Ледники. Основные понятия

1.

Тюменский государственный университет
Институт наук о Земле
ЛЕДНИКИ
ЛЕКЦИЯ
Кандидат географических наук, доцент
С.И.Ларин

2.

ЛЕДНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Ледник
многолетний массив природного снега,
фирна и льда в форме потока или системы
потоков, куполов или плавучих плит.
естественная масса
фирна и льда,
обладающая
постоянным
собственным
движением,
расположенная
главным
образом на суше, существующая длительное
время, имеющая определенную форму и
значительные размеры и образованная
путем
накопления
и
преобразования
различных твердых атмосферных осадков
(С.В. Калесник (1963, с. 81).
массив льда преимущественно атмосферного
осадочного происхождения (т.е.
из снега) он
испытывает
вязкопластическое течение под
действием силы тяжести.

3.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Морфологическая классификация ледников [по: Гляциологический словарь.
1984]

4.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Ледники делятся на покровные, горно-покровные и горные.
Каждая из этих основных групп подразделяется на группы 2 и 3 порядков.
Покровные ледники: ледниковые щиты, ледниковые купола, шельфовые
ледники, ледяные потоки и выводные ледники.
Горно-покровные ледники (сетчатое оледенение), включают в различных
комбинациях формы оледенения покровного и горного типов, ледники
плато, ледники патагонского типа и предгорные ледники (ледники
подножий).
Горные ледники делятся на: ледники долин, склонов, вершин.
Ледники долин: простые долинные, сложные долинные и дендритовые
Ледники склонов: присклоновые, склоновые, висячие и каровые ледники.
Ледники карово-долинные занимают промежуточное положение между
каровыми и долинными ледниками.
Ледники вершин: конических вершин и плоских вершин. К ледникам
вершин относят также ледники вулканических конусов, кратерные и
кальдерные ледники, ледники барранкосов.

5.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Покровные ледники
Ледниковый покров — сложное ледниковое образование, состоящее из
ледниковых щитов, ледниковых куполов, ледяных потоков, выводных ледников и
шельфовых ледников, покрывающее площадь в десятки, сотни тысяч и миллионы
квадратных километров. Это единая динамическая система, форма поверхности и
положение ледоразделов в которой обусловлены распределением питания и
условиями стока.
В покровных ледниках, форма поверхности от рельефа ложа практически не
зависит, — она определяется реологическими свойствами самого льда,
растекающегося в соответствии с уклоном поверхности. В идеальном случае
профиль поверхности близок к полуэллипсу (например, купол о. Дригальского в
Антарктиде).
В крупных ледниковых покровах форма поверхности более сложная, так как они
состоят обычно из нескольких слившихся ледниковых куполов, что наряду с
крупными подледными неровностями искажает идеальную форму поверхности.
В краевых частях ледниковых покровов по крупным подледным долинам,
направление которых близко к общему направлению движения льда от центров
куполов к периферии, спускаются выводные ледники- главные каналы стока льда
из внутренних районов ледниковых покровов. В Антарктиде к краям
материкового покрова примыкают шельфовые ледники — огромные плоские
ледяные плиты, частью находящиеся на плаву, частью опирающиеся на грунт.

6.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Покровные ледники
В покровных ледниках скорость движения льда увеличивается от
ледоразделов к периферии, где сток дифференцируется на
малоподвижные участки и выводные ледники с большими
скоростями движения льда.
Расход льда сосредоточен в краевой зоне и осуществляется путем
откола айсбергов и поверхностного таяния.
Общая площадь современных ледниковых покровов на Земле
около 14,4 млн км2. Из них 85,3% приходится на ледниковый
покров Антарктиды, состоящий из 5 слившихся крупных леднико
вых куполов и большого числа более мелких; 12,1% — на
ледниковый покров Гренландии и 2,6% — на все остальные
ледниковые покровы (на Канадском Арктическом архипелаге, на
о. Исландия, на Шпицбергене, на Земле Франца-Иосифа, на Новой
Земле, на Северной Земле).
-

7.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Покровные ледники
Ледниковый щит — обширный плоско-выпуклый ледник покровного типа. Толщина
обычно около 1000 м, площадь — более 50 тыс. км2. Течение льда определяется
формой поверхности и происходит от центра к периферии.
Ледниковый купол — ледник, форма которого сходна с формой ледникового щита,
но более выпуклый благодаря меньшим горизонтальным размерам. В Арктике и
Антарктике ледниковые купола часто целиком покрывают отдельные острова, иногда
образуются на морских отмелях и среди шельфовых ледников, где те «садятся» на
грунт.
Выводные ледники — потоки льда, дренирующие ледосборные бассейны
ледникового покрова, — приурочены обычно к подледным долинам,
ориентированным в направлении общего движения льда. Характерны для краевых
частей ледниковых покровов, но есть выводные ледники, верховья которых уходят в
глубь материкового покрова на сотни километров. Спускаясь в море или фьорды,
выводные ледники образуют плавучие ледниковые языки и продуцируют
многочисленные айсберги. Скорости движения льда выводных ледников много
больше скоростей движения недифференцированного края ледникового покрова (до
нескольких километров в год). Выводные ледники подразделяются на ледяные
потоки, текущие в ледяных берегах, и на сквозные выводные ледники, сходные с
языками долинных ледников, но истоками уходящие в ледосборные бассейны в
пределах ледниковых щитов.

