Ледник — масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Ледники образуются в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе.
Образование
Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Однако, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха. Так, годовые суммы твёрдых осадков меняются от 30—60 мм в Центральной Антарктиде до 4500 мм на ледниках Патагонии, а средняя летняя температура от −40 °C в Центральной Антарктиде, до +15 °C у концов самых длинных ледников Средней Азии, Скандинавии, Новой Зеландии, Патагонии.
Преобразование снега в фирн, а затем в лёд может идти как при отрицательной температуре, так и при температуре таяния. В первом случае оно идёт путём рекристаллизации, вызываемой давлением вышележащей толщи и уменьшением пористости снега, во втором — посредством таяния снега с повторным замерзанием талой воды в толще (подробнее см. зоны льдообразования).
Отступающий ледник и его влияние на окружающий рельеф
На леднике выделяют в верхней части область питания (аккумуляции) и в нижней части область расхода (абляции), то есть области с положительным и отрицательным годовым балансом массы. Эти две области разделяет граница питания, на которой накопление льда равно его убыли. Избыток льда из области питания перетекает вниз в область абляции и восполняет там потери массы, связанные с таянием, испарением и механическим разрушением.
Пещера Grotta del Gelo[it] на вулкане Этна, самый южный ледник в Европе
В зависимости от изменяющихся во времени соотношений аккумуляции и абляции происходят колебания положения края ледника. В случае существенного усиления питания и превышения его над таянием край ледника продвигается вперёд — ледник наступает; при обратном соотношении ледник отступает. При длительно сохраняющемся равновесии питания и расхода край ледника занимает стационарное положение.
Кроме таких вынужденных колебаний, прямо связанных с балансом массы, некоторые ледники испытывают быстрые подвижки (пульсации, сёрджи), которые возникают как результат процессов внутри самого ледника — скачкообразных перестроек условий на ложе и перераспределения вещества между областями аккумуляции и абляции без существенного изменения общей массы льда.
Современные ледники покрывают площадь свыше 16 млн км², или около 11 % суши. В них сосредоточено более 25 млн км³ льда — почти две трети объёма пресных вод на планете.
Ледник «Перито-Морено» в национальном парке «Лос-Гласьярес» в Аргентинской Патагонии
В определённых условиях (низкая температура, низкая влажность воздуха, высокая солнечная радиация) на поверхности ледников могут образовываться кающиеся снега и льды — остроконечные образования, иногда достигающие длины нескольких метров, которые наклонены в направлении на полуденное положение солнца и напоминают коленопреклонённые фигуры молящихся. Впервые это природное явление было описано Чарльзом Дарвином в 1835 году во время его путешествия в Анды в Южной Америке.
Для областей питания горных ледников характерны бергшрунды или, иначе, подгорные трещины, которые отделяют движущийся ледник от неподвижных масс снега, фирна и льда на склонах.
подробно по ссылке:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA [1]
Ледники можно встретить во всех горных системах, включая экваториальную зону. В них содержится 2% водных запасов планеты.
С подъемом вверх температура воздуха становится ниже и на определенной высоте выпавший снег не успевает растаять за летний период. Так происходит из года в год и снег на этой высоте начинает накапливаться – это начало образования ледника.
Горные ледники представляют собой массу многолетнего льда в основном атмосферного происхождения. Эта масса льда под действием собственной силы тяжести движется и принимает форму потока.
Выделяют три группы горных ледников – ледники вершин, ледники склонов и ледники долин. Самыми распространенными среди горных ледников являются долинные ледники.
Горный ледник. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ:
Накопление осадков происходит в верхней части ледника, которые со временем преобразуются в лед. Накапливающийся снег постепенно уплотняется и перекристаллизовывается, превращаясь в крупнозернистую массу ледяных зерен, получившую название фирн.
На него давят слои снега, расположенного выше и в результате образуется глетчерный лед.
Из области накопления, т.е. области аккумуляции, лед постепенно перетекает в нижнюю часть, получившую название область абляции и также постепенно расходуется путем таяния.
Горный ледник в верхней своей части представляет собой фирновый бассейн, он занимает расширенное верховье долины и имеет вогнутую поверхность. Выходя из долины – её называют цирком, ледник пересекает устьевую высокую ступень – ригель.
На этом этапе его рассекают поперечные и очень глубокие трещины, в результате образуется ледопад. Затем узким языком ледник спускается по долине вниз.
