Что такое ледник? Пульсирующие ледники. Где находятся и как образуются ледники? Проблема ледниковых эпох

– это огромные глыбы льда, ползущие по земной поверхности. Ледник, стоящий на месте, называется «мертвый» лед. Всего учеными рассматривается четыре вида ледников: материковые ледники, долинные ледники, широко распространенные на территории , ледники, располагающиеся у подножий гор и ледниковые шапки. В мире самыми известными являются покровные ледники. Эта огромная масса льда может покрывать поверхность горных хребтов. Большой покровный ледник находится в . На этом 1,68 миллионов квадратных километров сковано ледяной массой. Распространены в мире пульсирующие ледники. Ледник до ста метров высотой движется со скоростью 200-300 метров за одни календарные сутки.

Ледники образуются там, где снега накапливается больше, чем тает. Выпавший снег падает на многолетний снег. Происходит таяние, приводящее к появлению кристалликов льда. За длительное время таких кристалликов образуется множество, и скапливаются большие массы льда, со временем приходящие в движение. В России ледников большое количество. Много ледников находится на 2047 ледников, общая площадь оледенения составляет 1 424,4 квадратных километров; на 1 499 ледников, с площадью оледенения 906,5 квадратных километров; на 405 ледников, площадью 874,1 квадратный километр; на Корякском хребте 1 335 ледников, площадь составляет 259,7 квадратных километров. Сунтар-Хаята 208 ледников, их площадь составляет 201,6 квадратных километров. На хребте Черского 372 ледника, их площадь равна 156,2 квадратных километров. На горах Бырранга 96 ледников площадью 30,5 квадратных километров. На 105 ледников с площадью оледенения 30,3 квадратных километра. покрывает 143 ледника с общей площадью 28,7 квадратных километров. Рассмотрим самые известные из них.

Ледник Толля делится на две ветви: восточную и западную, или левую и правую. Западная ветвь имеет протяженность два километра. Восточная ветвь тянется на 3,9 километра. Высота ледника достигает 2441 метр. В западной части ледник сильно размыт осадками. Ледник Толля находится в непосредственной близости от двух рек: Цареградка и Люнкидэ.

Ледник Смирнова (назван в честь ученого минеролога Смирнова С.С.) тянется на три километра. Это ледник с небольшими трещинами. Его особенностью являются красные пятна во льду. Местами на леднике находятся скалы до 250 метров. На нем есть перевал Каунас.

Ледник Двойной Сатостобустский под воздействием положительных температур образовал два ледника: левый и правый Сатостобустские ледники. Левый ледник в длину составляет 3,5 километра, а площадь его достигает 2,6 квадратных километра. На нем располагается три перевала: , Капугина и Уральский. Правый ледник тянется в длину на 3,2 километра. Площадь ледника 2 квадратных километра. На этом леднике есть перевалы Жальгирис и Сатостобусткий.

Ледник Чернышевского выглядит как подкова. Также ледник называют Эгеляхский. Он тянется на 5 километров. Ширина ледника составляет 1,5 километра. На верху ледника есть трещины. Ледник крутой – до 20-23 градусов. На леднике расположены перевалы Омский и Зенит. Южная часть ледника – это скалы.

Ледник Атласова – это ледник с обрывистыми склонами. Вершина ледника на перевале Советская Якутия достигает 2885 метров. На юге ледника есть перевал Казанский. Ледник этот не имеет трещин.

Ледник Цареградского располагается неподалеку от реки Цареградки. В длину он тянется на 8,9 километров. Общая лпощадь оледенения составляет 12 квадратных километров. Самой высшей точкой ледника является высота 3030 метров. Самое низкое место ледника находится на высоте 1600 метров.

Совсем рядом с ледником Цареградского находится ледник Ойунского. Ледник Ойунского назвали по фамилии писателя П.А. Ойунского. Ледник раздвоен в его северной части, в двух километрах от центра ледника. На леднике много трещин. Некоторые из них до 1,5 километров. На склонах ледника есть скальные образования. Порой здесь случается камнепад. Камни могут лететь с высоты 3029 метров.

Ледник Шнейдерова располагается не в очень широком ущелье. В длину тянется на 3-4 тысячи метров. На леднике множество скальных . Некоторые склоны ледника крутые — до 25 градусов. На склонах ледника крутизна опускается до 13 градусов. На леднике несколько перевалов: Авангард, Славутич, перевалы Красноярска и перевал Сюрприз 2.

Ледник Селищева имеет протяженность на 5,1 километров. В самом низу ледник сильно загроможден камнями. На леднике есть ступень на высоте 1,5 километров (открытое пологое пространство). На леднике четыре перевала: Московский, Ойунский, перевал Омского клуба туристов и Мурманский перевал.

Ледник Чернышевского

Ледник Обручева . Ледник находится рядом с Люнкиде и тянется на 8,6 километров. Общая площадь ледяных масс составляет 7,6 квадратных километров. Наивысшей точкой ледника является вершина – 3140 метров. Ледник для подъема довольно крут – 20 градусов по левой части ледника. По правой части ледник не такой крутой – 10 градусов. На леднике есть перевалы: Ленинградский, Кюретерский и Казанский. В северной части ледника крутые склоны (до 40 градусов).

Ледник Сумгина в длину составляет 6.8 километров, общая площадь ледника равна 37 квадратным километрам. Самой высокой точкой ледника является снегово-каменное покрытие на высоте 3140. Наименьшая высота – это 1500 метров, здесь больше каменных пород. Этот ледник граничит с ледником Обручева. Почти везде на леднике высота подъема составляет 20 градусов.

Ледник Исакова тянется на 2,5 километра. Ледник разделен двумя перегибами. Левый перегиб не большой крутизны – это 20 градусов. Правый перегиб круче – 35-40 градусов. На леднике перевал УПИ и перевал Синяя птица. Рядом с ледником находится родник — Разведчик, который образует небольшое озеро только в теплое время года.

Ледник Шмидта , названный по имени ученого О.Ю., тянется на 2 километра. Крутизна ледника варьируется от 10 до 30 градусов. Ледник разделен на севере на две части. В одной части – перевал Подарок. В другой – Черновицкий и перевал Куваева.

Знаете ли вы, что наша планета на одиннадцать процентов своей территории покрыта льдами? Да, эти видимые из космоса белые участки занимают площадь более 16 миллионов квадратных километров. Так что, несмотря на тревоги экологов, твердящих о глобальном потеплении, Земля все еще в значительной мере скована льдами. В них содержится приблизительно две трети всей пресной воды - а это 25 миллионов кубических километров льда. Ученые подсчитали, что если бы весь он растаял, уровень мирового океана поднялся бы на десятки метров, что привело бы к большим разрушениям и гибели целых государств. Но что такое ледник? Может ли снеговая горка, политая водой, называться этим гордым именем? В этой статье мы рассмотрим, как образуются ледники, как они живут и где умирают. Мы рассмотрим значение таких терминов, как язык, фирн, морена. А еще узнаем, как классифицируются ледники согласно различным каталогам.

Что такое ледник: определение

Энциклопедии, толковые словари и учебники по-разному описывают этот термин. И одинаково непонятно. Вот, например, такое определение: «Масса наземного природного льда атмосферного происхождения, которая обладает самостоятельным движением, вызываемым силой тяжести». Попробуем объяснить доступным языком, что такое ледник. Это спрессованный под собственной тяжестью снег, который годами накапливается в областях с низкими температурами (заполярные широты или высотная поясность), а потом, увеличившись в объеме, сползает на другие территории (в долины, в море). Если и это объяснение вам кажется непонятным, то растолкуем более просто. Есть области, где температура воздуха всегда ниже нуля. Осадки там выпадают в твердом виде: снег, изморозь, иней, прохождение холодных туч. Накапливаясь, они прессуются под собственной тяжестью, и образуется ледник. Он начинает жить собственной жизнью, сползая языками или обрываясь айсбергами.

Снег, фирн, лёд

В горах часто доводится наблюдать, как над зелеными долинами вздымаются белоснежные сияющие пики. Но если зима вступила в свои права в верховьях, это еще не значит, что образовались ледники. Первый снежок, словно сахарная пудра, припорошивший вершины, слишком легкий и пушистый. Благодаря своей ажурной структуре, он легко подвергается нагреванию. Днем или летом (если дело происходит очень высоко или у полюсов Земли) пушистые снежинки подтаивают. Потом они снова замерзают. Но это уже не былые ажурные звездочки. Снежинки превращаются в твердые шарики - фирн. Эта крупка накапливается годами. Под собственной тяжестью фирн начинает плющиться, снова меняет свою структуру. Вот мы и подошли к пониманию того, что такое ледник. Определение этого термина касается именно третьей, конечной фазы преобразования твердых осадков.

Классификация

Люди давно интересовались тем, что такое ледники. Исследователи заметили, что каждый из них имеет свои геофизические или гидротермические особенности. Поэтому возникла необходимость в классификации ледников. Вначале существовал определенный разнобой в каталогизации. В одних странах учитывали морфологические особенности, в других решающим критерием были гидротермические характеристики. Сейчас существует Всемирная Служба слежения за ледниками. Этот авторитетный международный орган определяет, что значит ледник, и решает, к какой группе по каталогу WGMS он принадлежит. Впрочем, запущен новый проект по классификации этих природных объектов - GLIMS. В нашей стране до сих пор применяется Каталог ледников СССР.

