глейшер (шт. Монтана) в местах соединения боковых долин с главными.

Крупный долинный ледник с ледниками-притоками на Огненной земле в Южной Америке

Цирки и кары

Снежный цирк. Фото: Татьяна Сенченко (г.Киев)

Цирки – это чашеобразные углубления или амфитеатры, которые располагаются в верхних частях трогов во всех горах, где когда-либо существовали крупные долинные ледники. Они сформировались в результате расширяющего действия замерзшей в трещинах горных пород воды и выноса образовавшегося крупного обломочного материала движущимися под влиянием силы тяжести ледниками. Цирки возникают ниже фирновой линии, особенно у бергшрундов, при выходе ледника из фирнового поля. В ходе процессов расширения трещин при замерзании воды и экзарации эти формы растут в глубину и ширину. Их верховья врезаются в склон горы, на котором они расположены. Многие цирки имеют крутые борта высотой в несколько десятков метров. Для днищ цирков также типичны озерные ванны, выработанные ледниками.

В тех случаях, когда подобные формы не имеют прямой связи с нижележащими трогами, они называются карами. Внешне создается впечатление, что кары подвешены на склонах гор.

Каровые лестницы

Расположенные в одной долине не менее двух каров называются каровой лестницей. Обычно кары разделяются крутыми уступами, которые сочленяясь с уплощенными днищами каров, как ступени, формируют циклопические (вложенные) лестницы. На склонах Передового хребта в штате Колорадо представлено много отчетливых каровых лестниц.

Карлинги

– островершинные формы, образующиеся в ходе развития трех или более каров по разные стороны от одной горы. Часто карлинги имеют правильную пирамидальную форму. Классический пример – гора Маттерхорн на границе Швейцарии и Италии. Однако живописные карлинги встречаются почти во всех высоких горах, где существовали долинные ледники.

Ареты
– это зубчатые гребни, имеющие сходство с полотном пилы или лезвием ножа. Они формируются там, где два кара, растущие на противоположных склонах хребта, близко подходят один к другому. Ареты возникают и там, где два параллельных ледника разрушили разделяющую горную перемычку до такой степени, что от нее остался лишь узкий гребень.

Перевалы
– это перемычки в гребнях горных хребтов, образующиеся при отступании задних стенок двух каров, которые развивались на противоположных склонах.

Нунатаки
– это скальные останцы, окруженные ледниковым льдом. Они разделяют долинные ледники и лопасти ледниковых шапок или покровов. Четко выраженные нунатаки имеются на леднике Франца-Иосифа и некоторых других ледниках Новой Зеландии, а также в периферических частях Гренландского ледникового покрова.

Фьорды

ВЕРШИНЫ АНД, окруженные ледниками, в национальном парке Лос-Гласьерес (Патагония, Аргентина)

Встречаются на всех побережьях горных стран, где долинные ледники некогда спускались в океан. Типичные фьорды – это частично затопленные морем троговые долины с U-образным поперечным профилем. Ледник толщиной ок. 900 м может продвинуться в море и продолжать углублять свою долину, пока не достигнет глубины ок. 800 м. К глубочайшим фьордам относятся залив Согне-фьорд (1308 м) в Норвегии и проливы Месье (1287 м) и Бейкер (1244) на юге Чили.

Хотя весьма уверенно можно констатировать, что большинство фьордов представляют собой глубоковрезанные троги, которые были затоплены после таяния ледников, происхождение каждого фьорда можно выяснить только с учетом истории оледенения в данной долине, условий залегания коренных пород, наличия разломов и масштабов погружения прибрежной территории. Так, в то время как большинство фьордов представляют собой переуглубленные троги, многие прибрежные районы, подобно побережью Британской Колумбии, в результате движений земной коры испытали опускание, что в некоторых случаях способствовало их затоплению. Живописные фьорды характерны для Британской Колумбии, Норвегии, южного Чили и Южного острова Новой Зеландии.

Экзарационные ванны (ванны выпахивания)

Выработаны долинными ледниками в коренных породах у основания крутых склонов в местах, где днища долин сложены сильнотрещиноватыми породами. Обычно площадь этих ванн ок. 2,5 кв. км, а глубина – ок. 15 м, хотя многих из них имеют меньшие размеры. Часто экзарационные ванны приурочены к днищам каров.