8.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Покровные ледники
Шельфовый ледник — плавучий или частично опирающийся на дно
ледник, текущий от берега в море в виде утончающейся к краю
плиты и заканчивающийся обрывистым фронтом (барьером), от
которого периодически откалываются айсберги. Основное питание
шельфовые ледники получают обычно от спускающихся с
ледникового покрова ледяных потоков и выводных ледников, а
также от выпадающих на их поверхность твердых атмосферных
осадков.
Скорости движения шельфовых ледников, как и выводных,
оканчивающихся в море, увеличиваются к концу, где достигают
1500 — 2000 м в год.
Шельфовые ледники в настоящее время распространены главным
образом в Антарктиде, где занимают более 1,5 млн км 2.

9.

ЛЕДНИКИ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
Оледенение
горно-покровного
типа (шпицбергенский тип)
- переходное от покровного к горному. Характеризуется
комплексом сквозных долин, заполненных ледниками, с
ледниковыми
куполами
и
ледниками
плато
на
водоразделах, с разделяющими их скалистыми гребнями и
вершинами,
многочисленными
нунатаками.
Лед,
заполняющий долины, через многочисленные перевалы
перетекает из одного бассейна в другой, что создает
сложный сетчатый рисунок ледниковых потоков в плане.
Оледенение этого типа характерно для Шпицбергена,
Аляски, Канадского Арктического архипелага.

10.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
ГОРНО-ПОКРОВНЫЕ ЛЕДНИКИ
Предгорные ледники — обширные ледниковые лопасти на предгорных равнинах,
образующиеся от слияния ледниковых потоков, часто с раздельными областями
питания, но нередко и питаемые общим снежно-ледяным полем. Образуются в
областях с очень обильным выпадением осадков в виде снега в условиях
морского климата.
Классическим примером является предгорный ледник Маласпина на Аляске,
имеющий более 40 км в длину и 80 км в ширину. Он целиком расположен в обла
сти абляции, а питание получает из снежно-ледяных полей хр. Св. Ильи.
Ледники плато — слабовыпуклые снежно-ледяные поля на плосковершинных
массивах с короткими лопастями и выводными ледниками, спускающимися по
долинам на склонах массивов. Характерны для Скандинавии, где хорошо
изучены. Примером могут также служить ледники плато о. Девон в Канадском
Арктическом архипелаге.
Ледники патагонского типа — горные ледники, которые, стекая с ледниковых
плато, где они дренируют обширные фирновые бассейны, образуют узкие
длинные языки, спускающиеся в морские фьорды или предгорные озера.
Типичны для Патагонских Анд.

11.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
ОЛЕДЕНЕНИЕ ГОРНОГО ТИПА
ЛЕДНИКИ ДОЛИН
1. Простой долинный ледник (ледник
альпийского типа) характеризуется четкой
морфологической
обособленностью
областей питания (фирнового бассейна) и
абляции
(ледникового
языка).
Из
фирнового бассейна, имеющего вогнутую
поверхность со сравнительно неболь
шими уклонами, в долину спускается
один ледниковый язык, имеющий обычно
выпуклый
поперечный
профиль.
Характерен для Альп, Кавказа и многих
других горно-ледниковых районов.
2. Сложный долинный ледник состоит из
двух или более ледниковых потоков с
самостоятельными областями питания.
Распространены
во
многих
горноледниковых районах.
Простой долинный ледник
Сложный долинный ледник.
Фото К. П. Рототаева

