Ледники

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Чувашский государственный университет  имени И.Н.Ульянова»

(ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н.Ульянова»)

 

Историко-географический факультет

 

Кафедра физической географии и  геоморфологии

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

Ледники

 

 

 

Выполнила: студентка группы ИГФ-22-11

Константинова Е.Н.

Проверил: старший преподаватель

Шлемпа О.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Чебоксары 2011

Оглавление

 

Введение……………………………………………………………..................3

I Образование и движение ледников…………………………………………5

1. Образование ледников………………………………………………5
2. Движение ледников…………………………………………………..6

II Классификация ледников…………………………………………………....11

        2.1 Горно-долинный тип ледников………………………………………11

        2.2 Покровные материковые ледники…………………………………..15

        2.3 Промежуточные ледники…………………………………………….16

        2.4 Поверхность ледников………………………………………………..17

III Разрушительная (экзарационная) деятельность ледников…………….....18

IV Транспортная и аккумулятивная деятельность ледников……………….21

V География ледников………………………………………………………….25

Заключение……………………………………………………………………….29

Список  литературы……………………………………………………………..31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Актуальность и значимость данной темы заключается в том, что: существуя миллионы лет, ледники активно влияют на природу планеты. Они охлаждают климат, влияют на его колебания, воздействуют на теплообмен и изменяют уровень Мирового океана.

Целью данной курсовой работы является изучение геологической, разрушительной, образовательной, транспортной и аккумулятивной деятельности ледников.

Исходя  из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

1. сформулировать и раскрыть понятие ледников, его классификацию;
2. рассмотреть виды деятельности ледников;
3. ознакомиться с областями распространения ледников.

В ходе работы были использованы следующие методы: аналитический и теоретический.

Роль  ледников в нашей жизни велика. Еще в 1871 г. известный русский климатолог А. И. Воейков показал, насколько значительна роль ледяного покрова при формировании климата и погоды. Он заложил основы нового научного направления в географии - ледники, которое следует рассматривать как важный раздел гляциологии. Собственно гляциологические исследования горных ледников начались еще в XVIII в. в горах Европы. В XIX в. они заметно оживились, особенно в Альпах (Ж. Агассис, Ф. Форель, Д. Тиндаль и др.). Особое место в гляциологии принадлежит П. А. Кропоткину, который создал теорию древнего покровного оледенения Европы. Развитию гляциологических идей в России и затем в СССР мы обязаны К. И. Подозерскому, Б. В. и М. В. Троновым, Н. Н. Пальгову (их исследования проводились в горах Кавказа и Алтая), а также В. Ю. Визе, П. А. Шумскому, М. М. Ермолаеву и др. (советская Арктика). Идеи В. И. Вернадского о зоне охлаждения земной коры и о классификации природных льдов - крупный вклад в развитие криологии как самостоятельной науки. Работы же С. В. Калесника об эволюции ледников и П. А. Шумского об энергии оледенения легли в основу современных представлений о динамике ледниковых процессов. Г. К. Тушинский создал и развил учение о снежных лавинах, их происхождении и динамике, Н. Н. Зубов - основоположник учения о морских льдах, а Г. Д. Рихтер - о снеге и снежном покрове.

Также важное значение для теоретического познания наземного оледенения имели  исследования зарубежных ученых с начала XX в. и в более позднее время, проводившиеся в Гренландии, на Аляске и в Антарктиде, Э. Дригальского, А. Вегенера, X. Альмана, А. Добровольского и др.

Дальнейшее (современное) развитие учения о ледниках и других наземных природных льдах  связано с именами К. Ф. Войтковского, М. Г. Гросвальда, Л. Д. Долгушина, А. П. Капицы, В. М. Котлякова, А. Н. Кренке, Л. С. Троицкого  и др. Основоположник учения о подземных  льдах и мерзлой зоне земной коры, названного мерзлотоведением, - М. И. Сумгин. Мерзлотоведение возникло и развивалось  в дореволюционной России и главным  образом позже в СССР (М. И. Сумгин, Н. А. Цытович, Н. И. Толстихии, В. Ф. Тумель, В. А. Кудрявцев, С. С. Вялов, Б. Н. Достовалов, Б. А. Савельев, П. И. Мельников и др.). В наше время у нас и за рубежом  мерзлотоведением занимаются большие  коллективы ученых [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Образование и  движение ледников

Ледники существуют всюду, где темпы аккумуляции  снега значительно превышают  темпы абляции (таяния и испарения). Ключ к пониманию механизма формирования ледников дает изучение высокогорных снежников. Свежевыпавший снег состоит  из тонких таблитчатых гексагональных кристаллов, многие из которых имеют  изящную кружевную или решетчатую форму. Пушистые снежинки, которые падают на многолетние снежники, в результате таяния и вторичного замерзания превращаются в зернистые кристаллы ледяной  породы, называемой фирном. Эти зерна  в диаметре могут достигать 3 мм и  более. Слой фирна имеет сходство со смерзшимся гравием. Со временем по мере накопления снега и фирна  нижние слои последнего уплотняются  и трансформируются в твердый  кристаллический лед. Постепенно мощность льда увеличивается до тех пор, пока лед не приходит в движение и не образуется ледник. Скорость такого преобразования снега в ледник зависит главным  образом от того, насколько темпы  аккумуляции снега превышают темпы его абляции [6].

1.1Образование  ледников

Ледни́ки — это масса льда преимущественно атмосферного происхождения, испытывающая вязкопластическое течение под действием силы тяжести и принявшая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Образуются ледники в результате накопления и последующего преобразования твёрдых атмосферных осадков (снега) при их положительном многолетнем балансе [3].

Ледники существуют всюду, где темпы аккумуляции  снега значительно превышают  темпы абляции (таяния и испарения). Ключ к пониманию механизма формирования ледников дает изучение высокогорных снежников. Свежевыпавший снег состоит  из тонких таблитчатых гексагональных кристаллов, многие из которых имеют  изящную кружевную или решетчатую форму. Пушистые снежинки, которые падают на многолетние снежники, в результате таяния и вторичного замерзания превращаются в зернистые кристаллы ледяной породы, называемой фирном. Эти зерна в диаметре могут достигать 3 мм и более. Слой фирна имеет сходство со смерзшимся гравием. Со временем по мере накопления снега и фирна нижние слои последнего уплотняются и трансформируются в твердый кристаллический лед. Постепенно мощность льда увеличивается до тех пор, пока лед не приходит в движение и не образуется ледник. Скорость такого преобразования снега в ледник зависит главным образом от того, насколько темпы аккумуляции снега превышают темпы его абляции [11].

1.2 Движение  ледников

Существенной  особенностью льда является его пластичность и способность течь под давлением. Поэтому движение ледника во многом аналогично движению водного потока, но характеризуется несравненно  меньшими скоростями.

Первые наблюдения за движением ледников были сделаны  в начале XIX в., а в дальнейшем они  стали производиться систематически.

Наиболее  простым и распространенным является следующий способ наблюдения за движением  ледника. Поперек ледникового языка  устанавливается прямолинейный  ряд окрашенных камней или кольев. В створе с ним на берегах ледниковой долины закладываются неподвижные  репера. Через некоторый промежуток времени всегда удается заметить деформацию прямой линии камней или  кольев. Вниз по течению значительно  быстрее выдвигается вперед середина линии, тогда как краевые, прибрежные ее части, отстают, хотя и продвигаются вперед по отношению к неподвижным  реперам на берегах.

Подобные  наблюдения позволяют установить, что  лед движется быстрее всего посередине ледника, на стрежне ледяного потока, а у берегов его движение тормозится из-за трения о склоны долины. Подобное же замедление движения происходит и  на глубине у дна ледника, так  что наибольшие скорости приурочены к поверхностным частям ледникового языка. Это установлено специальными наблюдениями по буровым скважинам, заложенным на ледниках.

Таким образом, движение ледника ни в коем случае нельзя рассматривать как простое  скольжение льда под уклон. Оно действительно  является подобием течению воды, обусловленным  пластичностью льда под давлением  верхних слоев на нижние и напором  верхних частей ледника на расположенные  ниже по долине.

Лед под давлением  испытывает пластические деформации, что показывает простой опыт. Внутрь полого шара, состоящего из двух полушарий, соединяемых болтами, кладут неправильный кусок льда и затем завинчивают  болты. Излишек льда выдавливается  через шов между полушариями, а остальная часть куска приобретает  форму шара, причем не образуется никаких  трещин.

В ледниках давление бывает огромным, так как мощности льда даже в горных глетчерах доходят  до нескольких сотен метров, а толщина  ледниковых покровов Гренландии и Антарктиды в центральных частях достигает  местами 3—3,5 км. В нижних частях ледников лед становится текучим и движется от участков с более высоким давлением  к участкам с меньшим давлением. Поэтому в полярных странах с  очень холодным климатом движущееся льды возникают даже на ровной поверхности, так как у края ледника давление всегда нулевое, а в середине ледника  оно постепенно повышается.

При большой  мощности льда ледник может даже иногда двигаться вверх по уклону ложа, преодолевая значительные неровности. Но наклон ложа, конечно, всегда благоприятствует течению льда. Скорость его движения оказывается примерно в 10000 раз меньше скорости воды при тех же углах  наклона русла. Абсолютная величина скорости течения льда колеблется от 0,25 мм/час до 1,25 м/час.

Несмотря  на текучесть, глетчерный лед все  же остается твердым, реагирующим на мгновенные резкие напряжения, как  хрупкое тело. Поэтому в толще  глетчерного льда в ходе движения образуются трещины, особенно в верхних  частях, где давление относительно невелико, и лед почти не приобрел пластических свойств. Эти трещины  могут рассекать и всю толщу  льда, если она не очень велика.

Особенно  многочисленны трещины на языках горных ледников, но наиболее велики по размерам трещины мощных ледниковых покровов полярных стран. Они нередко  представляют собой целые пропасти. Иногда их ширина достигает вверху 10— 15 м, а глубина — десятков, а то и сотен метров. На языках горных ледников, двигающихся вдоль  дна долин, системы трещин закономерно  ориентированы по отношению к  длине ледника. Среди них различают  поперечные и продольные.

Поперечные  трещины местами образуются у  краев ледника, где они направлены косо к берегу, несколько вниз по течению. Их образование связано  с трением льда о склоны. Наиболее часто поперечные трещины образуются при резком перегибе продольного  профиля ледникового русла. В  случае очень крутых перегибов кривой ледникового русла лед распадается  на отдельные глыбы, причудливо громоздящиеся  друг над другом, образуя так называемые ледопады. Оттаивая, глыбы льда нередко  приобретают форму заостренных  сверху вертикально стоящих пластин, пирамид, обелисков и т. п. Подобные образования получили название серраков.

Продольные  трещины возникают в местах расширения ледниковой долины и растекания льда в стороны. Особенно густую систему  они образуют у конца ледникового  языка, где расходятся в стороны  в виде веера.

Расход льда в леднике осуществляется, как  правило, путем его таяния и в  гораздо меньшей степени путем  прямого испарения в атмосферу. Таяние ледника (абляция) происходит в  основном с его поверхности при  соприкосновении с теплым воздухом, а также при непосредственном нагревании солнечными лучами. Кроме  того, лед может подтаивать и у  дна ледника, так как давление, под которым лед здесь находится, сильно понижает точку его плавления. Так, при давлении 2200 кг/см² лед может таять даже при температуре минус 22°. Однако при максимальной мощности льда, известной в Гренландии или Антарктиде (3—3,5 км), давление на его ложе не превышает 300 кг/см², поэтому описанное явление никогда не играет существенной роли в таянии ледника.

Образующиеся  талые воды стекают по поверхности  ледника, проникают в его трещины  и движутся на глубине вдоль них и по каналам, протаянным ими в толще льда. Нередко такие, подледниковые или внутриледниковые потоки талых вод находятся под значительным гидростатическим давлением; известны случаи их выброса из трещин льда в виде фонтанов.

Иногда талые  воды образуют в толще льда как  бы изолированные резервуары, или  карманы, содержащие значительные объемы воды. Так, например, подобный карман, содержащий 100 тыс. м³ воды, возник в 1892 г. в Альпах. Карман внезапно прорвался, и вода ринулась с высоты 3000 м. В результате было снесено два селения.

В случае, когда  ледники спускаются прямо в море, что характерно для высоких широт  обоих полушарий, главной формой расхода льда становится обламывание  его глыб и унос их течением. Такие  плавучие глыбы льда называются айсбергами. Высота айсбергов в некоторых  случаях бывает 100 м и более, причем над поверхностью воды возвышается  только 1/8 ледяной глыбы.

Общий объем  льда з крупных айсбергах нередко  измеряется многими кубическими  километрами и даже десятками  кубических километров. Особенно грандиозные  айсберги обламываются от окраин ледникового  покрова Антарктиды. Здесь известны случаи, когда встречались ледяные  горы, длина и ширина которых достигала  сотен километров [7].

Рис.1 Движение ледников [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.Классификация ледников

Гляциологи  различают два основных типа ледников: 1) горные, или ледники стока, - лед  движется от областей питания под  действием силы тяжести вниз по горным долинам; 2) покровные, или ледники  растекания, - лед растекается от центра к периферии. Покровные ледники  образуются на равнинах, но и низкогорный  рельеф может быть погребен под мощной ледяной толщей. Толщина, или мощность, ледников разнообразна - от нескольких десятков метров у горно-долинных (ледников стока) до 3 - 4 км у покровных, например в Антарктиде [8].