Ледник - Glacier

Ледник плато Гейки в Гренландии .
С 7,253 известных ледников, Пакистан содержит более ледниковый лед , чем любая другая страна на земле за пределами полярных регионов. Его ледник Балторо длиной 62 километра (39 миль) является одним из самых длинных альпийских ледников в мире.
Вид с воздуха на ледник в государственном парке Чугач, Аляска, США

Ледник ( США : / ɡ л ʃ ər / ; Великобритания : / ɡ л æ ы я ər , ɡ л с я ər / ) является постоянным органом плотного льда , который постоянно движется под действием собственного веса. Ледник образуется там, где накопление снега превышает его абляцию в течение многих лет, часто столетий.. Ледники медленно деформируются и текут под воздействием напряжений, вызванных их весом, создавая трещины , сераки и другие отличительные особенности. Они также удаляют камни и мусор со своего субстрата для создания рельефа, такого как цирки , морены или фьорды . Ледники образуются только на суше и отличаются от гораздо более тонкого морского льда и озерного льда, который образуется на поверхности водоемов.

Ледник Фокса в Новой Зеландии заканчивается рядом с тропическим лесом.

На Земле 99% ледникового льда содержится в обширных ледяных щитах (также известных как «континентальные ледники») в полярных регионах , но ледники могут быть найдены в горных хребтах на всех континентах, кроме материковой части Австралии, включая высокоширотную Океанию. океанические островные страны, такие как Новая Зеландия. Между 35 ° северной широты и 35 ° южной широты ледники встречаются только в Гималаях , Андах и нескольких высоких горах в Восточной Африке , Мексике , Новой Гвинее и на Зард-Кухе в Иране. В Пакистане, где известно более 7000 ледников, ледникового льда больше, чем в любой другой стране за пределами полярных регионов. Ледники покрывают около 10% поверхности суши Земли. Континентальные ледники занимают около 13 млн км 2 (5000000 квадратных миль) , или около 98% от 13,2 млн км антарктическом 2 (5,1 млн квадратных миль), со средней толщиной 2,100 м (7000 футов). Гренландия и Патагония также имеют огромные просторы континентальных ледников. Объем ледников, не считая ледниковых щитов Антарктиды и Гренландии, оценивается в 170 000 км 3 .

Ледяной лед - крупнейший резервуар пресной воды на Земле, содержащий около 69 процентов пресной воды в мире. Многие ледники из умеренного, альпийского и сезонного полярного климата накапливают воду в виде льда в более холодное время года и выпускают ее позже в виде талой воды, поскольку более теплые летние температуры вызывают таяние ледника, создавая источник воды, который особенно важен для растений, животных и животных. человек использует, когда другие источники могут быть скудными. Однако в условиях высокогорья и Антарктики сезонная разница температур часто недостаточна для выпуска талой воды.

Поскольку на ледниковую массу влияют долгосрочные климатические изменения, например, осадки , средняя температура и облачность , изменения ледниковой массы считаются одними из наиболее чувствительных индикаторов изменения климата и являются основным источником колебаний уровня моря .

Большой кусок спрессованного льда или ледник кажется синим , в то время как большое количество воды кажется синим . Это связано с тем, что молекулы воды поглощают другие цвета более эффективно, чем синий. Другая причина синего цвета ледников - отсутствие пузырьков воздуха. Пузырьки воздуха, которые придают льду белый цвет, выдавливаются давлением, увеличивая плотность созданного льда.

Этимология и родственные термины

Слово ледник является заимствование из французского и возвращается через франко-провансальского , на вульгарной латыни glaciārium , полученный из позднего латинского Glacia , и в конечном счете Латинской Glacies , что означает «лед». Процессы и особенности, вызванные ледниками или связанные с ними, называются ледниковыми. Процесс образования, роста и течения ледников называется оледенением . Соответствующая область обучения называется гляциологией . Ледники - важные компоненты глобальной криосферы .

Типы

Классификация по размеру, форме и поведению

Ледники классифицируются по морфологии, термическим характеристикам и поведению. На гребнях и склонах гор образуются альпийские ледники . Ледник, заполняющий долину, называется долинным ледником или, альтернативно, альпийским ледником или горным ледником . Большой ледяной ледяной покров на горе, горном хребте или вулкане называется ледяной шапкой или ледяным полем . По определению, ледяные шапки имеют площадь менее 50 000 км 2 (19 000 квадратных миль).