12.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
ОЛЕДЕНЕНИЕ ГОРНОГО ТИПА
Сложный долинный ледник имеет несколько разновидностей:
- Дендритовый ледник (древовидный) — сложный долинный ледник, притоки
которого имеют свои притоки с самостоятельными областями питания. В плане
имеют сложные ветвистые очертания. Классический пример — ледник Барнард в
горах Св. Ильи. К дендритовым ледникам относятся крупнейшие горно-долинные
ледники мира: Хаббард, Беринга, Федченко, Сиачен и др. Разновидностью
дендритовых ледников являются ледники гималайского типа, заполняющие
продольные долины между горными цепями, с многочисленными боковыми
притоками, в свою очередь являющимися сложными ледниками. Характерны для
Гималаев, Каракорума, Памира, Центрального Тянь-Шаня.
-Котловинный ледник — разновидность долинного ледника с обширным фирновым
бассейном, расположенным в горной котловине, и сравнительно коротким
ледниковым языком, который выходит за пределы котловины не более чем на 2/3 ее
длины. Котловинные ледники достигают обычно большой толщины. Встречаются во
многих горных районах мира.
Разновидностью долинного ледника, занимающего глубокую долину и лишенного
фирнового бассейна являются ледники туркестанского типа. Питание получает за
счет схода лавин и обвалов льда с висячих ледников на склонах. Поверхность
засыпана мореной.

13.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
ОЛЕДЕНЕНИЕ ГОРНОГО ТИПА. ЛЕДНИКИ СКЛОНОВ
Каровый ледник занимает кар (чашеобразное углубление на
горном склоне) полностью или частично. Многие из них
обязаны своим существованием концентрации в каре
метелевого и лавинного снега и могут располагаться
Каровый ледник
значительно ниже климатической снеговой границы.
Карово-долинный ледник — переходный от карового к
долинному: основная часть его расположена в каре, а язык
спускается в верховья долины.
Висячий ледник — небольших размеров и обычно небольшой
толщины. Занимает углубления и крутопадающие ниши на
горных склонах. Расход льда нередко происходит путем
ледяных обвалов. Если обвалы происходят часто, у подножия
может образоваться возрожденный ледник.
Присклоновый ледник — небольшой ледник на поверхности
структурной террасы или пологой площадки у подножия Висячие ледники.
крутого уступа. Как правило, питается навеянным снегом. Памир. Фото Л. Д.
Склоновый ледник занимает слабо расчлененный горный Долгушина
склон иногда на большой площади. В отличие от висячих
нижний край склоновых ледников обычно спускается до
подножия склона. Типичен на Восточном Памире.

14.

ЛЕДНИКИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕДНИКОВ
ЛЕДНИКИ ВЕРШИН
Ледники
конических
вершин
покрывают вершины
конической или близкой к ней формы. Если вершина правильной
формы, а ее склоны слабо расчленены, то нижний край ледника
ровный, или фестончатый. Если склоны сильно расчленены
оврагами и долинами по ним спускаются языки выводных
ледников, питающиеся из вершинного снежно-фирнового
покрова. Особый подтип ледников этого типа представляют
ледники вулканических конусов, существующие часто в комплексе
с кальдерными и кратерными ледниками, а также с ледниками
барранкосов. Эти типы ледников распространены на Кавказе
(Эльбрус, Казбек), на Камчатке, в Кордильерах Северной Америки,
в Андах Южной Америки, в Африке (Килиманджаро), в Новой
Зеландии
(г.
Руапеху).
Ледники плоских вершин покрывают выровненные
вершинные поверхности, оканчиваются крутыми обрывами или
короткими языками. Из-за сноса снега ветром с поверхности
скорость питания их невелика, мощности небольшие.
Распространены на Тянь-Шане и в горах Центральной Азии.
Между ледниками указанных типов могут быть переходные
формы;
Ледники разных типов объединяются в сложные комплексы и
системы.

15.

ЛЕДНИКИ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛЕДНИКОВ
Для возникновения ледника требуется сочетание
климатических условий и рельефа, при которых на какомто участке годовое количество отложившихся твердых
осадков с учетом ветрового снегопереноса и снежных
лавин должно превышать убыль за счет таяния и
испарения.
В этом случае со временем возникает массив снега,
фирна и
льда, который начинает перетекать на
расположенные ниже участки.

16.

ЛЕДНИКИ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛЕДНИКОВ
Хионосфера (автор термина С.В. Калесник) - часть тропосферы, в
пределах которой на поверхности суши при благоприятном рельефе
возможно зарождение и существование многолетних снежников и
ледников.
Нижняя граница хионосферы («уровень 365» по Г.К. Тушинскому (1968) уровень нулевого
баланса твердых осадков на горизонтальной
незатененной поверхности. Ниже этого
уровня снежный покров
сохраняется лишь в течение части года, а выше – круглый год (365 дней).
«Уровень 365" определяется путем
экстраполяции справочных
климатических данных о продолжительности
залегания снежного
покрова, измеренных на метеостанциях, расположенных на различных
уровнях. Абсолютная высота на экваторе около 4,5 км, в сухих тропиках,
на Тибетском нагорье и в Южно-Американских Андах до 6,5 км. В Арктике
находится на несколько сот метров выше уровня моря, а в Антарктике
опускается до уровня моря.
Верхняя граница хионосферы уровень, где годовая сумма осадков на
гипотетической горизонтальной поверхности равна их убыли под
действием солнечной энергии. Расположена на высоте около 10 км, что
выше уровня самых высоких гор. Количество твердых осадков обычно
увеличивается с высотой до 5 – 7 км, а выше – уменьшается.

17.

ЛЕДНИКИ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛЕДНИКОВ
При оценке условий образования ледников необходимо
учитывать особенности рельефа и локальные особенности
совокупности гляциологических факторов.
-Большую роль играют формы горной вершины и хребта.
-На открытых ветрам вершинах аккумуляция твердых осадков
уменьшается из-за метелевого снегопереноса.
-На крутых склонах снег не удерживается. Соответственно там
резко уменьшается возможность для образования ледника,
хотя вершина может находиться значительно выше "уровня
365".
-Плоские и вогнутые формы рельефа наиболее удобны для
аккумуляции твердых осадков, поэтому в таких условиях
ледники могут зарождаться и ниже "уровня 365".
Основную роль играют общие климатические показатели и
особенно конкретная обстановка, создаваемая различными
формами рельефа.

18.

ЛЕДНИКИ. СНЕГОВАЯ ЛИНИЯ
Климатическая снеговая линиярасчетная линия пересечения
нижней
границы
хионосферы
("уровня 365") с поверхностью гор и
возвышенностей.
Выделяет
приближенно
участки,
где
теоретически количество твердых
атмосферных
осадков
на
горизонтальной
незатененной
поверхности превышает величину
их таяния и испарения. Так как
горизонтальные поверхности в
горах встречаются
редко, то и
климатическая снеговая линия
редко совпадает с фактической
снеговой линией на реальной
поверхности.
Уровень снеговой линии от Южного до
Северного полюсов
Ледник Чогори и пик Савойя в Каракоруме. Пунктиром
отмечена местная снеговая граница, которая проходит здесь
на уровне ~5400 м. Фото И. Жданова

19.

ЛЕДНИКИ. СНЕГОВАЯ ЛИНИЯ
Сезонная снеговая линия- нижняя
граница распространения снежного
покрова. В летнее время в процессе
таяния снежного
покрова она
поднимается вверх по леднику.
Истинная снеговая линия- наивысшее
положение сезонной снеговой линии
в конце лета. Определяется как
среднее положение за многолетний
период и как
среднее из ее
положений
в
разных
условиях
рельефа рассматриваемого района.
Понятия
сезонной
и
истинной
снеговых линий применяются в
основном
для
характеристики
ледников, где эти линии являются
видимыми.
Их можно отмечать
зрительно на местности или по
фотографиям.
Снеговая линия в Альпах

20.

ЛЕДНИКИ. СНЕГОВАЯ ЛИНИЯ
Истинная снеговая линия на ледниках формируется под
воздействием климатических особенностей территории,
прежде всего соотношения тепла и влаги, а также макро- и
мезорельефа.
В реальных условиях земной поверхности снеговая линия
снижается в холодных и влажных районах и поднимается в
теплых и засушливых.
В Антарктике она опускается до уровня моря, а в Арктике
располагается на несколько сотен метров выше.
Наибольшей высоты снеговая линия достигает в сухих
тропиках и субтропических районах.

21.

ЛЕДНИКИ. СНЕГОВАЯ ЛИНИЯ
Орографическая
снеговая линия характеризует
нижнюю
границу
постоянных снежников для территорий
вне ледников. Может располагаться
значительно ниже истинной.
Ледники, возникающие в результате
сочетания
благоприятных для этого
климатических
факторов
и
форм
рельефа, сами создают дополнительные
условия,
содействующие
их
дальнейшему
существованию
и
развитию. По мере увеличения своих
размеров они начинают воздействовать
на микроклимат. При этом может
понижаться
средняя
температура
воздуха, увеличиваться количество
твердых
осадков
и
изменяться
положение снеговой линии.
Высота снеговой линии:
а) вдоль Анд Южной и
Кордильер
Северной
Америки
б) вдоль 90-110 градуса в.д.
(Гляциологический словарь,
1984).

22.

ЛЕДНИКИ. ФАКТОРЫ И ГЛЯЦИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ОЛЕДЕНЕНИЯ
Факторы оледенения проявляются совместно и делятся на две
основные группы:
1. Факторы, связанные с климатом
Закономерности изменения циркуляционных процессов и
радиации в связи с высотой местности и расположением
хребтов характеризуются с помощью общеклиматических
показателей. Для характеристики небольших
частей
ледников учитывают особенности микроклимата.
2. Факторы, обусловленные рельефом: общие размеры
горной территории и высоту над уровнем моря,
расположение хребтов,
долин и плоскогорий, высоту,
крутизну и экспозицию склонов. Важную роль играют формы
расчленения склонов, непосредственно вмещающие
ледниковые тела.

23.

ЛЕДНИКИ. ФАКТОРЫ И ГЛЯЦИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ОЛЕДЕНЕНИЯ
Гляциоклиматические показатели оледенения (по М.В.
Тронову (1966):
1) общие характеристики оледенения в рассматриваемом районе,
(включая распределение ледников по склонам разной ориентации),
направление ветров и потоков влаги, условия увлажнения;
2) высоты снеговой линии, границы питания и зон льдообразования;
3) характеристики аккумуляции и абляции на разных уровнях;
4) высотные градиенты аккумуляции и абляции, определяющие энергию
оледенения;
5) суммы средних суточных положительных температур воздуха,
определяющие интенсивность и суммарную величину стаивания снега
и льда, а также суммы отрицательных температур;
6) продолжительность периода абляции и летних снегопадов;
7) изменение площадей открытого льда на леднике в период абляции;
8) градиентные показатели понижения температуры воздуха и
увеличения количества осадков с высотой.

24.

ЛЕДНИКИ. ФАКТОРЫ И ГЛЯЦИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ОЛЕДЕНЕНИЯ
Энергия оледенения
- вертикальный градиент удельного баланса
массы, комплексный показатель активности
ледника, отражающий условия климата и
рельефа в их взаимодействии.
Теория и значение этого показателя были
разработаны П.А. Шумским (]947).

25.

ЛЕДНИКИ. ФАКТОРЫ И ГЛЯЦИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ОЛЕДЕНЕНИЯ
Величина показателя энергии оледенения Е
определяется суммой градиентов аккумуляции
А
и абляции
В,
т.е. увеличением годового
прироста массы снега и льда q с поднятием над
снеговой линией:
Е=+= =tgɑq
Ориентировочную
величину
энергии
оледенения можно определить по данным
наблюдений за таянием льда в области
абляции, используя упрощенное уравнение,
О.П. Щегловой (1952):
E=, где С – замеренная
мощность слоя льда, стаявшего на высоте
Н (в
переводе на слой воды), Нд – высотный
уровень снеговой линии (или
границы
питания).
Энергия оледенения
ледника (Е=tgɑq)
А-аккумуляция,
В-абляция,
q- баланс массы
ледника,
г.п.-граница питания

26.

ЛЕДНИКИ. ФАКТОРЫ И ГЛЯЦИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ОЛЕДЕНЕНИЯ
Чем больше энергия оледенения, тем большую активность
проявляет ледник, тем интенсивнее в нем происходит
обмен вещества.
Наибольшие значения Е в горных районах с повышенным
количеством атмосферных осадков.
Для прибрежных хребтов Аляски Е = 22 мм/м, на
Тибетском нагорье Е = 2 – 3 мм/м.
В пределах одной горной страны значения Е всегда больше
на ледниках внешних наветренных склонов, чем на
ледниках внутренних частей гор.
В общих чертах энергия оледенения возрастает от полюсов
к экватору и от континентальных областей к морским.

27.

ЛЕДНИКИ. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
Основной источник питания ледников - твердые атмосферные
осадки, отлагающиеся в областях их питания.
Влагонесущие потоки воздуха, встречая на своем пути горные
препятствия, поднимаются вверх и охлаждаются, оставляя на
наветренных склонах гор
большое количество твердых
осадков.
Влагонесущие потоки часто двигаются по долинам, как по
своеобразным каналам, и питают ледники в верховьях.
Особую роль играют летние снегопады, которые увеличивают
альбедо поверхности ледников и этим уменьшают их абляцию.
Дополнительный источник питания ледников метелевый
снегоперенос, снежные лавины, сублимация водяного пара и
талая вода, образующая наложенный лед.

28.

ЛЕДНИКИ. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
Метелевый перенос снега создает большую концентрацию снега в
подветренных склонах и обеспечивает образование ледников ниже
климатической снеговой линии. На покровных ледниках метелевый перенос
приводит к существенному перераспределению снега на их поверхности.
Снежные лавины сходят с высоких крутых склонов. В некоторых случаях
лавинное питание является основным, в частности, для ледников на дне
глубоких узких долин.
Сублимация водяного пара происходит при движении относительно теплого
влажного воздуха над поверхностью ледника и приводит к образованию
кристаллов изморози. Изморозь имеет существенное значение в питании
ледникового покрова в центральных районах Антарктиды, где доля
сублимационного льда может достигать 40%.
Ощутима доля
сублимационного льда в питании антарктических шельфовых ледников и на
ледниках полярных островов, где она может достигать 10%. В остальных
районах роль изморози в питании ледников невелика. В горах умеренно
континентальных и морских областей отложение изморози на ледниках
составляет лишь несколько процентов от общей суммы твердых осадков. На
ледниках в континентальных областях в целом за период аккумуляции
испарение преобладает над сублимацией.