Баланс массы ледника и его жизнь связаны между собой – если приход снега больше его расхода, то масса льда увеличивается, он становится более активным и, продвигаясь вперед, захватывает новые площади.
При отрицательном балансе ледник становится пассивным и, как бы, отступает, освобождая долину и склоны.
Огромная масса льда движется по склону горы с очень медленной скоростью. Мелкие ледники в год перемещаются вниз по склону на 10 м. Крупные ледники могут в год сдвигаться на 800 м.
Языки льда тоже сползают с разной скоростью. Центральная его часть движется быстрее краевой части, так как трение тормозит движение ледника.
Скорость движения по длине тоже неравномерна и зависит от уклона и толщины льда. Чем ледник толще и тяжелее, тем быстрее его движение. По узкой долине ледник движется быстрее, чем по широкой.
При движении по долине ледник повторяет все изгибы рельефа и если угол меняется резко, ледник дает трещину по всей своей толщине.
Глубина трещин может доходить до 50 м. Трещины при движении ледника расширяются и дают начало новым, которые идут во всех направлениях.
Так появляются изолированные блоки льда, получившие название сераки.
Замечание 1
Отличительной особенностью горных ледников являются относительно небольшие размеры и многообразные формы.
Самые крупные горные ледники – это ледники:
Аляски,
Гималаев,
Гиндукуша,
Памира,
Тянь-Шаня.
Морфологические типы ледников
Для горных ледников характерно большое морфологическое разнообразие, связанное с горным рельефом и условиями питания ледников.
Горные ледники образуются на вершинах гор, в межгорных долинах и в понижениях склонов гор.
Форма долинных ледников лентообразная, у них хорошо выражена область питания и абляции. Характерным для них является то, что они могут быть простые и сложные – простые имеют один ледниковый поток, сложные состоят из нескольких потоков, имеющих самостоятельные области питания.
При слиянии сложных долинных ледников образуются дендритовые ледники.
Ледники памирского типа являются разновидностью долинных ледников, их отличительной особенностью будет отсутствие фирнового бассейна, потому что образуется этот тип ледников в глубоких узких долинах, а там нет условий для образования фирновых полей. Питаются эти ледники за счет схода лавин и обвалов льда с висячих ледников.
Среди ледников склонов, которые широко развиты в горах, выделяется несколько типов – каровые ледники, образующиеся на горном склоне в чашеобразных углублениях, получивших название кары.
Каровые ледники могут располагаться ниже снеговой линии. Между каровыми и долинными ледниками есть переходные ледники – карово-долинные. У них в каре располагается основная часть, а в верховья долины спускается язык ледника.
На горных склонах могут быть углубления и небольшие ниши, из которых вытекают небольшие ледники, получившие название висячих. Они образуются в тех горных станах, где оледенение развито слабо, например, в Пиренеях. Этот тип ледников получил название пиренейских.
Висячие или долинные ледники, в результате обрушившегося материала, являются основой для образования возрожденных ледников.
На слабо расчлененных горных склонах образуются склоновые ледники, их нижний край обычно спускается до подножия склона, этим они отличаются от висячих ледников.
Ледники вершин, исходя из характера рельефа этих вершин, делятся на две разновидности – ледники конических вершин и ледники плоских вершин. Первые образуются на вершинах, имеющих коническую форму. Они возвышаются над окружающей местностью и при сильно расчлененных склонах вершины по долинам спускаются языки ледников, которые питаются из вершинного фирнового поля.
Ледники плоских вершин покрывают выровненные вершины. Обычно такие ледники оканчиваются короткими языками или крутыми обрывами.
Замечание 2
Скорость движения и мощность таких ледников небольшая. Надо сказать, что достаточно часто разные типы ледников объединяются и формируют сложный характер оледенения.
Морфологические особенности горно-покровных ледников ставят их в ряд промежуточных между горными и покровными ледниками. Образуются они в горных системах и плато высоких широт.
При слиянии долинных ледников, образуются обширные ледяные поля – это ледники сетчатого типа, они разделены горными вершинами и гребнями.
Мощное оледенение и низкая снеговая линия способствуют образованию предгорных ледников – спускаясь на предгорные равнины, долинные ледники сливаются и образуют сплошной ледниковый покров с разными источниками питания.
На слабо расчлененных плато в области высоких широт, образуются большие фирновые бассейны, в которых происходит формирование ледников плато. Это слабо выпуклые снежно-ледовые поля с короткими ледниковыми языками, которые спускаются в долины.