Ледниковые тела размером более 50 000 км 2 (19 000 кв. Миль) называются ледяными щитами или континентальными ледниками . Глубиной в несколько километров они скрывают лежащий под ними рельеф. Из их поверхностей выступают только нунатаки . Единственные сохранившиеся ледяные щиты покрывают большую часть Антарктиды и Гренландии. Они содержат огромное количество пресной воды, достаточное, чтобы, если и то и другое растает, уровень мирового океана повысится более чем на 70 м (230 футов). Части ледяного покрова или шапки, уходящие в воду, называются шельфовыми ледниками ; они имеют тенденцию быть тонкими, с ограниченными наклонами и пониженными скоростями. Узкие, быстро движущиеся участки ледяного покрова называются ледяными потоками . В Антарктиде многие ледяные потоки стекают в большие шельфовые ледники . Некоторые стекают прямо в море, часто с ледяным языком , как ледник Мерца .

Ледники приливной воды - это ледники, которые заканчиваются в море, включая большинство ледников, текущих с Гренландии, Антарктиды, островов Баффин , Девон и Элсмир в Канаде, на юго-востоке Аляски , а также с ледяных полей Северной и Южной Патагонии . Когда лед достигает моря, его куски отламываются или отщепляются, образуя айсберги . Большинство приливных ледников отрываются над уровнем моря, что часто приводит к огромным ударам, когда айсберг ударяется о воду. Ледники приливной воды претерпевают многовековые циклы наступления и отступления , которые гораздо меньше подвержены влиянию климатических изменений, чем другие ледники.

Классификация по тепловому состоянию

Ледник Уэббера на Земле Гранта (север острова Элсмир) - это надвигающийся полярный ледник, замерзший до дна ледника. Богатые обломками слои наземной морены расслаиваются и складываются в лед. На крутой ледяной набережной видны водопады. Ширина фронта ледника 6 км, высота до 40 м (20 июля 1978 г.).

С термической точки зрения ледник умеренного пояса находится в точке плавления в течение всего года, от поверхности до основания. Лед полярного ледника всегда ниже порога замерзания от поверхности до его основания, хотя поверхностный снежный покров может испытывать сезонное таяние. Субполярный ледник включает в себя как умеренный и полярные льды, в зависимости от глубины ниже поверхности и положения по длине ледника. Подобным образом термический режим ледника часто описывается его базальной температурой. Ледник холодной основе находится ниже точки замерзания на границе со льдом земли и, таким образом , замораживают до нижележащей подложки. Теплый на основе ледник находится выше или при замораживании в интерфейсе и имеет возможность скользить по этому контакту. Считается, что этот контраст в значительной степени определяет способность ледника эффективно разрушать свое дно , поскольку скользящий лед способствует выщипыванию породы с поверхности ниже. Ледники, основанные частично на холоде и частично на тепле, известны как политермальные .

Формирование

Ледники образуются там, где накопление снега и льда превышает абляцию . Ледник обычно берет свое начало из каркаса рельефа (также известного как «корри» или «cwm») - типичного геологического объекта в форме кресла (например, впадина между горами, окруженная аретами ), которая собирает и сжимает под действием силы тяжести снег, который падает в него. Этот снег накапливается, и вес снега, падающего над ним, уплотняет его, образуя névé (зернистый снег). Дальнейшее дробление отдельных снежинок и выдавливание воздуха из снега превращает его в «ледяной лед». Этот ледниковый лед будет заполнять цирк до тех пор, пока он не «переливается» через геологическую слабость или пустоту, такую ​​как пропасть между двумя горами. Когда масса снега и льда достигает достаточной толщины, она начинает двигаться под действием наклона поверхности, силы тяжести и давления. На более крутых склонах это может произойти при толщине снежного льда всего 15 м (50 футов).

В ледниках умеренного климата снег многократно замерзает и тает, превращаясь в гранулированный лед, называемый фирном . Под давлением слоев льда и снега над ним этот гранулированный лед превращается в более плотный фирн. С годами слои фирна подвергаются дальнейшему уплотнению и превращаются в ледяной лед. Ледниковый лед немного более плотный, чем лед, образованный из замороженной воды, потому что ледяной лед содержит меньше пузырьков воздуха.

Ледяной лед имеет характерный синий оттенок, потому что он поглощает немного красного света из-за обертона инфракрасной моды растяжения молекулы воды. (Жидкая вода кажется голубой по той же причине. Голубую окраску ледникового льда иногда ошибочно приписывают рэлеевскому рассеянию пузырьков во льду.)

