8.2. Типи льодовиків
Розрізняють два основних типи льодовиків: материкові та гірські (рис. 26).
1. Материкові льодовикипоширені на материках або великих островах (Нова Земля, Земля Франца-Йосифа та ін.). Форма материкових льодовиків майже не залежить від рельєфу підстилаючої поверхні землі і в основному обумовлена розподілом снігового живлення льодовика. Напрямок руху цих льодовиків зумовлений розподілом тиску і похилом його поверхні незалежно від похилу ложа льодовика. Абляція в материкових льодовиках незначна. Зменшення площі льодовика відбувається за рахунок обламування кінцевих частин льодовика, котрі сповзають у море. Ці уламки утворюють айсберги.
Айсберг– це льодова гора, яка підіймається над рівнем моря не менше, як на 5 м, за меншої висоти – це уламок айсберга. На 4/5 свого об’єму він занурений у воду, оскільки щільність льоду менша за густину морської води.
Материкові льодовики поділяються на льодовикові куполи(опуклі льодовики потужністю до 1 000 м);льодовикові щити(великі опуклі льодовики потужністю більше 1000 м і площею поверхні понад 50 тис. км2);вивідні льодовики(це швидко рухомі льодовики, через які здійснюється основна витрата льоду материкових льодовиків; вони закінчуються у морі, утворюючи плавучі льодовикові язики, що дають початок численним айсбергам);шельфові льодовики(плавучі або ті, що частково спираються на морське дно льодовики, вони є продовженням льодовикових покривів суші, рухаються з берега до моря й утворюють великі айсберги).
Гірські льодовики– льодовики, що формуються в горах вище
снігової лінії. Це льодовики, які характеризуються невеликими розмірами, залежністю форми льодовика від форми трогів, чіткою різницею між зоною живлення і зоною стоку, спрямованим лінійним рухом. Швидкість руху таких льодовиків значна, а температура льоду наближається до температури його танення. Льодовики є на всіх континентах (крім Австралії та Антарктиди) та деяких островах. Становлять менше ніж 2 % площі усіх льодовиків. Гірські льодовики поділяють на три групи: льодовики вершин, льодовики схилів і долинні льодовики.
Льодовики вершин:кальдерні льодовики– льодовики у кратерах згаслих вулканів;зіркоподібні льодовики– льодовики, які мають кілька язиків з одного фірнового басейну, розташованого на вершині гори.
Льодовики схилів:карові льодовики– невеликі льодовики, розміщені в заглибленні на схилах;висячі льодовики– льодовики на крутих схилах, у неглибоких западинах і які не мають чіткого обмеження з боків;присхилові– витягнуті вздовж гірського підніжжя.
Долинні льодовики– льодовики, що розташовані у верхніх і середніх частинах гірських долин і поділяються на:
1) прості, або альпійські– це льодовики, які складаються з одного потоку або льодовикового язика (Альпи);
2) складні, або кавказькі– льодовики, які мають льодовикові потоки з притоками, поширені на Кавказі;
3) туркестанські– формування льодяного матеріалу відбувається за рахунок снігових лавин, мають малу площу живлення і велику площу стоку (Середня Азія);
4) деревоподібніаботянь-шанські– льодовики, які за зовнішнім виглядом нагадують дерево, характеризуються великими запасами води.
Рис. 26. Льодовики: 1 — в Андах (Південна Аргентина); 2 — поблизу берегів Аляски; 3, 4 — на Північному Кавказі; 5 — в Антарктиді
Утворення льодовиків та їх будова
На кожному льодовику можна виділити дві області: верхню, де відбувається накопичення снігу, фірну і льоду, танижню, де лід, який перемістився із першої області, тане. Ці області називають відповіднообластю живлення(акумуляції) іобластю абляції(витрат).
