Геологічна діяльність льоду

Лід здійснює велику геологічну роботу з руйнування гірських порід, транспортування і накопичення продуктів руйнування. Кількість льоду на планеті така, що вода, яка може утворитися з нього, змогла б підвищити рівень океанів на 80 м.

Форми перебування льоду. Лід може бути озерним, морським, річковим, ґрунтовим, атмосферним.

Озерний і морський лід утворюється у відповідних водоймах, досягаючи різної товщини – у залежності від кліматичних умов і глибини тих місць, де він виникає.

Річковий лід може чинити стираючу дію на береги і дно річки під час льодоходу. Унаслідок міцних морозів товщина льоду збільшується і тиск у воді під ним настільки зростає, що вода може прориватися назовні і замерзати уздовж берегів. Так утворюються річкові полої товщиною до декількох метрів. У період танення і льодоходу річковий лід може накопичуватися у вузьких місцях річки і утворювати льодові греблі, що викликає підняття рівня річкових вод і підтоплення прилягаючих територій. Ліквідуються такі затори за допомогою спеціальних вибухів або бомбометанням.

Ґрунтовий лід утворюється внаслідок замерзання води, яка міститься в гірських породах. Промерзання може бути сезонним і багаторічним (вічним).

Атмосферний лід утворюється в атмосфері та у вигляді снігу покриває земну поверхню. У районах із середньорічною температурою близько 0°С сніг цілком не розтає, накопичується й утворює масу так званих вічних снігів. Нижня межа їх поширення називається сніговою лінією. У полярних районах вона розташовується на висоті від 0 до 70 м, у Норвегії на висоті 1,5 км, на Кавказі відповідно 2,7-2,8 км, у Гімалаях – 5,1-6 км. Сніг вище снігової лінії ущільнюється і поступово перетворюється в дрібні округлі зерна. Такий сніг називається фірном. Ще глибше фірн поступово зливається в єдину масу – так званий глетчерний лід. Заповнюючи зниження у горах такий лід утворює льодовики. Найбільші геологічні перетворення пов'язані з діяльністю ґрунтового льоду, що утворюється внаслідок промерзання ґрунтів, і атмосферного, з якого формуються льодовики.

Промерзання ґрунтів. У регіонах з позитивною середньорічною температурою відбувається сезонне промерзання ґрунтів у зимовий період на глибину до декількох метрів. Вода, що знаходиться у тріщинах і порах під час переходу її до стану льоду розширюється. Це спричиняє тиск на грунт і об’єм його зростає. Він трохи піднімається, верхня частина його стає пухкою, а поверхня нерівною. Такі явища називаються пученням ґрунтів.

Водонасичені, промерзлі глинисті ґрунти у процесі відтанення розріджуються і стають текучими на схилах – виникає соліфлюкція, тобто повільна течія ґрунтів на схилах.

Багаторічне промерзання ґрунтів виникає в тих районах, де середньорічна температура нижче 0°С. Промерзання ґрунтів, а точніше води, що міститься в них, в окремих районах здійснюється до глибини 800-1000 м. Території поширення багаторічномерзлих порід на земній кулі займають близько 24 % площі суші.

У будові товщі багаторічномерзлих порід виділяють верхній – діяльний шар, що влітку розтає і багаторічномерзлий шар. Важливу роль у геологічних процесах відіграють підземні води, що містяться у діяльному шарі – надмерзлотні води.

Для районів розвитку багаторічної мерзлоти характерні специфічні геологічні явища – морозне розклинення грунтів, полої, крижані бугри, термокарст.

Морозне розклинення грунтів відбувається за рахунок розпираючої дії льоду, який знаходиться в тріщинах і порах породи. Такі тріщини щороку набувають розширення, яке може сягати декількох метрів. Глибина проникнення тріщин складає десятки метрів. Такі крижані жили розривають породи й утворюють на поверхні своєрідні форми рельєфу.

Полої утворюються на початку зими, коли замерзає тільки верхня частина діяльного шару. За цих умов надмерзлотні води, затиснюються між водонепроникними шарами знизу і зверху. Прорив таких вод на поверхню призводить до утворення крижаних покривів – полоїв.

Крижані бугри – це підняття ґрунтів, що сягають у діаметрі 100 м і висоти до 20-40 м. Вони утворюються внаслідок замерзання надмерзлотних вод, які не знайшли виходу на поверхню і поступово скупчувались в окремих місцях..

Термокарст утворюється влітку на місці крижаних бугрів унаслідок їх танення. У порожнечу, що утворюється на місці льоду, провалюються ґрунти, які складали бугор. Таким чином, виникає воронка, яка частково заповнена водою.

Льодовики. Льодовики покривають близько 11 % площі суші. Загальний об’єм льоду на Землі складає 30 млн. км³, у тому числі в Антарктиді – 24 млн. км³.

Глетчерний лід на схилах набуває текучості зі швидкістю до декількох метрів за добу. Це залежить від крутості схилу, на якому лід розташовується і тиску, під яким він знаходиться, тобто від його потужності.

За особливостями будови зон живлення і стоку льодовиків їх поділяють на гірські (альпійські), плоскогірні (скандинавські) і материкові (гренландського типу).

Гірські льодовики у вигляді язиків сповзають по долинах з гір і поступово тануть нижче снігової лінії. Ці льодовики мають порівняно невелику потужність і площу поширення. Так, площа Ельбруського льодовика 144 км², на Паміро-Алтаї льодовиками зайнято близько 10 тис. км², на Тянь-Шані – 8,5 тис. км². Найбільший льодовик цього району – льодовик Федченко має потужність до 1 км, простягається на 77 км при ширині 4 км і рухається зі швидкістю 1 м за добу.

Плоскогірні льодовики – суцільні утворення на плоских височинах у приполярних областях. Вони утворюють льодовикові поля площею до 900 км². На Скандинавському півострові їх загальна площа складає близько 5 тис. км².

Материкові льодовики формуються в полярних областях – в Антарктиді і Гренландії. Площа Антарктичного льодовика майже 14 млн. км², а максимальна товщина 4 км. Поверхня материкових льодів має форму опуклого щита. Від льоду, що спускається в морську воду, відколюються окремі його частини – айсберги, розміри яких можуть сягати десятків кілометрів.

У геологічній історії Землі неодноразово виникали умови для набагато більшого розвитку льодовиків у порівнянні з даним часом. Такі періоди одержали назву епох зледеніння. Наприкінці кайнозою в Європі виділяються чотири головні епохи зледенінь - гюнц (N₂), міндель (Q₁), рисс (Q₂), вюрм (Q₃). У Східній Європі прийнято виділяти останні три епохи, що називаються відповідно – ліхвінська (Q₁), дніпровська (Q₂) і валдайська (Q₃). Тривалість кожної з цих епох похолодання була близько 50-90 тис. років. Міжльодовикові епохи характеризувалися відносно теплим кліматом. Ми живемо в останню міжльодовикову епоху, яка почалася близько 10 тис. років тому. Під час Великих зледенінь материкові льоди покривали Скандинавію, Фінляндію, Карелію і сповзали на південні рівнини. Льодовики найбільш потужного дніпровського зледеніння досягли широти Київа і Полтави.

Причини зледенінь остаточно не з'ясовані. Припускають астрономічні причини (зміни умов обертання Землі, активності Сонця та ін.) і геологічні – за рахунок зменшення вмісту СО₂ в атмосфері, гороутворення, забруднення атмосфери продуктами вулканічних вивержень, тощо.

Денудаційна й акумулятивна діяльність льодовиків. Льодовики здійснюють велику геологічну роботу, яка полягає у руйнуванні гірських порід, транспортуванні продуктів руйнування і накопиченні льодовикових відкладів.

Руйнівна робота льодовиків називається льодовиковою ерозією – экзарацією. Вона полягає у стиранні, виорюванні гірських порід льодовиком. Уламки порід, які вмерзають в тіло льодовика виконують основну руйнівну дію відносно порід, по яких льодовик рухається. Унаслідок цього долина, по якій пройшов гірський льодовик, здобуває у поперечному перетині коритоподібну форму з крутими бортами. Це так звана трогова долина.

Уламковий матеріал, захоплений льодовиком, переноситься ним на значні відстані. Цей матеріал утворює морени – скупчення уламків різного розміру. Розрізняють декілька видів морен – рухомі, ті, що рухаються разом з льодовиком (поверхневі і внутрішні) і нерухомі, що залишаються на місці танення льодовика. Останні іноді утворюють суцільні моренні покриви. Серед них виділяють моренні вали (друмліни) і моренні пагорби (ками), а також витягнуті моренні гряди – ози, довжина яких сягає десятків кілометрів, а висота – до 50 м. Складаються ці форми пісками, гравієм та галькою. Особливе місце серед моренних відкладів займають кінцеві морени гірських льодовиків. Це вали уламкового матеріалу, які нагромадилися перед льодовиком і залишилися після його танення.

Акумулятивна діяльність льодовика також призводить до утворення зандрів – пологохвилястих рівнин, які розташовуються за кінцевими моренами і складаються спочатку гравієм і галькою, а потім пісками, лесом і глинами. Цей матеріал утворюється за рахунок виносу його з моренних покривів підльодовиковими потоками. Відклади зандрових рівнин, озів і камів називають флювіогляціальними.

Крім відкладів льодовиків останніх епох заледеніння, відомі і більш давні морени, які ущільнені і змінені наступними процесами. Такі породні утворення називаються тилітами.

Контрольні питання

1. Назвіть два види ерозійної діяльності вітру і поясніть в чому вони полягають.

2. Що являють собою леси і яке їх походження?

3. Назвіть відклади, які накопичуються в основі схилів, а також ті, що пов'язані з діяльністю річок, льодовиків і тимчасових водотоків.