Структура

Ледник берет начало в месте, называемом его вершиной ледника, и оканчивается у подножия, морды или конечной точки ледника .

Ледники разбиты на зоны в зависимости от снежного покрова и условий таяния. Зона абляции - это регион, где происходит чистая потеря ледниковой массы. Верхняя часть ледника, где накопление превышает абляцию, называется зоной накопления . Линия равновесия разделяет зону абляции и зону накопления; это контур, где количество нового снега, полученного за счет накопления, равно количеству льда, потерянному в результате абляции. В целом зона накопления составляет 60–70% площади поверхности ледника, и больше, если ледник откалывает айсберги. Лед в зоне накопления достаточно глубок, чтобы вызвать нисходящую силу, разрушающую подстилающую породу. После таяния ледника он часто оставляет после себя впадину в форме чаши или амфитеатра, размер которой варьируется от больших бассейнов, таких как Великие озера, до небольших горных впадин, известных как цирки .

Зону накопления можно подразделить в зависимости от условий ее плавления.

  1. Зона сухого снега - это регион, где не происходит таяния даже летом, а снежный покров остается сухим.
  2. Зона просачивания - это область с некоторым поверхностным таянием, в результате чего талая вода просачивается в снежный покров. Эта зона часто отмечена линзами , железами и слоями перемороженного льда . Снежный покров также никогда не достигает точки плавления.
  3. Вблизи линии равновесия на некоторых ледниках образуется наложенная ледяная зона. В этой зоне талая вода повторно замерзает в виде холодного слоя в леднике, образуя сплошную массу льда.
  4. Зона мокрого снега - это регион, где весь снег, выпавший с конца прошлого лета, поднялся до 0 ° C.

Состояние ледника обычно оценивается путем определения баланса массы ледника или наблюдения за его поведением. Здоровые ледники имеют большие зоны накопления, более 60% их площади покрыто снегом в конце сезона таяния, и они имеют конечную точку с сильным течением.

После окончания малого ледникового периода около 1850 года ледники вокруг Земли существенно отступили . Небольшое похолодание привело к появлению многих альпийских ледников в период с 1950 по 1985 год, но с 1985 года отступление ледников и потеря массы стали более значительными и все более повсеместными.

Движение

Расселины расселины или расселины «елочки» на леднике Эммонс ( гора Рейнир ); такие трещины часто образуются у края ледника, где взаимодействие с подстилающими или краевыми породами препятствует потоку. В этом случае препятствие оказывается на некотором расстоянии от ближнего края ледника.

Ледники движутся или текут вниз под действием силы тяжести и внутренней деформации льда. Лед ведет себя как хрупкое твердое тело, пока его толщина не превысит 50 м (160 футов). Давление на лед глубиной более 50 м вызывает пластическое течение . На молекулярном уровне лед состоит из слоев молекул с относительно слабыми связями между слоями. Когда напряжение на верхнем слое превышает прочность межслойного связывания, он перемещается быстрее, чем нижний слой.

Ледники также движутся через базальное скольжение . В этом процессе ледник скользит по местности, на которой он находится, смазанный жидкой водой. Вода создается из льда, который тает под высоким давлением в результате нагрева от трения. Базальное оползание преобладает в ледниках с умеренным или теплым климатом.

Хотя доказательства в пользу ледникового течения были известны к началу 19 века, были выдвинуты другие теории движения ледников, такие как идея о том, что талая вода, повторно замерзая внутри ледников, заставляла ледник расширяться и увеличивать свою длину. Когда стало ясно, что ледники в какой-то степени ведут себя так, как если бы лед был вязкой жидкостью, утверждалось, что именно «регеляция» или таяние и повторное замерзание льда при температуре, пониженной давлением на лед внутри ледника, - это то, что позволил льду деформироваться и течь. Джеймс Форбс придумал по существу правильное объяснение в 1840-х годах, хотя прошло несколько десятилетий, прежде чем оно было полностью принято.

Зона разрушения и трещины

Верхние 50 м (160 футов) ледника жесткие, потому что находятся под низким давлением . Эта верхняя часть известна как зона разрушения и перемещается в основном как единое целое над нижней частью с пластичным течением. Когда ледник движется по неровной местности, в зоне разлома образуются трещины, называемые расселинами . Трещины образуются из-за разницы в скорости ледников. Если две жесткие части ледника движутся с разной скоростью или в разных направлениях, поперечные силы заставляют их разламываться, открывая трещину. Трещины редко бывают глубиной более 46 м (150 футов), но в некоторых случаях могут достигать глубины не менее 300 м (1000 футов). Ниже этой точки пластичность льда предотвращает образование трещин. Пересекающиеся трещины могут образовывать изолированные пики во льду, называемые сераками .

