Значение современных ледников. Горные ледники. Природное и хозяйственное значение ледников

Ледни́к – масса и льда, образовавшаяся путём длительного накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков и обладающая собственным движением. Множество ледников, объединённых общими связями с окружающей средой и внутренними взаимосвязями и свойствами, образуют оледенение, или ледниковую систему.

Ледники Земли играют важную роль в природных процессах. Являясь аккумуляторами больших объёмов вод, ледники участвуют в круговороте воды в природе и оказывают существенное влияние на многие процессы на земном шаре (тепловой и водный баланс планеты, температуру и солёность вод океана, сток горных рек и т.д.).

Термин «ледник» происходит от слова «лёд» (от старо-слав. «лєдъ»).

Происхождение ледников

В холодный период года на обширных территориях суши идёт накопление твёрдых атмосферных осадков – снега. В тёплый период года на бóльшей части территории снег растаивает. В каждый момент времени можно найти границу между поверхностью, покрытой снегом, и поверхностью, где снега нет. Эта граница называется сезонной снеговой линией. В течение года эта линия смещается в пространстве: в холодный период года на равнинах в сторону низких широт, а в горах – вниз по склонам, в тёплый период года на равнинах – в сторону высоких широт, а в горах – вверх по склонам, причём в Северном и Южном полушариях – асинхронно.

Среднее положение снеговой линии называется климатической снеговой линией. Выше её в среднем за год снега может накапливаться больше, чем растаять или испариться, ниже весь выпавший за зиму снег летом должен полностью растаять. Выше климатической снеговой линии наблюдается положительный снеговой баланс, ниже – отрицательный снеговой баланс, на самой линии – нулевой снеговой баланс.

Накопление снега и льда в местах с положительным снеговым балансом не может продолжаться бесконечно. В виде снежных лавин и метелевого переноса избыток снега перемещается ниже климатической снеговой линии, где тает. Избыток льда «разгружается» в виде сползающего ниже климатической снеговой линии языка ледника, где он также тает.

Часть земной поверхности, расположенная выше климатической снеговой линии, в пределах которой снеговой баланс положительный и происходит накопление твёрдых атмосферных осадков и возникают ледники, называют хионосферой.

Высотное положение климатической снеговой линии определяется климатическими условиями. Наинизшее положение она занимает в полярных районах, опускаясь в Антарктике до уровня океана, наивысшее – в субтропиках (до 6500 м над уровнем океана), где наиболее высока температура воздуха и отмечаются недостаток атмосферных осадков и повышенная сухость воздуха. В Южном полушарии, где климат более морской и выпадает больше осадков, климатическая снеговая линия расположена ниже, чем в Северном полушарии. Если земная поверхность имеет высоты, превышающие высоту климатической снеговой линии, то именно здесь накопление снега ведет к его преобразованию в фирн и лёд и возникают ледники.

Типы ледников

Ледники на Земле подразделяются на две группы: покровные и горные.

Покровные ледники размещаются на материках или крупных островах; к ним относятся ледники Антарктиды, Гренландии, арктических островов (Земля Франца-Иосифа , Новая Земля и др.). Форма покровных ледников в меньшей степени, чем у горных ледников, зависит от рельефа подстилающей поверхности земли и в основном обусловлена распределением снегового питания ледника.

Покровные ледники подразделяются на ледниковые купола (выпуклые ледники мощностью до 1000 м); ледниковые щиты (крупные выпуклые ледники мощностью свыше 1000 м и площадью поверхности более 50 тыс. км 2); выводные ледники (быстро движущиеся ледники, через которые осуществляется основной расход льда покровных ледников; выводные ледники обычно заканчиваются в море, образуя плавучие ледниковые языки, дающие начало многочисленным айсбергам небольшого размера); шельфовые ледники (плавающие или частично опирающиеся на морское дно ледники, являющиеся продолжением наземных ледниковых покровов; они движутся с берега к морю и образуют крупные айсберги).

Горные ледники подразделяются на три подгруппы. Это ледники вершин, лежащие на вершинах отдельных гор, хребтов и горных систем, в кальдерах вулканов; ледники склонов, занимающие депрессии (впадины, кары) на склонах горных хребтов; долинные ледники, располагающиеся в верхних и средних частях горных долин.

Обширные горные ледники расположены в крупных и высоких горных массивах – в Гималаях, Каракоруме, на Памире, Тянь-Шане, в Альпах, на Кавказе, на Аляске и т.д. Самый крупный горный ледник – ледник Беринга на Аляске длиной 203 км и площадью 5700 км 2 .

покровное оледенение занимает наибольшие площади на Новой Земле (23,64 тыс. км 2), Северной Земле (18,32 тыс. км 2), Земле Франца-Иосифа (13,75 тыс. км 2). Горные ледники в России расположены на Кавказе , Алтае , в Саянах , на северном Урале , в горах Бырранга и Путорана , на хребте Черского , Корякском нагорье , на Камчатке . В пределах СНГ горные ледники имеют наибольшую площадь на Тянь-Шане (8313 км 2), Памиро-Алае (9821 км 2), Большом Кавказе (1424 км 2). Самые крупные горные ледники в СНГ – ледники Федченко площадью 652 км 2 и длиной 77 км на Памире и Южный Иныльчек площадью 567 км 2 и длиной 60,5 км на Тянь-Шане.

