Условия возникновения и существования ледников

Снеговая линия. С увеличением высоты местности темпе­ратура воздуха постепенно падает и на некоторой высоте, различ­ной для каждого географического района, осадки уже выпадают только в виде снега. Выпадающий снег, скапливаясь в течение длительного периода, постепенно превращается в ледяные зерна, которые затем образуют сплошной ледниковый лед. Граница, выше которой снег не стаивает полностью даже летом из-за не­достатка тепла, называется климатической снеговой линией.

В зависимости от климатических условий района и преиму­щественно от температуры и количества выпадающих осадков высота снеговой линии изменяется в достаточно широких преде­лах. Так, например, на Шпицбергене снеговая линия проходит на высоте около 460 м над уровнем моря, на вулкане Поучата в Юж­ной Америке она лежит на высоте 6120 м, в Гималаях ее высота колеблется от 4900 до 6000 м, в Экваториальной Африке (Кили­манджаро) - на 5200 м, на Кавказе 2700 - 3800 м.

Положение снеговой линии зависит не только от средних мно­голетних метеорологических или климатических характеристик, но и от сезонных колебаний метеорологических условий и орогра­фии местности. Поэтому различают еще две разновидности сне­говой линии: сезонную и орографическую. Например, в результате сезонных колебаний температуры воз­духа снеговая граница на Кавказе может опускаться даже до вы­соты 550—600 м.

Роль орографических условий в развитии процессов оледене­ния не так велика, как роль климатических факторов, но в от­дельных случаях они являются весьма существенными. Так, на Северном Урале вследствие небольших высот ни одна из вершин не имеет постоянных снегов, но в глубоких и сильно затененных понижениях между горами встречаются небольшие лед­ники, залегающие на сравнительно небольших высотах (от 600 да 1200 м).

Существенное влияние на положение снеговой линии оказы­вает экспозиция склонов гор, т. е. ориентировка их относительно стран света, и степень увлажненности района. Как правило, в се­верном полушарии на северных склонах хребтов снеговая линия ниже, чем на южных. Разница в высоте в зависимости от местных условий может составлять несколько сотен (300-800) метров. В более влажных районах снеговая линия при прочих рав­ных условиях располагается ниже, чем в местах с менее обиль­ными осадками. Поэтому снеговая линия на окраинах горных массивов часто лежит ниже, чем во внутренних частях горных областей. Так, например, на внешних горных хребтах советской Средней Азии (Гиссарском, Туркестанском, Заалайском, Джунгарском и др.) высота снеговой линии 3000-3600 м. Вглубь горных областей вы­сота эта увеличивается, достигая на Центральном и Южном Па­мире 5000-5500 м.

Условия и процесс возникновения ледников. Ледник - это масса льда с постоянным закономерным движением, расположен­ная главным образом на суше, существующая длительное время, обладающая определенной формой и значительными размерами и образованная в результате скопления и перекристаллизации различных твердых атмосферных осадков.

Главным источником питания ледников являются твердые ат­мосферные осадки, скапливающиеся на дне и склонах котловин, в которых начинается ледник. Процесс накопления твердых осад­ков, очевидно, может осуществляться только в том случае, когда количество тепла, поступающее в том или ином районе на земную поверхность, оказывается недостаточным, чтобы выпадающий снег мог полностью растаять.

Таким образом, можно сказать, что существованию ледников должен благоприятствовать сырой климат с отрицательными тем­пературами. Обильная влажность воздуха - основной источник атмосферных осадков. Отрицательная температура необходима для того, чтобы осадки могли выпадать в твердом виде. При от­рицательной средней температуре лета ежегодно создаетсянекоторый запас нерастаявшего снега, накапливание которого со временем создает значительные его массы. Формирование запасов снега может происходить и при положительных средних темпера­турах некоторого периода лета, но при условии, если этот теплый период является непродолжительным.

