ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СНЕГА, ЛЬДА И ЛЕДНИКОВ

10.1. Образование ледников

В современную эпоху 11 % суши, или 17 млн км², занято ледниками и ледниковыми покровами объемом около 30 млн км³, и это не считая морских льдов, айсбергов и снежного покрова, а также подземных льдов, широко распространенных на земном шаре. 18... 20 тыс. лет назад огромная территория в Северном полушарии была занята сплошным покровом льда, мощность которого превышала 3 км. Крупнейшими ледниковыми покровами на суше являются Антарктический (около 15 млн км²) и Гренландский (около 1,8 млн км²). Все остальные ледники незначительного объема, развиты преимущественно в горах.

Для образования ледников необходим снежный покров, который не должен полностью таять в летний период. Следовательно, уменьшаются контрасты температур между снежной зимой и прохладным летом.

Рассмотрим превращение снега в лед. Снег выпадает в форме красивых тонких, обычно гексагональных легких кристаллов, которые образуют рыхлый покров на поверхности земли. Кристаллы снега образуются при конденсации водяного пара. Свежий снег обладает высокой пористостью и большой поверхностью соприкосновения с воздухом, что способствует испарению и сухой возгонке — сублимации, при которой выделяется теплота (рис. 10.1). Снежинки начинают уплотняться и, подтаивая, за счет высвобождающейся теплоты, изменяют свою форму, превращаясь в округлые зерна. Подобное состояние снега называется фирном. Дальнейшее уплотнение фирновых зерен ведет к их трансформации в фирновый лед, содержащий поры, а еще позднее — в глетчерный лед, не имеющий пор, обладающий голубоватым цветом и менее плотный, чем речной лед. Для образования 1 м³ льда необходимо 10... 11 м³ снега, а для того чтобы снеговой покров длительно сохранялся, нужно сочетание низких температур воздуха с обильными снегопадами.

С высотой температура воздуха понижается на 0,5...0,6°С на каждые 100 м, а в горных областях образуется уровень — снеговая

Рис. 10.1. Превращение снега в лед:

А — снежинка; Б — оплавление снежинки под воздействием сублимации (возгонки) с выделением теплоты; В — образование фирн из оплавленных комочков; Г — оплавление снежинки фирновых зерен с образованием льда

линия, выше которой снег уже не тает. В разных районах земного шара снеговая линия находится на разных высотах: от 0 — в Антарктиде и до 6 км — в горах в низких широтах, причем в горных районах на положение снеговой линии оказывает влияние экспозиция склонов (на южных она выше, чем на северных).

Льды образуются как на суше, так и в реках, озерах и морях. Речной лед более плотный, чем глетчерный, а максимальная плотность чистой воды достигается при температуре 3,98 °С, при этом плотность охлаждающейся воды с поверхности увеличивается и она опускается вниз, способствуя перемешиванию воды, пока вся масса не приобретет максимальную плотность. При температуре около 0 °С вода начинает превращаться в лед при увеличении объема. Колебания температуры влияют на объем льда, который увеличивается или уменьшается, причем в первом случае, например в озерах, лед выталкивается на берег, образуя валы. Соленая вода в морях замерзает при температуре -2...-4°С, что зависит от солености. В Северном Ледовитом океане мощность льда не превышает 3...4 м, увеличиваясь у берегов до 10... 15 м, так как лед намерзает за счет брызг от волн. Смерзшиеся льдины образуют неровную поверхность пакового льда. В прибрежных районах образуется донный лед.