Виды ледников

В зависимости от региона образования, эти массы затвердевшего снега подразделяют на наземные (покровные), горные и шельфовые. Первый вид занимает самую большую площадь. Такие ледники сформировались около полюсов. Самым большим является Антарктический покров. Его площадь - более 13 миллионов квадратных километров. Фактически ледник покрывает весь материк Антарктида. Второе место по площади занимает покров Гренландии - 2,25 млн км 2 . Горные ледники еще называют альпийскими. Они образуются в областях высотной поясности. Встречаются они не только в Альпах, но также и в Гималаях, на Кавказе и даже в Африке (г. Килиманджаро). Ну а шельфовые ледники - это что? Промерзшее до дна мелководье полярных широт. Иногда ледниковые языки сползают в воду и обрываются там, образуя айсберги. Они могут мигрировать, уносимые ветром и течением, за много сотен километров от места рождения. Самый крупный айсберг в мире находится у восточного побережья Антарктиды. Это ледник Ламберта. Его длина составляет 700 километров.

Структура ледника

Специалисты выделяют в снежной массе две области: питания, или аккумуляции, и абляции. Их разделяет так называемая линия снегов. Выше нее количество твердых осадков превышает сумму испарения и таяния. А ниже линии снега ледник начинает, пусть медленно, но умирать. Ведь термин «абляцио» переводится с латыни как снос, отнятие. Можно еще и так описать то, что такое ледник и его структура. Это фирновое поле - та область, где снег проходит свои метаморфозы. От него отходят языки. Сползая вниз, в области с более высокими температурами, они тают, питая горные озера и ручьи. Но поскольку языки ледника обладают гигантской массой, они выдавливают ложе земли, гонят перед собой валуны, тащат камни. Такие продукты «обкатки» называются моренами.

Ледники в движении

Скорость движения языков зависит от многих факторов. Основополагающим является рельеф местности. Например, в равнинной Антарктиде, где низкие температуры превращают весь материк в огромное фирновое поле, ледник растет только в высоту. Толщина слоя в некоторых местах достигает почти пять километров! А вот в Альпах языки сползают со скоростью пятьдесят метров в год. Самым быстрым является ледник Колумбия на полуострове Аляска. Его скорость поистине изумительна - двадцать метров в сутки! Движутся языки по троговым долинам, которые сами и создают, выскабливая подножия. Иногда ледники ограничиваются только фирновым полем: заняв кар - впадину на северном отроге горы, масса снега просто не тает летом и «доживает» до зимы уже спрессованной.

Что такое ледники пульсирующие

Иногда масса снега никуда не движется. Ученые называют это «мёртвый лёд». Но иногда внутри снежной массы начинают происходить бурные процессы, связанные с перестройкой динамического режима. При этом общая масса ледника не меняется. Трение о ложе вызывает дробление глыб. А это вызывает периодические (пульсирующие) изменения в скорости продвижения языков. Они начинают «течь» стремительно, вызывая разрушительные ледовые сели. Существует некая периодичность таких внезапных изменений. Поэтому ученые и придумали термин «пульсирующие ледники». Периодичность таких революционных изменений может быть различной. Например, кавказский пульсирует приблизительно раз в 50 лет (1902,1969, 2002), а на Памире Медвежий - каждое десятилетие (1963, 73, 89).

Баланс массы

Это основная характеристика ледника, помимо его площади, длины языков и скорости движения. Баланс массы - это что такое? Ледник нарастает в холодное время, когда получает большое количество твердых осадков, а уменьшается летом. Масса снега, превратившегося в фирн, выпавшая от предыдущей поверхности в августе до конца холодов, называется зимний баланс. Соответственно, летний - это сколько растаяло льда от вешнего тепла до первого снега. Ну а годовой баланс массы - это сумма аккумуляции и абляции.

Ледники – это подвижные скопления льда атмосферного происхождения на поверхности суши (Ледники наряду с подземными льдами являются частью криосферы – сферы льда и холода. Термин «крио-сфера» предложил польский ученый А. Добровольский в 20-х гг. XX в. Выделение криосферы в качестве самостоятельной целостной природной оболочки Земли в последние десятилетия находит все большее признание среди ученых.). В настоящее время ледники покрывают площадь 16,3 млн км 2 , что составляет почти 11 % суши. Общий объем ледникового покрова Земли оценивается величиной 30 млн км 3 , что эквивалентно 27 млн км 3 воды. Основное количество льда сосредоточено в Антарктиде (около 90%) и в Гренландии (почти 10%), а на оставшиеся ледниковые районы приходится менее 1 %. Ежегодно на Земле возникает и исчезает 1,8% всего ледникового покрова. Изменение его объема играет большую роль в колебании глобального водообмена на поверхности Земли. Таяние всех ледников Земли могло бы привести к поднятию современного уровня Мирового океана на 75 м. Распространение ледников по широтам и по континентам видно из таблиц 12 и 13.

Таблица 12

Распространение ледников по широтам (по В. М. Котлякову)

Таблица 13

Площадь и объем современного оледенения континентов (по В. М. Котлякову)

Ледники образуются в полярных областях и в горах, где весь год отрицательная температура воздуха и годовое количество снега превышает расход его на таяние и испарение,

т. е. абляцию. Слой тропосферы, внутри которого возможен постоянный положительный баланс твердых атмосферных осадков, т. е. приход снега больше его расхода на таяние, называется хионосферой (греч. chion – снег и sphaira – шар). Хионосфера окружает Землю в виде непрерывной оболочки неправильной формы мощностью до 10 км. Она имеет верхнюю и нижнюю снеговые границы, на которых баланс твердых осадков равен нулю. Верхняя граница хионосферы проходит близ тропопаузы. Нулевой баланс твердых осадков на ней обусловлен ничтожной влажностью воздуха и поэтому очень малым количеством снега, который испаряется даже при господствующих там низких температурах воздуха. Верхнюю снеговую границу видеть нельзя, так как ни одна гора па Земле не достигает этого уровня. Вершины гор, оказавшиеся выше этой линии, были бы бесснежными.

Нижняя граница хионосферы, тоже с нулевым балансом твердых осадков, запечатлена на земной поверхности в виде полосы, которую принято называть климатической снеговой границей. Ее высота зависит прежде всего от распределения тепла на Земле: в полярных районах она находится на уровне моря, к низким экваториально-тропическим широтам поднимается в горы до 5 – 6 км (рис. 101). На высоту снеговой линии влияет и количество осадков. Поэтому выше всего она поднимается не над экватором, а в тропических широтах – на 5,5–6 км, что связано не только с высокой температурой, но и с сухостью воздуха и малым количеством осадков. На экваторе, где осадков больше, снеговая граница лежит на высоте 4,5 км.

На реальную высоту снеговой границы влияет также инсоляционная экспозиция склонов. На склонах солнечной экспозиции она на 300 – 500 м выше, чем на теневых склонах того же хребта. Важно учитывать и ветровую экспозицию: наветренные склоны получают больше осадков, чем подветренные, поэтому на них снеговая граница лежит ниже. Причем если горы высокие, то на их подветренных склонах определенное значение имеет феновый эффект: воздух там и теплее, и суше. В пределах отдельных горных стран снеговая линия повышается от окраин к внутренним частям вследствие нарастания сухости воздуха и уменьшения количества осадков.

На конкретной территории, помимо климата, на конфигурацию снеговой границы оказывают влияние орографические особенности склонов.

В отрицательных формах рельефа снег может сохраняться чуть ниже климатической снеговой границы, а на крутых склонах его может не быть и выше этой границы. Поэтому фактическая снеговая граница в гоpax – функция климата и рельефа и по существу является ороклиматической границей.

Рис. 101. Высота снеговой линии на разных широтах; разрез вдоль южно американских и североамериканских Кордильер (по В. .VV. Котлякову)

В пределах хионосферы снег в результате уплотнения и перекристаллизации сначала превращается в фирн – зернистый пористый непрозрачный лед, а потом – в плотный прозрачный голубоватый глетчерный лед. Масса 1 м 3 свежевыпавшего снега равна 60– 80 кг, зрелого фирна – 500–600 кг, глетчерного льда – 800–900 кг. Плотность льда около 0,9 г/см 3 . Для превращения снега в лед нужны десятилетия, а в суровом климате Антарктиды – тысячелетия.

Из свойств льда важнейшее – его текучесть, которая возрастает при достижении температуры, близкой к температуре плавления (–1–2°С), и большом давлении. Второе свойство льда, связанное с первым,– его движение. В горах оно происходит по уклону ложа под воздействием силы тяжести, на равнинах – в соответствии с уклоном поверхности ледника. Поскольку подледное ложе неровное, в леднике возникают трещины-разрывы длиной в сотни метров, глубиной 20–30 м и разные части ледника – придонные, срединные, поверхностные, боковые – движутся с разными скоростями в зависимости от силы трения. Скорость движения ледников – несколько сантиметров в сутки, иногда может достигать метров в сутки. Лед движется быстрее летом и днем, медленнее зимой и ночью. Третье свойство льда – способность его кусков к смерзанию (режеляции), приводящее к исчезновению трещин.

Из-за изменений и колебаний климата ледники могут «наступать» и «отступать». В геологическом прошлом подобные колебания огромных масштабов приводили к чередованию ледниковых и межледниковых эпох. Палеогеографические реконструкции последнего ледникового этапа свидетельствуют о том, что материковые ледниковые покровы занимали 30% площади земного шара, включая умеренные широты Евразии и Северной Америки, а Антарктический и Гренландский ледниковые покровы значительно увеличивали свою мощность и размеры (рис. 102). В настоящее время в связи с потеплением климата происходит медленное отступание ледников. Ледники – чуткие индикаторы изменений климата. В них, как в гигантских холодильниках, надежно хранится метеорологическая информация.

По внешнему облику и характеру движения ледники делятся на два основных типа – материковые (покровные) и горные. Первые занимают около 98% площади современного оледенения, вторые – около 1,5%.