Тверді атмосферні опади, які накопичуються в увігнутих формах рельєфу, із часом змінюють свій первісний вигляд. Під дією сонячних променів свіжий сніг у поверхневому шарі тане. Тала вода просочується вглиб снігу, замерзає, утворює льодяні кристали. Вночі поверхня талого снігу вкривається льодяною кіркою, яка називається настом. Одночасно з цим сніг ущільнюється й осідає. В міру подальшого накопичення снігу його нижні шари під тиском верхніх ще більше ущільнюються і переходять у пухирчасту сіро-білу масу, яка складається з деформованих льодяних зерен. Це так званийфірн. Щільність фірну – 450–800 кг/м3 (у середньому близько 650 кг/м3).
Дедалі більше ущільнюючись, фірн переходить у білий фірновий лід(щільність якого 850 кг/м3), а далі – в чистий прозорий лід блакитного кольору (із щільністю 800–920 кг/м3), який називаєтьсяглетчерним льодом. Зміна кольору та щільності льоду при утворенні льодовиків спричинена видаленням із маси льоду пухирців повітря. Так, свіжий сніг містить до 90 % повітря, фірн – 60 %, фірновий лід – 30 %, глетчерний – 15 %.
Важливе значення при утворенні льодовиків має режеляція– це замерзання окремих брил льоду при стиканні. При температурі 0 °С режеляція відбувається при нормальному тиску, а при більш низьких температурах – при підвищеному. Повторне замерзання талої води на поверхні льоду – конжеляція.Важливою властивістю льоду єпластичність– здатність текти під дією сили ваги, яка залежить також від температури і тиску. Під дією сили ваги та пластичності льодовики рухаються.
Таким чином, в льодовиках спостерігається три принципово різних способи утворення льоду – шляхом рекристалізації снігу та фірну(під тиском),шляхом замерзання талої води в товщі фірну(інфільтраційний лід),шляхом замерзання талої води на поверхні льоду(конжеляційний лід).
У різних кліматичних умовах, а також у різних частинах одного льодовика процес льодоутворення відбувається по-різному.
За П. Шумським та А. Крекнеможна виділити декілька зон льодоутворення, які відрізняються за характером танення щорічного снігу, ступені водовіддачі та виду льодоутворення:
1. Снігова (рекристалізаційна) зона– зона, в якій танення та водовіддача відсутні. Льодоутворення відбувається шляхом рекристалізації. Товщина фірну 50–150 м. Нижня межа зони відповідає середній річній температурі близько – 25○С. Зона поширення – внутрішня частина Антарктиди (вище 900–1350 м над рівнем моря), Гренландії (вище 2000–3000 м), вершини Паміру (вище 6200 м).
2. Снігово-фірнова (рекристалізаційно–режеляційна) зона– зона, де танення снігу відбувається тільки в теплу пору року, водовіддача практично відсутня. Льодоутворення відбувається в основному шляхом рекристалізації. Товщина фірну – 20–100 м. Зона характерна для периферії льодовикового покриву Антарктиди (на висоті 500–1100 м), Гренландії, для високих гір Паміру (вище 5800 м).
3. Холодна фірнова (холодна інфільтраційно-рекристалізаційна)зона– зона, де танення і водовіддача із річного шару снігу помірні. У нижніх шарах вода знову замерзає. Льодоутворення відбувається на ⅔ шляхом замерзання інфільтраційної води і на ⅓ шляхом рекристалізації. Температура льодовика нижче 0○ С. Ця зона поширена в горах з континентальним кліматом.
4. Тепла фірнова (тепла інфільтраційно-рекристалізаційна) зона– зона, де танення та водовіддача значні, формується інтенсивний стік. Льодоутворення відбувається як шляхом інфільтраційного замерзання, так і рекристалізації. Товщина фірну – 20–40 м. Температура льодовика біля – 0○ С. Ця зона поширена в горах і на арктичних островах в умовах морського клімату.
