§3. Образование и строение ледников

Образование ледников происходит в области положительного снежного баланса. Выпадающий снег (с плотностью 100 кг/м³) постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и замерзания просочившейся воды превращается в зернистый снег с плотностью до 300-400 кг/м³. Затем происходит его превращение в фирн. Это зернистый лед, представляющий собой конгломерат зерен льда размером 0,5-5 мм. Его плотность уже в среднем 650 кг/м³ (до 800 кг/м³) Дальнейшее уплотнение фирна и перекристаллизация приводят к образованию ледникового (глетчерного) льда, который представляет собой голубоватую плотную массу, состоящую из крупных ледяных зерен. Его плотность 800-910 кг/м³ (до 925 кг/м³). Лед пластичен. Глетчерный лед движется в среднем со скоростью 0,5 м/сут. (в Гренландии до 40 м/сут.). Лед отличается полосатостью (полосы белого, голубого и желтоватого цвета). При давлении в 1 атм. лед тает при 0°С. Поверхности льда и фирна четко отделяются - это фирновая линия.

При образовании ледников большое значение и влияние имеют следующие явления:

1. Режеляция - способность кристалликов льда прочно смерзаться друг с другом, заполняя поры и трещины.

2. Рекристаллизация - то есть перекристаллизация происходит в твердой фазе.

3. Сублимационная перекристаллизация с переходом через парообразную фазу.

4. Уменьшение температуры плавления с увеличением давления, поэтому лед тает и при отрицательной температуре.

5. Конжеляция - это повторное замерзание талой воды на поверхности льда.

По характеру льдообразования в различных климатических условиях и в разных частях одного и того же ледника можно выделить следующие зоны (сверху вниз):

1. Снежная (рекристаллизационная);

2. Снежно-фирновая (рекристаллизационно-режеляционная);

3. Фирновая;

4. Фирново-ледяная (инфильтрационная);

5. Зона ледяного питания (инфильтрационно-конжеляционная).

Перечисленные зоны образуют область питания (аккумуляции) ледника.

§4. Питание ледника

Питание ледника осуществляется в основном твердыми атмосферными осадками. Кроме них в питании участвуют дождевые жидкие осадки, метелевый перенос со смежных склонов, лавины, сублимация, то есть переход водяного пара в твердую фазу, "нарастающие осадки", которыми называется иней и изморозь и "наложенный лед", то есть вновь замерзающие талые воды сезонного снега. Выпадающие твердые и жидкие осадки дают около 80% общей аккумуляции.

Абляция является расходом вещества в леднике и представляет собой убыль снега, фирна и льда, обусловленную метеорологическими факторами. Главной составляющей абляции является таяние снега. Кроме того, происходит испарение, сдувание снега ветром. Таяние горных ледников дает 412 км³ воды в год на планете. Отметим, что для покровных ледников, омываемых морями, абляция происходит механическим путем в результате откалывания и образования айсбергов, уплывающих в море.

§5. Режим и движение ледников

Режим ледника - это характер изменения его объема (массы) и формы, проявляющейся в наступлении и отступлении ледника.

В периоды положительного баланса льда аккумуляция в леднике превышает абляцию. Ледник растет и наступает. Это наблюдается в холодные и влажные периоды, характерные для эпох оледенения.

В периоды отрицательного баланса льда абляция перекрывает аккумуляцию, и масса льда уменьшается. Ледник тает и отступает.

Колебания ледников, то есть периоды их наступления и отступления, могут иметь различную продолжительность: геологическую, связанную с эпохами и периодами оледенения и межледниковий; вековую; многолетнюю (всего в десяток лет).

В современную геологическую эпоху значительное наступление ледников в Европе было в 8-9 веках до н.э. и в 1-8 веках н.э. А в 9-12 веках потепление климата в Европе привело к почти полной деградации ледников в Альпах и на Кавказе. Похолодание в 16-19 веках было связано с так называемым "малым ледниковым периодом". В середине ХХ в. проявился еще один короткий цикл похолодания (рис. 7). В настоящее время наблюдается тенденция к отступанию ледников в связи с глобальным потеплением.

Рис. 7. Изменение доли наступающих (1), стационарных (2) и отступающих (3) ледников в Альпах в ХХ в.

Движение ледников отличается от наступления-отступления и проявляется в перемещении самих масс льда в одном направлении благодаря его пластичности и текучести и под действием силы тяжести и давления. Движению ледника способствует его большая мощность, значительные уклоны поверхности и ложа, летний теплый период с повышением температуры и так называемая "водяная смазка" у ложа. Некоторые ледники Антарктиды и Гренландии имеют большую скорость движения - до 10-20 км в год. Временное ускорение движения ледника называют подвижкой ледника или серджем. Они характерны для так называемых пульсирующих ледников. Скорость при сердже достигает до 100 м в сутки. Например, ледник Колка на Кавказе в 1969-1970 годах выдвинулся на 4,1 км.