Трещины могут образовываться по-разному. Поперечные трещины являются поперечными по отношению к потоку и образуются там, где более крутые склоны вызывают ускорение ледника. Продольные трещины образуют полупараллельные потоку там, где ледник расширяется в стороны. Краевые трещины образуются у края ледника из-за снижения скорости из-за трения стенок долины. Краевые трещины в основном поперечны потоку. Движущийся ледниковый лед иногда может отделяться от застойного льда выше, образуя бергшрунд . Бергшрунды напоминают трещины, но представляют собой уникальные особенности на краях ледника. Трещины делают путешествие по ледникам опасным, особенно когда они скрыты хрупкими снежными мостами .

Ниже линии равновесия талая ледниковая вода концентрируется в руслах ручьев. Талая вода может скапливаться в прогляциальных озерах на вершине ледника или спускаться в глубины ледника через Мулен . Потоки внутри или под ледником текут в межледниковых или подледниковых туннелях. Эти туннели иногда выходят на поверхность ледника.

Скорость

Скорость смещения ледников частично определяется трением . Трение заставляет лед внизу ледника двигаться медленнее, чем лед наверху. В альпийских ледниках трение также возникает на боковых стенках долины, что замедляет края относительно центра.

Средняя ледниковая скорость сильно варьируется, но обычно составляет около 1 м (3 фута) в день. На застойных участках может не быть движения; например, в некоторых частях Аляски деревья могут прижиться на поверхностных отложениях. В других случаях ледники могут двигаться со скоростью 20–30 м (70–100 футов) в день, как, например, в Якобсхавне Исбро в Гренландии . На скорость ледникового покрова влияют такие факторы, как уклон, толщина льда, снегопад, продольное удержание, базальная температура, образование талой воды и твердость пласта.

У некоторых ледников бывают периоды очень быстрого роста, называемые нагонами . Эти ледники демонстрируют нормальное движение, пока они внезапно не ускоряются, а затем возвращаются в свое предыдущее состояние движения. Эти нагоны могут быть вызваны разрушением подстилающей коренной породы,  скоплением талой воды у основания ледника - возможно, доставленной из надледникового озера - или простым накоплением массы за пределами критической «точки перелома». Временные скорости до 90 м (300 футов) в день имели место, когда повышенная температура или давление на поверхности приводили к таянию придонного льда и накоплению воды под ледником.

В ледниковых районах, где ледник движется со скоростью более одного километра в год, происходят ледниковые землетрясения . Это крупномасштабные землетрясения с магнитудой до 6,1 балла. Количество ледниковых землетрясений в Гренландии достигает пиков каждый год в июле, августе и сентябре и быстро увеличивается в 1990-х и 2000-х годах. В исследовании с использованием данных с января 1993 г. по октябрь 2005 г. каждый год с 2002 г. регистрировалось больше событий, а в 2005 г. было зарегистрировано в два раза больше событий, чем в любой другой год.

Ogives

Группы Forbes на леднике Мер-де-Глас во Франции

Огивы (или полосы Форбса ) - это чередующиеся гребни и впадины волн, которые выглядят как темные и светлые полосы льда на поверхности ледников. Они связаны с сезонным движением ледников; ширина одной темной и одной светлой полосы обычно равна годовому движению ледника. Огивы образуются, когда лед от ледопада сильно разрушается, увеличивая площадь абляции летом. Это создает канаву и пространство для скопления снега зимой, который, в свою очередь, создает гребень. Иногда огивы состоят только из волн или цветных полос и описываются как волновые огивы или ожи-ленты.