Покровные ледники – это прежде всего огромные ледниковые щиты Антарктиды (площадь 13,979 млн км 2 , средняя мощность ледникового покрова 1720 м, максимальная – 4300 м) (рис. 103) и Гренландии (соответственно 1,8 млн км 2 , 2300 м, 3400 м).

Покровное оледенение Антарктиды, по современным данным, начало оформляться 25 млн лет назад, а 7 млн лет назад площадь ледника была максимальной, в 1,8 раза больше современной. Примерно 10 млн лет назад уже существовал и Гренландский ледниковый покров. У покровных ледников плоско-выпуклая форма, не зависящая от подледного рельефа. Накопление снега происходит в центре, за счет снега и сублимации водяного пара на поверхности ледника, расходование – на окраинах. Движение (течение) льда «радиальное» – от центральной части к периферии, независимо от подледного ложа, где происходит главным образом механическая разгрузка путем обламывания концов ледников, находящихся на плаву. На поверхности ледников расход льда происходит путем абляции.

Установлено, что Гренландский ледник проморожен до основания (кроме южной оконечности) и его нижние слои смерзлись с поверхностью скального ложа, где температура составляет –10…–13 °С.

В Антарктиде взаимоотношения между ледниковым покровом и горными породами сложнее. Установлено, что в ее центральной части подо льдами толщиной 3 – 4 км существуют подледные озера. По мнению В. М. Котлякова, природа их может быть двоякой: либо они связаны с плавлением льда за счет внутриземного тепла, либо образовались за счет тепла трения, возникающего в процессе движения ледника. Центральная часть ледника окружена замкнутым поясом, где скальные породы проморожены на глубину 500 м. По периферии Антарктического ледникового покрова располагается кольцевая зона, для которой характерно таяние льда в основании за счет тепла движения ледника.

102. Антарктический ледниковый покров во время последнего ледникового максимума 17– 21 тыс. лет назад (по Р. К. Клиге и др.) В пределах континента показана толщина льда, а вокруг него – площадь распространения шельфовых ледников и морских льдов

Горные ледники имеют несоизмеримо меньшие размеры, весьма разнообразную форму, зависящую от формы их вместилищ. Движение горных ледников определяется уклоном ложа и носит линейный характер, скорость движения больше, чем у покровных ледников. Горные ледники подразделяют на три группы: ледники вершин (плоских и конических вершин), ледники склонов (присклоновые, каровые и висячие) и ледники долин (простой долинный ледник – альпийский тип и сложный долинный ледник – гималайский тип). У горных ледников хорошо выражены область питания (фирновый бассейн), область транзита и область таяния. Питание происходит за счет снега, частично за счет сублимации водяного пара, лавин и метелевого переноса. В области таяния ледниковые языки спускаются в зону высокогорных лугов и лесов, где лед не только интенсивно тает, но и «испаряется», а также обламывается в пропасти. Крупнейшим в мире долинным ледником считается ледник Ламберта в Восточной Антарктиде длиной 450 км и шириной 30–120 км. Он берет начало в северной части Долины Международного Геофизического года и вливается в шельфовый ледник Эймери. Наиболее длинные ледники в горах – на Аляске: ледник Беринг (203 км) – в хребте Чугач и ледник Хаббард (112 км) – в горах Святого Ильи.

Промежуточное положение между горными и покровными ледниками занимают горно-покровные ледники: ледники предгорий (подножий) и ледники плато, которые выделены В. М. Котляковым в особый тип. Ледники предгорий образуются из нескольких потоков с различными областями питания, которые сливаются у подножий гор на предгорных равнинах в единую «ледниковую дельту». Таков, например, ледник Маляспина (площадь 2200 км) на южном побережье Аляски. Они свойственны субполярным и полярным горным странам с обильными снегопадами и низко лежащей снеговой границей (700–800 м).

Ледники плато, иначе «сетчатое оледенение», возникают вследствие того, что ледники из-за обильного питания переполняют межгорные долины, перетекают через низкие части хребтов и сливаются между собой. В результате образуется сплошное поле льда с цепочками «островов» на месте хребтов. Изолированные скалистые вершины, выступающие над поверхностью ледника, называются нунатаками (например, на архипелаге Шпицберген). Нунатаки весьма характерны также для краевых частей ледниковых покровов Антарктиды и Гренландии.

Рис. 103. Антарктический ледниковый покров (по В. Е. Хаину)

Ледники, будучи следствием климатических условий, сами оказывают огромное влияние на климат Земли, особенно покровные ледники Антарктиды и Гренландии. Огромный ледяной материк Антарктида, где круглый год сохраняется барический максимум, из которого дуют леденящие ветры в умеренные широты,– одна из главных причин того, что южное полушарие Земли холоднее северного. Благодаря Гренландскому ледниковому покрову и Восточно-Гренландскому холодному течению Исландский барический минимум существует круглый год, тогда как его аналог – Алеутский минимум, расположенный вдали от ледниковых покровов, ярко выражен лишь зимой. Влиянием Гренландского ледникового щита через циркуляцию атмосферы и воды (Восточно-Гренландское холодное течение) объясняется и оледенение Исландии.

Высокое альбедо снежно-ледниковых поверхностей (80 – 90%) в условиях малооблачной погоды обусловливает отрицательный годовой радиационный баланс на ледяных плато, что отражается на радиационном балансе земного шара. В летний период года на таяние снега и льда и на испарение расходуется такое большое количество тепла, что в полярных районах сохраняется отрицательная температура воздуха. Поэтому в целом ледниковые покровы существенно воздействуют на энергетику атмосферы.

В ледниках законсервировано большое количество пресной воды. По расчетам, суммарный ледниковый сток, поступающий в Мировой океан, составляет около 3850 км 3 в год, что эквивалентно половине всего современного мирового водосбора. Он образуется преимущественно в результате откалывания айсбергов (76%), поверхностного таяния ледников (12,6%) и их донного таяния (11,4%). По данным Р. К. Клиге, ежегодно в результате ледникового стока поступает в океан с Антарктического континента около 2,8 тыс. км 3 воды, с Гренландии – около 0,7 км 3 и с Арктических островов – приблизительно 0,4 км 3 . Горные ледники расходуют воду на питание рек. Для засушливых районов мира ледниковое питание рек имеет важное хозяйственное значение. В последние годы возникла идея транспортировки айсбергов Антарктиды с помощью мощных морских буксиров в районы «жажды» – Аравию, Африку, Австралию, Калифорнию и др. Решение технических вопросов не снимает экологических проблем: пока трудно дать прогноз влияния айсбергов на микроклимат, флору и фауну на всем пути их следования и особенно в местах доставки.

⇐ Предыдущая12345678910

Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 492 | Нарушение авторского права страницы

Studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.003 с)…

Современные ледники занимают площадь свыше 16 миллионов квадратных километров, что составляет 11% общей площади суши планеты. Они содержат порядка двух третей мировых запасов пресной воды. В ледниках находится более 25 миллионов кубических метров льда. Сила тяжести формирует их, придавая вид потоков, куполов или плит.

Условия для формирования ледников — низкие температуры и большое количество твердых атмосферных осадков — складываются в высоких широтах и вершинных частях гор. Образуются ледники в результате многолетнего накопления снега, его оседания, уплотнения и превращения сначала в фирн (зернистый непрозрачный лед), а затем и в глетчерный лед (плотный, прозрачный, голубоватый). Причем, эти волшебные изменения происходят как при низких температурах — путем рекристаллизации, давления верхних слоев и уменьшения пористости, так и при нулевой температуре — за счет таяния и повторного замерзания талых вод в толще снега.

Условно выделяют три зоны в строении ледника. В верхней части находится область питания (аккумуляции), где накапливаются массы льда. В нижней части — область расхода (абляции), где идет таяние, испарение и механическое разрушение ледника. Средняя часть — граница питания, где наблюдается некое равновесие массы льда. Излишки льда перемещаются из зоны накопления в зону таяния и восполняют потери.

Пульсирующие ледники

В случае преобладания питания ледника над расходом льда, край его продвигается вперед, ледник наступает. При обратном раскладе — отступает. Если настает длительный равновесный период, край ледника занимает стационарное положение. Однако, недавно обнаружили, что кроме описанных процессов, связанных с балансом запасов льда, некоторые ледники испытывают быстрые подвижки, идущие под воздействием каких- то внутренних процессов — возможно, изменением состояния ложа или перераспределением льда внутри массива, не связанных с изменением его общей массы. Такие ледники назвали пульсирующими. Они чрезвычайно опасны из- за своей непредсказуемости и неустойчивости. Никакие погодные и атмосферные процессы, которые провоцировали бы это явление, зафиксированы не были. Так в 2002 году пульсирующий ледник Колка (на фото) стал виновником катастрофы, унесшей человеческие жизни, когда огромные массы льда и почвы сползли в Кармадонскую котловину, заполнив ее полностью.

Ледники — образования подвижные. Лед ползет со скоростью от нескольких метров до 200 километров в год. В условиях гор ледник движется со скоростью 100 — 300 метров в год, полярные ледники (Гренландия, Антарктида) — 10 — 130 метров в год.

Чем отличаются покровные ледники от горных?

Движение быстрее летом и днем. Куски льда способны смерзаться, заращивая трещины.

На суше ледники бывают материковые и горные, на плаву и на дне моря — шельфовые.

Ледовые щиты

Примером материкового ледника является Антарктида. Его мощность составляет 4 километра при средней толщине 1,5 километра. Материковые (покровные) ледники составляют 98,5% всей площади современного оледенения. Они имеют форму в виде куполов или щитов, что привело к названию их ледовыми щитами. Лед в таких образованиях движется от центра к периферии. На краях ледника находятся так называемые «зоны отёла», где от него откалываются айсберги. Под воздействием ветра и подмываемые течением, огромные глыбы льда оказываются сидящими на мели или обрушиваются в океан, иногда вызывая цунами.

