Ледники и ледниковый период

Ледники и ледниковый период. Температура различных местностей земли понижается по мере повышения над уровнем моря, вследствие увеличения степени разрежения верхних слоев атмосферы и усиления потери тепла от излучения поверхностью земли. На известной высоте температура понижается до точки замерзания воды. На этом уровне и на еще более значительных высотах вода может выпадать только в форме снега. Низший предел области вечных снегов называется снеговой линией. Относительная высота снеговой линии зависит существенным образом от климата, следовательно, от температуры и влажности воздуха. Так как температура, в свою очередь, зависит вообще от географической широты места, увеличиваясь от полюсов к экватору, то и снеговая линия подымается на малых широтах и опускается на более значительных широтах. Но и на одинаковых широтах высота снеговой линии представляет большие колебания. Она никогда не опускается до уровня моря, даже в полярных странах. Огромные количества снега, выпадающие в высоких широтах и в высоких местах, дают начало материковым ледяным покровам и ледникам. Самые большие ледяные покровы встречаются в южно-полярном материке и на северно-полярных больших островах, как Гренландия и Баффинова Земля. В горах снег, выпадающий выше определенной высоты, остается без изменения. Скопление снегов на вершинах гор прогрессировало бы до бесконечности, если бы не механизм разгрузки, который скатывает вниз снежные материалы помощью лавин и глетчеров (ледники). Снег этот накопляется в менее высоких местах в виде фирна, который покрывает снежные поля, или снежные моря. Фирн представляет собой зернистую массу, подвергающуюся глубоким изменениям под влиянием давления и поверхностного таяния. Кристаллы склеиваются, и образуется масса, сначала пузырчатая, а потом более однородная и прозрачная; это — ледниковый лед, имеющий голубой цвет, тогда как фирн бел. Лед этот состоит из весьма неправильных зерен различной величины, но закругленных. Различные зерна, из которых каждое соответствует отдельному кристаллу, оптически ориентированы различно, тогда как во льду, образующемся на поверхности спокойного озера, различные зерна ориентированы в одном направлении, при нем оптические оси их перпендикулярны к поверхности воды. В глубине ледника температура льда есть температура соответственной точки таяния, которая меняется с давлением, понижаясь с увеличением последнего. Благодаря всем этим особенностям структуры глетчерного льда, спаиванию его частей и пластичности, он становится тягучим и подвижным. Этим объясняется постоянное движение масс глетчерного льда по долинам в местности ниже снеговой линии. Ледники — это своего рода ледяные реки, лед которых стекает по наклонной поверхности, как очень тягучая жидкость. Движение его поддерживается соответственным давлением его частей; оно замедляется трением, испытываемым в ложе, и регулируется законами внутреннего трения. Скорость движения льда меняется от одного продольного сечения к другому. Центральные части движутся быстрее боковых; массы, близкие к поверхности, движутся быстрее тех, которые находятся близ дна. Скорость поступательного движения ледников неодинакова в различные времена дня и различные времена года. Зимой ледник движется медленнее, чем летом. Так, «Ледяное Море» (Меr de Glace) имеет среднее суточное движение в декабре в 0,29 метра, а в июле — 1,32 метра. Опыты, произведенные над искусственными ледниками из сапожного вара, показали, что явления в них происходят совершенно так же, как и в настоящих ледниках — ледники спускаются до той точки, где они, под влиянием теплоты, стаивают, давая начало скоплениям воды — озерам, ручьям, потокам, рекам. Через их посредство, огромные массы воды, испаряющейся в океанах и выпадающей в высоких местах в виде снега, завершают свой цикл возвращением в жидкое состояние. Если потери от таяния ледника в нижних частях восполняются падением снега, то длина ледника и его конечный пункт остаются неизменными. Если питание ледника превышает потери от таяния, то ледник спускается ниже по долине. Если же, напротив того, потери превышают питание, то ледник отступает вверх. Таким образом, ледники могут то прогрессировать, то отступать. Некоторые колебания в этом отношении зависят от времени года. Но относительно альпийских ледников установлено, что они в последнее время находились в состоянии отступания. В периоде отступания находятся и ледники Западного Кавказа (Н. А. Буш; см. ХXIII, 58/59). Полагают, что для Альп период отступания подходит к концу, и некоторые признаки позволяют ожидать наступления роста ледников. Согласно Эд. Рихтеру, отступание и прогрессирование ледников наступают  периодически, через каждые 20—45 лет. Средняя величина этого периода (35 лет) совпадает с цифрой закона Брюннера касательно чередования сухих и теплых годов с годами сырыми и холодными. Кроме того, замечено совпадение между прогрессированием ледников и наступлением холодного и сырого периода. Если в умеренных и теплых странах ледники могут спускаться своими конечностями гораздо ниже снеговой линии, то в холодных поясах, где снеговая линия приближается к уровню моря, хотя и не опускается до него, ледники могут доходить до самого океана и входить в него. Ледники, сползающие к морю, дают начало в арктических и антарктических странах ледяным горам, или айсбергам (см.). Если, благодаря ледникам и ледяным покровам полярных стран, громадные запасы льда, часто с огромными глыбами камней, вмерзшими в айсберги, переносятся по морю, то на материках ледники совершают, подобно рекам, нивелирующую работу, перенося обломки горных пород и вообще являясь важным геологическим фактором, видоизменяющим поверхность горных пород. В своем движении ледники уносят каменные глыбы, оторвавшиеся от скал. Таким образом, потоку льда сопутствует другой поток или, точнее, другие потоки камней, ила и песка, называемые моренами ледника. По окраинам льда движутся боковые, или береговые морены, высота которых может достигать 100 и даже 150 м. Срединные морены, расположенные в одном из продольных сечений ледника, происходят от слияния двух боковых морен в один поток, вследствие соединения двух ледников в один общий: по числу всех срединных морен можно судить о числе слившихся ледников. Конечной мореной называется скопление обломков горных пород, образующееся у нижней оконечности ледника. Чем больше прогрессирует ледник, тем ниже образуется конечная морена, которая, в случае отступления ледника, свидетельствует о пределе его прежнего распространения. Внутренними моренами называются скопления камней, ила и песка внутри ледника. Наконец, скопления обломков под ледником образуют поддонные морены. О движении ледников см. XIII, 294. Многие исследователи считают в настоящее время установленным, что ледники производят размывание («эрозию») долин, подобно текущей воде.  Геологами давно установлено, что в четвертичную эпоху существовал ледниковый период, когда ледники имели гораздо большее распространение, чем ныне. Новейшие исследования выяснили, что льды прогрессировали и отступали в течение истории земли много раз: не только было несколько ледниковых периодов в четвертичную эпоху, но такие периоды наступали и в более ранние геологические периоды, именно в палеозойскую эру. см. VII, 524; XIII, 293/96. Для объяснения периодических нашествий льдов предлагались гипотезы астрономические и геологические. Одно время пользовалась популярностью астрономическая гипотеза (см. XI, 473/74). Но эта гипотеза не объясняет ни увеличения влажности воздуха в ледниковые периоды, ни появления ледников в экваториальной зоне, ни отсутствия их в самых холодных местах Сибири. Другая гипотеза приводит в связь периодическое прогрессирование льдов с периодическими изменениями, происходящими в солнечных пятнах (некоторая связь констатирована между эволюцией солнечных пятен, циклами Брюкнера и кратковременными колебаниями в прогрессировании и отступании ледников). Некоторые геологи (Лаппаран, Велэн) пытались найти искомое объяснение в географическом изменении распределения суши и морей, последствием чего должны быть изменения в испарении и в направлении течений влажного воздуха из теплых стран в умеренный пояс. Наконец, вулканическая гипотеза (Аррениус) объясняет прогрессирование и отступание льдов изменениями относительного содержания углекислоты в воздухе, в зависимости от вулканических извержений: увеличение пропорции углекислого газа в атмосфере, влияя на уменьшение силы излучения, способствует увеличению температуры на поверхности земли, и обратно. Вопрос ждет еще своего окончательного решения.

Ю. Делевский.