На протяжении геологической истории Земли площадь оледенения существенно изменялась. Так, площадь ледников в последнюю ледниковую эпоху достигала 34 млн км 2 (в 2 раза больше современной), а в эпоху максимума четвертичного оледенения – 55 млн км 2 (в 3,4 раза больше современной). В настоящее время в связи с потеплением климата ледники на Земле почти повсеместно деградируют.

Строение ледников

На каждом леднике можно выделить две области: верхнюю, где идёт накопление снега, фирна и льда, и нижнюю, где лёд, переместившийся из первой области и спустившийся ниже климатической снеговой линии, тает. Эти области называют соответственно областью питания (аккумуляции) и областью абляции (расхода).

Выпадающий на поверхность ледника и поступающий с прилегающих склонов снег постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и последующего замерзания просочившейся (инфильтрующейся) воды превращается сначала в зернистый снег, а затем в фирн, или зернистый лёд, представляющий собой конгломерат бесформенных зёрен льда крупностью 0,5–5 мм. Свежевыпавший снег может иметь очень малую плотность (около 100 кг/м 3). По мере уплотнения и рекристаллизации его плотность возрастает до 200–400 кг/м 3 . Фирн имеет уже плотность порядка 450–800 кг/м 3 (в среднем около 650 кг/м 3). Уплотнение фирна и рекристаллизация приводят к образованию ледникового (глетчерного) льда с плотностью 800–910 кг/м 3 в зависимости от типа его образования.

Постепенное накопление снега и льда в области питания ледника ведёт к тому, что под влиянием силы тяжести и градиентов давления избыток льда, обладающего пластичностью, смещается в область абляции, где постепенно тает. Эта область не имеет фирна и состоит лишь из льда. Область абляции у горных ледников часто называют языком ледника.

В местах изменения рельефа ложа ледника (расширение или перегиб ложа) при движении ледника возникают соответственно продольные и поперечные трещины.

На поверхности и в толще ледника, а также вблизи него встречаются скопления обломочного материала – морены. Они подразделяются на две группы – влекомые, в которых обломочный материал перемещается ледником, и отложенные, представляющие собой скопления обломочного материала, ранее принесённого и отложенного ледником. Среди влекомых морен выделяют морены поверхностные (включая боковые, срединные, поперечные и фронтальные), внутренние и придонные. Отложенные морены подразделяются на береговые и конечные.

Запасы воды в ледниках

Согласно «Атласу снежно-ледовых ресурсов мира», площадь современного оледенения на планете, т. е. площадь, занятая многолетним льдом и снегом, составляет 16,25 млн км 2 , или 10,9% поверхности суши. На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 13,94 и 1,80 млн км 2 . Запасы воды во всех ледниках мира составляют 25,78 млн км 3 (это более 70% объёма всех пресных вод на планете). На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 90,3 и 9,2% (в сумме 99,5%) запасов воды во всех ледниках мира.

Помимо Антарктиды и Гренландии важными районами современного оледенения являются арктические острова. На долю горных ледников приходится небольшая доля запасов воды.

Максимальная толща льда измерена в индоокеанском секторе Антарктиды – 4776 м. В горных ледниках толщина льда значительно меньше и не превышает 150–200 м.

В ледниках России общие запасы воды составляют около 15,1 тыс. км 3 . Самые крупные ледники в нашей стране находятся на островах Новая Земля и Северная Земля. Запасы в горных ледниках России невелики. Крупнейшим горным ледником является ледник Эрмана на Камчатке.

Природное и хозяйственное значение ледников

Являясь аккумуляторами огромных масс замёрзшей воды, ледники в процессе накопления или таяния льда регулируют водных баланс земного шара. В настоящее время, в условиях глобального потепления климата таяние покровных ледников, по оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК–IPCC), привело к заметному уменьшению массы покровных ледников Земли, составившему в среднем 226 млрд т/год за период с 1971 по 2009 г. и 275 млрд т/год за 1993–2010 гг.

Таяние покровных ледников способствовало увеличению объёма вод в Мировом океане и, как следствие, росту его уровня. С 1993 по 2010 г. уровень океана повышался со средней интенсивностью 3,2 мм/год. Вклад таяния покровных ледников в этот рост уровня, по оценкам МГЭИК, составил 1,36 мм/год, или 42%. Таяние горных ледников способствует увеличению стока многих горных рек в тёплую часть года. Усиление таяния горных ледников в условиях глобального потепления будет способствовать улучшению водообеспечения орошаемого земледелия и населения в засушливое время года.