В пределах единого покрова выделяются отдельные рукава, с направлением движения к окраинам. Крупнейший из них — ледник Бидмор, стекающий с гор Виктории.Его длина составляет 180 километров, ширина — до 20 километров. На краях ледникового щита Антарктики находятся ледники, концы которых находятся наплаву в море. Такие ледники называются шельфовыми . Крупнейший из них на этом континенте — ледник Росса.

Горные ледники

Горные ледники могут находиться на любых широтах, например, ледник на вершине Килиманджаро — высочайшей горы Африки. Он расположен на высоте более 4,5 тысяч метров. Ледники этого типа меньше по размерам, но разнообразнее. Они располагаются на вершинах гор, занимают долины и понижения на склонах гор. Самые крупные горные ледники находятся на Аляске, в Гималаях (на фото), Гиндукуше, на Памире и Тянь- Шане. Горные ледники делятся на ледники вершин, склонов и долин. Между горными и покровными (материковыми) ледниками суши промежуточное положение занимают горно- покровные. Одни из них образуются при слиянии у подножия расширяющихся рукавов горных ледников, другие — когда горный ледник перетекает через перевал, образуя сплошной поток.

В горных ледниках находится большие запасы пресной воды. Часто они являются истоком горных рек. Для районов горных ледников характерны сходы лавин. Они производят разгрузку ледовых областей. Лавины представляют собой обвалы снега, соскальзывающего с горных склонов. В этом отношении опасны любые склоны, крутизна которых превышает 15 градусов. Причины схода могут быть различными — рыхлый слой, лежащий на уже уплотненном снеге, повышение температуры в нижнем слое в результате давления, оттепель. Наиболее часты сходы лавин в Альпах, Кордильерах, на Кавказе.

При всей суровости природных условий, ледники — хранители не только холода и воды, но и жизни. На них (представьте себе!) живут простейшие водоросли (снежная хламидомонада) и цианобактерии (сине- зеленые водоросли). Впервые их описал русский ботаник Иван Владимирович Палибин (1872 — 1949 г.г.) еще в 1903 году на Земле Франца- Иосифа. Крошечные поселенцы, живущие и размножающиеся во льду, активно используют солнечный свет в процессе фотосинтеза. Выше всех в зону ледника поднимаются именно цианобактерии. Универсальность каждого организма, которая присуща сине- зеленым, позволяет им не зависеть от внешней среды. Ухудшение условий существования служит стимулом к их развитию. В свое время они создали условия для жизни высших организмов на планете, но при этом сами не уступили место, сохранили свою значимость, как последний неприкосновенный запас Жизни, как ее крайний защитный рубеж.

Отличительные особенности покровных и горных ледников

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 13Следующая ⇒

Мощность льдов Антарктиды достигает 4 км. Если бы эти льды вдруг растаяли, то уровень Мирового океана поднялся бы на 70 м!

Ледник имеет области питания и стока . Движение ледника происходит в результате деформаций, вызываемых силой тяжести.

Ледники оберегают Землю от перегрева, являются крупнейшими запасами пресной воды.

Использование ледников для получения пресной воды — трудная научно-техническая задача. Транспортировка айсбергов к берегам засушливых территорий – один из возможных путей использования запасов ледниковой пресной воды. Другой путь – искусственно создать такие условия, которые вызовут быстрое таяние льдов на Земле. Но подъем воды в мировом океане погубит приморские города и обширные плодородные низменности; трудно предсказать, как изменится климат Земли. Даже незначительные изменения климата Земли – понижение температуры воздуха, например, на несколько градусов – могут вызвать наступление ледников.

В геологическом прошлом выделяют три оледенения четвертичного периода : окское, днепровское и валдайское . Ледники покрывали весь север и северо-запад Европейской части нашей страны и значительную часть Сибири. Очаг оледенения находился на Скандинавских горах , оттуда ледник двигался в южном, юго-западном, юго-восточном и северо-западном направлениях. Самым обширным оледенением было днепровское , при котором языки ледника доходили до г. Кременчуга и устья реки Медведицы . В эпоху максимального оледенения ледники покрывали до 30% площади суши.

Современное оледенение Земли — Антарктида с прилегающими островами (общая площадь оледенения — 12230 тыс. км2), Арктика (2073 тыс. км2), Северная Америка (75 тыс. км2), Южная Америка (22 тыс. км2), Азия (120 тыс. км2), Европа (10 тыс. км2), Африка (0,05 тыс. км), Новая Зеландия и Новая Гвинея (1 тыс. км2). Вся Земля — около 14531,05 тыс. км.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Ледники, материковое и горное оледенение. Высота снеговой линии на разных широтах

В полярных странах на уровне моря, а в умеренном и жарком поясах в высоких горах гидросфера представлена снегами и льдами. Оболочка Земли, в которой находятся многолетние снега и льды, называется хионосферой . Впервые ее выделили М. В. Ломоносов под названием морозной атмосферы. Термин «хионосфера» введен в 1939 г. С. В. Калесником.

Хионосфера образуется в результате взаимодействия трех основных оболочек Земли: а) гидросферы, поставляющей влагу для образования снега и льда, б) атмосферы, переносящей эту влагу и сохраняющей ее в твердой фазе, в) литосферы, на поверхности которой возможно образование снежной оболочки. Хионосфера прерывиста – она проявляется только там, где есть условия для снегонакопления.

Снеговая линия и ее высота на разных широтах. Морозная атмосфера находится на больших высотах в жарком поясе, снижается в умеренных широтах и спускается до уровня моря в полярных странах. Полярное сжатие ее на 5 км больше, чем у твердой Земли. Нижний предел хионосферы получил название снеговой линии .

Снеговой линией называется высота, на которой годовой приход твердых атмосферных осадков равен их годовому расходу, или за год выпадает столько снега, сколько его стаивает. Ниже этой границы в течение года снега выпадает меньше, чем может стаять, и накопление его невозможно. Выше снеговой границы в связи с падением температуры аккумуляция снега превосходит его таяние. Здесь накапливаются вечные снега.

Издали в горах снеговая граница кажется сравнительно правильной линией. В действительности она весьма извилиста: на пологих склонах мощность снега значительная, на крутых он залегает пятнами в понижениях, а со скал полностью сносится.

Высота снеговой границы и интенсивность оледенения зависят от географической широты, местного климата, орографии местности и саморазвития ледников.

Широтные различия в высотах снеговой границы зависят от температуры воздуха и от количества осадков. Чем ниже температура и чем больше осадков, тем благоприятнее условия для накопления снега и для оледенения, тем, ниже снеговая граница.

В высоте снеговой границы проявляется также и диссимметрия Земли относительно экватора: за пределами тропического пояса в северном полушарии, как в более теплом, она лежит выше, а в южном, более холодном, – ниже. На Земле Франца-Иосифа под 86 0 С ее высоты колеблются от 50 до 300 м; в Арктике только на северо-востоке Гренландии на 82 0 С – снеговая линия снижается до уровня моря, в южном она достигает его в поясе между 60 и 70 0 ю. ш. Южные Шетландские острова всегда покрыты снегом.

Материковое и горное оледенение. От характера контакта земной коры с морозной атмосферой зависит тип оледенения. Оно бывает материковым и горным . Первое оледенение образуется когда морозная атмосфера касается материковой поверхности (Антарктида), или крупной островной (Гренландия). Второе возникает в случае вхождения гор в морозную атмосферу. Между двумя типами существует переходный, свойственный арктическим островам. На них есть ледники и горного типа и ледяные купола, обладающие чертами материкового оледенения.

Рельеф гор определяет возможность аккумуляции снега и существования ледников. Мощность оледенения горных стран зависит от того, насколько высоко они поднимаются в хоиносферу. Эта высота выражается разницей между уровнем снеговой границы и уровнем вершин гор. В Альпах она около 1000-1300 м, в Гималаях – 3200 м.

Для того, чтобы скопились снега и образовались ледники, склоны должны обладать благоприятным для этого рельефом: пологим падением, горизонтальными площадками, небольшими котловинами. На узких горных хребтах и крутых склонах условия для оледенения неблагоприятны.

При горном оледенении снега и льды скапливаются в понижениях и не выходят за их пределы. При материковом мощность оледенения превышает возможности рельефа, льды не только переполняют все впадины, но покрывают и положительные формы. Из-под льда выступают только отдельные скалы, называемые нунатаками .

Аккумуляция снега в горах должна сопровождаться противоположным процессом – разгрузкой снежных областей. Она происходит двумя путями: а) падением снежных лавин и б) преобразованием снега в лед и его течением.

Лавинами называют обвалы снега, соскальзывающего с горных склонов и увлекающего на своем пути новые снежные массы.

Непосредственными причинами обвалов могут быть: 1) рыхлость снега в первое время после его выпадения, 2) повышение температуры в нижних горизонтах снега со склоном, 3) образование при оттепели талой воды, смачивающей склоны.

Лавины обладают огромной разрушительной силой. Мощность удара в них достигает 100 т/м 2 . Они приводят иногда к большим катастрофам.

В тех формах горного рельефа, откуда снег не сваливается, или в тех районах, где подо льдом погребен весь рельеф, снег накапливается и переходит в фирн, а затем – в ледниковый лед.

Фирном называется крупнозернистый слежавшийся и уплотненный снег, состоящий из связанных между собой ледяных крупинок. Его плотность колеблется от 0,4 до 0,7 г/см 3 . Фирновая толща слоистая: каждый слой соответствует снегопаду и отделяется от другого уплотненной корочкой. В нижних толщах фирн переходит в ледниковый , или глетчерный ,лед зернистого строения.