5. Фірново-льодяна (інфільтраційна) зона– танення і водовіддача значні. Льодоутворення в основному інфільтраційне. Товщина фірну не більше 5– 10 м. Зона характерна для гірських льодовиків в умовах континентального клімату.
6. Зона льодяного живлення (інфільтраційно-конжеляційна)– танення і водовіддача інтенсивні. Льодоутворення відбувається шляхом інфільтрації та конжеляції. Фірну в цій зоні немає. Зона типова для гірських льодовиків в умовах континентального клімату.
Поступове накопичення снігу в області живлення льодовика призводить до того, що під дією сили тяжіння та градієнтного тиску надлишок льоду, який має певну пластичність, переміщується в область абляції, де починає танути. Ця область не має фірну і складається лише з льоду. Область абляції у гірських льодовиків часто називають язиком льодовика.
Відношення площі області живлення льодовика (Fn) до площі області абляції (Fa) називаютьльодовиковим коефіцієнтом:
к л= Fn/Fa.
Значення льодовикового коефіцієнта буває різним для різних льодовиків. У сучасних умовах долинні льодовики Альп, Кавказу, Скандинавії мають льодовиковий коефіцієнт від 1 до 2. У карових льодовиків цей коефіцієнт дорівнює 0.5–1.
У тілі великих льодовиків є складна гідрографічна мережа, яка утворена системою взаємозв’язаних порожнеч, гротів, тріщин, колодязів, каверн, повністю або частково заповнених водою, лінз води та струмків.
У місцях зміни рельєфу ложе льодовика (розширення або перегини ложа) при русі льодовика виникають відповідно поздовжні та поперечні тріщини.
На поверхні, у товщі льодовика та поблизу нього зустрічаються накопичення уламкового матеріалу – морени.
Живлення та абляція льодовиків
Живлення льодовика. Основними джерелами живлення льодовиків є тверді атмосферні опади. Окрім них, у живленні льодовиків беруть участь дощові рідкі опади; заметільне перенесення, тобто принесення вітром снігу на поверхню льодовика із суміжних гірських схилів; лавини, що приносять додаткові об’єми снігу на льодовик; конденсація водяної пари у тверду фазу (сублімація) або так звані «наростаючі» опади – паморозь та іній; «накладений лід», тобто знову замерзаючі талі води сезонного снігу.
За даними В. М. Котлякова доля основних складових живлення долинних льодовиків така: твердих атмосферних опадів 80 % загальної акумуляції, «наростаючих» опадів – 0-2 %, заметільних перенесень – 15 %, лавин – 5 %.
Абляція льодовиків– зменшення льодовика відбувається як шляхом стоку талої води з льодовика, випаровування з його поверхні, так і внаслідок видування снігу вітром (механічна абляція).
Розрізняють три види абляції:
1) поверхнева абляція– зменшення снігу, фірну і льоду на поверхні льодовика внаслідок безпосереднього нагрівання льоду, яке спричинене сонячними променями, теплим повітрям та дощами, які випадають на поверхню льоду;
2) внутрішньольодовикова абляціявідбувається всередині льодовика за рахунок тертя окремих часток льоду, циркуляції повітря та води в порожнинах і тріщинах льодовика;
3) підльодовикова абляціявиникає на межі льодовика з ложем внаслідок надходження тепла від поверхні гірських порід, які мають більш високу температуру, ніж льодовик, а також при підвищенні тиску на нижній межі льодовика. Найбільше значення у гідрологічних процесах має поверхнева абляція.
На процес абляції впливає сонячна радіація, температура та вологість повітря, випаровування і конденсація, атмосферні опади. Тверді опади, сніг – збільшують альбедо поверхні льодовика і послаблюють процес танення, рідкі опади приводять до прискорення процесу танення.
Абляцію зазвичай висловлюють у масових або об’ємних одиницях
(млн т на рік або млн м3води за рік), окрім того часто використовують поняття питомої абляції (т/м2на рік) або шар абляції (мм/рік).
Розміри льодовиків змінюються внаслідок зміни інтенсивності абляції. Так, у сучасну епоху льодовики знаходяться в стані регресії, тобто відступання. Відступають вони майже у всіх районах північної півкулі, що пов’язано із загальним потеплінням клімату та його циклічними коливаннями.
- В. Г. Клименко загальна гідрологія Навчальний посібник для студентів
- Вступ. Модуль 1. Фізико-хімічні властивості води. Гідрологія річок Вступ
- Блок 1. Гідрологія як наука. Її місце у вивченні географічної оболонки
- 1.4. Фізичні основи гідрологічних процесів
- 1.5. Розвиток гідрології як науки
- Блок 2. Розподіл води на земній кулі. Кругообіг води
- 2.1. Розподіл води на земній кулі
- 2.2. Зміна кількості води на земній кулі
- 2.3. Кругообіг води в природі
- 2.4. Водний баланс
- 2.5. Водні екосистеми
- 2.6. Водні ресурси України
- 3.1. Хімічний склад води
- 3.2. Фізичні властивості води
- 4.1. Типи річок
- 4.2. Морфологія й морфометрія річки та її басейну
- 4.2.1. Водозбір і басейн річки
- 4.2.2. Морфометричні характеристики басейну річки
- 4.2.3. Фізико-географічні й геологічні характеристики басейну річки
- 4.2.4. Річка і річкова мережа
- 4.2.5. Річкова долина й русло річки
- 4.2.6. Поздовжній профіль річки
- 4.3. Живлення річок
- Класифікація о. І. Воєйкова
- Класифікація м. І. Львовича
- 4.4. Водний баланс басейну річки
- 4.5. Водний режим річок
- 4.5.1. Види коливання водності річок
- 4.5.2. Рівневий режим річок
- 4.5.3. Фази водного режиму
- 4.5.4. Розчленування гідрографа за видами живлення
- 4.5.5. Класифікація річок за водним режимом
- 4.6. Річковий стік
- 4.6.1. Складові річкового стоку
- 4.6.2. Основні характеристики стоку
- 4.7. Рух води в річках
- 4.8. Річкові наноси
- 4.10. Руслові процеси
- 4.11. Термічний режим річок
- 4.12. Льодовий режим річок
- 4.13. Гідрохімічний режим річок
- 4.14. Гідробіологічні особливості річок
- Модуль 2. Характеристика водойм (озер, водосховищ, боліт) та особливих водних об’єктів (підземних вод, льодовиків)
- 5.1. Типи озер
- 5.2. Морфологія і морфометрія озер
- 5.3. Водний баланс озер
- 5.4. Коливання рівня води в озерах
- 5.5. Рух озерної води
- Хвилювання на озерах
- Течії в озерах
- Температурна класифікація озер
- 5.7. Льодовий режим озер
- 5.8. Оптичні явища в озері
- 5.9. Донні відклади озерної улоговини
- 5.10. Водні маси озер
- 5.11. Хімічний склад озерних вод
- 5.12. Гідробіологічна характеристика озера
- 5.13. Значення озер
- 6.1. Типи водосховищ
- 6.2. Основні характеристики водосховищ
- 6.3. Водний режим водосховищ
- 6.4. Термічний і льодовий режим водосховищ
- 6.5. Гідрохімічний і гідробіологічний режим водосховищ
- 6.6. Замулення водосховищ і переформування їх берегів
- 6.7. Водні маси водосховищ
- 6.8. Значення водосховищ та їх вплив на річковий стік і природне середовище
- 7.1. Типи боліт
- 7.2. Морфологія та гідрографія боліт
- 7.3. Водний баланс боліт
- 7.4. Рух води в болотах
- 7.5. Термічний режим боліт
- 7.6. Вплив боліт на стік річок. Практичне значення боліт і їх вивчення
- 8.1. Походження льодовиків та їх поширення на земній кулі
- 8.2. Типи льодовиків
- 8.5. Баланс льоду і води в льодовику
- 8.7. Робота льодовиків
- 8.8. Поширення та значення льодовиків
- 9.1. Походження підземних вод
- 9.2. Фізичні властивості ґрунтів
- 9.3. Водні властивості ґрунтів
- 9.4.Види води в порах ґрунту
- 9.5. Фільтраційні властивості порід і рух підземних вод
- 9.6. Класифікація підземних вод