В.Н. Михайлов. М.В. Михайлова

Ледники

2.Ледники в России

3.Роль (значение) ледников

4.Классификация ледников и их работа

Работа ледника.

Эрозионные формы рельефа.

Список литературы

Ледники - это ледяные массы, сползающие по склонам гор или горным до­линам.

Ледники на Земле занимают примерно 10% суши. Это 16,2 млн. кв. км, т. е. почти столько же, сколько занимает Россия. Если бы все современные ледники растаяли, то уровень океанов и морен повысился бы на 64 м!

Примерно 95% всех ледников находится в полярных облас­тях, и главным образом в Антарктиде - этой мировой кладовой холода (рис. 106). Под действием своего громадного веса ледя­ной щит Антарктиды медленно сползает в океан, образуя айс­берги. Они иногда достигают в длину 100 км и даже более. Над поверхностью океана такая плавающая ледяная глыба выступа­ет метров на 500, но подводная её часть бывает до 3 км.

Ледники сползают по межгорным понижениям со скоростью в некоторых случаях от 1 до 5 м в сутки. Достигнув снеговой линии, ледники тают, давая начало горным рекам.

Ледники в России

В России ледники занимают примерно 0,3% площади. Они находятся главным образом на островах Север­ного Ледовитого океана: на Новой Земле, Земле Франца-Иоси­фа, Северной Земле, а кроме того, в горах Кавказа. Всего в России насчитывается несколько тысяч больших и малых ледников.

Роль (значение) ледников

Ледники и высокогорные снега имеют большое значение для народного хозяйства, ведь они питают многие реки. И летом, когда особенно велика нужда в орошении хлопковых и рисовых полей, садов и виноградников, эти реки бывают наиболее полноводны, так как под палящими лучами южного солнца ледники в это время тают особенно интенсивно.

Только высокогорным ледникам обязаны своим существо­ванием такие полноводные реки Средней Азии, как Амударья и Сырдарья, а также сотни более мелких рек и речушек.

Исследование ледников представляет исключительный инте­рес для науки. Вот почему большие работы ведутся в Антарк­тиде, Гренландии и в других районах современного оледенения.

В гляциологии уже давно наметилась тенденция к разграничению понятий покровного и горного оледенений, покровных и горных ледников [Корякин, 1981] и даже к выделению разделов покровной и горной гляциологии. Тем не менее, о покровных ледниках Антарктиды и Гренландии нельзя говорить иначе, как о горных, поскольку они образуют высокоподнятые до 4000 м (с отдельными вершинами до 5140 м) в Антарктиде и 3700 м в Гренландии ледяные плато, где лед перекрывает плоскогорья и горные хребты. Ледниковый покров Антарктиды достигает мощности более 4300 м (средняя 1720 м), Гренландии 3400 м (средняя 2300 м). Правда, на значительной части Антарктиды нет настоящего горного рельефа с его глубоким расчленением, на огромных пространствах расстилается идеальная, высокоподнятая ледяная равнина. Но дело не только в том, что отдельные участки этой равнины на географических картах носят название плато (Полярное плато, плато Советское и ряд других). В соответствии с критерием отделения горных ландшафтов от равнинных нивально-гляциальные ландшафты Антарктиды нельзя отнести к классу равнинных: здесь не наблюдается широтно-зональной смены типов ландшафтов, которая была бы при меньших абсолютных высотах, и она действительно есть на антарктическом побережье, где на свободных ото льда участках расположены оазисы с внеледниковыми ландшафтами полярных (антарктических) пустынь, а не с нивально-гляциальным ландшафтом. Е. С. Короткевич особенно подчеркивает нарушенность широтной зональности Антарктиды высотной поясностью (зональностью), проявляющейся здесь особенно ярко, и рассматривает этот материк в качестве ледникового массива с единой вертикальной поясностью . То же самое относится и к Гренландии, где ландшафты побережья в средней и южной частях острова даже на полярные, а субполярные (субарктические). Несомненно, к горным в физико-географическом понимании относятся и покровные ледники Новой Земли, а также ледниковые щиты арктического низкогорья Северной Земли. Там, где лед перекрывает горные хребты с острыми вершинами или плоскогорья с возвышающимися над основной платообразной поверхностью останцами, местами, главным образом по окраинам ледникового щита, из-подо льда выступают на дневную поверхность одинокие скалы, называемые нунатаками. По понижениям подледной поверхности в стороны морей и океанов стекают части ледникового покрова, выделяемые под названием выводных ледников. В большинстве своем они получили собственные географические названия. Они достигают побережий, там обламываются и дают начало плавающим ледяным островам айсбергам.

