Ледник - это медленно движущаяся масса льда с невероятной эрозийной способностью.
Долинные ледники отличаются тем, что образуют изрезанные горные хребты, вершины и глубокие U-образные долины, поскольку эти высокоэрозийые ледяные реки спускаются по горным склонам. Долинные ледники в настоящее время активно действуют в Скандинавии, Альпах, Гималаях, горах и вулканах на западном побережье Северной и Южной Америки. Удивительный, неровный ландшафт Южных Альп Новой Зеландии также - результат эрозийой силы.
Зажигание сигнальных маяков в фильме "Властелин колец - Возвращение короля" запечатлевает этот знаменитый пейзаж.
Континентальные ледники представляют собой массивные ледовые покровы, покрывающие сушу. Континентальные ледники в настоящее время глубоко погружаются в коренную породу Антарктиды и Гренландии. Обширные ледовые покровы невероятно толстые и поэтому во многих местах опустили поверхность суши ниже уровня моря. Например, в Западной Антарктиде максимальная толщина льда составляет 4,36 километра, что приводит к понижению уровня моря на 2,54 километра!
Формирование
Для образования ледников необходимо значительное накопление снега. Необходимо, чтобы зимой накапливалось больше снега, чем тает летом.
По мере накопления толстых слоев снега, глубоко залегающие снежинки всё плотнее утрамбовываются. Плотная укладка приводит к тому, что снежинки приобретают округлые формы, так как разрушается шестиугольная форма снежинки. Со временем глубоко погребенные, округлые зерна очень сильно уплотняются, вытесняя большую часть воздуха, оставшегося между зернами. Гранулированные зерна снега называются фирн и образуются примерно за два года.
Плотный снежный покров оказывает огромное давление на слои фирна, и эти зерна постепенно тают. Фирн и талая вода медленно перекристаллизуются, образуя ледниковый слой. Этот процесс трансформации может занять от нескольких десятилетий до сотен лет, поскольку скорость образования ледника сильно зависит от количества выпавшего снега. (Процесс рекристаллизации означает, что ледниковый лёд в действительности - разновидность метаморфической породы).
Как они движутся
Ледник начинает двигаться, когда толстая масса льда начинает пластически деформироваться под собственным весом. Этот процесс пластической деформации (внутренней деформации) происходит потому, что кристаллы льда способны медленно изгибаться и менять форму без разрушения или растрескивания. Пластическая деформация происходит на глубине до 50 метров от поверхности.
Толстый лёд достаточно тяжелый, и его вес может привести к таянию вдоль основания ледника. Это происходит из-за того, что температура, при которой происходит таяние льда, снижается из-за давления, оказываемого весом лежащего сверху слоя. Тепло поверхности Земли может также вызвать таяние вдоль основания. Процесс скольжения основания происходит при накоплении тонкого слоя талой воды между нижним льдом и земной поверхностью. Таяющая вода действует как смазочное вещество, позволяющее леднику скользить по скальным породам и отложениям.Если подо льдом скапливается большое количество талой воды, ледник может начать очень быстро двигаться вниз. Известный под названием "галопирующего", тающий ледник движется очень быстрыми темпами. Например, летом 2012 года было установлено, что ледник Якобсхавн, расположенный на восточном побережье Гренландии, двигался со скоростью 46 метров в день. Считается, что Якобсхавн является причиной образования большого айсберга, который в 1912 году потопил "Титаник".
Зоны ледника
Зона ледообразования называется зоной накопления. В этой зоне зимой накапливается больше снега, чем тает летом. Погребенные скопления снега превращаются в фирн и в конечном итоге перекристаллизуются в ледниковый лёд. Он уходит из зоны накопления, когда толстый лёд пластически деформируется под собственным весом. В долинном леднике лёд опускается вниз от зоны накопления, а в континентальном леднике он движется горизонтально наружу и от зоны накопления.
Территория ледника, которая подвергается большему таянию, чем ледообразованию, называется зоной сброса (зоной абляции). В этой зоне, по мере таяния льда, на поверхности остаются кусочки песка и гравия. Важно отметить, что ледниковый лёд всегда пополняет эту зону, так как он продолжает поступать из зоны накопления.
Линия, отделяющая зону накопления от зоны сброса, называется снежной линией (линия равновесия). Снежная линия может быть видна в конце лета между чистой ледяной поверхностью зоны накопления и грязной, покрытой отложениями поверхностью зоны сброса.
Зоной разлома называют верхние 50 метров поверхности, где лёд не подвергается пластической деформации. В этой зоне лёд хрупок и деформируется только при растрескивании и раскалывании. Трещины могут иметь длину в сотни метров и глубину до 50 метров.
Конец ледника называется конечной точкой и является частью зоны сброса. Когда конечная точка впадает в водоем, лёд образует длиные "языки" или ломается, образуя плавающие куски льда, называемые айсбергами.
Почему они растут и почему отступают?
Ледники имеют снежный бюджет, как банковский счет в банке. Чем больше денег зачисляется на банковский счет, тем крупнее он становится. Однако, если снимается больше денег, чем вносится на счет, то сумма доступных денег значительно сокращается.
Когда в зоне накопления образуется больше льда, чем тот, который тает в зоне сброса, ледник будет расти и развиваться. Окончание наступающего ледника будет развиваться дальше от зоны накопления и тем самым удлинять его.
Ледник отступает, когда летом тает больше льда, чем образуется зимой. Он уменьшается в размерах по мере таяния льда в зоне сброса.
Если величина ледообразования в зоне накопления равна величине таяния в зоне сброса, то ледник не развивается и не отступает. В то время как лёд в продолжает уходить от источника к конечной точке, нижний край останется неподвижным, поскольку бюджет сбалансирован между двумя зонами.
Как влияет изменение климата?
Производство парниковых газов (например, двуокиси углерода и метана) способствует медленному росту мировых температур. По мнению ученых НАСА, ледниковый лед в настоящее время тает быстрее, чем когда-либо ранее. Небольшие долинные ледники наиболее уязвимымы к глобальному изменению климата. По данным Национального центра данных по снегу и льду, примерно девяносто процентов всех контролируемых ледников отступают. Например, в 1910 г. на территории национального парка в США находилось около 150 ледниковых долин. В 2010 году оставалось только 25, и некоторые из них могут исчезнуть к 2030 году. Ледники в Гренландии и Западной Антарктиде также уязвимы к изменению климата. Например, в Гренландии наблюдаются более высокие темпы таяния льдов, причем в 2002 году был составлен каталог рекордных уровней таяния.
Если бы лёд Гренландии или ледяной покров Западной Антарктики полностью растаял, уровень моря поднялся бы на 5 метров!