Геосайт "Ничто так не помогает повторять географию, как извержения вулканов и землетрясения." Дон-Аминадо.
Главная

Материки

Географические открытия

Природа Земли

Календарь

Словари. Справочники

Воронежская область

Ледники

Ледники – это движущиеся по земной поверхности естественные скопления льда атмосферного происхождения на земной поверхности; образуются в тех районах, где твердых атмосферных осадков выпадает больше, чем тает и испаряется. Общая площадь современных ледников около 16,3 млн. км2 или 10,9 % площадь суши, общий объем льдов около 30 млн. км3.

Ледники могут существовать только там, где устойчиво наблюдаются низкие температуры воздуха и выпадает достаточно много снега. Обычно это приполярные или высокогорные районы. Слой тропосферы в котором возможен подобный круглогодичный положительный баланс твердых осадков называется хионосфера, а ее нижняя граница – снеговой линией. В пределах ледников выделяют области питания и абляции.

Ледники могут иметь форму потока, купола (щита) или плавучей плиты (в том случае, когда они сползают в водоем). Отколовшиеся части ледников, пустившиеся в морское плавание, носят название айсбергов.

Различают ледники горно-долинные (так как они связаны с горным рельефом, занимая долины с характерным корытообразным поперечным профилем – троги), покровные (обычно занимающие обширные территории на равнинах) и шельфовые (если ледник сползает в море, ложится на морское дно или плавает).

У ледников выделяют области питания (аккумуляции) и абляции. Скорость движения ледников обычно невелика, составляя в среднем от нескольких десятков до нескольких сотен метров в год. Ледники влияют на климат, создают специфические ледниковые формы рельефа и гляциально-нивальные (альпийские) высокогорные ландшафты. Они служат «кладовыми» пресной воды, в которых ее сосредоточено почти 69 %. Таяние ледников формирует значительную часть речного стока в горных районах, особенно летом.

Гляциальные рельефообразующие процессы происходят в результате деятельности льда. Основными условиями такого рельефообразования являются: наличие больших масс льда и снега; длительное время воздействия этих масс не рельеф. Это возможно при положительном балансе твердых осадков и преобладании отрицательных температур. Такие условия существуют на участках земной поверхности, находящихся в пределах хионосферы, которой называется часть тропосферы, находящейся выше границы снеговой линии.

Здесь твердые осадки сохраняются в течение года, т. е. их накопление преобладает над испарением. Положение снеговой линии зависит от климата. Так, в Андах снеговая линия в районе Магелланова пролива находится на высоте 900 м, а на широте южного тропика – на 6700 м.

Выше снеговой линии снег в результате многократного оттаивания и замерзания приобретает крупнозернистую структуру и превращается в фирн, который затем преобразуется в глетчерный лед, т. е. лед ледников.

Ледниками называют устойчивые по времени накопления льда на земной поверхности.

Ледник имеет две зоны: 1) аккумуляции, т. е. накопления; 2) абляции, где происходит расход льда при его таянии и испарении. Зона абляции находится в краевой части ледника.

Существуют два основных типа ледников: 1. Горные ледники; 2. Покровные, или ледники растекания.

Покровные ледники Гренландии и Антарктиды стекают в море через понижения в рельефе. Их называют выводными ледниками. При обламывании концов этих ледников образуются глыбы плавучих льдов, или айсберги.

Современные ледники занимают более 16 млн. км2, или 11 % суши. Объем льда и вечного снега составляет на Земле 30 млн. км3. их полное таяние привело бы к повышению уровня Мирового океана на 60 м. самый большой ледниковый покров – Антарктический. Его площадь – 13,5 млн. км2. В настоящее время ледники играют большую роль в рельефообразовании. Ещё большее их значение в эпохи оледенений, когда при похолодании климата резко увеличилось количество твердых осадков на Земле.

Формирование и свойства ледников

Ледники – это подвижные скопления льда атмосферного происхождения на поверхности суши. В настоящее время ледники покрывают площадь 16,3 млн км2, что составляет почти 11% суши. Общий объем ледникового покрова Земли оценивается величиной 30 млн км3, что эквивалентно 27 млн. км3 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

(по В.М. Koтлякову)

Географическая широта, градусы

Ледники, % от площади суши

90–80° с.ш

68,5

80–70°

35,8

70–60°

4,5

60–50°

0,3

50–40°

0,07

40-25°

0,47

25° с.ш. – 30° ю.ш.

0,00

30–35°

0,08

35–50°

0,84

50–60°

10,9

60–90°

99,93

 

 

Площадь и объем современного оледенения континентов

(по В, М. Котлякову)

Континенты и части света

Площадь,  км2

Объем, км3

Антарктида

13979000

23295750

Северная Америка с Гренландией

2076550

2431770

Европа

92140

21028

Азия

136760

16355

Южная Америка

32300

12690

Океания

825

550

Африка

20

6

 

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 хионосфера (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 на 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. Не 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. 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.

снеговая линия

Высота снеговой линии на разных широтах; разрез вдоль южноамериканских и североамериканских Кордильер (по В.М. Котлякову)

На реальную высоту снеговой границы влияет также инсоляциоипая 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 фёновый 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 горах – функция климата и рельефа и по существу является ороклиматической границей.

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 м3 свежевыпавшего снега равна 60-80 кг, зрелого фирна – 500-600 кг, глетчерного льда – 800-900 кг. Плотность льда около 0,9 г/см3. 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. 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.

Типы ледников (покровные и горные)

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. км2, средняя мощность ледникового покрова 1720 м, максимальная – 4300 м) и Гренландии (соответственно 1,8 млн. км2, 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.

оледенение антарктиды

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.

 

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.

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 тин). 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 км2) 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.

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 км3 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. км3 воды, с Гренландии – около 0,7 км3 и с Арктических островов – приблизительно 0,4 км3. 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.

Литература.

  1. Любушкина С.Г. Общее землеведение : Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. "География" / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. - М.: Просвещение, 2004. - 288 с.
  2. Смольянинов В. М.  Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.