- 9.7. Умови залягання підземних вод
- 9.8. Водний баланс і режим підземних вод
- 9.8.1. Водний баланс підземних вод
- 9.8.2. Режим підземних вод
- 9.9. Особливості хімічного складу підземних вод
- 9.10. Роль підземних вод у фізико-географічних процесах
- 9.11. Розповсюдження підземних вод
- 10.1. Світовий океан та його частини
- 10.2. Основні особливості будови земної кори під морями та океанами
- 10.3. Рельєф дна океанів
- 10.4. Донні відклади
- 10.5. Сольовий склад вод Світового океану
- 10.6. Солоність морської води
- 10.7. Водний баланс Світового океану
- 10.8. Густина і тиск морської води
- 10.9. Термічний режим океанів і морів
- 10.10. Лід в океанах і морях
- Класифікація морської криги
- Дрейф льоду
- 10.11. Водні маси океану
- 10.12. Оптичні та акустичні властивості морської води
- Швидкість звуку (у м/с) в морській воді при різній солоності і температурі
- 10.13. Рівень океанів і морів
- 10.14. Хвилювання в океанах і морях
- 10.15. Течії в океанах і морях
- 10.16. Припливи і відпливи
- 10.17. Ресурси Світового океану та їх використання
- 10.18. Проблеми охорони вод Світового океану
- Робоча програма навчальної дисципліни
- Опис навчальної дисципліни
- Мета та завдання навчальної дисципліни
- За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Також студенти повинні вміти: За модулем 1
- За модулем 2
- За модулем 3
- Програма навчальної дисципліни
- Тема 2. Кругообіг води у природі й водні ресурси Землі. Розподіл води на земній кулі. Єдність гідросфери. Зміна запасів води на Землі. Кругообіг води в природі та його енергетичні фактори.
- 2.1.1. Нормативні навчальні елементи за модулем 1
- Тема 5. Гідрологія льодовиків. Вивчення умов й особливостей похо-
- 2.1.1.Нормативні навчальні елементи за модулем 2
- Тема 1.Світовий океан та його частини. Класифікація морів. Гіпотези виникнення Світового океану. Будова, рельєф дна океанів і морів. Донні відклади в океанах і морях.
- Тема 2.Термічний режим океанів і морів. Загальна схема теплообміну в системі океан-атмосфера-літосфера. Тепловий баланс океану. Розподілення температури води у Світовому океані.
- Тема 3.Перемішування та обмін в океані. Види перемішування в морському середовищі: молекулярне, турбулентне. Методи розрахунку перемішування та обміну.
- 2.1.2. Нормативні навчальні елементи за модулем 3
- 4. Структура навчальної дисципліни
- 6. Теми лабораторних занять
- 7. Самостійна робота
- 8. Індивідуальне навчально –дослідне завдання
- 9. Методи навчання
- 10. Методи контролю
- 11. Розподіл балів, які отримують студенти
- Шкала оцінювання
- 12. Методичне забезпечення
- 13. Рекомендована література Базова
- Допоміжна
- 14. Інформаційні ресурси
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 2 Побудова поперечного профілю русла річки і обчислення його морфометричних характеристик
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 3 Середній багаторічний стік
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Порядок виконання
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 4 Розчленування гідрографа річкового стоку
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 5 Розподіл температури води в озері з глибиною
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки
- Питання для самоперевірки
- Лабораторна робота № 7 Зміна температура води у Світовому океані
- Зміст роботи
- Виконання роботи
- Питання для самоперевірки: