Работа снега и льда

Работа снега и льда особенно заметна в горах. На высоких горах снега собирается так много, что он не тает даже летом выше снеговой линии, почему и называется вечным.

Высота снеговой линии

Высота снеговой линии не везде одинакова: она подвер­гается значительным колебаниям даже в одних и тех же географических широтах. На высоту снеговой линии оказывает влияние много причин:

• средняя температура лета,
• положение склонов относительно солнца (южный склон повышает границу, северный, наоборот, понижает),
• на­правление  ветра,
• количество выпадающего снега.

Высокие горы никогда не освобождаются от снега, но в то же время не наблюдается и сколько-нибудь заметного их роста от ежегодной прибыли снега.

 

Разгрузка гор от снега

Существуют, следовательно, спо­собы разгрузки гор от снега:

• его сдувает ветер с горных вер­шин, гребней и крутых склонов,
• его уносят снежные обвалы, или лавины, причиняющие часто громадные разрушения.

Действие лавины можно уподобить снежному кому, пущен­ному с крыши, покрытой свежевыпавшим снегом: по дороге ком становится все больше и больше. Точно так же и в горах бы­вает достаточно самой незначительной причины: прыжка жи­вотного, выстрела и т. д., чтобы от толчка или сотрясения воз­духа рыхлые массы свежевыпавшего снега пришли в движение на крутых склонах и дали начало так называемым сухим ла­винам.

Когда снег пропитывается водой и его связь с подстилаю­щим грунтом ослабляется, образуются «мокрые лавины». Они гораздо разрушительнее «сухих», но еще ужаснее «ледяные лавины».

Мокрые лавины, отрываясь от грунта, уносят с собой массы земли, щебня и камня, даже целые глыбы, деревья, трупы жи­вотных.

Скорость лавины достигает 180 метров в секунду, т. е. (648 км/час). Она несется быстрее высокоскоростного японского поезда Shinkansen, рекордная скорость которого 443 км/час, на обычных железнодорожных линиях, а на магнитном подвесе 581 км/час, — это абсолютный мировой рекорд для поездов.

Подобно урагану, лавина все сметает на своем пути. Значительную угрозу представляют лавины для горных до­рог. На Военно-Грузинской дороге в наиболее угрожаемых ме­стах устроены прочные галереи с наклонной крышей, обеспечи­вающей спуск лавины в ущелье без завалов дороги.

Ледники или глетчеры

Другой более спокойный путь разгрузки гор от снега осуще­ствляется ледниками, или глетчерами. Ледники образуются в кот­ловинах между гор, иначе «в цирках», где скопляется много сне­га. Под действием солнечных лучей, теплого воздуха, дождей и талых вод этот снег приобретает зернистое строение и назы­вается фирном.

Фирн

Представление о фирне может дать весенний талый снег. Фирн не бывает сплошным: в нем отчетливо замет­на слоистость, так как ветер постоянно наносит мелкую пыль со скал на свежевыпавший снег. Когда снег пропитывается водой и затем замерзает, вся толща приобретает зернисто-кристаллическое строение. Фирн превращается в фирновый лед.

В верхних слоях фирновый лед беловатый от включения пу­зырьков воздуха. Постепенно уплотняясь под влиянием давле­ния, фирновый лед становится прозрачно-голубым — ледниковым льдом. Он тоже имеет слоистое сложение, что хорошо бы­вает видно на стенках ледниковых трещин.

Пластичность льда

Фирновые поля, или снежинки, имеют области стока, откуда выходят ледниковые потоки, или ледники. Лед обладает инте­ресным свойством — пластичностью. Пластичностью называет­ся способность какого-нибудь материала, например глины, вос­ка, сапожного вара, принимать любую форму. На этой особен­ности и основывается применение некоторых пластических материалов для лепки.

Из льда, конечно, ничего не вылепишь, од­нако если его наколоть кусочками, всыпать в банку и поста­вить на холод, то по прошествии некоторого времени он сольет­ся  в  сплошной кусок.

Пластичность льда и обусловливает медленное сползание ледников по пониженному краю котловины. Движение леднико­вых потоков можно уподобить ледяной реке. Скорость движе­ния льда зависит от многих причин. Здесь необходимо учесть величину ледника, температуру воздуха (в теплое время года ледник движется быстрее, в холодное — медленнее), крутизну склона (на крутом склоне движение, естественно, совершается быстрее, чем на пологом).

Движение льда

Движение льда можно легко обнаружить, если поперек лед­ника положить на некотором расстоянии друг от друга ряд камней. Искривление этой линии обнаружит через некоторое время движение ледника. В средней части ледника камни пере­мещаются значительно быстрее, чем по краям.

Движение льда можно сравнить в данном случае с течением воды в реке: в средней, стрежневой, части  реки вода течет быстрее, чем у берегов, где она испытывает трение о слагающие русло породы. Скорость движения ледников, конечно, различна, от 0,1 метра в сутки до 38 метров  (Гренландские ледники), (подробнее: Исследователи Северного полюса).

Ледники

Сравнение ледника с рекой пополняется еще так называе­мыми ледопадами, образующимися на отвесных спусках. Более ускоренное движение льда в срединной части и трение о края ложа ледника способствует образованию недлинных и неглубо­ких краевых трещин, направленных в сторону, противополож­ную передвижению льда. Кроме того, различают поперечные тре­щины; а в конце ледника образуются трещины продольные.

В трещины западают камни, сваливающиеся со склонов. Про­валиваясь до самого ложа ледника, камни передвигаются вме­сте со льдом, оставляя глубокие шрамы на тех породах, по ко­торым перемещается ледник.

Снег часто ровным слоем прикры­вает эти предательские трещины (шириной обычно 1—2 метра), представляющие главную опасность для туристов и исследователей ледников. Глубина трещин различна.

Мощность ледникового покрова изучена в общем недоста­точно. В Альпийских и Кавказских ледниках она достигает 200 и даже 400 метров, что же касается Гренландского материко­вого льда, то его толща определяется 2000 метров.

Ледниковые образо­вания

Различают поверхностные и внутренние ледниковые образования.

К поверхностным ледниковым образованиям относятся:

• боковые морены,
• срединные морены,
• ледниковые столы,
• ледниковые стаканчики.

К внутренним ледниковым образованиям относятся:

• внутренние морены,
• донные морены.

1 — боковые морены; 2 — ледниковый стол; 3 — срединная морена; 4 —донная морена; 5 — внутренняя морена (4 и 5 образованы провалившимися в трещины камнями)

Боковые  морены

На ледник сваливаются с гор камни различной величины, из них в основном и образуются валы — с обеих сторон ледника — боковые  морены.

Срединные морены

Ледники могут сливаться друг с другом, тогда, помимо боко­вых морен, образуются еще общие срединные морены. Можно всегда определить, сколько слилось ледников, так как морен всегда будет на одну больше, чем слившихся ледников. Если насчи­тываем, например, четыре морены, это говорит о том, что дан­ный ледник образовался от слияния трех ледников.

Ледниковые столы

Камни, свалившиеся на ледник, образуют не только боковые морены: глыбы, упавшие на самый лед, будут перемещаться вместе с ним все дальше и дальше. В теплое время года камень сильно нагревается солнцем — лед вокруг начинает оттаивать, и постепенно глыба остается лежащей на массивной ледяной столбушке. Так возникают ледниковые столы, высотой иногда до 5—6 метров. Когда ножка настолько подтает, что глыба свалится на лед, повторяется тот же процесс, пока ледник не дотаит свою ношу до конечной морены.

