Зміст
- Що таке льодовик?
- Як формуються льодовики?
- Як течуть льодовики?
- Які зони льодовика?
- Чому льодовики просуваються і відступають?
- Як зміни клімату впливають на льодовики?
- Які ерозійні особливості вирізані льодовиками долини?
- Про автора
Льодовик долини Бучер на Алясці прекрасно представляє великий льодовик, який отримує лід від безлічі менших льодовиків, які приєднуються до нього, як притоки потоку. Зображення Геологічної служби США.
Що таке льодовик?
Льодовик - це повільно тече маса льоду з неймовірними ерозивними можливостями. Долинні льодовики (альпійські льодовики, гірські льодовики) досягають видобутку гір на зазубрені хребти, вершини та глибокі П-подібні долини, оскільки ці високоерозійні річки льоду просуваються вниз по гірських схилах. В даний час долини льодовиків діють у Скандинавії, Альпах, Гімалаях, а також у горах і вулканах уздовж західних узбережжя Північної та Південної Америки. Дивовижний, зубчастий пейзаж Південних Альп Нової Зеландії також ввічливий з ерозивною силою льодовиків. Освітлення сигнальних маяків у фільмі "Володар кілець - Повернення короля" захоплює цей знаменитий пейзаж.
Континентальні льодовики (крижані покриви, крижані шапки) - це масивні аркуші льодовикового льоду, що охоплюють суші. В даний час континентальні льодовики глибоко стираються в породі Антарктиди та Гренландії. Величезні крижані покриви неймовірно товсті і, таким чином, у багатьох місцях пригнічували поверхню суші нижче рівня моря. Наприклад, у Західній Антарктиді максимальна товщина льоду становить 4,36 кілометра (2,71 милі), що призводить до пригнічення поверхні суші на 2,54 кілометра (1,58 милі) нижче рівня моря! Якби весь льодовиковий лід на Антарктиді миттєво розтанув, все, що було б видно з сухопутної поверхні Антарктиди, було б великими і маленькими сушами з розкиданими островами, оточеними Південним океаном
Південна Гренландія з космосу: Невеликий материковий льодовик охоплює Ґренландію. Супутникове зображення NASA та Геологічної служби США.
Відбір проб льодовикового льоду: Вчений збирає зразки снігу з льодовика Таку Аляски. Зображення Геологічної служби США.
Як формуються льодовики?
Для формування льодовикового льоду необхідна значна кількість скупчення снігу. Обов’язково, щоб взимку накопичувалося більше снігу, ніж той, який тане влітку. Сніжинки - це шестикутні кристали замерзлої води; проте шари пухнастих сніжинок не є льодовиковим льодом… ще не менше.
Коли накопичуються товсті шари снігу, глибоко закопані сніжинки стають все більш щільно зібраними. Густа упаковка призводить до того, що сніжинки набувають округлі форми, оскільки руйнується форма шестикутної сніжинки. З достатньою часом глибоко заглиблені, добре закруглені зерна стають дуже щільно упакованими, виганяючи більшу частину повітря, захопленого між зернами. Гранульовані снігові зерна називаються стручковими і потребують формування приблизно двох років.
Товста, що покривається сніжинка чинить надзвичайний тиск на шари закопаної ялинки, і ці зерна починають плавити крихітку. Гірська та тала вода повільно перекристалізуються, утворюючи льодовиковий лід. Цей процес перетворення може зайняти від кількох десятиліть до сотень років, оскільки швидкість утворення льодовикового льоду сильно залежить від кількості снігопаду. (Процес перекристалізації означає, що льодовиковий лід - це дійсно тип метаморфної породи.)
Льодовик долини Тазьліна: Поблизу кінця стоншення в зоні відходів видно щілини. Зверніть увагу, що крижана поверхня забруднена через скупчення піску та гравійних частинок. Льодовик долини Тазьліна на Алясці відступає. Зображення Брюса Ф. Молнія, USGS. Клацніть зображення, щоб збільшити.
Зони льодовика: Переріз мультфільму через льодовик, що показує зону скупчення та зону відходів. Зображення Геологічної служби США.
Як течуть льодовики?
Льодовик починає текти, коли густа маса льоду починає пластично деформуватися під власною вагою. Цей процес пластичної деформації (внутрішня деформація) відбувається тому, що кристали льоду здатні повільно згинатися і змінювати форму, не руйнуючись і не розтріскуючись. Пластична деформація відбувається нижче на глибині 50 метрів (164 фути) від поверхні льодовика.
Густий льодовиковий лід досить важкий, а велика вага льодовика може спричинити танення льоду вздовж основи льодовика. Танення відбувається через те, що температура, при якій тане лід, знижується за рахунок тиску, що чиниться на вагу вищележачого льодовикового льоду. Тепло з поверхні Землі також може спричинити танення льоду вздовж основи льодовика. Процес базального ковзання відбувається, коли між базальним льодом та земною поверхнею накопичується тонкий шар талої води. Тала вода функціонує як мастило, що дозволяє льодовику швидше ковзати по грунтових покривах та осадах.
Якщо під льодом накопичиться велика кількість слизької талої води, льодовик може почати дуже швидко просуватися, як сплеск. Іноді відомий як галопуючий льодовик, швидкоплинний льодовик тече з дуже швидкою швидкістю. Наприклад, влітку 2012 року льодовик Якобшавн, розташований на східному узбережжі Гренландії, вимірювався як просунення зі швидкістю 46 метрів на день (151 фут / день). Вважається, що льодовик Якобшавн відповідає за генерування великого айсберга, який врешті-решт затопив "Титанік" у 1912 році.
До і після фотографій: Фотографії, зроблені в одному місці розташування в Національному парку Glacier Bay та заповіднику на Алясці. На верхній фотографії зображений льодовик Муїра 1880-х років, а на нижньому - 2005 рік. Муїр-льодовик відступив на 50 кілометрів. Обидва зображення Геологічної служби США.
Які зони льодовика?
Область льодовикового льодоутворення називається зоною скупчення. У цій зоні щомісяця накопичується більше снігу, ніж та, яка тане влітку. Поховані скупчення снігу перетворюються на вигрібні та зрештою перекристалізуються у льодовиковий лід. Льодовиковий лід стікає далеко від зони скупчення, коли густий лід пластично деформується під власною вагою. У долинному льодовику лід стікає вниз від зони скупчення, тоді як для континентального льодовика лід тече бічно назовні та в сторону від зони скупчення.
Площа льодовика, що зазнає більшу кількість плавлення, ніж льодовикове утворення льоду, називається зоною стоку (зоною абляції). У цій зоні, коли лід тане, шматочки піску та гравію на поверхні льодовика залишаються позаду. Важливо зазначити, що льодовиковий лід завжди поповнює цю зону, оскільки льодовиковий лід продовжує витікати із зони скупчення.
Лінія, яка відокремлює зону скупчення від зони відходів, називається лінією снігу (лінія рівноваги). Лінія снігу може бути помітна наприкінці літа між чистою крижаною поверхнею зони скупчення та брудною, покритою осадом зоною відходів.
Верхні 50 метрів поверхні льодовика, де лід не зазнає пластичної деформації, називають зоною руйнування. У цій зоні лід крихкий і деформується лише тріщинами, розривами та руйнуванням. Кризи - це переломи або обриви льоду, які можуть бути сотнями метрів і глибиною до 50 метрів.
Кінець або палець льодовика називається кінцем і є частиною зони розтрати. Коли кінець льодовика впадає у водойму, лід біля пальця ноги лишається або обривається, утворюючи плаваючі шматки льоду, звані айсбергами.
Джон Мюїр писав про одну з своїх пригод 1880 року на Алясці, коли він з табірним собакою, Стіккіном, вирушав у тривалий похід на долину льодовика. Під час зворотного шляху їхній шлях був заборонений тріщинами, і Іоану довелося пройти значну відстань, поки він не виявив химерний вузький крижаний міст, що охоплює глибоку проріз. Зрозуміло, що Стіккін досить неохоче переходив небезпечний льодовий міст, і Джон витратив чималий час і сили, примовляючи страхітливого собаку перейти. Стіккін і Джон врешті благополучно повернулися до табору, тільки щоб його приїхали товариші, які його дуже засмутили. Джон не зміг нікому знати, куди він їде!
Cirques: Два цирку, що містять невеликі долинні льодовики, відокремлені артетом. Національний парк льодовикового затоки, Аляска. Зображення Геологічного опитування США.
Чому льодовики просуваються і відступають?
Льодовики мають сніговий бюджет, як і грошовий банківський рахунок. Чим більше грошей зберігається на банківському рахунку, тим більше зростає рахунок. Однак якщо більше грошей вилучається, ніж здається на рахунок, обсяг наявних грошей значно зменшується. Підйом льодовикових льодів і відступ досить схожі.
Коли в зоні скупчення утворюється більше льодовикового льоду, ніж та, що тане в зоні відходу, льодовик буде рости і просуватися. Кінець льодовика, що наступає, буде просуватися далі від зони скупчення і, таким чином, подовжувати льодовик.
Льодовик відступає, коли влітку тане більше льоду, ніж той, що утворюється взимку. Льодовик зменшується в розмірах у міру танення льоду в зоні відходів. Відступаючий льодовиковий лід ніколи насправді не тече назад; лід просто тане швидше, ніж поповнюється новим льодовиковим утворенням в зоні скупчення.
Якщо кількість утворення льодовикового льоду в зоні скупчення дорівнює кількості танення в зоні відходів, то льодовик не просувається і не відступає. Поки лід у льодовику продовжує текти від джерела до кінця, палець льодовика буде нерухомим, оскільки льодовиковий бюджет льоду балансує між двома зонами.
Льодовиковий пейзаж: Видно кілька маленьких цирків, і кожен з них є зоною скупчення або батьківщиною невеликого долинного льодовика. Два долинних льодовики протікають навколо невеликого рогу і зливаються разом, утворюючи більший долинний льодовик. Колись більший долин льодовика стікав по всій довжині долини, вирізаючи П-подібну долину. Льодовик відступає, оскільки лише частина льодовиково вирізаної П-подібної долини містить лід. Потік талої води виходить з кінця льодовика і стікає по безлідовій частині долини. Зображення з гір Чугач, Аляска, Брюс Ф. Молнія, USGS
Як зміни клімату впливають на льодовики?
Виробництво парникових газів (наприклад, вуглекислого газу та метану) сприяє повільному зростанню глобальних температур у всьому світі. За даними вчених NASA, льодовиковий лід зараз тане більш високими темпами, ніж будь-коли раніше. Малі долини льодовиків по всьому світу є найбільш вразливими до глобальних кліматичних змін. За даними Національного центру даних щодо снігу та льоду, приблизно дев'яносто відсотків усіх відстежуваних льодовиків перебувають у відступі. Наприклад, у 1910 році в Національному парку льодовиків у США було близько 150 льодовиків долин. У 2010 році залишилось лише 25 діючих льодовиків, а деякі з цих льодовиків залишаються під загрозою зникнення до 2030 року. Льодовиковий лід у Гренландії та Західній Антарктиді також вразливий до зміни клімату. Наприклад, льодовик Ґренландії зазнає більш високих темпів плавлення, і рекордне плавлення було каталогізовано в 2002 році. Якщо будь-який льодовиковий льодовик Ґренландії розтанув, або Західноантарктичний льодовиковий покрив розтанув, рівень моря підвищиться на 5 метрів (16 футів). Загальна тенденція відступу льодовиків у всьому світі відображає підвищення глобальних температур.
Які ерозійні особливості вирізані льодовиками долини?
Цирк - це невелика западина у формі чаші або амфітеатру. Арте - це вузький крутий і зубчастий хребет еродованої основи. Ріг - це загострена крижана гірська вершина, оточена цирками та артетами. (Відомий ріг у швейцарських Альпах - це Маттерхорн.) Долина U-подібної форми утворюється, коли долина потоку спускається вниз по долині потоку, а ерозивна сила теченого льодовика перетворює долину V-подібного потоку в рівну крутостінну долину П-подібну долину.
Наступного разу, коли ви переглянете освітлення послідовності сигнальних маяків у фільмі "Володар кілець - Повернення короля", спробуйте визначити деякі з цих дивовижних ерозійних особливостей.
Про автора
Сара Беннетт викладає уроки геології в Університеті Західного Іллінойсу і любить походи в національні парки. Вона закликає всіх ходити на прогулянки природними місцями та занурюватися у красу Землі.