Лед, образовавшийся под толщей снега и фирна, обладая пластичностью, течет вниз по рельефу в виде ледникового языка, ледника, или глетчеры.

Строение и движение ледников. У каждого ледника есть область питания и область стока . В области питания, лежащей в хионосфере, снег аккумулируется, уплотняется, переходит в фирн и лед. В области стока ледник спускается ниже снеговой границы; здесь происходит его таяние, или абляция. Большая часть ледникового языка представляет собой открытую ледниковую поверхность, меньшая – засыпана обломками горных пород, погребена под ними.

Самый крупный из горных ледников СНГ – ледник Федченко на Памире. Его длина 71-77 км, общая площадь 600-690 км 2 ; толщина льда в средней части 700-1000 м.

Самый длинный из горных – ледник Хаббард на Аляске; его длины 145 км, ширина местами достигает 16 км. Там же находится ледник Беринга длиной 80 км.

Мощность льда горных ледников довольно значительная. В самом крупном леднике Альп – Большом Алечском , длина которого 26,8 км, она достигает 790 м. Мощность исландского ледника Ватна-Йокуль 1036 м. Обычно мощность горных ледников около 200-400 м. Несравненно грандиознее материковые льды Антарктиды и Гренландии.

Ледники большинства горных стран текут со скоростями от 20 до 80 см/сут или 100-300 м/год, и только у гималайских ледников скорость достигает 2-3, а иногда 7 м/сут.

Движение льда порождает в его теле напряжения, которые приводят к образованию трещин – поперечных, продольных и боковых. Таяние ледников под действием солнечных лучей, дождей и ветра приводит к появлению на поверхности ледника рытвин и ям.

Современное оледенение на поверхности Земли. Площадь, покрытая вечными льдами, составляет около 11% поверхности суши. Вечные снега и льды есть во всех климатических поясах, но в разных количествах.

Жаркий пояс . В Африке в хионосферу поднимаются только высочайшие вершины – Кения, Килиманджаро. Ниже 4500 м ледники не спускаются. Небольшие ледники находятся в горах Новой Гвинеи.

На Северном острове Новой Зеландии есть один кратерный ледник, на Южном оледенение уже довольно обширное. В Австралии ледников нет.

В тропических Андах ледниковые шапки есть только на вершинах выше 6000 м. Под экватором снеговая линия спускается до 4800 м. Все вершины, лежащие выше, имеют снега и ледники.

В Мексике хионосферы достигают только Орисаба и Попокатепетль.

Гималаи – область мощного оледенения. Это объясняется огромной высотой горной системы и ее расположением на пути морского муссона. Снеговая линия лежит высоко – на 4500-5500 м. Площадь оледенения свыше 33000 км 2 .

Умеренный пояс . Исландия благодаря океаническому субполярному климату и рельефу с вулканическими конусами благоприятна для оледенения. Ледники покрывают 11% ее территории. Преобладают ледниковые купола, есть выводные, горновершинные и каровые ледники.

Скандинавские горы лежат на пути циклонов. Климат и рельеф благоприятны для оледенения. Снеговая граница лежит на высоте 700-1900 м. Площадь оледенения 5000 км 2 . Преобладают плоскогорные ледниковые шапки, из них вытекают долинные ледники (скандинавский тип).

На полярном Урале небольшая высота гор и континентальный климат не благоприятны для оледенения. Общая площадь ледников 25 км 2 . Преобладают небольшие каровые ледники.

В горах Северо-Восточной Сибири насчитывается 540 небольших ледников общей площадью около 500 км 2 . Наиболее крупный район оледенения находится на хребте Сунтар-Хаята. Небольшие ледники есть в горах Бырранга, в хребтах Верхоянского и Черского.

Чем отличается покровные ледники от горных?

В Корякском нагорье около 280 ледников общей площадью 200 км 2 ; снеговая граница снижается до 500 м.

Камчатка богата осадками, поэтому ее горные хребты несут значительное оледенение, общая площадь которого составляет свыше 800 км 2 .Снеговая граница проходит на высотах от 1000 до 3000 м.

Аляска – одна из наиболее значительных областей современного оледенения. Причина – влажный прохладный климат и горный рельеф. В зависимости от количества осадков снеговая линия поднимается от 300 до 2400 м. Общая площадь ледников 52000 км 2 . Некоторые достигают моря. Здесь находится самый длинный ледник на Земле – Хаббард на горе Логан длиной 145 км.

Альпы – наиболее типичная горная страна с долинными ледниками, родина гляциологии. Снеговая граница находится на высотах 2500-3300 м, количество ледников около 1200, площадь оледенения 3600 км 2 . Центрами оледенения выступают главные вершины Альп.

Кавказ – страна мощного оледенения. На Большом Кавказе находится 2200 ледников общей площадью 1780 км 2 . Высота снеговой границы около 3000 м. Ледники вершинные, долинные и каровые. Центры оледенений – Эльбрус, Казбек и другие вершины.

Тянь-Шань – горная страна с мощным оледенением, площадь которого свыше 10 тыс.

км 2 . Узлами оледенения являются Пик Победы, Хан-Тенгри, Заилийский Алатау, Зеравшанский хребет и другие вершины.

Площадь оледенения свыше 10 тыс. км 2 . Больше 60% площади Памира лежит свыше снеговой линии, которая находится на высотах около 5000 м. Здесь находится самый длинный в СНГ ледник Черского.

В Саянах оледенение слабое, занимает всего 40%.

На Каракоруме общая площадь оледенения 17800 км 2 . Снеговая граница лежит очень высоко – 5000-6000 м. Самый крупный ледник имеет длину 75 км; он наибольший в Евразии.

Все высокие хребты в Тибете и на его окраинах – Куньлунь, Трансгималаи, внутренний Тибет – несут вечные снега и льды. Их площадь свыше 32000 км 2 . Снеговая граница лежит высоко, около 6000 м.

Южная часть Чили и Огненная Земля получают много осадков, имеют значительное оледенение. Снеговая граница проходит на высоте 600-900 м. Многие ледники достигают моря.

На Малом Кавказе ледники есть на Арарате, Алагезе и Зангезурском хребте. Небольшие ледники залегают и на некоторых вершинах гор Малой Азии и Ирана.

Холодные пояса. Это царство вечных снегов и льдов, ледовые зоны Земли. На островах Арктики снеговая граница лежит выше уровня моря. Поэтому их побережья свободны ото льда. Оледенение уменьшается в направлении к Берингову проливу с уменьшением осадков.

В Гренландии льдом занято 1700 тыс. км 2 , т. е. 83%. Остров покрыт огромным ледяным щитом, состоящим из двух или трех смыкающихся куполов. Его длина 2400 км, толщина 1500-3400 м. Высшая точка ледяного плоскогорья 3157 м. Выводными ледниками лед стекает в море и образует айсберги.

Шпицберген благоприятен для оледенения. Льды занимают 90% его территории. Преобладают щиты и ледяные поля, ледники шпицбергенского типа, есть шельфовые и выводные.

Земля Франца-Иосифа покрыта льдом на 87%. Оледенение в основном покровное, материкового типа.

На Новой Земле долинные ледники появляются около Маточкина шара. На Северной Земле оледенение покровное, оно занимает 45% площади архипелага.

К западу от Северо-Атлантического течения и в сторону восточной Арктики нарастает континентальность климата и ослабевает оледенение. Канадские острова покрыты льдом на 35-50%.

В Антарктиде граница хионосферы спускается до уровня моря, поэтому вся Антарктида – сплошная область накопления снега. Лед покрывает весь материк, прилегающие острова и переливается на море в виде шельфовых и плавучих ледников. Средняя мощность льда 1720 м. Здесь сосредоточено свыше 90% всех льдов суши планеты. Есть два центра оледенения: один на материковой Восточной Антарктиде, другой – на Западной.

Таблица 7 – Распределение оледенения по частям света (по С. В. Калеснику)

Всего: 15708251

Типы ледников

Существует два главных типа ледников: горные и покровные материко­вые. Они существенно различаются размерами, морфологией, условиями пи­тания и стока. Выделяют также тип переходных ледников.

Горные ледники. Среди ледников этого типа наиболее полно сформиро­ванными являются долинные, или альпийские ледники.

Они имеют довольно большую область питания, в которой происходит накопление снега и пре­вращение его в фирн, а затем в лед. Эта область обычно приурочена к сходящимся верховьям горных рек. У альпийских ледников хорошо выражена до­лина стока. Выходящий из области питания ледниковый язык распространя­ется по уже выработанному эрозионному или тектонически-эрозионному ущелью, имеющему V — образный поперечный профиль. В результате воз­действия ледника долина приобретает U — образные очертания поперечного профиля, благодаря чему получила название трог (от нем. Trog — корыто). Дно трогов очень неровное; наряду с углублениями в местах залегания отно­сительно мягких пород, встречаются выступы более твердых пород, обра­зующие ступени.

Широко распространены каровые ледники, имеющие форму полуцирка и выработанные на крутых склонах. (Кар — нитеобразное, креслообразное уг­лубление, врезанное в верхнюю часть склонов гор. Стенки кара крутые, часто отвесные, дно пологое, вогнутое, занятое каровым ледником.

Чем отличаются горные ледники от покровных?

Цирк — вогнутая форма рельефа, имеющая различное происхождение: 1) ледниковый цирк -котловина в горах в виде амфитеатра, замыкающая верхний конец леднико­вой долины (трог) и вмещающая фирн и лед, за счет которых питаются до­линные ледники; 2) оползневый цирк — котловина в виде амфитеатра, обра­зующаяся на крутых склонах, в основании которых залегают пластичные по­роды, обуславливающие развитие оползней).

Когда цирк переполняется фирном и льдом, образуется ледниковый язык, выходящий на склон по эрозионному углублению. Такой ледник называется висячим, т.к. он не достигает основания склона.