Ледники плато имеют единую область питания и раздельные каналы стока. Такой тип ледников называют скандинавским.
Геологическая деятельность ледников
Геологическая деятельность ледников определяется их движением, в результате которой они проделывают разрушительную работу.
Лед истирает и вспахивает поверхность, под действием своей тяжести создает котловины, рытвины, борозды.
Огромная мощность ледников давит на поверхность с очень большой силой, а при его движении обломки горных пород вмерзают в него и оказывают разрушительное действие на поверхность.
Лед, обрабатывая поверхность пород, образует своеобразные округленные формы скал, которые называются «бараньи лбы», «курчавые скалы», «штрихованные валуны» и др.
При своем движении по наклонной плоскости ледники захватывают продукты разрушения, вмораживая их, и в результате обломочный материал движется вместе с ледником. Этот обломочный материал во время таяния ледника отлагается или движется, образуя значительные ледниковые отложения, получившие название «морены».
Рисунок 2. Морены. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Морены могут быть поверхностные, внутренние и донные. Тот материал, который уже отложился, получил название береговых и конечных морен.
Береговые морены – это валы обломочного материала вдоль склонов ледниковых долин. Конечные морены образуются в конце ледников и полностью тают.
Мореные отложения – это грубый неоднородный обломочный материал, представленный валунными опесчаненными красно-бурыми суглинками и глинами, а также серыми разнозернистыми глинистыми песками с валунами.
Мощность морен может достигать десятки метров. Воды тающего ледника размывают донную и конечную морены и выносят обломочный материал за пределы ледника, откладывая его в определенной последовательности.
Вблизи ледника остаются только крупные обломки, дальше идут пески, а ещё дальше глинистый материал.
Эти водно-ледниковые отложения называются флювиогляциальными, они отличаются отсортированностью и слоистостью. Как правило, они представлены толщей песка, гравия, галечника, глинами, покровными суглинками. Для флювиогляциальных отложений характерными формами рельефа являются озы, камы, зандровые поля.
https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fspravochnick.ru%2Fgeografiya%2Fledniki_zemli%2Fgornyy_lednik%2F [2]
Сёрдж (подвижка ледника; англ. surge — всплеск) — резкое увеличение скорости движения ледников (до 300 м в сутки).
Сёрдж является регулярным явлением, одной из стадий пульсаций (быстрых периодических колебаний) ледников различных морфогенетических типов, преимущественно горно-долинных. Современные сёрджи и вызванные ими стихийные бедствия известны во всех районах современного оледенения, включая Антарктиду и Гренландию. Катастрофические гляциальные суперпаводки (селевые потоки), часто возникающие при прорывах образовавшихся в результате ледниковых сёрджей подпрудных озёр, приводят к гибели большого количества людей и другим трагическим последствиям, а также сильно изменяют рельеф и строение земной поверхности.
--------------------------------------------------------------------------------------
Ледник Беринг на Аляске, обрывающийся в приледниковое озеро Витуса[en]. Национальный парк Рангел-Сент-Элайас, район Аляскинского залива. Хорошо видны петли серединных морен на концах ледниковых языков. На фоне общего отступания, ледник Беринг за последние сто с лишним лет испытывает систематические сёрджи с периодом примерно один раз в 10 лет. Фото NASA, 29 сентября 2002 года[1]
--------------------------------------------------------------------------------------
Терминология и сущность явления
О термине
Понятия «сёрдж», «ледниковый сёрдж» появились в конце XVI века, когда начались специальные, полустационарные или даже редкие стационарные наблюдения за пульсирующими ледниками Европы[5][6].
В России об этом явлении знали немного, да и сами ледники были мало изучены. Существовали лишь отдельные редкие упоминания о них — например, с середины XIX века велись инженерные наблюдения за Девдоракским ледником на Кавказе, подвижки которого деформировали Военно-Грузинскую дорогу.
После трагических событий 1963 года в верховьях реки Ванч (Горный Бадахшан) периодические сёрджи ледника Медвежьего и катастрофические прорывы Абдукагорского ледниково-подпрудного озера привлекли внимание учёных СССР, в результате чего стали появляться десятки публикаций о пульсирующих ледниках и их подвижках.
Ледник Медвежий находится в Горном Бадахшане, на западном склоне хребта Академии Наук, который протягивается вкрест простиранию основных субширотных геологических структур Памира.