29.

ЛЕДНИКИ. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
Наложенный лед образуется за счет намерзания воды в смеси со
снегом на охлажденной поверхности ледника ниже фирновой линии
(в зоне ледяного питания). Такой процесс происходит
преимущественно в ночное время. Наложенный лед отличается от
основного
ледникового
льда
характерной
слоистостью,
параллельной поверхности ледника. На этом основан структурный
метод нахождения границы питания ледника, ниже которой (в
области абляции) слои льда выклиниваются. На ряде полярных
ледников в условиях небольших высот, малого количества осадков,
холодного лета, суровой зимы и низкой температуры льда
фирновый покров может отсутствовать. Питание таких ледников
поддерживается почти исключительно намерзанием наложенного
льда.

30.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ОБЛАСТИ ПИТАНИЯ И АБЛЯЦИИ
Наземные ледники разделяют на две части, верхнюю – область
питания и нижнюю – область абляции.
Линия, разделяющая эти области, называется границей питания
ледника.
Эта граница не является постоянной и может перемещаться в
зависимости от климатических условий. Она иногда совпадает с
фирновой линией, которая отделяет в конце лета область ледника,
покрытую фирном, от области обнаженного льда. Граница питания
часто располагается ниже фирновой линии, между ними находится
полоса наложенного льда (зона ледяного питания). В области
питания происходят превращение снега в фирн и лед и накопление
льда в количестве, превосходящем объем тающего снега и фирна.
Чем интенсивнее накапливается здесь лед, тем большее его
количество
перетекает
в
область
абляции.
Процессы
льдообразования
на конкретном леднике могут существенно
меняться в зависимости от высотного положения участка.

31.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ОБЛАСТИ ПИТАНИЯ И АБЛЯЦИИ
Удельная аккумуляция - суммарный приход массы льда
за год на единицу горизонтальной
проекции
поверхности ледника.
Выражается в килограммах, деленных на квадратный
метр, или в высоте слоя водного эквивалента.
Для характеристики конкретного ледника используют
значение вертикального градиента аккумуляции.
Этот показатель не всегда дает правильное
представление об области питания, так как аккумуляция
в значительной степени зависит от рельефа ледниковой
поверхности и окружающих гор.

32.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ОБЛАСТИ ПИТАНИЯ И АБЛЯЦИИ
АБЛЯЦИЯ
Различают три вида абляции по месту ее проявления:
1.Подледная, 2.Внутриледная, 3.Поверхностная
В области абляции весь сезонный слой снега стаивает и на поверхность
выходит глетчерный лед.
Подледная абляция вызывается геотермическим потоком тепла, трением
льда о ложе и проникающей ко дну ледника водой.
Внутриледная абляция происходит при частичном таянии за счет тепла,
выделяемого при вязком течении и относительных сдвигах слоев и глыб
льда, а также вследствие циркуляции воды и воздуха.
По данным наблюдений и косвенных
расчетов, подледная и
внутриледная абляция относительно небольшие и не превышают 5%
общей абляции.
Поверхностная абляция играет основную роль при таянии льда на
поверхности ледника. Испарение дает существенный вклад в абляцию
лишь в условиях высокогорья (горы Центральной Азии, Анды).

33.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ОБЛАСТИ ПИТАНИЯ И АБЛЯЦИИ
АБЛЯЦИЯ
Удельная годовая абляция- сумма всех видов уменьшения
массы ледника за балансовый год, отнесенная к единице
проекции поверхности ледника.
Так же как и аккумуляция, обычно определяется высотой
водного эквивалента. Величина абляции увеличивается по
направлению от границы питания к концу ледника,
вертикальный градиент абляции на языках большинства
среднеширотных горных ледников колеблется от 6 до 10
мм/м, а в арктических районах снижается до 3 – 5 мм/м.

34.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ОБЛАСТИ ПИТАНИЯ И АБЛЯЦИИ
Ледниковые коэффициенты
Ледниковый коэффициент (К) - отношение площади области питания
ледника Sак, к площади области абляции Sабл . K=
Ледниковый коэффициент – величина непостоянная и может изменяться
в зависимости от условий питания и абляции.
Для долинных ледников в Альпах, на Кавказе и в горах Средней Азии он
чаще всего равен 1,2 – 3,0, а на каровых ледниках он меньше единицы.
Объемный ледниковый коэффициент - характеризует
отношение
объемов льда в областях аккумуляции и абляции.
«Доля площади питания» - употребляется в зарубежной
гляциологической литературе и представляет отношение площади
аккумуляции к общей площади ледника.
Ледниковые коэффициенты могут служить своеобразным критерием для
оценки многолетних изменений состояния ледников и сопоставления их
характеристик.

35.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
П.А. Шумский (1955) выделил высотные зоны, отличающиеся
по характеру процессов льдообразования.
1. Снежная (рекристаллизационная) зона
2. Снежно-фирновая (рекристаллизационноинфильтрационная) зона
3. Холодная фирновая (инфильтрационнорекристаллизационная) зона
4. Теплая фирновая (инфильтрационнорекристаллизационная) зона
5. Зона ледяного питания (инфильтрационноконжеляционная)
6. фирново-ледяная (инфильтрационная) зона.

36.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
1.Снежная
(рекристаллизационная)
зона
характеризуется
отсутствием таяния. Осадки выпадают только в твердом виде, а
весь приход энергии за счет радиации и внешнего теплообмена
затрачивается на
кратковременное повышение температуры
поверхностного слоя и частично на возгонку льда.
Поверхность ледника сложена сухим снегом. Процесс превращения
снега в фирн и лед происходит по холодному варианту, без таяния,
исключительно путем уплотнения под действием
веса
вышележащих слоев и рекристаллизации. Глубина слоя фирна, на
которой он окончательно превращается в лед, тем значительнее,
чем ниже температура снежной толщи. Она обычно достигает 50 –
150 м.
Рекристаллизационная зона распространена во всей внутренней
Антарктиде с высотами поверхности ледникового щита боле 1000 м
над уровнем моря, а также в северной части Гренландского
покрова выше 2000 – 3000 м. Снежная зона наблюдается также на
высочайших горных пиках, в частности, на Памире выше 6200 м.

37.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
2. Снежно-фирновая (рекристаллизационно-инфильтрационная)
зона расположена ниже снежной зоны и характеризуется тем, что
здесь происходит таяние части твердых осадков, возможно также и
выпадение осадков в жидкой фазе. Таяние захватывает небольшую
часть отложенного за год снега, при этом вода замерзает вблизи от
поверхности, образуя ледяные прослойки. Таким образом, в толще
снега и рекристаллизационного фирна появляются прослойки и
прожилки
мелкозернистого
инфильтрационного
льда.
Льдообразование идет преимущественно путем уплотнения и
рекристаллизации, так же как и в снежной зоне, граница с которой
носит несколько условный характер.
Рекристаллизационно-инфильтрационные зоны встречаются на
периферии Антарктического ледникового покрова (на высотах от
500 до 1100 м), на периферии северной части Гренландского
ледникового покрова, а также на отдельных островных ледниковых
покровах и в горных лед никах (например, на Эльбрусе выше 5300 м
и на Памире выше 5800 м).

38.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
3. Холодная фирновая (инфильтрационно-рекристаллизационная)
зона. Здесь весь годовой слой снега промачивается, и вода
просачивается в раслоложенные ниже прошлогодний и более
старые слои фирна. Запаса холода достаточно для того, чтобы
проникающая вглубь вода замерзала, увеличивая размеры
кристаллов и толщину ледяных прослоек. Толщина слоя фирна с
ледяными прослойками – порядка 20 – 40 м, температура льда
под фирном отрицательная. Льдообразование
происходит
преимущественно за счет инфильтрации и примерно на одну
треть – за счет рекристаллизации.
Холодные фирновые зоны широко распространены на ледниках в
горах с континентальным климатом и на островных ледниковых
покровах. На материковых ледниковых покровах они занимают
узкие окраинные полосы.

39.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
4. Теплая фирновая (инфильтрационно-рекристаллизационная) зона
широко распространена на горных ледниках и островных ледниковых
покровах. Наблюдается интенсивный сток воды т.к. запаса зимнего
холода для замерзания всей воды, поступающей от таяния
поверхностного слоя твердых осадков и за счет жидких осадков, не
хватает. Льдообразование происходит за счет инфильтрационного
замерзания и рекристаллизации в процессе уплотнения фирна.
Толщина фирна с ледяными прослойками колеблется от 20 до 40 м.
В течение
холодного сезона обычно промерзает слой фирна
мощностью 10 – 15 м, ниже весь год сохраняется постоянная
температура таяния. К началу сезона таяния, когда начинается
прогревание сверху, наиболее низкая отрицательная температура в
толще фирна наблюдается на глубине 2 – 3 м; ниже, у границы
активного слоя, она повышается до нуля. В сезон
таяния
просачивающаяся вниз вода замерзает в порах фирна и прогревает его
слой за слоем, пока не израсходуется весь запас холода. После этого
гравитационная вода беспрепятственно стекает сквозь активный слой
фирна до льда и дальше движется по трещинам и каналам стока.