Горные ледники представлены не только каровыми, висячими и альпий­скими. На крупных вулканах образуются ледниковые шапки, покрывающие вершины вулканических конусов, находящиеся выше снеговой линии, откуда ледник отдельными языками спускается по радиально расходящимся эрози­онным ущельям. Примером могут служить ледники Эльбруса, Казбека и Арарата на Кавказе, нижняя граница которых располагается на высоте около 4250 м.

Ледники переходного типа. Иногда долинные ледники выходят на пред­горную равнину, образуя широкие ледниковые поля.

Такие ледники называ­ются предгорными, они относятся к переходному между горными и покров­ными типу. Имеются они на Шпицбергене, Земле Франца-Иосифа, Новой Земле, на тихоокеанском побережье Аляски.

К переходному типу относятся также плоскогорные ледники, покрываю­щие выровненные поверхности древних гор на площади в сотни квадратных километров. По окраинам плоскогорий они сползают в долины в форме язы­ков.

Покровные ледники. Они получили свое название потому, что не при­урочены к определенным формам рельефа, а покрывают всю поверхность крупных полярных островов и даже одного континента — Антарктиды. Среди ледников этого типа выделяют ледниковые шапки, ледниковые покровы и щиты.

Ледниковые шапки располагаются на невысоких возвышенностях среди равнинного рельефа. Площадь их измеряется тысячами квадратных километ­ров.

Ледниковые покровы еще более обширны. Они покрывают все формы рельефа, отражая их на своей поверхности.

Ледниковые щиты обладают значительной мощностью и по этой причине полностью скрывают подледниковый рельеф.

Особую группу покровных ледников образуют шельфовые ледники, рас­полагающиеся частично на суше, частично в море.

Отдельные блоки покро­вов, обламываясь, превращаются в айсберги. Подобные ледники распростра­нены главным образом на побережьях Антарктиды и Гренландии.

Самые уникальные, знаменитые ледники.

Длина ледника примерно 62 км, это самый длинный ледник в мире за пределами полярных регионов. Ледник расположен в Гилгит-Балтистан регионе Пакистана. Балторо окружен горами Каракорум и располагается между хребтом Балторо Музтаг с севера и хребтом Машербрум – с юга, самая высокая гора в этом районе К2 (8611 м). Нижняя часть ледника расположена на высоте 3400 м над уровнем моря, далее идет зона таяния ледника, которая дает начало реке Биафо.

В Антарктиде сосредоточено наибольшее количество льда, а, следовательно, запасов пресной воды на планете. Максимальная толщина льда на континенте – 4800 метров, средняя толщина льда, покрывающая континент 2600 метров. Причем в центральной части Антарктиды толщина льда больше, а к побережью меньше. Лед как бы стекает с континента в океан. Дойдя до океана лед, откалывается крупными кусками, называемыми айсбергами.
Объем ледников составляет 30 000 000 квадратных километров, это 90% всех льдов на планете.

Ледник Килиманджаро не принадлежит к крупнейшим ледникам, но его уникальность в том, что он находится недалеко от экватора в Африке. Ледник горы Килиманджаро образовался 11700 лет назад. С 1912 года замечено наблюдениями, что площадь ледника стала постепенно уменьшаться.
К 1987 году площадь ледника, по сравнению с 1912 годом сократилась более чем на 85%.
Сейчас абсолютная площадь ледника составляет менее 2 кв. км. По расчетам ученых ледник полностью исчезнет к 2033 году.

Ледник Алеч (Aletschgletscher)

Ледник Алеч, является крупнейшим ледником в Альпах. Его длина 23 км., площадь ледника составляет 123 квадратных километра. Ледник включает в себя 3 примыкающих небольших ледника. Максимальная глубина льда составляет 1000 метров. Ледник с 2001 года является объектом, включенным в список Всемирного наследия ЮНЕСКО (объект № 1037bis).

Ледник Харкер находится на острове Южная Джорджия в южной части Атлантического океана. Уникальность ледника Харкер является его метод образования. Этот ледник – приливной ледник. Открыт в 1901 году шведской экспедицией во главе с Отто Норденшельдом и Карлом Антоном Ларсеном. Ледник достаточно стабилен по своей площади и объему, хотя его очертания меняются с течением времени.

Ледник Юстедальсбреен (Jostedalsbreen)

Ледник Юстедальсбреен – является самым крупным ледником в континентальной Европе. Длина ледника 60 км., площадь около 487 квадратных километра. Как и большинство других ледников в мире, Юстедальсбреен постепенно уменьшается в размерах и объеме. В 2006 году, одно из ответвлений ледника сократилось на 50 метров за несколько месяцев.

Ледник Ватнайёкюдль (Vatnajökull)

Ледник Ватнайёкюдль расположен в Исландии, является крупнейшим ледником в Европе, так, его площадь составляет 8100 квадратных километров, объем ледника оценивается в 3100 кубических километров. Ледник покрывает вулканы, внутри ледника есть пещеры, образованные гейзерами – горячими источниками воды. Максимальная толщина льда составляет около 1000 метров.

Ледник Хаббард – располагается на границе Аляски и Канады. Ледник открыт в 1895 году. Длина ледника 122 километра. Ледник упирается в залив Якутат. Высота льда в заливе достигает 120 метров над уровнем моря, ширина ледника у залива от 8 до 15 километров в зависимости от времени года.

Ледник Франца-Иосифа располагается в Новой Зеландии. Длина ледника 12 километров, открыт в 1859 году. Ледник имеет фазы увеличения и уменьшения, после 2010 года он вступил в активную фазу уменьшения (отступления).

Ледник Перито-Морено расположен в юго-западной части провинции Санта-Крус, в Аргентине.
Длина ледника около 30 км, площадь ледника 250 км. квадратных. Ледник движется по склонам гор к озеру Аргентино со скоростью около 2х метров в сутки. Периодически ледник перекрывает озеро, разделяя его на 2 части. Вода в южной части озера за счет рек и речушек начинает подниматься по сравнению с северной частью. Разница уровней составляет более 30 метров, под воздействием давления воды, перешеек рушится, и потоки воды устремляются в северную часть озеро.