Фирн. Ледниковый лед, его свойства. Твердые атмосфер­ные осадки, накапливаясь в отрицательных (вогнутых) формах рельефа, испытывают со временем значительные преобразования. Свежевыпавший снег под действием солнечного тепла оттаивает с поверхности, а ночью вновь замерзает, покрываясь тонкой ледя­ной корочкой - настом. Часть талой воды просачивается внутрь снежной массы и там отвердевает в виде крупинок, зерен и пле­нок, обволакивающих снежинки. По мере накопления снега его нижние пласты под давлением верхних делаются плотнее и пере­ходят в пузырчатую серо-белую массу, состоящую из подверг­шихся первоначальному переформированию под действием замер­зания и оттаивания снежинок и ледяных зерен и называемому фирном. Периодическое выпадение снега обусловливает характер­ное слоистое строение фирна, причем толщина слоев колеблется в довольно широких пределах - от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Фирн, имеющий плотность 0,3-0,5, все бо­лее уплотняясь под давлением вышележащих слоев, переходит в белый фирновый лед с плотностью 0,85, а затем в чистый, про­зрачный, собственно ледниковый лед голубого цвета плотностью 0,88-0,91.

Важное значение в процессе переформирования снега в лед и в образовании ледников имеет свойство льда срастаться в одну глыбу вследствие отвердевания жидкой пленки, заключенной между отдельными кусками льда, приведенными в соприкоснове­ние. Указанное свойство называют режеляцией. Благодаря режеляции происходит слияние двух ледниковых потоков в один, фир­новые зерна смерзаются в плотную ледяную массу, заплывают трещины в ледниках и т. д.

Другим важным свойством льда является пластичность, т. е. способность его течь под влиянием непрерывно действующей силы. Под влиянием тяжести и в силу присущей ему пластичности лед, образовавшийся под покровом фирнового поля, начинает стекать вниз по склону горы или дну долины. Выползая из-под фирнового покрова, ледник опускается ниже снеговой линии. Та­ким образом, ледник может быть разделен на две части: верхнюю, где преобладает накопление снега и льда (фирновый бассейн или бассейн питания), и нижнюю, где происходит стаивание ледника (область стока, область абляции, язык ледника).

Ледниковый язык и фирновый бассейн отличаются и по внеш­нему виду. Поверхность фирнового поля постоянно покрыта сне­гом, лед здесь обнаруживается только на значительной глубине, а между ним и снегом расположен переходный слой фирна и фир­нового льда. Ледниковый язык сложен изо льда, и на нем бывает лишь временная и тонкая снежная пленка, которая летом очень быстро стаивает.

Таяние ледников. Ледник, опустившись ниже снеговой линии, под влиянием притока тепла начинает таять. Основную роль в процессе таяния играют климатические факторы. Таяние поверхности ледника вызывается непосредственным нагреванием льда солнечными лучами, нагреванием теплым воздухом, дейст­вием дождей и теплом, излучаемым окружающими ледник скло­нами гор. Вследствие резкого колебания температур в горах в те­чение суток таяние ледников с поверхности особенно сильно вы­ражено в дневные часы. С наступлением ночи и холодных пасмурных дней таяние резко уменьшается.

Приток тепла к леднику осуществляется не только с его по­верхности, но и со стороны дна ложа, вызывая таяние льда. Это подледниковое таяние играет, конечно, меньшую роль и распро­страняется только на ближайший ко дну слой ледника.

Сохранение ледникового языка ниже снеговой линии в течение длительного времени при непрерывном таянии льда возможно только в случае постоянного поступления новых масс льда. Если это поступление равно таянию, то в положении крайней линии ледника не замечается перемен. Если льда поступает больше, чем может растаять и испариться, то размеры ледникового языка увеличиваются, он делается длиннее и спускается ниже по долине — ледник наступает. В противном случае происходит обратное: масса ледника уменьшается, язык становится короче, как бы ото­двигаясь вверх по долине, - ледник отступает. Указанные коле­бания ледника вызываются изменением условий таяния и посту­пления масс льда и могут совершаться как в течение сезона, так и в более длительные периоды времени.

Сезонные колебания, связанные с изменением условий таяния зимой и летом, обычно бывают незначительными и составляют не больше одного-двух десятков метров. Зимой ледник в пределах указанного расстояния может продвинуться по долине, а в течение лета вновь отступает к обычной осенней границе.

Наступание и отступание ледника, происходящие в течение дли­тельного (многолетнего) периода, обусловливаются циклическими колебаниями климата. Увеличение осадков в зоне питания ледника и снижение температур воздуха в зоне таяния приведут к система­тическому росту ледника и его распространению вниз по долине. Обратный процесс обусловит сокращение ледника или даже полное его исчезновение.