Бараньи лбы

– это небольшие округлые холмы и возвышенности, сложенные плотными коренными породами, которые были хорошо отполированы ледниками. Их склоны асимметричны: склон, обращенный вниз по движению ледника, – немного круче. Часто на поверхности этих форм имеется ледниковая штриховка, причем штрихи ориентированы по направлению движения льда.

Аккумулятивный рельеф, созданный долинными ледниками.

Конечные и боковые морены

– самые характерные ледниково-аккумулятивные формы. Как правило, они расположены в устьях трогов, но могут также встречаться в любом месте, которое занимал ледник, как в пределах долины, так и вне ее. Оба типа морен формировались в результате таяния льда с последующим сгружением обломочного материала, переносимого как на поверхности ледника, так и внутри него. Боковые морены обычно представляют длинные узкие гряды. Конечные морены также могут иметь форму гряд, часто это мощные скопления крупных обломков коренных пород, щебня, песка и глины, отложенные у конца ледника в течение длительного времени, когда темпы его наступания и таяния были примерно сбалансированы. Высота морены свидетельствует о мощности образовавшего ее ледника. Часто две боковые морены соединяются в одну конечную морену подковообразной формы, стороны которой простираются вверх по долине. Там, где ледник занимал не все днище долины, боковая морена могла формироваться на некотором расстоянии от ее бортов, но примерно параллельно им, оставляя вторую длинную и узкую долину между моренной грядой и коренным склоном долины. Как боковая, так и конечная морены имеют включения огромных валунов (или глыб) весом до нескольких тонн, выломанных из бортов долины в результате замерзания воды в трещинах горных пород.

Рецессионные морены

Формировались, когда темпы таяния ледника превышали темпы его наступания. Они образуют мелкобугристый рельеф со множеством небольших западин неправильной формы.

Донная и внутренние морены — камни, которые ледник волочет внутри себя или по дну долины. Они доставляются к языку ледника пополняют отложенные (неподвижные) морены.

Отложенные морены — остаются за отступающим ледником, отмечая границы наибольшего развития или длительной остановки ледника.
- концевые (основные, фронтальные) — весь обломочный материал принесенный ледником откладывается, образуя вал морены, перегораживающий долину. Чем дольше ледник остается в одном положении, тем шире морена. Если ледник, отступая, делает остановки образуется несколько валов концевой морены.
Самые молодые, ближние к леднику морены могут скрывать участки мертвого льда — оторванного от ледника, тающего, погребенного под слоем песка и камней. Он сложен для прохождения и опасен оползнями.
Между валами концевых морен могут находиться озера. Эти места живописны и удобны для бивуака, однако могут угрожать селями. Грязевой поток, образовавшийся после прорыва озера, уничтожил Джайлык в 80 г. и разрушил г. Тырнауз в 2000 г.
- береговые морены — формируются из боковых при уменьшении мощности ледника. Часто намного выше нынешней поверхности ледника. Склоны береговых морен, обращенные к леднику, крутые и сильно разрушены, противоположные пологие и прочные. Пространство между склоном долины и береговой мореной называют моренным карманом. Здесь часты ручьи, трава, удобное место для бивуака. По гребням и карманам береговых морен часто проложены тропы. Это наиболее безопасный и простой путь в верховья ледника.

Морены, как любые осыпи бывают живые и слежавшиеся. В большинстве случаев это зависит от их возраста. Очень старые морены слеживаются до состояния конгломерата — неоднородной и весьма непрочной породы, состоящей из прессованного песка с камнями. Она легко размывается водой, образуя причудливые останцы. Движение по конгломератным склонам весьма трудоемко и опасно из-за крупных неустойчивых камней, невозможности закрепить веревку и трудности самозадержания. При необходимости лучше двигаться по травянистым — более плотным и надежным участкам. Может понадобиться рубка ступеней.

Долинные зандры

– это аккумулятивные образования, сложенные грубосортированным обломочным материалом из коренных пород. Они имеют сходство с зандровыми равнинами областей покровного оледенения, так как созданы потоками талых ледниковых вод, однако располагаются в пределах долин ниже конечной или рецессионной морены. Долинные зандры можно наблюдать близ концов ледников Норрис на Аляске и Атабаска в Альберте.

Озера ледникового происхождения

Иногда занимают экзарационные ванны (например каровые озера, расположенные в карах), но гораздо чаще такие озера находятся позади моренных гряд. Подобными озерами изобилуют все районы горно-долинного оледенения; многие из них придают особую прелесть окружающим их сильнопересеченным горным ландшафтам. Они используются для строительства ГЭС, орошения и городского водоснабжения. Однако они ценятся также за свою живописность и благодаря рекреационной значимости. Многие самые красивые озера мира относятся именно к этому типу.

Материал подготовили: Проект ALP

Литература:

Калесник С.В. "Очерки гляциологии". М., 1963
Дайсон Д.Л. "В мире льда". Л., 1966
Тронов М.В. "Ледники и климат". Л., 1966
Гляциологический словарь. М., 1984
Долгушин Л.Д., Осипова Г.Б. "Ледники". М., 1989
Котляков В.М. "Мир снега и льда". М., 1994

, , , ,

  1. Комментарий #1, автор Олександр (Гость), дата: Октябрь 4, 2010 - 22:25

    Хороша стаття, але ніасіліл. Дякую.

  2. boffin

    Комментарий #2, автор boffin, дата: Октябрь 4, 2010 - 22:35

    Если честно, я когда готовила этот материал, то сама до конца вдумчиво не осилила :)
    Он пригодится только для определенных целей. Например в Безенгах на сборах нас инструктор спросил, выпуская на очередной маршрут: "Вы описание внимательно прочли? Если да, тогда расскажите мне как вы отличите снежный цирк от ледника-притока?" Также задал еще парочку вопросов, касающийся терминологии горного рельефа, на что мы смущенно промолчали. Не знали мы разницы. А для детального изучения описания маршрута это очень важно, чтобы знать четко куда ты собрался идти.

  3. Комментарий #3, автор Александр К (Гость), дата: Октябрь 4, 2010 - 23:51

    "Например в Безенгах на сборах нас инструктор спросил..."
    Если бы инструктор спросил: "Как вы думаете, почему зимой не прекращается таяние ледников и текут из них реки?" Что бы ты ответила?

  4. boffin

    Комментарий #4, автор boffin, дата: Октябрь 4, 2010 - 23:53

    А таки спрашивал, не в такой форме, но смысл тот же. Я ответила, что не знаю :(
    А действительно почему?

  5. Комментарий #5, автор Александр К (Гость), дата: Октябрь 5, 2010 - 00:12

    Когда-то я задал этот вопрос себе и ответил на него из физических соображений. Энергия на плавление льда берётся от Земли. Наша планета в центре горячая (расплавленная плазма), а по радиусу к поверхности температура уменьшается. Здесь можно возразить, что массивный и холодный ледник может охладить поверхность своего ложа до температуры ниже точки плавления льда (при нормальных условиях это 0 градусов по Цельсию) и таяние прекратится. Однако при повышенном давлении температура плавления льда понижается, и он может таять при отрицательных температурах. Большая толщина ледника обеспечивает большое давление на донные слои льда.

  6. boffin

    Комментарий #6, автор boffin, дата: Октябрь 5, 2010 - 00:22

    Ну а все же, теория хорошая, но может есть научные книги или статьи на эту тему?

  7. Комментарий #7, автор Александр К (Гость), дата: Октябрь 5, 2010 - 00:55

    Статьи я не искал, так как для понимания процесса в общих чертах мне было достаточно знать, что Земля внутри горячая, закон сохранения энергии и вот это:
    Зависимость ее от давления описывается уравнением Клапейрона—Клаузиуса.
    При давлении до 10(в седьмой) Па эту зависимость можно заменить линейной:
    tпл = -7,8 • 10(в минус восьмой)P.
    Эксперимент http://alp.org.ua/a52777/XRFCEw8eHEJXXl5XXgAXV0cbU0NbCFYWWgAVHkBAQFJMSkYLTEJaUkcZXF1eRlBfUk0=/

  8. Комментарий #8, автор igor (Гость), дата: Январь 5, 2012 - 22:27

    добра стаття , дякую

  9. Комментарий #9, автор Олеся (Гость), дата: Май 29, 2012 - 18:21

    Хорошая статья, благодарю!

Обязательно надо войти в систему для комментирования.