В Гренландии и на Новой Земле отдельные ледниковые потоки спускаются от ледниковых щитов в глубокие фьорды и образуют фьордовые ледники. Покровные ледники в прежних классификациях ледников выделялись под названием материковых ледниковых покровов или оледенения гренландского типа [Калесник, 1939]. Вообще мы против применения в классификациях географических явлений по их свойствам (типологических классификациях) собственных географических названий для обозначения типов. Но поскольку подобные названия в ряде случаев крепко укоренились в литературе (или соответствующие типы действительно имеют местную специфику), в отдельных случаях ими придется пользоваться. Ледники, подобные антарктическому, гренландскому, новоземельским и т. д., сейчас выделяют под названием ледниковых щитов, отделяя от них (в горных территориях) ледниковые покровы, когда подледный рельеф в смягченном виде отражается в поверхности ледника. Промежуточным звеном между горным и покровным оледенением служит сетчатое оледенение (относящееся к горно-покровному), возникающее при весьма обильном питании, когда льды, переполнив долины, начинают перетекать через понижения в отдельных хребтах. Иногда это оледенение называют ледником шпицбергенского типа, который был выделен еще Норденшельдом. Однако правильнее говорить о шпицбергенском оледенении, включающем большое разнообразие типов отдельных ледников. Специфические черты морфологии оледенения архипелага Шпицберген обусловлены степенью его развития на стадии между горным и покровным. Оледенение такого рода распространено только в полярных горных массивах, кроме Шпицбергена на Аляске, Новой Земле, юге Патагонии. Среди собственно горных ледников, тесно связанных с горным рельефом, который предопределяет форму и направление их движения, выделяют ледники вершин, склонов и долин. В ряду долинных ледников кроме простого долинного различают сложный долинный и дендритовый ледники. Двойные и сложные долинные ледники слагаются из двух и более ветвей. Дендритовые, или древовидные, ледники напоминают в плане ветвистое дерево. В последнем случае обильное питание снегом приводит к тому, что ледники боковых долин (притоков) соединяются с ледником, расположенным в главной долине. К этому типу относятся крупные долинные ледники гор Средней и Центральной Азии, в частности Каракорума и Гималаев, а также гор высоких широт. При большом поступлении твердых атмосферных осадков в область питания долинного ледника возрастание его мощности приводит к тому, что ледник не умещается в горной долине и выдвигается на предгорную (или межгорную) равнину.

Тогда образуется предгорный ледник типа Маласпина. На высоко приподнятых выровненных поверхностях возникают ледники плоских вершин. Здесь могут быть выделены два подтипа: ледники с растекающимися в разные стороны по крутостенным глубоким долинам языками (скандинавский подтип) и собственно ледники плоских вершин без значительных ледяных языков, часто совсем их лишенные (тяньшаньский подтип). Ледники конических вершин образуются на конических горных поднятиях чаще всего вулканического происхождения. Покрывающие конус лед и фирн создают своеобразную шапку, от которой радиально спускаются языки отдельных ледников, известных под собственными географическими названиями. К этому типу относятся кавказские ледники Эльбруса, Казбека и ледники многих других вулканов. Ледники вершин молодых, не расчлененных долинами и цирками вулканических конусов получили название звездообразных. В кратерах вулканов встречаются кальдерные ледники [Калесник, 1939]. Часто в горах встречаются висячие ледники, которые бывают двух подтипов: карово-долинные, располагающиеся в каре, но начинающие сползать из кара в долину, и собственно висячие, не приуроченные к каким-либо резко выраженным депрессиям, а использующие лишь пологую вогнутость склона. Собственно висячие ледники обычно оканчиваются высоко на склоне, словно приклеенные к нему всей своей массой [там же, с. 216]. По-видимому, близки к этому подтипу ледники, покрывающие маломощным (в несколько десятков метров) слоем широкие и пологие склоны гор восточной части Гиссаро-Алая (бассейн Сурхоба) и в Восточном Памире. В. М. Котляков назвал их склоновыми ледниками. Весьма многочисленны в горах каровые ледники, небольшие, образующиеся в чашеобразных впадинах (карах) на склоне хребта или в верховье долины. Они лишены или почти лишены ледникового языка как такового обычного в долинах. Навеянные ледники образуются в отрицательных формах рельефа и на подветренной стороне возвышений от наметенного ветром снега, который в полярных и субполярных широтах не успевает стаивать за лето. Они возникают у подошвы скалистых уступов террас, у задних стенок каров, в узких затененных ущельях и состоят из фирна и фирнового льда. Долгое время считали, что лед движущихся ледников весьма активно эродирует подземное ложе (этот процесс называется ледниковой эрозией или экзарацией) и в качестве одного из доказательств приводили наличие нагромождений каменных глыб (морен) перед фронтом движущегося ледника. В конце 40-х и в 50-х годах стали считать, что основная масса обломочного материала, формирующего современные моренные отложения, поступает с поверхностей склонов, вздымающихся над ледником.

Роль придонной морены ничтожна, и говорить о леднике как о факторе, эффективно эродирующем, нет основания. Однако сейчас существенная экзарационная работа движущегося льда опять восстановлена в правах. Новые исследования, основанные на современных методах, свидетельствуют о том, что выпахивающая деятельность горных ледников сопоставима по интенсивности с водной эрозией, а основной моренный материал поступает на ледники не только с окружающих горных склонов, но в значительной мере и с ледникового ложа. В начале предыдущего раздела упоминается о хионосфере. Это часть тропосферы, в пределах которой при благоприятных особенностях рельефа могут образоваться скопления снега, фирна и льда, т. е. зародиться ледники [Котляков, 1968]. Многие горы вдаются за нижнюю границу хионосферы, и именно поэтому на них зарождаются ледники. Мощность хионосферы, по-видимому, лежит в пределах 3 5 км и сравнительно мало различается над разными участками земной поверхности [там же, с. 137]. Верхней границы хионосферы горы, даже самые высокие, вероятно, не достигают. Во всяком случае они не могут ее достичь в низких широтах, где располагаются высочайшие горные поднятия Земли (Гималаи и Каракорум, Анды), так как там нижняя граница хионосферы, индицируемая снеговой линией, поднята очень высоко. Считают, что линия пересечения нижней границы хионосферы со склонами гор является климатической снеговой линией [Щукин, Щукина, 1959, с. 66]. Однако снеговая линия не вполне совпадает с границей хионосферы. Снеговая линия важнейший гляциоклиматический показатель, отражающий связь оледенения с климатическими условиями. Ее высота, во многом определяющая интенсивность оледенения района (зависимость здесь обратная), связана с географической широтой (и, следовательно, с термическим ресурсом), а также степенью континентальности климата. В полярных широтах снеговая линия располагается в пределах низкогорного яруса (Шпицберген высоты 200 370 м на наветренных склонах, 250 800 м на подветренных). Под тропиками она поднимается до 6000 м и более: в Андах Южной Америки у тропика на юге Пуны и в ПампинскихСьеррах она превышает 6500 м (самое высокое положение в мире). На экваторе ее высота 5300-5400 м. На такой же большой высоте находится снеговая линия на наиболее континентальных нагорьях субтропического пояса, например в Восточном Памире (до 5200 м). Оказалось, однако, что в Восточном Памире, о сухости климата которого судили по данным метеостанций, расположенных на плоских днищах долин и котловин с высотой, близкой к 4000 м, и показывавших годовое количество осадков всего 100 мм, в самом верхнем ярусе гор, в их ледниковой зоне, выпадает 800 1000 мм осадков в год, что очень много для такой сухой в целом области.

В центральной же части Памира количество осадков увеличивается до 1500 мм, а на Северо-Западном Памире и на западе всего Памиро-Алая ледниковая зона получает до 2500 миллиметров осадков, а иногда и более [там же, с. 149]. Эта влага порождает мощные реки. Горные ледники служат громадным скоплением и хранилищем водных ресурсов. Особенно велика их роль как поставщиков воды для орошения аридных областей, например оазисов Средней и Центральной Азии. Причем максимум расходов рек с ледниковым питанием приходится на жаркие летние месяцы, когда культурная растительность (хлопчатник и др.) требует для полива наибольшего количества воды. Вековые запасы снега и льда в годы катастрофических засух могут быть использованы для увеличения речного стока. Горные реки с ледниковым питанием служат важнейшим ресурсом гидроэнергетики. С горными ледниками связаны такие катастрофические явления, как ледяные обвалы, внезапные подвижки ледников (сeрджи), паводки и сели ледникового происхождения. Нередко они приобретали характер грандиозных катастроф. В связи с этим большую актуальность получает составление каталогов пульсирующих ледников с применением различных методов, в том числе наблюдений и съемок из космоса, постоянных стационарных исследований прогнозного характера. По данным В. М. Котлякова, в результате многолетних работ на памирском леднике Медвежий удалось, вероятно впервые в мире, предсказать очередную подвижку этого ледника в 1973 г., что предотвратило жертвы и значительно уменьшило ущерб от разрушений. Практическое значение покровного оледенения в полярных широтах, особенно ледникового щита Антарктиды, заключается прежде всего в том, что с их режимом связаны эвстатические колебания уровня Мирового океана. Таяние льда при существенном потеплении климата может привести к значительному поднятию уровня океана и связанных с ним морей, к затоплению обжитых и заселенных низких прибрежных областей. Поэтому весьма велико значение тщательного слежения (мониторинга) за режимом ледников.

Ледники - природные образования, представляющие собой скопление льда атмосферного происхождения. На поверхности нашей планеты ледники занимают более 16 млн. кв. км, то есть около 11% всей площади суши, а их общий объем достигает 30 млн.куб. км. Более 99% всей площади ледников Земли принадлежит полярным областям. Однако ледники можно увидеть даже и близ экватора, но располагаются они на вершинах высоких гор. Например, высочайшая вершина Африки - гора Килиманджаро - увенчана ледником, который располагается не ниже 4500 м.

Ледники образуются на участках земной поверхности при условии, если количество выпадающих твердых атмосферных осадков на протяжении многих лет превышает количество осадков, которое может растаять или испариться. Линию, выше которой выпавший в течение года снег не успевает стаять, называют снеговой линией. Высота ее расположения зависит от климатических особенностей местности. В горах, расположенных в районе экватора, снеговая линия находится на высоте 4,5-5 тысяч метров, а к полюсам она понижается до уровня океана. Выше снеговой линии из скапливающегося там и уплотняющегося снега образуются ледники.

Ледники занимают 11% территории суши. Есть 2 вида ледников: покровные или материковые и горные ледники. Покровные ледники составляют 98% всей площади ледников земной поверхности. Покровные ледники занимают Антарктиду, Гренландию и некоторые острова Арктики. Например, толщина Гренландского ледника достигает 2000 м. Такие ледники имеют форму щитов и куполов.
На прибрежных частях Антарктиды и Греландии от края покровных ледников откалываются гигантских размеров глыбы льда - айсберги. Их длина иногда превышает 300 км, высота достигает 600-700 м, около 90% его объема обычно находится под водой. Столкновение судна с ним очень опасно. (Какое крупнейшее в то время пассажирское судно потерпело крушение, столкнувшись с айсбергом в начале XX века?) Площадь горных ледников намного меньше, они повторяют форму долины, по которой сползают вниз.
Накопившийся в горах снег выше уровня снеговой линии уплотняется и постепенно превращается в лед. Лед под действием веса спускается вниз и начинает таять. Скорость движения ледников в зависимости от уклона склонов гор и количества льда достигает от нескольких сантиметров до 3 метров в сутки.
Ледники, спустившись с вершин гор ниже снеговой линии, тают, питая горные реки. Несмотря на медленное движение долинных ледников, они переносят обломки горных пород из одного места в другое и накапливают их у края ледников. В нашей стране горные ледники распространены на Тянь-Шане, в Жунгарском Алатау и на Алтае. Самый крупный горный ледник в Казахстане - ледник Корженевского в Заилийском Алатау. Его длина 12 км.

Крупнейший ледниковый покров Земли - Антарктический. Толщина льда здесь достигает 4 км при средней толщине 1,5 км. В пределах единого покрова различаются отдельные ледяные потоки, текущие от центра материка к периферии; крупнейший из них - ледник Бидмор, стекающий с гор Виктории; он имеет в длину 180 км, в ширину - 15-20 км. По краю ледникового щита Антарктиды широко распространены большие ледники, концы которых находятся на плаву в море. Такие ледники называются шельфовыми. Самый крупный из них в Антарктиде - ледник Росса. Он по площади вдвое превышает территорию Великобритании.

Другой крупнейший ледниковый покров Земли - Гренландский, покрывающий почти всю территорию огромного острова. Значительно меньше по размерам ледники других районов Арктики. Гренландский и антарктические ледники часто спускаются на прибрежные части океана. В этих случаях от них могут откалываться глыбы льда, превращающиеся в плавающие морские горы - айсберги.

В строении ледников различают следующие зоны:

Область питания ледника. Здесь накапливается снег, который не успевает целиком стаять за летний период. Именно здесь из снега зарождается ледник. Снег откладывается каждую зиму, но толщина слоя зависит от величины выпадающих в конкретном месте осадков. В Антарктиде, например, годовой слой снега - 1-15 см, и весь этот снег идет на пополнение ледникового покрова. На восточном побережье Камчатки накапливается 8-10 метров снега за год. Здесь находится «полюс снежности» Евразии. В областях питания ледников на Кавказе, Тянь-Шане, Памире за год накапливается 2-3 метра снега, и этого достаточно для восстановления летних затрат на таяние.

Область абляции (лат. ablatio - снос, убыль). В этой области происходит уменьшение массы ледника при таянии, испарении или отделении айсбергов (у покровных ледников). Абляция ледника особенно сильна в горах ниже снеговой линии, что способствует многоводью рек, начинающихся с ледника. Например, на Кавказе, в Средней Азии и др. Для некоторых рек Средней Азии доля ледникового стока доходит летом до 50-70%. Но количество воды, отдаваемое ледниками, сильно колеблется в зависимости от условий таяния в данное лето. Исследователи ледников провели на ледниках Тянь-Шаня и Памира ряд экспериментов по искусственному усилению таяния ледников, с тем чтобы увеличить поступление талых вод на хлопковые поля в засушливые годы. Было установлено, что усилить сток с ледников можно, покрыв поверхность их угольной пылью. В ясные дни таяние увеличивалось на 25% (темная поверхность больше поглощает солнечные лучи, чем светлые).

Ледникам свойственно течь, обнаруживая пластические свойства. При этом образуется язык ледника, один или несколько. Скорость движения ледников достигает нескольких сот метров в год, но она не остается постоянной. Так как пластичность льда зависит от температуры, летом ледник движется быстрее, чем зимой. Ледниковые языки напоминают реки: атмосферные осадки собираются в русло и текут по склонам.

Для районов существования горных ледников характерно такое явление, как снежные лавины. Благодаря им происходит разгрузка ледниковых областей. Лавиной называют обвалы снега, соскальзывающего с горных склонов и увлекающего на своем пути снежные массы. Лавины могут быть на склонах, крутизна которых более 15°. Причины лавин различны: рыхлость снега в первое время после его выпадения; повышение температуры в нижних горизонтах снега от давления, оттепель. В любом случае лавина обладает огромной разрушительной силой. Мощность удара в них достигает 100 тонн на 1 кв. м. Толчком для начала снежного обвала может быть самое незначительное нарушение равновесия нависших снежных масс: резкий крик, оружейный выстрел. В лавиноопасных местах ведутся работы по предупреждению и отводу лавин. Наиболее часты лавины в Альпах (их называют здесь «белой гибелью» - они могут уничтожить целое селение), Кордильерах, на Кавказе.

Ледники играют большую роль не только в природе, но и в жизни человека. Это величайшее хранилище пресной воды, так необходимой человеку.

Гидрологическое значение ледников

Талые воды горных ледников являются одним из источников питания рек. Доля ледникового питания в общем стоке большинства рек, берущих начало из ледников, относительно невелика и только в непосредственной близости к леднику она может достигать 50% годового стока и иногда несколько превышать эту величину. Остальная часть годового стока этих рек формируется за счет других источников питания, главным образом таяния сезонных снегов, залегающих на поверхности ледника и обрамляющих его склонах. По мере удаления от ледника и уменьшения, степени оледенения речного бассейна доля ледникового питания заметно уменьшается. Тем не менее наличие ледников в речном бассейне создает совершенно своеобразные особенности режима стока и уровней в течение года и оказывает существенное влияние на изменчивость годового стока таких рек, значительно снижая его. Уменьшение коэффициента вариации годового стока происходит главным образом за счет повышения стока в годы с малым количеством осадков, когда доля стока талых вод ледников увеличивается. Реки, в питании которых принимают участие ледники, отличаются растянутым летним половодьем и относительно небольшим колебанием уровней и расходов (тянь-шаньский тип водного режима, по классификации Зайкова). В начале половодья сток таких рек происходит за счет таяния сезонных снегов как на самом леднике, так и на обрамляющих ледник горных склонах. Увеличение расходов воды происходит медленно, что связано с медленным потеплением в бассейне и малыми площадями таяния, а также регулирующей ролью самого ледника. По мере освобождения языка ледника от снежного покрова в питании реки начинают участвовать одновременно талые воды снега и льда. Роль ледникового питания при этом постепенно увеличивается. В зависимости от режима таяния и размера площадей, охваченных одновременно таянием, максимальные расходы в период половодья наблюдаются в июле-начале августа. Спад заканчивается к октябрю. На общем фоне повышенной волны половодья как на подъеме, так и на спаде наблюдаются отдельные паводки. Появление их вызывается сменой погоды и изменением интенсивности таяния. Иногда паводки являются результатом быстрого сброса вод из ледниковых озер или других емкостей в теле ледника, вызванного прорывом ледяных перемычек или морен. Случаи таких паводков наблюдались, например, в 1958 г. на реке Сельдаре, вытекающей из ледника Федченко, и ее верхнем притоке р. М. Танымасс. Иногда паводки достигают катастрофических размеров, вызывают разрушения и сопровождаются человеческими жертвами. Прорывы ледниковых озер известны во многих ледниковых районах (Альпах, Кордильерах, Гималаях, Скандинавии, Каракоруме и др.).

1 Ледники являются резервуаром, в которых на долгие столетия сохраняется вода, и поэтому любое нарушение в функционировании гляциальной среды напрямую отражается на человеческой цивилизации.

2 Ледник создает местный климат, условия которого благоприятствуют морозному выветриванию.

3 Как и проточные воды, ледники производят большую работу поразрушению, транспортировке и переотложению горных пород и созданию характерных форм ледникового рельефа.



Режим ледника – совокупность всех процессов, происходящий на поверхности и в толще ледника, включая изменение его массы, формы, наступание и отступание.

Если аккумуляция в леднике (правая часть уравнения баланса льда) равная абляции (левая часть), то ледник должен быть стабилен. Если аккумуляция превышает абляцию, то ледник должен нарастать и наступать. Если абляция перекрывает аккумуляцию, то масса льда уменьшается, ледник должен деградировать и отступать.

Итак, в период положительного баланса льда ледники должны наступать, в период отрицательного – отступать. Иногда чтобы ледник пришел в движение необходимо некоторое избыточное накопление льда.

Колебания ледников – т.е. режим их наступания и отступания связаны с изменением условия питаня и абляции ледников. Наступание обычно в холодные и влажные периоды, отступание в теплые сухие.

От наступания и отступания ледников, связанных в основном с изменением условий их питания и таяния, следует отличать движение ледников, проявляющееся в перемещении самих масс льда. Благодаря пластичности лед оказывается текучим и под действием силы тяжести и давления медленно перемещается.

Скорость движения ледника определяется формулой:

где h – толщина ледника, I – уровень поверхностного льда, n - коэффициент скорости, остальное – постоянные величины.

По скорости движения ледники можно подразделить на три основные группы.

1. Небольшая скорость 100-200 м/год, мало изменяющаяся в течение года. Большинство горных ледников, ледниковые щиты.

2. Постоянная, весьма большая скорость движения 1-2 км/год и более. Некоторые выводные ледники Антарктиды и Гренландии

3. Пульсирующие ледники, в обычное время имеют незначительные скорости движения, но в отдельные промежутки времени резко ускоряют свое движение.

Роль горных ледников в питании рек в целом невелика.

В среднем, на земном шаре величина ежегодного ледникового питания рек составляет 412км³, т.е. менее 1% объема речного стока равного 41,7 тыс.км³ в областях внешнего стока, и около 1,0 тыс.км³ в областях внутреннего стока.

Вклад ледникового стока в суммарный сток реки и регулирующее влияние ледников на сток тем больше, чем больше относительная площадь оледенения, равная отношению площади, занятой ледниками, к полной площади бассейна реки для данного замыкающего створа. Благодаря аккумулированным в толщах ледника большим массам воды ледники оказывают регулирующее влияние на речной сток.

Многолетнее регулирование стока ледниками заключается в том, что талая вода ледников компенсирует недостаток воды в реках в засушливые годы.

Сезонное изменение стока рек с ледниковым питанием появляется в усилении таяния ледников в теплый, засушливый период года, когда другие источники питании рек истощаются. Кроме того, сам ледник с находящимися на нем полостями, заполненными водой, а также его снежно-фирновая толща, содержащая гравитационную воду, является причиной сдвига максимального стока по отношению к максимальной температуре воздуха. Поэтому на реках с ледниковым питанием максимум стока обычно смещается на вторую половину лета.

Замедленный сток талой воды внутри ледника объясняется малым коэффициентом фильтрации гравитационной воды внутри снежно-фирновой толщи. Этот коэффициент для типичных горных ледников не превышает 5-6 м/сут

Чем больше площадь ледника, тем больше запаздывание между макс температуры воздуха и следующими за ним максимумом таяния и временем поступления талой воды в реку. По Г.Н. Голубеву время достигания

(τ, сут) талой воды с удаленных частей горного ледника к истоку вытекающей из ледника реки связано с площадью ледника (F, км²) зависимостью

τ= 3,81g(F + 1)

Практическое значение ледников – орошение. Так же ледниковые воды идут на водоснабжение расположенных в горах и в предгорьях городов и населенных пунктов. Использует сток ледниковых вод так же гидроэнергетика.

В перспективе возможна разработка приемов регулирования таяния горных ледников, методов транспортировки айсбергов как источников пресной воды для засушливых регионов планеты.

III. Подземные воды.

Каково значение ледников ? Ледники могут пригодиться человечеству будущего. Но не опасно ли сохранять их, не грозят ли они новым ледниковым периодом?

Не лучше ли разделаться со льдами, пока не поздно, и этим отдалить неизбежную «белую гибель» нашей планеты?

На эти вопросы можно ответить так. Природа пограничной зоны земного шара, между слагающим его веществом и холодными безднами мирового пространства,- так называемой географической оболочки Земли - представляет собой очень сложную систему. В тугой узел связаны все ее явления, часто на первый взгляд не имеющие ничего общего. Ледники играют значительную роль в формировании климата на Земле (подробнее: ). Поэтому надо очень и очень осторожно подходить ко всяким искусственным воздействиям на отдельные явления природы. Человек становится всесильным - он все может, ему все подвластно. Но здесь как раз ему особенно важно суметь остаться человеком разумным. Прежде чем изменять какую-нибудь сторону природного процесса, необходимо трезво изучить и всесторонне взвесить все возможные последствия - не приведет ли это изменение к другому, нежелательному.

Источники тепловой энергии

Возникновение ледников связано с определенным недостатком тепловой энергии . Земля в настоящее время получает от Солнца 49 тысяч калорий тепла в год на каждый квадратный сантиметр . С течением времени эта величина должна уменьшаться - ведь Солнце, хотя и очень медленно, но все же растрачивает свои энергетические ресурсы. Могут начать действовать и другие факторы, снижающие приход тепла на Земле, например, прохождение солнечной системы через облако космической пыли и т. п. Но не надо забывать, что с того времени, когда человек развел свой первый костер, он овладел множеством способов искусственного получения энергии. В настоящее время эти искусственные источники энергии дают в среднем лишь 20 калорий на квадратный сантиметр в год - в две с половиной тысячи раз меньше, чем Солнце. Однако уже сейчас ежегодный прирост производства энергии во всем мире составляет 10%. Нетрудно представить, что потребуется не так много времени для того, чтобы количество энергии, вырабатываемой человечеством искусственно, превысила количество тепла, поступающее от Солнца. И тогда это скажется на климате. Земля будет перегреваться, и ей станут совершенно необходимы ледники - естественные холодильники.