Ледники

Ледники

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. км 2 , занимающий почти весь материк. Другой покровный ледник находится в Гренландии, где он перекрывает даже горы и плато. Общая площадь этого острова 2,23 млн. км 2 , из них ок. 1,68 млн. км 2 покрыто льдом. В этой оценке учтена площадь не только самого ледникового покрова, но и многочисленных выводных ледников.
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°30" с.ш.). Его площадь превышает 466 км 2 , 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. 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. км 2). 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 км 2 до 4,4 тыс. км 2 (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. 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 (См. также КРИСТАЛЛЫ И КРИСТАЛЛОГРАФИЯ; МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛОГИЯ) . 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. 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.
Отёл айсбергов – особый тип абляции. 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.
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.
СТРАТИГРАФИЯ ПЛЕЙСТОЦЕНА
Северная Америка :: Западная Европа
Оледенения :: Межледниковья :: Оледенения :: Межледниковья
Висконсин:: :: Вюрм::
:: Сангамон:: :: Риссвюрм
Иллинойс:: :: Рисс::
:: Ярмут:: :: Миндельрисс
Канзас:: :: Миндель::
:: Афтон:: :: Гюнцминдель
Небраска:: :: Гюнц::
Распространение оледенения в плейстоцене. В Северной Америке покровные ледники во время максимального оледенения занимали площадь свыше 12,5 млн. кв. км, т.е. более половины всей поверхности материка. В Европе Скандинавский ледниковый покров распространялся на территории, превышавшей 4 млн. км 2 . Он перекрывал Северное море и соединялся с ледниковым покровом Британских о-вов. Ледники, формировавшиеся в Уральских горах, тоже разрастались и выходили в предгорные районы. Существует предположение, что во время среднеплейстоценового оледенения они соединялись со Скандинавским ледниковым покровом. Ледниковые покровы занимали обширные площади в горных районах Сибири. В плейстоцене ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды, вероятно, имели значительно бóльшую площадь и мощность (главным образом в Антарктиде), чем современные.
Помимо этих крупных центров оледенения, существовало множество мелких местных очагов, например, в Пиренеях и Вогезах, Апеннинах, горах Корсики, Патагонии (восточнее южных Анд).
Во время максимального развития плейстоценового оледенения свыше половины площади Северной Америки было покрыто льдом. На территории США южная граница покровного оледенения следует примерно от о.Лонг-Айленд (шт. Нью-Йорк) на север центральной части штата Нью-Джерси и северо-восток Пенсильвании почти до юго-западной границы шт. Нью-Йорк. Отсюда она направляется до юго-западной границы штата Огайо, затем по р.Огайо в южную Индиану, далее поворачивает на север в южную часть центральной Индианы, а затем на юго-запад к р.Миссисипи, при этом южная часть штата Иллинойс остается за пределами области оледенения. Граница оледенения проходит вблизи рек Миссисипи и Миссури до города Канзас-Сити, далее через восточную часть штата Канзас, восточную часть штата Небраска, центральную часть Южной Дакоты, юго-западную часть Северной Дакоты до Монтаны немного южнее р.Миссури. Отсюда южная граница покровного оледенения поворачивает на запад до подножья Скалистых гор в северной Монтане.
Территория площадью в 26 тыс. км 2 , охватывающая северо-западный Иллинойс, северо-восточную Айову и юго-западный Висконсин, давно выделялась как «безвалунная». Предполагалось, что она никогда не покрывалась плейстоценовыми ледниками. На самом деле туда не распространялся ледниковый покров в висконсине. Возможно, во время более ранних оледенений льды туда заходили, но следы их пребывания были стерты под влиянием эрозионных процессов.
К северу от США ледниковый покров распространялся на территорию Канады до Северного Ледовитого океана. На северо-востоке льдом были покрыты Гренландия, Ньюфаундленд и п-ов Новая Шотландия. В Кордильерах ледниковые шапки занимали южную Аляску, плато и береговые хребты Британской Колумбии и северную треть штата Вашингтон. Короче говоря, кроме западных районов центральной Аляски и ее крайнего севера, вся Северная Америка к северу от описанной выше линии в плейстоцене была занята льдом.
Последствия плейстоценового оледенения. Под влиянием огромной ледниковой нагрузки земная кора оказалась прогнутой. После деградации последнего оледенения территория, которая покрывалась наиболее мощным слоем льда к западу от Гудзонова залива и на северо-востоке Квебека, поднималась быстрее, чем расположенная у южного края ледникового покрова. По оценкам, район северного побережья оз.Верхнего в настоящее время поднимается со скоростью 49,8 см в столетие, а район, расположенный к западу от Гудзонова залива, до завершения компенсационной изостазии поднимется еще на 240 м. Сходное поднятие происходит и в Балтийском регионе в Европе.
Плейстоценовый лед образовался за счет океанической воды, и поэтому во время максимального развития оледенения происходило и наибольшее понижение уровня Мирового океана. Величина этого понижения – вопрос спорный, однако геологи и океанологи единодушно признают, что уровень Мирового океана понижался более чем на 90 м. Это доказывается распространением абразионных террас во многих областях и положением днищ лагун и отмелей коралловых рифов Тихого океана на глубинах ок. 90 м.
Колебания уровня Мирового океана оказывали влияние на развитие впадающих в него рек. В обычных условиях реки не могут углублять свои долины намного ниже уровня моря, но при его понижении происходит удлинение и углубление речных долин. Вероятно, затопленная долина р.Гудзон, протягивающаяся на шельфе более чем на 130 км и заканчивающаяся на глубинах ок. 70 м, сформировалась во время одного или нескольких крупных оледенений.
Покровное оледенение повлияло на изменение направления течения многих рек. В доледниковое время р.Миссури текла из восточной Монтаны на север, в Канаду. Река Норт-Саскачеван некогда несла свои воды на восток, пересекая территорию Альберты, но впоследствии резко повернула на север. В результате плейстоценового оледенения образовались внутренние моря и озера, а площадь уже существовавших увеличилась. Благодаря притоку талых ледниковых вод и обильным осадкам возникло оз. Бонневилл в штате Юта, реликтом которого является Большое Соленое озеро. Максимальная площадь оз. Бонневилл превышала 50 тыс. км 2 , а глубина достигала 300 м. Каспийское и Аральское моря (по существу – крупные озера) в плейстоцене имели значительно бóльшие площади. По-видимому, в вюрме (висконсине) уровень воды в Мертвом море более чем на 430 м превышал современный.
Долинные ледники в плейстоцене были гораздо многочисленнее и бóльших размеров по сравнению с существующими сейчас. В Колорадо насчитывались сотни ледников (сейчас 15). Самый крупный современный ледник в штате Колорадо – Арапахо – имеет длину 1,2 км, а в плейстоцене длина ледника Дуранго в горах Сан-Хуан на юго-западе Колорадо достигала 64 км. В Альпах, Андах, Гималаях, Сьерра-Неваде и других крупных горных системах земного шара также развивалось оледенение. Наряду с долинными ледниками там существовало и множество ледниковых шапок. Это, в частности, доказано для береговых хребтов Британской Колумбии и США. На юге штата Монтана в горах Бэртус имелась крупная ледниковая шапка. Кроме того, в плейстоцене ледники существовали на Алеутских о-вах и о.Гавайи (г.Мауна-Кеа), в горах Хидака (Япония), на Южном острове Новой Зеландии, на о.Тасмания, в Марокко и горных районах Уганды и Кении, в Турции, Иране, на Шпицбергене и Земле Франца-Иосифа. В некоторых из этих районов ледники распространены и в настоящее время, но, как и на западе США, в плейстоцене они были гораздо крупнее.
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. км 2 , 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.
Основные морены. 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 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.
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 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.
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.
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.
Цирки и кары . 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 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.
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.
ПРОБЛЕМА ЛЕДНИКОВЫХ ЭПОХ
В истории Земли неоднократно происходили крупные оледенения. В докембрийское время (свыше 570 млн. лет назад) – вероятно, в протерозое (наиболее молодом из двух подразделений докембрия), – часть Юты, север Мичигана и Массачусетс, а также часть Китая подверглись оледенению. Не известно, развивалось ли оледенение всех этих территорий одновременно, хотя в протерозойских породах сохранились явные свидетельства того, что в Юте и Мичигане оледенение было синхронным. В позднепротерозойских породах Мичигана и в породах серии коттонвуд Юты обнаружены горизонты тиллитов (уплотненной или литифицированной морены). В позднепенсильванское и пермское время – возможно, в интервале от 290 млн. до 225 млн. лет назад – обширные районы Бразилии, Африки, Индии и Австралии были покрыты ледниковыми шапками или ледниковыми покровами. Как ни странно, все эти районы расположены в низких широтах – от 40° с.ш. до 40° ю.ш. Синхронное оледенение происходило также в Мексике. Менее достоверны доказательства оледенения Северной Америки в девонское и миссисипское время (примерно от 395 млн. до 305 млн. лет назад). Свидетельства оледенения в эоцене (от 65 млн. до 38 млн. лет назад) обнаружены в горах Сан-Хуан (шт. Колорадо). Если добавить к этому перечню плейстоценовую ледниковую эпоху и современное оледенение, занимающее почти 10% суши, станет очевидно, что оледенения в истории Земли были нормальными явлениями.
Причины ледниковых эпох. Причина или причины ледниковых эпох нераздельно связаны с более широкими проблемами глобальных климатических изменений, имевших место на протяжении истории Земли. Время от времени происходили значительные смены геологических и биологических обстановок. Растительные остатки, слагающие мощные угольные пласты Антарктиды, конечно, накапливались в климатических условиях, отличных от современных. Сейчас в Гренландии не растут магнолии, но они обнаружены в ископаемом состоянии. Ископаемые остатки песца известны из Франции – далеко к югу от современного ареала этого животного. Во время одного из плейстоценовых межледниковий мамонты заходили на север вплоть до Аляски. Провинцию Альберта и Северо-Западные территории Канады в девоне покрывали моря, в которых было много крупных коралловых рифов. Коралловые полипы прекрасно развиваются лишь при температуре воды выше 21° С, т.е. значительно более высокой, чем современная средняя годовая температура на севере Альберты.
Следует иметь в виду, что начало всех великих оледенений определяется двумя важными факторами. Во-первых, на протяжении тысячелетий в годовом ходе осадков должны доминировать обильные продолжительные снегопады. Во-вторых, в районах с таким режимом осадков температуры должны быть настолько низкими, чтобы летнее снеготаяние сводилось к минимуму, а фирновые поля увеличивались из года в год до тех пор, пока не станут формироваться ледники. Обильная аккумуляция снега должна превалировать в балансе ледников на протяжении всей эпохи оледенения, так как если абляция превысит аккумуляцию, оледенение пойдет на убыль. Очевидно, для каждой ледниковой эпохи необходимо выяснить причины ее начала и окончания.
Гипотеза миграции полюсов. Многие ученые полагали, что ось вращения Земли время от времени меняет свое положение, что приводит к соответствующему смещению климатических зон. Так, например, если бы Северный полюс находился на п-ове Лабрадор, там преобладали бы арктические условия. Однако силы, которые могли бы вызвать такое изменение, не известны ни внутри Земли, ни за ее пределами. Согласно астрономическим данным, полюсы могут мигрировать всего на 21" по широте (что составляет ок. 37 км) от центральной позиции.