География

Черный ледник возле Аконкагуа , Аргентина

Ледники присутствуют на всех континентах и ​​примерно в пятидесяти странах, за исключением тех (Австралия, Южная Африка), в которых ледники есть только на далеких субантарктических островных территориях. Обширные ледники находятся в Антарктиде, Аргентине, Чили, Канаде, Аляске, Гренландии и Исландии. Горные ледники широко распространены, особенно в Андах , Гималаях , Скалистых горах , на Кавказе , в Скандинавских горах и Альпах . Ледник Снежника в горах Пирин , Болгария, с широтой 41 ° 46′09 ″ северной широты, является самым южным ледниковым массивом в Европе. Материковая часть Австралии в настоящее время не имеет ледников, хотя небольшой ледник на горе Костюшко присутствовал в последний ледниковый период . В Новой Гвинее небольшие, быстро уменьшающиеся ледники расположены на Пунчак-Джая . В Африке есть ледники на горе Килиманджаро в Танзании, на горе Кения и в горах Рувензори . Океанические острова с ледниками включают Исландию, несколько островов у побережья Норвегии, включая Шпицберген и Ян-Майен на крайнем севере, Новую Зеландию и субантарктические острова Марион , Херд , Гранд-Терре (Кергелен) и Буве . Во время ледниковых периодов четвертичного периода, Тайвань , Гавайи на Мауна-Кеа и Тенерифе также имели крупные альпийские ледники, в то время как Фарерские острова и острова Крозе были полностью покрыты льдом.

На постоянный снежный покров, необходимый для образования ледников, влияют такие факторы, как степень уклона суши, количество снегопадов и ветры. Ледники можно найти на всех широтах, кроме от 20 ° до 27 ° к северу и югу от экватора, где наличие нисходящего лимита циркуляции Хэдли снижает количество осадков настолько, что при высокой инсоляции линии снега достигают высоты более 6500 м (21 330 футов). Однако между 19˚ и 19˚ ю.ш. количество осадков выше, а в горах выше 5000 м (16 400 футов) обычно бывает постоянный снег.

Даже в высоких широтах образование ледников не является неизбежным. Районы Арктики , такие как остров Бэнкс и Сухие долины Мак-Мердо в Антарктиде, считаются полярными пустынями, где ледники не могут образовываться, потому что на них выпадает мало снега, несмотря на сильный холод. Холодный воздух, в отличие от теплого, не может переносить много водяного пара. Даже во время ледниковых периодов четвертичного периода , Маньчжурии , низменной Сибири , а также центральной и северной Аляски , хотя и было чрезвычайно холодно, выпадал такой легкий снегопад, что ледники не могли образоваться.

Помимо засушливых, не покрытых льдом полярных регионов, некоторые горы и вулканы в Боливии, Чили и Аргентине высокие (от 4500 до 6900 м или от 14 800 до 22 600 футов) и холодные, но относительное отсутствие осадков не позволяет снегу накапливаться в ледниках. Это потому, что эти вершины расположены рядом с гипераридной пустыней Атакама или в ней .

Ледниковая геология

Схема ледникового выщипывания и истирания
Гранитная порода, покрытая ледниками, недалеко от Мариехамна , Аландские острова

Ледники разрушают местность в результате двух основных процессов: истирания и выщипывания .

По мере того, как ледники текут по коренным породам, они размягчаются и поднимают глыбы в лед. Этот процесс, называемый выщипыванием, вызывается подледниковой водой, которая проникает в трещины в коренных породах, а затем замерзает и расширяется. Это расширение заставляет лед действовать как рычаг, который ослабляет породу, поднимая ее. Таким образом, отложения любого размера становятся частью ледниковой нагрузки. Если отступающий ледник наберет достаточно обломков, он может превратиться в каменный ледник , как ледник Тимпаногос в Юте.

Истирание происходит, когда лед и его обломки горных пород скользят по коренной породе и действуют как наждачная бумага, сглаживая и полируя нижележащую породу. Измельченная порода, получаемая в результате этого процесса, называется каменной мукой и состоит из зерен породы размером от 0,002 до 0,00625 мм. Истирание приводит к более крутым стенкам долин и горным склонам в альпийских условиях, что может вызвать лавины и оползни, которые добавляют леднику еще больше материала. Ледниковая абразия обычно характеризуется ледниковыми полосами . Ледники образуют их, когда содержат большие валуны, оставляющие длинные царапины в скальной породе. Нанося на карту направление полос, исследователи могут определить направление движения ледника. Подобно полосам, есть следы вибрации , линии впадин в форме полумесяца в скале, лежащей под ледником. Они образуются в результате истирания, когда валуны в леднике неоднократно ловятся и высвобождаются по мере их волочения по коренной породе.