Ледниковые  стаканчики

Более мелкие, особенно темноцветные, плоские камни лучше рогреваются солнцем и, растапливая под собой лед, погружаются на ту или иную глубину. Камень покрупнее образует ямку шире и глубже, чем маленький. Эти небольшие цилиндрики, глубиной в 10—40 сантиметров, с лежащим на дне их кам­нем называются  ледниковыми  стаканчиками.

Внутренние и донные мо­рены

Внутренние и донные мо­рены, образуются внутри и на дне ледника из тех камней, ко­торые проваливаются  через  трещины.

Каменный материал, образующий донную морену, легко отли­чается по внешнему виду от других камней, лежащих как свер­ху, так и внутри ледника: в зависимости от трения о твердое дно ледника, а также друг о друга они принимают округлую форму и, кроме того, покрываются царапинами и шрамами.

Те камни, которые падали на самый ледник, находились внутри его и под ним, собирались огромным валом в нижней части ледника в виде конечной морены. Здесь, когда тает лед, из-под нее выбивается мутный поток ледниковых вод.

Работа льда

Представляя огромное скопление льда, ледник обладает ис­ключительной разрушительной силой: он выпахивает глубокие борозды в мягких породах, шлифует твердые породы, покрывая их шрамами от тех камней, которые тащит по своему дну, и, кроме того, передвигает на себе огромные глыбы.

Горные долины, по которым передвигался ледник, легко от­личить по таким характерным признакам: у них более крутые отвесные склоны и широкое вогнутое дно, выточенное льдом.

Еще грандиознее и шире была работа снега и льда в леднико­вый период, правильнее сказать — в эпоху неоднократных наступаний и отступаний ледников в начале четвертичного перио­да, (подробнее: Геологический век Земли). В это время около одной пятой поверхности Земли покры­вали сплошные массы льда в северном и южном полушариях.

Следы полировки на скалах узких норвежских заливов — фьор­дов, глубоко вдающихся в сушу в юго-западной части Скандинавского полуострова, свидетельствуют о том, что толщина ле­дяного покрова была не меньше 2—3 километров.

Мощная толща льда залегала сплошным покровом в север­ной и средней части Европы и занимала значительные территории Азии и Северной Америки. В Западной Европе ледяной покров простирался приблизительно до Альп, которые тоже были покрыты льдом.

Значительные пространства Восточной Европы, как показывают точные исследования, были покрыты льдом, который временами спускался двумя громадными языка­ми по Днепру почти до Днепропетровска и по Дону — южнее 50° с. ш., т. е. приблизительно до широты Волгограда.

Оледенения в Европе

Путем продолжительной и кропотливой работы ученым уда­лось установить, что в Европе оледенений было четыре с тремя теплыми промежутками между ними. Первое оледенение началось приблизительно 500 тысяч лет назад, т. е. сравнительно еще не так давно, когда уже появились на Земле первобытные люди, а последнее закончилось 25 тысяч лет тому назад.

Значительную ясность в представления о жизни лед­ника внесло изучение так называемых ленточных глин, образо­вавшихся на дне исчезнувших ныне ледниковых озер.

По мере того как таял великий ледник, на освобождающей­ся от него территории начали возникать большие и малые лед­никовые озера. На дне их тонкими перемежающимися слоями осаждался песок и глинистые иловатые частицы, приносимые талыми водами: в весенне-летний сезон в значительном коли­честве поступал в озера более крупнозернистый песчаный ма­териал, а в осенне-зимний сезон — только самая мелкая муть (иловатые частицы).

Ленточные глины представляют, таким образом, правильное чередование более светлых и теплых про­слоек  различного  состава  осадков. Разгадав природу ленточных глин, ученые подсчитали, что ледник, например, оставил окрестности Санкт Петербурга 12 тысяч лет тому назад.

Шведские ученые установили, кроме того, тоже путем подсчета прослоек ленточных глин в ряде бывших озер на территории южной Швеции, что великий ледник в эпоху по­тепления ежегодно отступал на 200—225 метров. Несмотря на значительное количество гипотез, причины оледенений остаются еще не выясненными.

Работа снега и льда в древности значительно превосхо­дила  современную. Сила  давления  ледникового  покрова   была так велика, что ледник словно сбривал все, что мешало его движению вперед, что попадалось ему на пути: от некогда высо­ких гор теперь остались только скромные возвышенности.

Про­дукты разрушения этих гор — камни-валуны, галька, гравий, песок и глина,  (Горные породы слагающие земную кору), покрывают миллионы квадратных километров в северной части Европы, Азии и Северной Америки.

Валуны иногда достигают огромных размеров —до 5000 ку­бических метров. Такой «камешек» можно сравнить по высоте с четырехэтажным домом. Один из гигантских валунов — «гром-камень» стал после обработки постаментом для «Медного всадника»   (памятник  Петру  I в  Санкт Петербурге).

Долгое время в науке не было правильного объяснения про­исхождения  валунов.  Эту  загадку  науки   блестяще  разрешил русский ученый-революционер П. А.  Кропоткин   (1842—1921). Действительно,   только   мощный   ледник   мог  притащить  ги­гантские валуны и другой каменный материал, представленный именно теми породами, которые характерны для Скандинавско­го полуострова.

Человек широко использует в хозяйственной деятельности ценные дары древних ледников — валунный камень, иначе — булыжник, гравий, пески и глины. Валуны, рассеянные на полях огромных территорий и часто встречающиеся в руслах рек — прекрасный дорожностроительный  материал.

Прочные каменные мостовые многих городов, скрытые теперь ас­фальтом, покоятся именно на булыжной основе. Булыжник, рас­колотый на щебень, тоже широко используется для полотна шоссейных дорог. Гравий обеспечивает изготовление прочного бетона.  Еще  шире  применение песка и  глины.

Массы льда, перемещаясь от Скандинавских гор к южным широтам, выравнивали отдельные неровности, придавая им ино­гда форму «бараньих лбов» и «курчавых скал».

У «бараньего лба» один склон, по которому взбирался лед­ник, пологий, а другой, по которому он спускался, перевалив через препятствие, — крутой; кроме того, склон исчер­чен  глубокими шрамами.

«Курчавые скалы» заметно выделяются округлыми очерта­ниями и плоскими впадинами между отдельными выступами, выработанными  ледником.

Ледники выравнивали также то каменное ложе, по которому они передвигались, оставляя на нем глубокие шрамы. По этим шрамам можно теперь, спустя десятки тысяч лет, точно определить направление пути движения древнего ледника. Камен­ные породы ледник точно вспахивал, оставляя в них громадные выемки и углубления, заполненные затем водой озер. Тысячи таких озер рассеяны в  Карелии.

Ледник оставил неизгладимые следы своего пребывания в виде морен, бараньих лбов, холмов, озер, валунов и других па­мятников. В тех или иных сочетаниях эти памятники и образуют так называемый моренный ландшафт — красноречивый свиде­тель  работы древнего  ледника.

Картину великого оледенения восстанавливает до некоторой степени мощный покров льда Гренландии. Этот громадный без­людный остров (а возможно, и архипелаг) покрыт во внутренних своих районах сплошным покровом льда, достигающего двухтысячеметровой мощности.

Гренландские ледники доходят до самого океана и сгружают в него огромные глыбы льда — «айсберги» (в переводе с английского — ледяные горы). Айсбер­ги возвышаются над водой иногда на 100 и более метров, однако по их наружным размерам далеко еще нельзя судить об истин­ной величине, так как над водой возвышается только одна ше­стая  часть  ледяной  глыбы.

Гонимые холодным гренландским течением, айсберги дохо­дят иногда до южных широт и представляют большую опас­ность для судоходства. В 1912 г. крупнейший по тому времени океанский пароход «Титаник» наскочил в тумане на айсберг и пошел ко дну, унеся с собой много человеческих жизней, (подробнее: Плавучий лед).