Гипотеза диоксида углерода. Содержащийся в атмосфере диоксид углерода CO 2 действует подобно теплому одеялу, удерживающему излучаемое Землей тепло близ ее поверхности, и любое существенное сокращение содержания СО 2 в воздухе приведет к понижению температуры на Земле. Это сокращение может быть вызвано, например, необычно активным выветриванием пород. CO 2 соединяется с водой в атмосфере и почве, образуя углекислоту, которая является очень активным химическим соединением. Она легко вступает в реакцию с такими наиболее распространенными в горных породах элементами, как натрий, калий, кальций, магний и железо. Если происходит значительное поднятие суши, свежие поверхности горных пород подвергаются эрозии и денудации. В процессе выветривания этих пород из атмосферы будет извлечено большое количество углекислоты. В результате температура суши понизится, и начнется ледниковая эпоха. Когда спустя продолжительное время в атмосферу возвратится углекислота, поглощенная океанами, ледниковая эпоха подойдет к концу. Гипотеза диоксида углерода применима, в частности, для объяснения развития позднепалеозойского и плейстоценового оледенений, которым предшествовали поднятие суши и горообразование. Эта гипотеза вызывала возражения на том основании, что в воздухе содержится гораздо больше СО 2 , чем требуется для формирования теплоизолирующего покрова. Кроме того, она не объясняла повторяемость оледенений в плейстоцене.
Гипотеза диастрофизма (движений земной коры). В истории Земли неоднократно происходили значительные поднятия суши. В целом температура воздуха над сушей уменьшается примерно на 1,8° C с подъемом на каждые 90 м. Таким образом, если бы район, расположенный к западу от Гудзонова залива, испытал поднятие всего на 300 м, там стали бы формироваться фирновые поля. В действительности горы поднялись на многие сотни метров, что оказалось достаточным для формирования там долинных ледников. Кроме того, рост гор изменяет циркуляцию влагонесущих воздушных масс. Каскадные горы на западе Северной Америки перехватывают поступающие с Тихого океана воздушные массы, что приводит к обильным осадкам на наветренном склоне, а к востоку от них выпадает гораздо меньше жидких и твердых осадков. Поднятие участков дна океанов в свою очередь может изменить циркуляцию океанических вод и также вызвать климатические изменения. Например, полагают, что некогда между Южной Америкой и Африкой существовал сухопутный мост, который мог препятствовать проникновению теплых вод в Южную Атлантику, а антарктические льды могли оказывать охлаждающее влияние на эту акваторию и прилегающие районы суши. Такие условия выдвигают в качестве возможной причины оледенения Бразилии и Центральной Африки в позднем палеозое. Неизвестно, могли бы только тектонические движения оказаться причиной оледенения, во всяком случае, они могли весьма содействовать его развитию.
Гипотеза вулканической пыли. Вулканические извержения сопровождаются выбросом в атмосферу огромного количества пыли. Например, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883 в атмосферу попало и было развеяно ок. 1,5 км 3 мельчайших частиц вулканогенных продуктов. Вся эта пыль разносилась по всему земному шару, и поэтому в течение трех лет жители Новой Англии наблюдали необычно яркие закаты. После бурных вулканических извержений на Аляске Земля некоторое время получала от Солнца меньше тепла, чем обычно. Вулканическая пыль поглощала, отражала и рассеивала назад в атмосферу больше солнечного тепла, чем обычно. Очевидно, что вулканическая активность, широко распространенная на Земле на протяжении тысячелетий, могла бы значительно понизить температуры воздуха и послужить причиной начала оледенения. Такие вспышки вулканической активности случались в прошлом. Во время образования Скалистых гор на территории Нью-Мексико, Колорадо, Вайоминга и южной Монтаны происходило множество очень сильных вулканических извержений. Вулканическая деятельность началась в позднемеловое время и была весьма интенсивной примерно до периода, отстоявшего от нас на 10 млн. лет. Влияние вулканизма на плейстоценовое оледенение проблематично, но не исключено, что оно играло важную роль. Кроме того, такие вулканы молодых Каскадных гор, как Худ, Рейнир, Сент-Хеленс, Шаста, выбрасывали в атмосферу большое количество пыли. Наряду с движениями земной коры эти выбросы тоже могли в значительной степени способствовать началу оледенения.
Гипотеза дрейфа материков. Согласно этой гипотезе, все современные материки и самые крупные острова некогда входили в состав единого материка Пангея, омывавшегося Мировым океаном. Сплочение материков в такой единый массив суши могло бы объяснить развитие позднепалеозойского оледенения Южной Америки, Африки, Индии и Австралии. Территории, охваченные этим оледенением, вероятно, находились гораздо севернее или южнее их современного положения. Материки начали разделяться в меловое время, а современного положения достигли примерно 10 тыс. лет назад. Если эта гипотеза верна, то она в значительной степени помогает объяснить древнее оледенение районов, расположенных в настоящее время в низких широтах. Во время оледенения эти районы должны были находиться в высоких широтах, а впоследствии они заняли свои современные позиции. Однако гипотеза дрейфа материков не дает объяснения многократности плейстоценовых оледенений.
Гипотеза Юинга – Донна. Одна из попыток объяснить причины возникновения плейстоценовой ледниковой эпохи принадлежит М.Юингу и У.Донну – геофизикам, внесшим значительный вклад в изучение рельефа дна океанов. Они полагают, что в доплейстоценовое время Тихий океан занимал северные полярные регионы и поэтому там было гораздо теплее, чем теперь. Арктические области суши тогда располагались в северной части Тихого океана. Затем в результате дрейфа материков Северная Америка, Сибирь и Северный Ледовитый океан заняли свое современное положение. Благодаря Гольфстриму, заходившему из Атлантики, воды Северного Ледовитого океана в то время были теплыми и интенсивно испарялись, что способствовало обильным снегопадам в Северной Америке, Европе и Сибири. Таким образом в этих районах началось плейстоценовое оледенение. Оно прекратилось из-за того, что в результате разрастания ледников уровень Мирового океана понизился примерно на 90 м, и Гольфстрим в конце концов не смог преодолевать высокие подводные хребты, разделяющие бассейны Северного Ледовитого и Атлантического океанов. Лишенный притока теплых атлантических вод, Северный Ледовитый океан замерз, и иссяк источник влаги, питающий ледники. Согласно гипотезе Юинга и Донна, нас ожидает новое оледенение. Действительно, в период между 1850 и 1950 большинство ледников мира отступало. Это значит, что уровень Мирового океана повышался. Льды в Арктике также таяли на протяжении последних 60 лет. Если когда-нибудь арктический лед полностью растает и воды Северного Ледовитого океана снова станут испытывать отепляющее воздействие Гольфстрима, который сможет преодолевать подводные хребты, появится источник влаги для испарения, что приведет к обильным снегопадам и формированию оледенения по периферии Северного Ледовитого океана.
Гипотеза циркуляции океанических вод. В океанах существует множество течений, как теплых, так и холодных, которые оказывают существенное влияние на климат материков. Гольфстрим – одно из замечательных теплых течений, которое омывает северное побережье Южной Америки, проходит через Карибское море и Мексиканский залив и пересекает Северную Атлантику, оказывая отепляющий эффект на Западную Европу. Теплое Бразильское течение движется к югу вдоль побережья Бразилии, а течение Куросио, которое зарождается в тропиках, следует к северу вдоль Японских о-вов, переходит в широтное Северо-Тихоокеанское течение и в нескольких сотнях километров от побережья Северной Америки разделяется на Аляскинское и Калифорнийское течения. Теплые течения имеются также в южной части Тихого океана и Индийском океане. Наиболее мощные холодные течения направляются из Северного Ледовитого океана в Тихий через Берингов пролив и в Атлантический океан – через проливы вдоль восточного и западного берегов Гренландии. Одно из них – Лабрадорское течение – охлаждает побережье Новой Англии и приносит туда туманы. Холодные воды поступают также в южные океаны из Антарктики в виде особо мощных течений, двигающихся к северу почти до экватора вдоль западных берегов Чили и Перу. Сильное подповерхностное противотечение Гольфстрима уносит свои холодные воды на юг в Северную Атлантику.
В настоящее время предполагают, что Панамский перешеек опускался на несколько десятков метров. В таком случае не существовало бы Гольфстрима, а теплые атлантические воды направлялись бы пассатами в Тихий океан. Воды Северной Атлантики были бы гораздо холоднее, как, впрочем, и климат стран Западной Европы, в прошлом получавших тепло от Гольфстрима. Существовало множество легенд о «потерянном материке» Атлантиде, некогда расположенном между Европой и Северной Америкой. Исследования Срединно-Атлантического хребта на участке от Исландии до 20° с.ш. геофизическими методами и с отбором и анализом донных проб показали, что некогда там действительно была суша. Если это справедливо, то климат всей Западной Европы был гораздо холоднее, чем в настоящее время. Все эти примеры показывают, в каком направлении менялась циркуляция океанических вод.
Гипотеза изменений солнечной радиации. В результате продолжительного изучения солнечных пятен, представляющих собой сильные выбросы плазмы в атмосфере Солнца, обнаружено, что существуют весьма значительные годовые и более продолжительные циклы изменения солнечной радиации. Пики солнечной активности наблюдаются примерно каждые 11, 33 и 99 лет, когда Солнце излучает больше тепла, что приводит к более мощной циркуляции земной атмосферы, сопровождающейся большей облачностью и более обильными осадками. Из-за высокой облачности, блокирующей солнечные лучи, поверхность суши получает тепла меньше, чем обычно. Эти короткие циклы не могли бы стимулировать развитие оледенения, но на основе анализа их последствий было высказано предположение, что могут быть и весьма продолжительные циклы, возможно, порядка тысяч лет, когда радиация была выше или ниже обычной.
На основе этих представлений английский метеоролог Дж.Симпсон выдвинул гипотезу, объясняющую многократность плейстоценового оледенения. Он проиллюстрировал кривыми развитие двух полных циклов солнечной радиации выше нормы. Как только радиация достигала середины своего первого цикла (как и в коротких циклах активности солнечных пятен), увеличение тепла способствовало активизации атмосферных процессов, включая усиление испарения, повышение количества твердых осадков и зарождение первого оледенения. Во время радиационного пика Земля нагревалась до такой степени, что ледники таяли и начиналось межледниковье. Как только радиация понижалась, возникали условия, подобные условиям первого оледенения. Так начиналось второе оледенение. Оно завершалось с наступлением такой фазы радиационного цикла, во время которой происходило ослабление атмосферной циркуляции. При этом испарение и количество твердых осадков сокращались, а ледники отступали из-за уменьшения аккумуляции снега. Таким образом наступало второе межледниковье. Повторение радиационного цикла позволило выделить еще два оледенения и разделявшее их межледниковье.
Следует иметь в виду, что два последовательных солнечных радиационных цикла могли продолжаться 500 тыс. лет и более. Режим межледниковья отнюдь не означает полного отсутствия ледников на Земле, хотя с ним сопряжено значительное сокращание их числа. Если гипотеза Симпсона верна, то она прекрасно объясняет историю плейстоценовых оледенений, однако нет доказательств подобной периодичности для доплейстоценовых оледенений. Следовательно, либо следует допустить, что режим солнечной активности менялся на протяжении геологической истории Земли, либо необходимо продолжить поиск причин возникновения ледниковых эпох. Вполне вероятно, что это происходит при совместном действии нескольких факторов.
ЛИТЕРАТУРА
Калесник С.В. Очерки гляциологии . М., 1963
Дайсон Д.Л. В мире льда . Л., 1966
Тронов М.В.