Скорость эрозии ледников различна. Скорость эрозии контролируют шесть факторов:

  • Скорость движения ледника
  • Толщина льда
  • Форма, количество и твердость обломков горных пород, содержащихся во льду на дне ледника.
  • Относительная легкость размыва поверхности под ледником.
  • Тепловые условия у подножия ледника
  • Проницаемость и давление воды у основания ледника

Когда коренная порода имеет частые трещины на поверхности, скорость ледниковой эрозии имеет тенденцию к увеличению, поскольку выщипывание является основной эрозионной силой на поверхности; однако, когда коренная порода имеет большие промежутки между спорадическими трещинами, абразия имеет тенденцию быть доминирующей эрозионной формой, и скорость ледниковой эрозии становится медленной. Ледники в более низких широтах, как правило, гораздо более эрозионны, чем ледники в более высоких широтах, потому что они имеют больше талой воды, достигающей ледникового основания, и способствуют образованию и переносу наносов при той же скорости движения и количестве льда.

Материал, который включается в ледник, обычно переносится до зоны абляции перед отложением. Ледниковые отложения бывают двух разных типов:

  • Ледниковый тилл : материал, отложившийся непосредственно из ледникового льда. Тилль включает смесь недифференцированного материала от размеров глины до валунов, обычный состав морены.
  • Речные и выносные отложения : отложения, отложенные водой. Эти месторождения стратифицированы по размеру.

Более крупные куски породы, покрытые коркой или отложившиеся на поверхности, называются « ледниковыми обломками ». Они варьируются по размеру от гальки до валунов, но, поскольку они часто перемещаются на большие расстояния, они могут резко отличаться от материала, на котором они находятся. Образцы ледниковой эрозии намекают на движение ледников в прошлом.

Морены

Ледниковые морены над озером Луиз , Альберта , Канада

Ледниковые морены образуются в результате отложения материала из ледника и обнажаются после того, как ледник отступил. Обычно они выглядят как линейные насыпи тилла , несортированной смеси горных пород, гравия и валунов в матрице из мелкодисперсного порошкообразного материала. Конечные или конечные морены образуются у подножия или конечного конца ледника. Боковые морены образуются по бокам ледника. Средние морены образуются, когда два разных ледника сливаются, а боковые морены каждого сливаются, образуя морену в середине объединенного ледника. Менее заметны наземные морены , также называемые ледниковым дрейфом , которые часто покрывают поверхность под спуском ледника от линии равновесия. Термин морена имеет французское происхождение. Он был придуман крестьянами для описания наносных насыпей и выступов, найденных у краев ледников во французских Альпах . В современной геологии этот термин используется более широко и применяется к ряду формаций, каждая из которых состоит из тилла. Морены также могут образовывать озера с моренными дамбами.

Драмлинс

А Drumlin поле формы после ледника изменила ландшафт. Каплевидные образования обозначают направление течения льда.

Драмлины - это асимметричные холмы в форме каноэ, состоящие в основном из тилла. Их высота колеблется от 15 до 50 метров, а в длину они могут достигать километра. Самая крутая сторона холма обращена в сторону движения льда ( stoss ), тогда как более длинный уклон остается в направлении движения льда ( подветренная сторона ). Драмлины обитают в группах, называемых полями драмлинов или лагерями драмлинов . Одно из этих полей находится к востоку от Рочестера, штат Нью-Йорк ; по оценкам, он содержит около 10 000 драмлинов. Хотя процесс образования друмлинов до конца не изучен, их форма предполагает, что они являются продуктами зоны пластической деформации древних ледников. Считается, что многие друмлины образовались, когда ледники продвинулись и изменили отложения более ранних ледников.

Ледниковые долины, цирки, ареты и пирамидальные вершины

Особенности ледникового пейзажа

До оледенения горные долины имели характерную V-образную форму , образовавшуюся в результате размыва воды. Во время оледенения эти долины часто расширяются, углубляются и сглаживаются, образуя U-образную ледниковую долину или ледниковый желоб, как его иногда называют. Эрозия, которая создает ледниковые долины, обрезает любые отроги скал или земли, которые раньше могли простираться через долину, создавая широкие скалы треугольной формы, называемые усеченными отрогами . В ледниковых долинах впадины, образовавшиеся в результате ощипывания и истирания, могут быть заполнены озерами, называемыми озерами патерностера . Если ледниковая долина впадает в большой водоем, образуется фьорд .

Обычно ледники углубляют свои долины больше, чем их более мелкие притоки . Поэтому при отступлении ледников долины ледников притоков остаются выше депрессии главного ледника и называются висячими долинами .