Верховья памирской реки Ванч, хорошо видны устья долин Абдукагор, Хирсдара и Дустироз, а также — ледник Медвежий[22]
Современная долина Медвежьего состоит из двух резко отличных частей: самой долины и фирновой области ледника. Долина Медвежьего (долины реки Хирсдары, бассейн реки Абдукагор, левого истока реки Ванч) — глубоковрезанное ущелье, наследующее тектонический разлом. Простирание ущелья совпадает с общим простиранием геологических структур, глубина ущелья достигает 2 км при средней крутизне бортов до 40°. Склоны ущелья осложнены эрозионными бороздами, по которым сходят лавины, сели и камнепады. На левом борту основной долины из области питания обширного цирка Медвежий принимает свой единственный приток. У подножий склонов почти непрерывной лентой простираются лавинно-осыпные шлейфы слившихся конусов выноса, к которым прислонены (или под которыми погребены) узкие, островершинные гряды боковых морен. Языки Медвежьего почти на всем протяжении «вложены» в эту систему пролювиально-коллювиально-моренных дуг[6].
Фирновая область Медвежьего состоит из трёх ветвей, которые сливаются в обширном плоскодонном понижении фирновой мульды над бровкой ледопада. Главной является южная ветвь, длина которой достигала 5 км, площадь — около 12,5 км²; длина восточной ветви равнялась 4,6 км при площади около 4,7 км²; длина северной ветви — более 2 км, а площадь — около 4,4 км². Таким образом, общая площадь фирновой мульды, вместе с частью ледопада, лежащей выше фирновой линии, составляла около 22,2 км².
Сёрджи Медвежьего происходили многократно: незадолго до 1916 года, в 1937 и в 1951 годах. Однако этот ледник привлек внимание специалистов лишь в 1963 году, когда Медвежий продвинулся почти на 1,75 км вниз по своей долине (реки Хирсдара) и вышел в верховья Ванча, перегородив долину Абдукагора. Скорость продвижения ледника весной 1963 года составляла до 100 м/сутки, а в начале июля этого года сёрдж остановился. Выше конца ледника образовалось Абдукагорское ледниково-подпрудное озеро, режим которого кратко рассмотрен в предыдущем разделе. Выдвинувшийся конец ледника быстро утратил связь с основным языком и превратился в огромный вытянутый по простиранию долины Ванча массив заморененного мёртвого льда.
------------------------------------------------------------------------------------
Фрагмент морены после последней подвижки ледника Медвежьего. На переднем плане — сохранившийся базовый геологический поселок Дальний, вдали — ущелье реки Дустироз. Снимок сделан фототеодолитом в 1980 году, через 7 лет после сёрджа 1973 года.
-------------------------------------------------------------------------------------
Очередная подвижка Медвежьего произошла через 10 лет и продолжалась до августа 1973 года. Ледник на этот раз продвинулся дальше. В дальнейшем сёрджи Медвежьего регулярно повторялись, и уже в новом тысячелетии были отмечены систематические сёрджи различных размеров.
В результате измерений, проводившихся в марте — июле 1989 года сотрудниками Таджикской гидрометеослужбы, была получена непрерывная запись изменения скорости движения языка ледника, а также установлены их максимумы (более 50 м/сут с 13 по 17 июня). С помощью метода аэропсевдопараллаксов удалось установить, что в это же время на уровне примерно 2 км выше ледникового фронта скорость движения льда составляла 70 м/сут.
Наблюдение за состоянием ледника Медвежьего и некоторых других ледников Памира с конца 1990-х гг. велось из космоса экипажами орбитальной станции «Мир», а в настоящее время — МКС[17].
Геналдонская катастрофа. Пульсирующий ледник Колка на Северном Кавказе
Геналдонская ледниковая катастрофа, которая произошла вечером, около 20 часов 20 сентября 2002 года в Северной Осетии, относится к событиям, выходящим за рамки установившихся традиционных классификаций пульсирующих ледников, известных механизмов ледниковых сёрджей, ледяных лавин и селей. Современные исследователи, работающие и сейчас на территории Геналдонской катастрофы, склонны относить её к относительно мало известному типу многостадийных гляциальных катастроф[23].
Как отмечали Владимир Котляков с коллегами,[24] причиной катастрофы стала группа факторов. Процессы новейшей тектоники в совокупности с климатическими аномалиями предшествующих лет и данного года привели к резкой интенсивной обвальной деятельности на северном склоне горы Джимара.