40.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
5. Зона ледяного питания (инфильтрационно-конжеляционная)
располагается между фирновой линией и границей питания
ледника. Льдообразование происходит путем замерзания воды в
нижней части годового слоя твердых осадков и намерзания линз
льда на поверхности прошлогоднего льда. Фирна нет, под
сезонным слоем снега залегают натечные льды.
Рассматривая разрез ледяных пород сверху вниз,
можно
выделить:
а) снег в возрасте менее года, который в период таяния
превращается в фирн, а к концу этого периода исчезает;
б)
толщу
инфильтрационного
льда
с
прослойками
инфильтрационно-конжеляционного и натечного льда;
в) вертикальные жилы и бесформенные
включения
конжеляционного льда.
Наличие
инфильтрационно-конжеляционной
зоны
льдообразования характерно для районов континентального
климата с отрицательной среднегодовой температурой.

41.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. ЗОНЫ ЛЬДООБРАЗОВАНИЯ
6. Фирново-ледяная (инфильтрационная) зона. Выделяется в
некоторых
случаях кроме перечисленных пяти зон
льдообразования.
Льдообразование здесь происходит вследствие инфильтрации
и замерзания воды в слое фирна, сохранившемся за счет
накопления предыдущих лет (в более холодные и снежные
годы). Такие зоны окаймляют снизу другие фирновые зоны
или существуют самостоятельно вследствие изменений
климата. В случаях большой начальной толщины фирна,
значительной скорости движения, особенно при интенсивной
аккумуляции, фирново-ледяная зона может опускаться ниже
границы питания ледника в область абляции.

42.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ.
СЛОИСТОСТЬ ФИРНА Слоистое строение
фирновой
толщи.
КНР. Наньшань. Фото
Л. Д. Долгушина.
Фирновая
толща
характеризуется
слоистым
строением,
обусловленным прерывистым отложением снега. В промежутках
между
снегопадами
на
поверхности
часто
образуются
пологоволнистые ледяные корочки, иногда откладывается пыль, что
создает четкие границы между слоями. Слои отличаются также по
своей структуре и плотности. Толщина слоев фирна колеблется от
нескольких миллиметров до
десятков сантиметров. Она
определяется количеством выпавших осадков при очередном
снегопаде, ветровым снегопереносом и условиями уплотнения снега.
В зависимости от этого толщина конкретного слоя может быть
примерно одинаковой на значительной площади или резко меняться
в местах сдувания и отложения метелевого снега.

43.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. СЛОИСТОСТЬ ФИРНА
В процессе
метаморфизма различия между слоями
уменьшаются и границы становятся менее заметными, более
отчетливыми остаются границы между годовыми пачками
слоев.
Границы годичных слоев фирна можно обнаружить по
прослойкам льда или пыли, разнице в размерах кристаллов и
характеру отложений
пыльцы растений. Четкость границ
зависит от сочетания климатических факторов и от того, по
какому типу происходят процессы фирнизации
снега и
льдообразования.

44.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. СЛОИСТОСТЬ ФИРНА
В снежной зоне границы между слоями выражены слабо.
В снежно-фирновой зоне четко выделяются ледяные
корки между годичными пачками слоев, а границы между
слоями в этих пачках трудно различимы.
В холодной и теплой фирновых зонах при замерзании
воды в каналах просачивания образуются наклонные и
вертикальные ледяные включения в виде линз, шлиров и
"желваков".
Особенно больших размеров достигают
иногда вертикальные включения, которые имеют
округлую в плане форму и заканчиваются в нижней части
ледяной линзой, образующейся над водоупорной
прослойкой. Линза растет вверх, ее нижняя граница
выделяется резко, а
верхняя приобретает нечеткие
очертания.

45.

ЛЕДНИКИ. СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВ. СТРУКТУРА И ТЕКСТУРА ЛЕДНИКОВОГО ЛЬДА
Превращение фирна в лед происходит за счет двух процессов:
уплотнения и перекристаллизации фирна; инфильтрации и замерзания
талой воды.
Вследствие перекристаллизации образуется лед зернистой структуры, в
котором зерна представляют собой кристаллы льда неправильной
формы с беспорядочной ориентацией их осей. Зерна соприкасаются
между собой поверхностями, как правило, неплоскими. Между зернами
остаются воздушные включения, мелкие пузырьки встречаются и внутри
кристаллов.
Скорость инфильтрационного льдообразования зависит от соотношения
интенсивности поступления воды с наличием запаса холода. При низкой
температуре в поверхностном слое снега и кратковременном таянии
вода сразу же замерзает в порах, образуя слой фирна. При
недостаточном запасе холода намерзание льда происходит за счет
теплоотдачи в холодные слои. Процессы метаморфического
льдообразования
в зависимости от условий и интенсивности
инфильтрации приводят к образованию ледяных толщ разнообразного
строения.

46.

Л