В начале классического долинного ледника находится цирк в форме чаши, у которого с трех сторон выступают уступы, но он открыт на стороне, спускающейся в долину. Цирки - это места, где лед начинает накапливаться в леднике. Два ледниковых цирка могут формироваться спина к спине и разрушать свои задние стены, пока не останется только узкий гребень, называемый arête . Эта структура может закончиться горным перевалом . Если несколько цирков окружают одну гору, они образуют остроконечные пирамидальные вершины ; особо крутые образцы называются рогами .

Roches moutonnées

Прохождение ледникового льда по области коренных пород может привести к тому, что скала превратится в холмик, называемый roche moutonnée , или скала «овчарка». Roches moutonnées может быть удлиненной, округлой и асимметричной формы. Их длина варьируется от менее метра до нескольких сотен метров. У Roches moutonnées пологий склон на склонах, идущих вверх по леднику, и от крутого до вертикального на склонах, спускающихся вниз по леднику. Ледник истирает гладкий склон на верхней стороне по мере своего движения, но отрывает обломки горных пород и уносит их с нижней стороны путем щипания.

Аллювиальная стратификация

По мере того, как вода, поднимающаяся из зоны абляции, удаляется от ледника, она уносит с собой мелкие размытые отложения. По мере того, как скорость воды уменьшается, уменьшается и ее способность нести взвешенные предметы. Таким образом, вода постепенно откладывает отложения по мере своего протекания, создавая аллювиальную равнину . Когда это явление происходит в долине, это называется поездом в долину . Когда отложения находятся в устье , отложения известны как заливной ил . Засушливые равнины и долинные поезда обычно сопровождаются бассейнами, известными как « котлы ». Это небольшие озера, образующиеся, когда большие ледяные глыбы, захваченные таянием аллювия, образуют впадины, заполненные водой. Диаметр чайника колеблется от 5 м до 13 км, при глубине до 45 метров. Большинство из них имеют круглую форму, потому что образовавшие их ледяные глыбы были округлыми по мере таяния.

Ледниковые отложения

Пейзаж, созданный отступающим ледником

Когда размер ледника уменьшается ниже критической точки, его течение останавливается и он становится неподвижным. Между тем, талая вода внутри и подо льдом оставляет слоистые аллювиальные отложения. Эти отложения в виде колонн, террас и скоплений остаются после таяния ледника и известны как «ледниковые отложения». Ледниковые отложения, имеющие форму холмов или курганов, называются камесами . Некоторые камы образуются, когда талая вода откладывает отложения через отверстия во льду. Другие образуются веерами или дельтами, создаваемыми талой водой. Когда ледниковый лед занимает долину, он может образовывать террасы или камы по сторонам долины. Длинные извилистые ледниковые отложения называют эскерами . Eskers состоят из песка и гравия, которые были отложены потоками талой воды, которые текли через ледяные туннели внутри или под ледником. Они остаются после таяния льда, их высота превышает 100 метров, а длина достигает 100 км.

Лессовые отложения

Очень мелкие ледниковые отложения или каменная мука часто улавливаются ветром, дующим над голой поверхностью, и могут откладываться на больших расстояниях от места первоначального речного отложения. Эти эоловые лессовые отложения могут быть очень глубокими, даже сотнями метров, как в районах Китая и Среднего Запада Соединенных Штатов . Катабатический ветер может иметь большое значение в этом процессе.

Изменение климата

Ледники являются ценным ресурсом для отслеживания изменения климата в течение длительных периодов времени, поскольку им могут быть сотни тысяч лет. Чтобы изучить закономерности прохождения через ледники с течением времени, берутся ледяные керны , предоставляющие непрерывную информацию, включая доказательства изменения климата, заключенные во льду, чтобы ученые могли разрушить и изучить. Ледники изучаются, чтобы дать информацию об истории изменения климата, вызванного естественными или антропогенными причинами. Человеческая деятельность вызвала увеличение выбросов парниковых газов, создав тенденцию к глобальному потеплению, в результате чего эти ценные ледники таяли. Ледники обладают эффектом альбедо, а таяние ледников означает меньшее альбедо. В Альпах лето 2003 года сравнивали с летом 1988 года. В период с 1998 по 2003 год значение альбедо в 2003 году было на 0,2 ниже. Когда ледники начинают таять, они также вызывают повышение уровня моря, «что, в свою очередь, увеличивает эрозию берегов. и усиливает штормовой нагон, поскольку повышение температуры воздуха и температуры океана приводит к более частым и интенсивным прибрежным штормам, таким как ураганы и тайфуны ». Таким образом, антропогенные причины изменения климата создают положительную обратную связь с ледниками: повышение температуры вызывает большее таяние ледников, что приводит к меньшему альбедо, повышению уровня моря и многим другим климатическим проблемам. С 1972 года по 2019 год НАСА использовало спутник Landsat , который использовался для регистрации ледников на Аляске , в Гренландии и Антарктиде . Этот проект Landsat показал, что примерно с 2000 года отступление ледников значительно увеличилось.

