Ледники в горах

Умеренные ледники слагаются кристаллическим льдом, образовавшимся в результате довольно быстрой рекристаллизации снега в условиях большого количества воды. Вся толща умеренных ледников круглый год имеет температуру таяния льда[2], за исключением нескольких верхних метров, в зимнее время охлаждающихся до более низких температур. В этих ледниках талые воды могут свободно циркулировать по всей толще льда, заполнять трещины и крупные внутренние полости. Такие ледники часто встречаются в Южной Скандинавии, Новой Зеландии, Альпах, на Кавказе и Аляске. Наличие свободной воды на ложе заметно облегчает движение умеренных ледников и определяет высокие скорости перемещения базальных слоев льда, что способствует активному разрушению ложа.

Высокоширотные ледники состоят, по крайней мере в своей области питания, из кристаллического фирна, имеющего до значительной глубины отрицательную температуру. Даже летом температуры в области аккумуляции столь низки, что там, как правило, отсутствует таяние с образованием жидкой воды. К данному типу относятся материковые ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды.

В горах подобные условия характерны только для верховий ледников, начинающихся на склонах высоких вершин: Эверест (Джомолунгма), Хан-Тенгри и др. В основании холодных ледников нет пленки воды. Такие ледники, по-видимому, приморожены к ложу, скольжение льда тормозится, а эрозия сокращается.

Геофизические классификации, как и морфологические, можно распространять от отдельных ледников на целые ледниковые системы. При районировании этих систем по условиям массообмена следует учитывать широтное положение района оледенения, источники его питания, степень океаничности или континентальности ледниковых климатов, условия концентрации снега на ледниках.

А. Н. Кренке [1982] подсчитал, что площадь ледниковых систем СССР с морским ледниковым климатом составляет 27 130 км2, а с континентальным — 51 360 км2. Отсюда следует, что оледенение СССР преимущественно континентальное.

Динамическая система классификации ледников менее разработана. В ее основу положено представление об активности и пассивности ледников, что зависит от скорости их движения, мощности льда и величины вещественного баланса. Различают активные, пассивные и мертвые ледники. Для активных ледников характерно постоянное движение льда из области аккумуляции. Активность может определяться и поступлением лавин в расположенные ниже ледники подножий. К примеру, выводной ледник Морсауриекудль в Исландии питается исключительно за счет лавин с ледяной шапки Ватнайёкудль.

Динамические характеристики ледника не прямо зависят от положительного баланса массы. Некоторые ледники могут сохранять активную динамику и при отрицательном балансе, но такое состояние не может продлиться долго. Бывает, что нижняя часть ледника еще сохраняет активность, а в верхней за счет отрицательного баланса поверхность сильно осела. В общем случае, однако, динамически активный ледник быстро движется независимо от того, наступает или отступает в данный момент его конец. Но, конечно, степень активности возрастает с увеличением мощности льда.

При сокращении питания ледник может стать пассивным, что особенно проявляется на пологих склонах. Между тем утрата динамической активности вовсе не означает, что ледник омертвел. Последнее состояние, по определению X. Альмана, прежде всего связано с прекращением питания в области аккумуляции. В таком случае движение льда определяется, лишь уклоном подстилающей поверхности. Иногда омертвевшая часть ледника отождествляется с его полной статичностью, но это лишь следствие гляциоклиматической ситуации. Отчленившиеся языки мертвого льда способны долго сохраняться в изоляции от основного тела ледника. В настоящее время у конца ледника Маласпина на Аляске находятся значительные массы мертвого льда.

Недостатком динамической классификации является отсутствие массовых точных данных, определяющих динамические особенности ледников, а также объективных критериев, используемых при дифференциации ледников. Чтобы преодолеть указанные затруднения, Р. Финстервальдер предложил относить к числу быстродвижущихся ледников только те, у которых отношение скорости к ширине (или мощности) колеблется от 1/6 до 2/3 (у медленно движущихся это отношение заметно меньше).

С точки зрения рельефообразующей деятельности ледников дальнейшее совершенствование динамической классификации наиболее перспективно, поскольку интенсивность переработки ложа прежде всего зависит от гляциодинамических факторов.

Режим ледников

Наблюдая за снежным покрывалом гор летом, легко заметить, что оно не остается постоянным, а, постепенно приподнимаясь, сокращается в размерах, и к осени снега и льды сохраняются лишь в самых высоких частях гор. Во многих выемках образуются многолетние снежники. В горах с высотой их количество и размеры увеличиваются и, наконец, появляются сплошные снежные поля. Дело в том, что с высотой температура понижается и на определенном уровне за год выпадает снега больше, чем может растаять летом. Этот важный природный рубеж называется снеговой линией. Ее положение зависит от соотношения между температурой и осадками, поэтому высота снеговой линии в разных горных странах неодинакова. Например, в обращенных к Атлантике горах Норвегии она составляет всего 700 м над уровнем моря, в умеренных широтах (Альпы, Кавказ) — 2500—3800 м, а в засушливых внутриконтинентальных горах Средней Азии поднимается до 4500—5000 м.

На положение снеговой линии влияет экспозиция горных склонов. Как правило, на южных склонах снеговая линия поднимается выше, чем на северных. Однако бывают и исключения, связанные с ориентацией гор относительно влагонесущих воздушных потоков. Так, на южных склонах Большого Кавказа, где выпадает больше снега, снеговая линия расположена на 400 м ниже, чем на северных. Аналогичная ситуация наблюдается и в Гималаях, на южном склоне которых снеговая линия ниже, чем на северных, за счет влияния муссонов.

Снеговую линию может увидеть каждый: это нижний предел нестаявшего снега после обильных летних снегопадов, или сезонная снеговая линия. В течение лета она постоянно поднимается вверх до определенного уровня, который и является границей вечных снегов в данный год. Высота снеговой линии год от года меняется и, таким образом, является хорошим индикатором климатических колебаний. Выше этой границы снег накапливается круглый год и по мере нарастания мощности покрова постепенно, в результате перекристаллизации, превращается сначала в фирн, а затем в настоящий лед.

Известно, что свежевыпавший снег обладает низкой плотностью, так как между его гексагональными кристаллами находится немало пор, заполненных воздухом. Однако в процессе таяния самые тонкие лучи снежных кристаллов плавятся и вся масса снега на поверхности ледника уплотняется. Этому процессу способствуют и другие факторы, например температура воздуха и форма снежных кристаллов. Как известно, при низкой температуре кристаллы невелики и четко различаются между собой. При повышении температуры многие снежинки слипаются еще в воздухе и образуются крупные снежные хлопья. Они достигают особенно больших размеров при температурах, близких к нулю.

Попав на поверхность ледника, кристаллы снега постепенно превращаются в фирн (в переводе с немецкого — «прошлогодний снег»). Поскольку давление водяного пара выше всего на концах снежных кристаллов, они оплавляются. Благодаря этому сами кристаллы приобретают грубую зернистую форму, причем крупные кристаллы разрастаются за счет своих более мелких соседей. В итоге фирновая масса имеет почти одинаковые размеры зерен. При температурах, близких к нулю, процесс особенно ускоряется: свежевыпавший снег превращается в зернистый за несколько дней. В крайне холодных условиях, например в центре Гренландии или Антарктиды, он может длиться годами.

Преобразованию снега способствует его уплотнение под давлением. Этот фактор более активно сказывается при сильных снегопадах, когда температуры воздуха близки к нулю. При значительном давлении вышележащих слоев снег становится компактным, мелкозернистым. Если в свежевыпавшем состоянии его плотность составляет 0,06—0,08 г/см3, то через двое суток в умеренно теплых условиях она может возрасти до 0,2 г/см3. Зернистый снег в свою очередь постепенно превращается в фирн. Это может произойти за одну зиму, если плотность возрастет до 0,40—0,55 г/см3. Фирн — это плотный зернистый снег, но еще не лед.

2

Температура таяния льда зависит от давления, и у ложа ледника она может быть немного ниже 0° С.