ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ И ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫХ ПОТОКОВ

Необходимым условием накопления и длительного сохранения мощного снегового покрова, преобразуемого в лед, является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твердых осадков. Такое сочетание имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Современные ледники на всех материках мира занимают около 16,2 млн км², т.е. почти 11% поверхности суши, а общий объем заключенного в них льда составляет около 30 млн км². Ледники развиты почти на всех высоких горных сооружениях и покрывают также материки и многие острова полярных стран, среди которых наиболее крупные покровы льда развиты в Антарктиде и Гренландии.

В зависимости от климата и рельефа, соотношения областей питания и стока выделяют следующие типы ледников: 1) горные; 2) материковые; 3) промежуточные, в которых сочетаются элементы горных и материковых типов.

Среди горных ледников по стадии развития и особенностям питания выделяются ледники альпийского, или долинного, типа, широко развитые в Альпах, на Кавказе, на Памире и в других горных сооружениях. Для них характерны четко выраженная область питания, где идет накопление снега и его преобразование в лед, и линейно вытянутые области стока. Область питания (фирновый бассейн) располагается выше снеговой границы. Это или циркообразные котловины в верхних частях горных склонов, или расширенные воронки водосборных бассейнов, ранее разработанные поверхностными водами, или пологие вершины и выровненные поверхности. Областью стока являются горные долины. Длина ледниковых потоков зависит от размера питания фирнового бассейна и, следовательно, мощности льда. Чем обильнее питание, тем дальше продвигается ледник в области стока.

К материковым ледникам относятся ледники, покрывающие целые острова и континенты. Характерные особенности их: 1) большая мощность льда; 2) отсутствие влияния доледникового рельефа на их распространение; 3) основное питание в центральных частях ледниковых щитов; 4) радиальный характер движения льда к окраинам ледникового покрова (в отличие от линейного в горных); 5) плосковыпуклая поверхность, образующая подобие щита. Распространены материковые ледники в полярных странах. Классическими примерами их являются ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды.

К промежуточным ледникам относятся плоскогорные и предгорные ледники. Плоскогорные ледники приурочены к выровненным вершинным поверхностям древних гор, в значительной степени снивелированных. Ледники покрывают их сплошным покровом на пространствах в сотни квадратных километров. Передвигаясь от центра к периферии, плоскогорные ледники спускаются короткими языками в долины. Предгорные ледники формируются преимущественно в приполярных районах в условиях высокогорного рельефа и обильного питания фирновых бассейнов. В пределах гор это типичные горные ледники, движущиеся по многочисленным горным долинам. Долинные глетчеры в предгорье растекаются веерообразно. Эти расширенные концы долинных ледников, сли-

ваясь друг с другом, образуют вдоль подножия гор сплошной ледяной покров — предгорный ледник.

Ледники при движении производят значительную работу по разрушению горных пород своего ложа, переносу обломочного материала и его накоплению. При этом важное значение имеет также деятельность талых ледниковых вод. Указанная совокупность процессов приводит к созданию характерных ледниковых и водно-ледниковых отложений и форм рельефа, особенно хорошо выраженных в областях четвертичных оледенений, покрывавших обширные пространства континентов.

При движении ледники местами срывают крупные выступы или глыбы горных пород и переносят их на большие расстояния. Обломочный материал, захваченный ледниками, дробится, истирается, покрывается штрихами и царапинами.

Ледники при своем движении переносят разнообразный обломочный материал (от тонких глинистых частиц до крупных валунов и огромных глыб), который образуется в результате процессов надледникового и подледникового выветривания. Вместе с переносом происходит и отложение обломочного материала. Весь этот рыхлый обломочный материал, как переносимый, так и откладываемый ледниками, называется мореной (рис. 31).

Рис. 31. Характерные разрезы ледниковых отложений:

I - при наступлении ледника; II - при отступлении ледника; 1 - ледник;

2 - конечная морена; 3, 4, 5, — водно-ледниковые отложения (грубые, песок, супесь, суглинок); 6 — направление потока талых вод

Основным и важнейшим продуктом ледниковой аккумуляции являются отложенные морены. Они развиты на обширных площадях распространения четвертичных материковых оледенений, что позволяет наиболее полно дать их характеристику. Среди отложенных морен выделяются три основных генетических типа:1) основная (донная) морена; 2) абляционная морена; 3) краевая (конечная) морена. Основная морена образуется непосредственно под покровом движущегося ледника из обломочного материала. Такие основные морены образуются в обстановке медленного послойнопластичного течения льда на огромных пространствах Русской равнины и других районов, подвергшихся четвертичным оледенениям (днепровское, окское, московское и др.). Основные морены представлены в большинстве случаев различными суглинками, супесями, иногда глинами с гравием, галькой, валунами. На образование основных морен под покровом движущегося льда указывают значительная уплотненность отложенного материала и ориентировка валунов длинной осью параллельно направлению движения льда. С основными моренами связаны различные формы рельефа. Встречаются довольно обширные слабоволнистые равнины. Широко развит холмисто-западинный и холмисто-увалистый моренный рельеф. Друмлины — это продолговато-овальные формы длиной от нескольких сотен метров до 2—10 км, шириной от 100 до 200, иногда до 500 м и высотой до 25—30 м и более. Длинные оси друмлин ориентированы по направлению движения ледника. Соотношение длины и ширины друмлин часто изменяется. Иногда это сильно вытянутые формы, местами приближающиеся к округлой; друмлины различны по строению. Часть из них целиком сложена мореной, в других наблюдаются выступы коренных скальных пород, за которыми накапливается морена. Друмлинные поля встречены в Прибалтике, в Ленинградской и Новгородской областях.

Абляционная морена приурочена к периферическим зонам ледников при их деградации. В образовании абляционной морены участвуют талые ледниковые воды, которые выносят из нее тонкие и мелкие частицы. При стаивании льда рыхлый обломочный материал, находящийся в ледниковом теле, начинает оседать и накладываться на донную основную морену в виде относительно маломощного горизонта.

Краевая (конечная) морена. При длительном периоде стационарного положения конца ледника перед ним накапливается большое количество обломочного материала, что четко выражено в рельефе в виде валов и гряд различной высоты. Отмечаются несколько возможных путей их образования: 1) подъем обломочного материала по внутренним сколам и сваливание его в краевой части: 2) напор края льда на уже отложенный материал и на породы подледного ложа, часто сопровождаемый гляциодислокациями (напорные морены); 3) выдавливание или выжимание насыщенного водой обломочного материала в краевой зоне мертвого льда;

4) абляция. Участие различных процессов в нормировании краевых морен приводит к сложности их состава. Большое значение в их составе имеют напорные образования, состоящие из чередующихся нарушенных ледником морен, водно-ледниковых отложений и пород ледникового ложа. Конечно-моренные гряды повторяют контуры краевой части ледников. В горных ледниках они имеют дугообразную форму, в материковых — соответствуют сложной краевой части ледяного покрова. На территории европейской части России в рельефе отчетливо выражен ряд типичных конечно-моренных гряд, отражающих прерывистое отступание четвертичных ледников.

Работа талых ледниковых вод тесным образом связана с работой самого ледника и фактически представляет одну из сторон единого сложного природного процесса. В надледниковых, внут- риледниковых и подледниковых каналах от таяния льда образуются мощные водные потоки, движущиеся с большой скоростью. При этом они перемывают моренный материал и перекладывают его по пути своего движения и при выходе из-под ледника. Отложения, возникшие в результате аккумулятивной деятельности водно-ледниковых потоков, называются флювиогляциальными (лат. «флювиос» — река, «гляциалис» — ледяной). Внутриледниковые отложения после таяния ледников образуют на поверхности специфические формы рельефа — озы, камы и зандры.

Озы в рельефе выражены в виде узких гряд или валов, вытянутых по направлению движения ледника и сложенных хорошо промытыми слоистыми песчано-гравийно-галечными отложениями. По форме они напоминают железнодорожную насыпь высотой от 10 до 30 м и более и протяженностью от сотен метров до нескольких десятков километров. Одни озы имеют более или менее прямолинейное направление, другие — чрезвычайно извилисты, подобно меандрирующей речной долине. Происхождение таких извилистых озов связано, по-видимому, с движением потоков в над- и внутри- ледниковых каналах. При своем движении они перемывали и откладывали песчано-гравийно-галечный материал в ледяных руслах, подобно рекам. При таянии ледников эти отложения оседали вслед за понижением поверхности ледника и при его исчезновении проектировались в виде гряд на коренное подледниковое ложе или на основные морены. Озы широко развиты в областях оледенений четвертичного периода (в Прибалтике, Белоруссии и других районах).

Камы представляют собой неправильные холмы высотой в среднем 10—12 м, иногда до 50 м. Камовые холмы сложены песками, супесями, тонкими глинами с примесью валунного моренного материала. Местами в них наблюдается тонкая ленточная слоистость, чередование слойков глин и песка. Такой разнообразный состав и слоистость свидетельствуют о происхождении камов в условиях недвижущегося льда. На поверхности такого льда при интенсивном его таянии образуются котловины в ледяных берегах, которые заполняются водой, превращаясь в озера. В них стекают ручьи талых вод, то мелкие, то более крупные, и приносят с собой неоднородный обломочный материал, который осаждается, а при полном исчезновении ледника проектируется на поверхность основной морены в виде неправильных холмов.

Зандры (нем. «зандер» — песок), или зандровые поля, располагаются за внешним краем конечных морен. Они образуются мощными водными потоками, вытекающими из краевой части ледника и выносящими с собой большое количество обломочного материала. Выходя на слаборасчлененную равнинную поверхность, эти потоки широко разливаются и откладывают вынесенный обломочный материал. При этом более грубые осадки — крупные пески, гравий, галька — обычно откладываются близ внешнего края конечных морен, а далее на огромных площадях накапливаются преимущественно песчаные отложения. Такие зандровые поля, или равнины, образовались перед современными ледниками Исландии, Маляспина на Аляске и др. Особенно крупные зандры были сформированы во время оледенения четвертичного периода. Яркими примерами зандровых полей четвертичного времени являются обширные пространства Припятского, Мещерского и Вятского Полесья. Местами наблюдаются долинные зандры, протягивающиеся вдоль долин рек и образующие в них террасы, сливающиеся с аллювиальными. Обычно это происходит на заключительном этапе, когда сток талых вод локализуется в речных долинах.