3-D панорама Геналдонского ущелья, озера и долины пульсирующего ледника Колка и горного обрамления. 19 ноября 2002 года, через месяц после катастрофы. Северный Кавказ. NASA
Сёрдж ледника Колка на Северном Кавказе в сентябре 2002 года и образование подпрудного озера. NASA
Геоморфологически мгновенная дестабилизация ледника Колка вследствие поступления на его поверхность огромного количества обломочного материала объясняется особенностями его строения, главным образом, — затрудненным стоком из его тыловой части. Внутриледниковые каналы стока могли быть перекрыты. Этот факт, наряду с тепловым воздействием вулкана Казбек, способствовал накоплению избыточной массы воды под ледником.
Пусковым механизмом катастрофы, вероятно, было обрушение сводов над внутренними или подледными полостями ледника, заполненными водой. Высказываются даже предположения о том, что ледник катастрофически вышел из своего ложа благодаря газовым извержениям или газодинамическому выбросу[25].
Однако, как полагает Д. А. Петраков, более реалистичным триггером катастрофы представляется все же очередной обвал, который оставил след на левой береговой морене и мог способствовать срыву верхней дестабилизированной части ледника. Предполагается, что эта часть (лёд, насыщенный водой и каменным материалом), «проехала» по языку ледника и, направляемая поворотом левой береговой морены, перехлестнула через правую морену на «поляну Шелестенко». На срыв тыловой части ледника Колка сразу же отреагировал его язык. Импульс движению мог дать и отрыв нижней части ледника по разлому, который располагался в нижних частях его крутых притоков. Основная же масса льда прошла через каньон между ледником Майли и отрогом пика Геодезистов.
Таким образом, заключают специалисты, движение ледово-водно-каменного потока во время Геналдонской катастрофы 2002 года имело ряд особенностей[23]:
- экстремальные скорости (до 250 км/ч) при относительно небольшом уклоне долины;
- поток «разжижался» по мере продвижения вниз по долине;
- дальность выброса потока была аномально высокой, масса льда остановилась в Кармадонской котловине, а ниже Скалистого хребта наблюдался типичный сель со скоростью воды из-под завала в 17 м/с и более;
- наличие заплесков на высоту до 250 м;
- поток состоял из двух основных волн, которые двигались одна за другой.
На участке от ледника Колка до Кармадонских ворот характер движения определяется как промежуточная стадия между лавиной и селем, имеющая признаки обоих явлений.
Последствия Геналдонской катастрофы 2002 года
Гляциальная катастрофа 2002 года стала неожиданностью.
Стихийное бедствие унесло жизни 126 человек (в том числе съёмочной группы Сергея Бодрова-младшего).
Был полностью уничтожен посёлок Нижний Кармадон, базы отдыха Северо-Осетинского государственного университета и республиканского Министерства юстиции,системы коммуникаций и др.
Ледник Колка «ушёл» со своего ложа почти целиком, более 100 млн м³ льда, воды и камней со скоростью более 180 км/ч пронеслись вниз по долине почти на 20 км. Теснина Скалистого хребта преградила путь ледяной массе, но селевой поток прошёл ещё 17 км и остановился, немного не дойдя до поселка Гизель. Следует отметить, что такие многостадийные ледниковые катастрофы — редкое явление, опасное своей непредсказуемостью и масштабами.
Важная особенность многостадийных ледниковых катастроф — это их повторяемость. В долине Геналдона такие катастрофы были в 1902 и 2002 годах. В то же время есть сведения, что они происходили там и раньше. «Классические» же сёрджи Колки были отмечены в 1834 и в 1969 гг[26].
Таким образом, последний, трагический, сёрдж ледника Колки совпал во времени с рядом других серьёзных геологических и географических факторов, что и вызвало описанное явление. Возможно, что этот комплекс причин не является совпадением, а закономерен, и сама катастрофа относится к часто повторяющимся (в геологическом времени) событиям.
Еще информация по ссылке:
Ссылки:
[1] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA
[2] https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fspravochnick.ru%2Fgeografiya%2Fledniki_zemli%2Fgornyy_lednik%2F
[3] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%91%D1%80%D0%B4%D0%B6#%D0%9B%D0%B5%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D0%B2%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%B9._%D0%93%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%91%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%85%D1%88%D0%B0%D0%BD