Ледник Южный Каскад в Вашингтоне, зарегистрированный с 1928 по 2003 год, показывает недавнее быстрое отступление ледника. Глядя на это фото, становится ясно, как быстро отступают ледники в современном мире. Такое отступление является результатом изменения климата, которое значительно усилилось из-за антропогенного воздействия. Эта фотография была сделана в ходе исследования Министерства внутренних дел США Геологической службы США, посвященного изменению ледников за последние 50 лет.

Изостатический отскок

Изостатическое давление ледника на земную кору

Большие массы, такие как ледяные щиты или ледники, могут вдавить кору Земли в мантию. Впадина обычно составляет треть толщины ледникового щита или ледника. После таяния ледникового щита или ледника мантия начинает возвращаться в исходное положение, выталкивая кору обратно вверх. Этот постледниковый отскок , который происходит очень медленно после таяния ледникового покрова или ледника, в настоящее время в измеримых количествах происходит в Скандинавии и районе Великих озер в Северной Америке.

Геоморфологический объект, созданный тем же процессом в меньшем масштабе, известен как разломное расширение . Это происходит, когда ранее сжатая порода может вернуться к своей исходной форме быстрее, чем это может быть сохранено без разломов. Это приводит к эффекту, подобному тому, который можно было бы увидеть, если бы по скале ударили большим молотком. Разломы расширения можно наблюдать в недавно обледеневших частях Исландии и Камбрии.

На марсе

Полярные ледяные шапки Марса показывают геологические свидетельства ледниковых отложений. Южная полярная шапка особенно похожа на ледники на Земле. Топографические особенности и компьютерные модели указывают на существование большего количества ледников в прошлом Марса. В средних широтах, между 35 ° и 65 ° северной или южной широты, марсианские ледники подвержены влиянию тонкой марсианской атмосферы. Из-за низкого атмосферного давления абляция у поверхности вызывается исключительно сублимацией , а не плавлением . Как и на Земле, многие ледники покрыты слоем скал, изолирующим лед. Радиолокационный прибор на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата обнаружил лед под тонким слоем скал в образованиях, называемых лопастными обломками (LDA).

На рисунках ниже показано, как ландшафт Марса очень похож на земной.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

  • Эта статья в значительной степени основана на соответствующей статье в испаноязычной Википедии , доступ к которой был осуществлен в версии от 24 июля 2005 г.
  • Хэмбри, Майкл; Алеан, Юрг (2004). Ледники (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-82808-6. OCLC  54371738 .Превосходная, менее техническая обработка всех аспектов, с превосходными фотографиями и рассказами из первых рук об опыте гляциологов. Все изображения из этой книги можно найти в Интернете (см. Ссылки: Glaciers-online)
  • Бенн, Дуглас I .; Эванс, Дэвид Дж. А. (1999). Ледники и оледенение . Арнольд. ISBN 978-0-470-23651-2. OCLC  38329570 .
  • Беннетт, MR; Глассер, Н.Ф. (1996). Ледниковая геология: ледяные покровы и формы рельефа . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-471-96344-8. OCLC  33359888 .
  • Хэмбри, Майкл (1994). Ледниковая среда . Университет Британской Колумбии Press, UCL Press. ISBN 978-0-7748-0510-0. OCLC  30512475 . Учебник для бакалавриата.
  • Рыцарь, Питер G (1999). Ледники . Челтнем: Нельсон Торнс. ISBN 978-0-7487-4000-0. OCLC  42656957 . Учебник для бакалавриата, избегающий математических сложностей.
  • Уолли, Роберт (1992). Введение в физическую географию . Wm. C. Brown Publishers. Учебник, посвященный объяснению географии нашей планеты.
  • WSB Патерсон (1994). Физика ледников (3-е изд.). Pergamon Press. ISBN 978-0-08-013972-2. OCLC  26188 . Исчерпывающий справочник по физическим принципам, лежащим в основе формирования и поведения.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка