Поверхностные текучие воды объединяют потоки временные и постоянные. Объединяющей их чертой является наличие руслового стока, при котором движущаяся вода скапливается в ограниченном пространстве русла. Производимая водой разрушительная работа получила название эрозия. Эрозионная работа осуществляется тремя способами: гидравлическим выпахиванием (размывом рыхлых пород ударом водных струй), абразией (разрушением пород ударами переносимых обломков, это главный фактор водной эрозии), растворением горных пород.В начале развития руслового потока преобладает донная (глубинная) эрозия, когда при значительных уклонах поверхности под действием сил гравитации поток стремится разрушить породы дна русла. Процесс донной эрозии идет до достижения руслом на большей части его длины высоты базиса эрозии. Под базисом эрозии понимают абсолютную высоту поверхности бассейна, в который впадает водоток. Другими словами, водный поток стремится к выработке продольного профиля равновесия – кривой, приближающейся к горизонтали на большей части своего протяжения от устья вверх по течению, и приближающейся к вертикали в самом верховье. Условно говоря, при выработке профиля равновесия водные потоки уже не в силах преодолеть сопротивление горных пород размыву, а эрозия в верхнем течении компенсируется аккумуляцией в низовьях.
Совокупность процессов работы водных потоков, накапливаемые при этом отложения и образующиеся формы рельефа называются флювиальными.
Временные водные потоки подразделяются на равнинные и горные. Возникают они на склонах при таянии снега и выпадении атмосферных осадков.
Работа временных водных потоков на равнинах включает деятельность плоскостных и русловых потоков. Их активность в огромной мере зависит от степени развития растительности, в особенности травянистой – чем плотнее дернина, тем меньшее воздействие временных водотоков на горные породы. Таким образом, в наибольшей степени подвержены водной эрозии лишенные естественной растительности склоны.
Плоскостной (склоновый) сток представлен тонкой, сравнительно однородной пленкой воды, медленно стекающей по гладкой поверхности пологого склона. В этих условиях энергия (живая сила) потока мала, поэтому смываются и сносятся вниз только сравнительно мелкие и легкие рыхлые частицы. Перенесенный материал отлагается у подножья и в нижней части склона, образуя шлейф, наибольшая мощность которого наблюдается в основании склона. Данный процесс называется делювиальным, а накопленные в результате его осадки – делювием. Под действием плоскостного смыва крутизна склона уменьшается, поверхность его становится ровной или даже вогнутой. Следовательно, со временем снижается скорость водного потока, а значит, смывается и отлагается все более мелкий материал. Как правило, делювиальные отложения характеризуются неоднородностью состава, часто обогащены смытым гумусом, в них преобладают алевритовая и мелкопесчаная фракции, в гранулометрическом составе наблюдается уменьшение диаметра обломков снизу вверх. В целом вещественный состав делювия аналогичен составу пород, слагающих склон.
Русловой сток временных водотоков возникает на склонах, поверхность которых осложнена разного рода выемками и ложбинками. Скапливающаяся в них вода, благодаря значительной массе, может совершать большую эрозионную и транспортирующую работу, причем не по плоскости, а линейно. Таким образом, деятельность временных русловых потоков на равнинах ведет к образованию оврагов. Развитие оврагов идет по четырем стадиям. На первой стадии возникает рытвина, скапливающиеся в которой осадки увеличивают ее в размерах благодаря донной эрозии. Рост рытвины в длину идет как вниз, так и вверх по склону – за счет размыва верхней части рытвины. Такое движение вверх называется пятящейся (регрессивной) эрозией. Вторая стадия – висячего устья – начинается тогда, когда вершина рытвины достигает бровки (крутого перегиба) склона и возникает вершинный перепад (вершина рытвины приобретает вид глубоко врезанного колодца). Устье рытвины при этом располагается выше подножья холма и называется висячим. На первых двух стадиях продольный профиль оврага неровный, с многочисленными перегибами, а поперечный профиль V- образный (крутые, обрывистые склоны, узкое дно). Третья стадия – выработки профиля равновесия – начинается при достижении устьем оврага базиса эрозии. Продольный профиль постепенно выравнивается, поперечный остается V-образным. По мере роста оврага на его склонах могут возникать рытвины, также превращающиеся в овраги – отвержки. В итоге образуется древовидная в плане овражная система. Четвертая стадия – балки – характеризуется затуханием донной эрозии, вершинный обрыв и склоны оврага осыпаются и выполаживаются до угла естественного откоса, поперечный профиль приобретает корытообразную форму, склоны и дно покрываются растительностью. Выносимый из оврага материал скапливается в устьевой части, образуя конус выноса, сложенный косо- и диагонально-слоистым овражно-балочным аллювием (или пролювием), состав которого совпадает с составом пород размываемого склона
Работа временных водных потоков в горах отличается огромной эрозионной и транспортирующей силой, поскольку здесь слишком велики площади водосборных бассейнов по сравнению с площадью поперечного сечения крутосклонных каналов стока. Крупные массы воды и большие уклоны поверхности способствуют смыву и переносу гигантских объемов рыхлых пород. Такие перенасыщенные обломками временные горные потоки называются в Азии селями, а в Европе мурами. По составу они бывают водо-грязевыми, водо-каменными и грязекаменными. С выходом на предгорную равнину поток разливается в виде веера и формирует конус выноса, сложенный пролювиальными отложениями, петрографический состав которых определяется породами горного склона. В вершинной части конуса выноса залегают наиболее крупные обломки, тогда как в периферийной – самые мелкие (вплоть до алеврита).
РАБОТА РЕК
Процессы работы рек, возникающие при этом отложения и формы рельефа называются аллювиальными.
Эрозионная деятельность наиболее активно проявляется на первых этапах развития речных долин, а также в верхней части русла. Выделяют два главных вида движения воды: ламинарное и турбулентное. Ламинарное (параллельно-струйное, без перемешивания) движение наблюдается лишь при очень низких скоростях течения в выровненном русле, в реках встречается редко, эрозионная роль его минимальна. Турбулентное (неупорядоченное, перемешивающее) движение, взмучивающее осадки и удерживающее их во взвешенном состоянии, является главенствующим эрозионным фактором. Существует два типа речной эрозии: донная и боковая.
Донная эрозия, ведущая к углублению речной долины,преобладает в начале развития речной долины и всегда сочетается с пятящейся эрозией. Объясняется это тем, что, при одинаковом уклоне русла (а значит и скорости течения) в низовьях и верховьях, в силу большей массы воды близ устья здесь и эрозия будет максимальна. Следовательно, выработка профиля равновесия происходит от устья к истоку. В результате вертикальных движений земной коры и разной прочности размываемых пород в русле могут возникать пороги и водопады, которые получают роль местных (локальных) базисов эрозии. Относительно них река разбивается на самостоятельно развивающиеся участки, и единый для всего русла профиль равновесия сформируется только после срезания местных базисов эрозии. Вследствие донной эрозии возникает V-образный поперечный профиль речной долины.
Боковая эрозия, заключающаяся в размыве берегов, наибольшее развитие получает в поздние этапы жизни речной долины, когда с приближением к профилю равновесия уменьшится скорость течения в нижней и средней частях русла. Основными причинами ее возникновения являются турбулентность течения и ускорение Кориолиса. Благодаря боковой эрозии русло изгибается, появляются излучины (меандры). Вогнутые берега излучин активно размываются, дно под ними углубляется. Близ противоположного выпуклого берега скорость потока минимальна, поэтому здесь происходит отложение переносимого рекой материала и формируются прирусловые отмели. Под действием боковой эрозии речная долина расширяется, ее поперечный профиль приобретает U-образную или корытообразную форму.
Транспортирующая работа рек по переносу горных пород осуществляется тремя способами. Во-первых, волочением или скольжением обломков по дну. Во-вторых, переносом во взвешенном состоянии. В-третьих, перемещением в растворенном виде. Два первых способа переноса формируют твердый сток реки, и они же являются главнейшими факторами эрозионной работы. В результате соударения переносимых обломков друг с другом, а также с породами стенок и дна русла, происходит их абразионное истирание и уменьшение в размерах. Очевидно, что способ транспортировки зависит от живой силы реки и от состава размываемых пород. Соответствующее этим способам переноса соотношение объемов пород, выносимых реками горными и равнинными, можно представить следующим образом:
– горные реки: 0,9: 7: 1 (господствует твердый сток);
– равнинные реки: 0,05: 0,6: 1 (преобладает перенос в растворенном виде).
Аккумулятивная работа играет все большую роль по мере приближения реки к профилю равновесия, что объясняется снижением скорости потока. Накопление аллювия происходит в устье, русле и, во время половодий, на пойме. Поскольку выработка профиля равновесия начинается в нижней части русла, то здесь же начинается и аккумуляция, постепенно продвигающаяся все выше по течению. Под воздействием абразионного истирания переносимые и отлагаемые обломки подвергаются избирательной сортировке – от верховий реки к устью их размер последовательно уменьшается. По той же причине крупные обломки приобретают окатанную форму. Для минерального состава аллювия характерно абсолютное господство устойчивых к истиранию и растворяющему действию воды зерен, среди которых пальма первенства принадлежит кварцу. Необходимо различать четыре главных фации аллювия равнинных рек: устьевую, русловую, пойменную. Особенностью аллювия горных рек является абсолютное господство грубообломочных (валуны, гальки) отложений русловой фации при почти полном отсутствии осадков пойменной фации.
Таким образом, очевидно, что по мере развития речной долины изменение протекающих в ней геологических процессов сопровождается изменением строения самой долины. Такая закономерная последовательность называется стадийностью развития речных долин.
Стадия юности свойственна начальному этапу развития, когда скорость течения высока. Господствуют глубинная эрозия и вынос обломков. Продольный профиль реки не выработанный, обилие порогов и водопадов, русло спрямленное. Поперечный профиль речной долины имеет V-образную форму: долина узкая и глубокая. Водоразделы широкие, притоков пока еще мало. Аккумуляция осадков на стадии юности минимальна, она представлена только в русле, где отлагаются самые крупные обломки, а в наибольших объемах накопление аллювия происходит в устье. Устьевая фация ( или фация дельт и эстуариев) сложена самыми мелкими минеральными обломками (от песков до алевритов и глин), часто обогащена легкими органическими останками. В ее составе можно встретить слои и линзы пород самого разного генезиса: принесенные реками аллювиальные, возникшие на месте стариц озерные и болотные, оставленные приливами морские. Отложения обладают диагональной слоистостью. Дельты возникают в режимах тектонического покоя или воздымания дна бассейна, в который впадает река, либо когда скорость речной аккумуляции превышает скорость погружения дна бассейна. Эстуарии формируются при большой скорости погружения, превышающей скорость осадконакопления, а также, если имеется сильное параллельное берегу течение или активные приливно-отливные движения, уносящие поставляемый рекою аллювий.
Стадия зрелости начинается при приближении продольного профиля реки к профилю равновесия. Скорость течения уменьшается, большую роль начинает играть боковая эрозия – идет образование излучин, речная долина расширяется. Благодаря меандрированию прирусловые отмели увеличиваются по площади, приподнимаются над водой, а затем сливаются друг с другом, что ведет к началу формирования поймы. В составе отложений поймы максимальный объем принадлежит главной фации аллювия – русловой. Русловая фация аллювия представлена самыми крупными обломками (гравийно-песчаный материал, мелкая галька), диаметр которых по разрезу уменьшается снизу вверх. Таким образом, наиболее грубый состав отмечается в основании русловой фации, поскольку накопление его происходило во время глубинного врезания реки. Соответствующий слой называют горизонтом размыва, или базальным горизонтом. Для руслового аллювия характерна косая слоистость, слои в которой наклонены по направлению течения. Со временем речные излучины приобретают петлеобразные очертания, узкие перешейки между ними могут прорываться водой, тогда русло спрямляется, а отсеченная от него излучина превращается в старицу. Старичный водоем проходит в своем развитии этапы от речного русла до проточного, а затем и бессточного озера и даже до болота. Соответственно этим этапам на дне бассейна накапливается своеобразный комплекс отложений старичной фации: на дне лежат косо слоистые песчано-гравийные аллювиальные русловые осадки; выше они сменяются горизонтально слоистыми озерными алевритами или глинами; на самом верху могут залегать болотные торфа. Таким образом, стадии зрелости речной долины характерны следующие черты: умеренная скорость течения; большое значение боковой эрозии; меандрирующее русло; порогов мало; долина широкая, U-образная, предельно глубоко врезанная; водоразделы узкие и высокие; максимально разветвленная сеть притоков; накопление аллювия ведет к образованию поймы.
Стадия старости начинается при выработке рекой профиля равновесия. Скорость течения минимальна; пороги отсутствуют; преобладает боковая эрозия, донная представлена только в верхнем течении; русло сильно меандрирует; долина мелкая и очень широкая; водоразделы низкие и узкие; притоков уже немного, но все они крупные; накопление аллювия идет в русле и на пойме. Пойменная фация аллювия накапливается при разливах реки. Скорость течения вод, затапливающих пойму, мала, они переносят и отлагают только мелкие минеральные частицы и легкие органические останки. В итоге, на поверхности слагающего пойму руслового аллювия, формируются горизонтально слоистые алевритово-глинистые, часто заиленные породы, иногда содержащие прослои и линзы мелкозернистых песков. Благодаря процессам почвообразования, отложения пойменной фации могут быть гумусированными.
Цикличностью развития речных долин называют повторение стадий развития, когда долина из стадии старости или зрелости возвращается к стадии юности. Это происходит в результате увеличения уклона русла, после чего река стремится выработать новый профиль равновесия. Следовательно, возобновляется донная эрозия, и река врезается в дно долины, размывая ранее созданную пойму. С приближением нового продольного профиля к кривой равновесия, опять начнет формироваться пойма, только уже на меньших абсолютных высотах. От прежде существовавшей поймы сохранятся лишь горизонтально вытянутые ступени на склонах речной долины – надпойменные террасы. Количество надпойменных террас свидетельствует о числе циклов вреза реки. В строении террас выделяют ряд элементов:
– площадка – горизонтальная поверхность террасы;
– уступ – вертикальная поверхность (склон) террасы;
– бровка – место перегиба площадки в уступ;
– коренной берег (цоколь) – территория, сложенная породами неаллювиального происхождения; коренные (цокольные) породы лежат в основании всей территории, занятой речной долиной;
– тыловой шов – место сочленения террасы с ниже- или вышележащей террасой или коренным берегом.
В зависимости от происхождения слагающих пород выделяют три типа надпойменных террас.
1. Эрозионные (скульптурные) – целиком сложены коренными породами. Возникают тогда, когда новый цикл врезания произошел в стадию юности речной долины.
2. Аккумулятивные – полностью сложены аллювиальными породами. Возникают, когда новый цикл врезания приходится на стадию старости, то есть когда река успела уже накопить большую мощность аллювия.
3. Эрозионно - аккумулятивные (цокольные, смешанные) – сложены как коренными породами, обнажающимися в нижней части уступа, так и аллювиальными, слагающими площадку террасы. Возникают, когда интенсивность размыва в новом цикле была выше интенсивности аккумуляции в предыдущем.
Причины перехода работы реки от аккумулятивной к эрозионной и обратно, а также причины образования надпойменных террас можно разделить на климатические и тектонические.
Климатический фактор определяет массу воды в русле реки. При уменьшении годовой суммы атмосферных осадков обводненность, а значит, и живая сила потока снижаются. Река не может уже донести до устья всю массу разрушенных ею в верхнем течении горных пород. Следовательно, в средней и нижней частях долины усиливается аккумуляция, ведущая к накоплению избыточных масс аллювия. Наоборот, при увеличении количества атмосферных осадков энергия реки возрастает, а значит, активизируются эрозия и вынос горных пород. Подобные явления происходили в четвертичном периоде, когда в ледниковые эпохи количество атмосферных осадков уменьшалось (замерзал океан), а в межледниковые возрастало.
Тектонический фактор обуславливает изменение уклона русла, следовательно, скорости течения реки, а поэтому является наиболее распространенной причиной образования надпойменных террас. В случае тектонического погружения бассейна, в который впадает река, понижается базис эрозии, и новый цикл вреза начинается от устья реки. Поэтому относительная высота образующейся террасы будет уменьшаться от низовий к верховьям реки. При тектоническом воздымании истока реки врез начнется в верхнем течении, и высота надпойменной террасы будет уменьшаться вниз по течению.
РАБОТА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
В числе главных факторов, определяющих результативность работы подземных вод, необходимо назвать временной, особенности физического состояния, режима и движения подземных вод, их химический состав и температуру, а также минеральный состав соприкасающихся с ними горных пород. Степень влияния названных факторов зависит от множества причин, среди которых первостепенное значение имеют геологическое строение территории, рельеф и климат.
По физическому состоянию выделяют семь видов подземных вод: парообразную, гигроскопическую, пленочную, капиллярную, капельно-жидкую, твердую, кристаллизационную. Из них наибольший объем работы производит капельно-жидкая, а в зонах многолетней мерзлоты и на территориях сезонного промерзания грунтов огромно значение подземных льдов.
Движение капельно-жидкихподземных вод зависит, в первую очередь, от условий их залегания и состава водоносных пород. Главным типом движения вод, залегающих в рыхлых горных породах, является ламинарное (медленное параллельно-струйное). В силу этого главным эрозионным фактором является растворение горных пород, а основным способом транспортировки – перенос в растворенном виде.
Химический состав подземных вод определяется их происхождением, режимом и составом вмещающих пород. По содержанию растворенных веществ подземные воды варьируют от пресных до рассолов. Конкретный гидрохимический класс подземных вод устанавливается по концентрации преобладающих анионов и катионов. По составу анионов выделяют три главных класса подземных вод (гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные) и ряд промежуточных. По составу катионов каждый класс может быть кальциевым, натриевым, магниевым или смешанным. В отдельную группу выделяют имеющие лечебное значение минеральные воды. Таким образом, химическая агрессивность подземных вод проявляется по-разному, в зависимости от состава взаимодействующих с ними горных пород или техногенных сооружений. Например, повышенное содержание в водах углекислоты способствует активизации растворения карбонатов. Перенасыщение подземных вод растворенными веществами ведет к выпадению последних в осадок и формированию разнообразных отложений.
Температура подземных вод зависит от тектонических особенностей и глубины залегания, а также от климата территории (для приповерхностных вод). По температуре подземные воды бывают холодными (до 20° С), теплыми (до 37° С), термальными (до 42° С), гипертермальными (более 42° С). Очевидно, что с ростом температуры увеличивается и агрессивность подземных вод.
Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней.
Карст – это совокупность геологических процессов, обусловленных растворением и размывом горных пород движущимися водами, и ведущих к образованию отрицательных форм рельефа на поверхности Земли и различных пустот на глубине. Термин происходит от названия расположенного в Словении плато Крас, на территории которого широко представлены карстовые процессы и формы. Среди водорастворимых горных пород можно назвать каменную и калийную соли, гипс, карбонатные породы. Хотя легче всего растворяются соли и гипс, но карстовые формы чаще всего связаны с гораздо шире распространенными карбонатными породами. Карстовые формы подразделяются на поверхностные (открытые) и подземные (закрытые). Вначале развивается поверхностный карст, мельчайшие формы которого называются карры – это борозды, рытвины и разной формы углубления, возникшие на обнажающейся поверхности растворимых горных пород. Карры образуются под действием атмосферных осадков, достигают 1 – 2 метров в глубину. Иногда карры занимают большие площади, делая территорию труднопроходимой – так возникают карровые поля. Поскольку карбонатные породы в большей или меньшей степени трещиноваты, разрастание карров сопровождается размывом и расширением трещин. Так образуются поноры – наклонные или вертикальные колодцы, по которым поверхностные воды уходят под землю. Дальнейшее развитие этих процессов ведет к возникновению карстовых воронок – обширных углублений, диаметром до 100 метров и больше, и глубиной до 20 метров. Если воронка образовалась благодаря слиянию карров и расширению верхней части понор, то склоны воронки будут пологими. При образовании карстовой воронки в результате обрушения свода подземной карстовой пустоты, склоны могут достигать значительной крутизны. Разрастание карстовых воронок или обрушение кровли крупной карстовой полости ведет к формированию карстовых котловин и польев, имеющих вид замкнутых понижений с плоским дном и крутыми склонами, высотой до нескольких сот метров. Площадь крупнейших польев достигает нескольких сот квадратных километров (Ливаньско полье в Боснии имеет площадь более 379 кв. км). Расширение и углубление понор и трещин влечет образование карстовых колодцев, шахт и пропастей – наклонных или вертикальных форм, глубиной до километра и более. В результате поверхностного карста русло реки может нырнуть в понор или трещину – возникают слепые долины рек. Развитие подземного карста начинается, когда формы открытого карста позволят поверхностным водам проникать под землю, растворяя породы, перекрытые слоями нерастворимых отложений. Крупнейшими из подземных форм являются карстовые пещеры, возникающие как в горах, так и на равнинах. Пещеры представляют собой системы соединяющихся друг с другом наклонных и горизонтальных туннелей, часто располагающихся на нескольких вертикальных уровнях. В лабиринтах переходов из-за растворения, размыва пород или обрушения кровли образуются гигантские по площади и высоте залы (гроты). Крупнейшая из известных систем карстовых пещер Земли – Флинт-Мамонтова (штат Кентукки, США) имеет суммарную протяженность более 485 км. Один из залов системы пещер Карлсбадского национального парка (штат Нью-Мексико, США) достигает длины 1200 м, ширины 190 м, высоты 90 м.
Аккумулятивная работа подземных вод в карстовых районах проявляется, в первую очередь, в образовании всевозможных натечных форм. Выпавшие на поверхность атмосферные осадки содержат много растворенного углекислого газа, поэтому, просачиваясь по трещинам, легко растворяют известняки и насыщаются бикарбонатом: CaCO3 + H2O + CO2 = Ca (HCO3) 2. После выхода воды на стенки или потолок пещеры, часть углекислоты испаряется, и бикарбонат переходит в карбонат кальция. Последний частично выпадает в осадок, давая начало образованию сталактитов, занавесей, фестонов и других форм, свисающих со свода пещеры. Остатки карбоната кальция выделяются из упавшей капли воды на полу пещеры. Тогда снизу вверх идет рост сталагмитов. Если сталактит срастается со сталагмитом, то возникает сталагнат, или колонна. Кроме того, на дне пещер или в местах выхода на поверхность источников, берущих начало в карстующихся породах, накапливаются пористые, губчатые известковые туфы (травертины). В областях древнего карста на дне воронок и пещер накапливаются нерастворимые глинистые остатки карбонатов, обогащенные красноцветными гидроокислами железа и алюминия. Такие плодородные образования называют «терра-росса » (красная земля). И, наконец, на дне пещер встречаются отложения пещерных рек и озер, а также обвально-осыпные отложения. В холодном климате возможно образование ледяных натечных форм в пещерах. С деятельностью гипертермальных подземных вод связано накопление кремнистых туфов (гейзеритов), месторождений некоторых цветных металлов.
Оползневые процессы возникают на склонах, когда поверхностный водопроницаемый слой перенасыщается водой и быстро соскальзывает по гладкому мокрому водоупору (ложу оползня). Оползень начинается при угле наклона ложа более 5°.
Суффозионные процессы идут благодаря выносу материала из поверхностных отложений в нижележащие карстовые полости, а также в результате растворения частиц горных пород. Все это ведет к образованию пустот в поверхностных отложениях. Породы разрыхляются и приобретают свойство просадочности, в силу чего на поверхности формируются суффозионные западины, блюдца, воронки.
РАБОТА ЛЕДНИКОВ
Ледник – природное скопление движущегося льда территории суши. Ледниками занято более 11% площади суши Земли. Возникают они благодаря скоплению и последующей трансформации (метаморфизации) снега по следующей схеме: снег – фирн (зернистый лед) – глетчер (ледниковый лед). Такие преобразования идут длительное время за счет следующих процессов: скопление и уплотнение снега; промачивание снега талыми водами, уплотнение и промерзание; сублимация (сухая возгонка льда и новая кристаллизация водяного пара). В итоге глетчерный лед приобретает структуру плотно упакованных равновеликих кристаллов, чем резко отличается ото льда озерного и морского. Для накопления 1 куб. метра глетчерного льда расходуется около 10 – 11 куб. метров снега. Существуют три главных типа ледников: горные, покровные и промежуточные. В строении каждого из них можно выделить две группы областей: области питания, где накапливаются снег и лед, и области стока, где лед движется и тает.
Горные ледники бывают четырех видов. Долинные (альпийские) имеют четко разделенные области питания и стока. В свою очередь, долинные ледники подразделяются на простые (одна область питания и одна стока) и сложные (языки из нескольких областей питания сливаются в одну общую область стока). Переметные ледники растекаются по разным склонам горы или хребта из одной, расположенной на вершине, области питания. Каровые ледники являются небольшими, залегают в мелких кресло-образных углублениях (карах) на затененной части склона, не имеют области стока. Висячие ледники также формируются в карах, но обладают короткой, нависающей над обрывом зоной стока.
Покровные (материковые, щитовые) ледники характеризуются огромной мощностью и площадью; рельеф подледной суши не влияет на распространение ледника и щитообразный рельеф его поверхности; область питания располагается в центре ледника, где его мощность максимальна; область стока расположена на периферии ледника, а само движение носит радиальный характер.
Промежуточные ледники бывают двух видов. Плоскогорные (скандинавские) залегают и движутся подобно материковым ледникам, но гораздо меньше их по объему. Предгорные ледники формируются в приполярье. Типично горные в горах, они спускаются к подножьям, где растекаются веером. Сливающиеся конусы выноса этих ледников и образуют сплошной предгорный ледник.
Всякий ледник сочетает в себе качества как хрупкого, так и пластичного тела. Движение ледников подобно движению воды, только происходит неизмеримо медленнее. Так, скорость сползания горных ледников обычно составляет несколько десятков сантиметров в сутки, хотя изредка она может достигать 100 – 150 м/сут. Ледники движутся благодаря приобретению пластических свойств, возникающих при давлении вышележащих ледовых масс на нижележащие. Чем толще лед (и выше давление), тем пластичнее становятся его нижние слои. Таким образом, ледник движется за счет выдавливания нижних слоев из-под верхних. В силу этого, ледник может даже преодолевать некоторые возвышения рельефа, перетекая через них. На движение горных ледников влияет еще и уклон поверхности суши. Трение о подстилающие горные породы сильнее всего тормозит движение маломощных краев ледникового потока. Поэтому быстрее всего наступает центральная часть – своеобразная стремнина ледника. Силы трения и разная скорость движения обуславливают возникновение многочисленных горизонтальных и вертикальных трещин в теле ледника. Эти трещины направлены как поперек, так и по движению ледника. В итоге, движущийся ледник по вертикали можно разделить на два слоя. Верхний хрупкий слой, толщиной до 50 – 60 метров, разбит трещинами на глыбы (блоки), которые скользят по нижележащему льду. В нижнем слое, где благодаря давлению ледник становится пластичным, трещин гораздо меньше, и движение льда носит характер пластического течения, хотя и здесь скорости потоков также отличаются (хотя бы из-за трения подошвы ледника о подстилающие породы, или из-за разной насыщенности слоев обломками переносимых пород). В результате, нижняя часть также разбивается внутренними сколами (преимущественно наклонными или горизонтальными трещинами), по которым с разной скоростью скользят и выдавливаются пластины и чешуи льда. Таким образом может происходить перемешивание как самого льда, так и переносимого ледником материала. Трещины, возникшие на поверхности и в теле ледника, играют роль каналов стока талых вод. Очевидно, что пленка жидкой воды, благодаря трению, существует и под днищем ледника.
Процессы работы ледников, накопленные ими отложения, и созданные ледниками формы рельефа называются гляциальными.
Разрушительная работа ледников называется экзарацией. Онаосуществляется за счет воздействия на горные породы как самого льда, так и переносимых ледником обломков. Огромное значение при этом играют процессы морозного выветривания и эрозионной деятельности талых вод. Давление ледника и активное морозное выветривание в области питания ведут к дроблению пород. Обломки вмерзают в днище ледника и начинают вместе с ним перемещаться, царапая подстилающие породы. Так образуются ледниковые шрамы, указывающие направление движения ледника. Продолжающийся вынос обломков из области питания ведет к образованию кара – кресло-образного углубления на горном склоне. В результате роста или слияния каров возникают ледниковые цирки – обширные, подобные амфитеатрам впадины, окруженные крутыми склонами. Если кары или цирки опоясывают горную вершину, то она приобретает заостренную, с крутыми склонами форму, подобную обелиску. Такие горные вершины в областях оледенения называются пирамидальными. Наибольшая активность выпахивающей работы ледника наблюдается там, где дно или склоны долины стока неровные, или где резко изменяется крутизна долины. Естественно, быстрее разрушаются участки, сложенные податливыми породами. Если ледник движется по ранее созданной речной долине, то и она подвергается коренной перестройке: поперечный профиль долины, из типичного для горных рек V-образного, становится U-образным, с широким дном и крутыми, часто отвесными склонами. Такие долины называются троговыми. За счет шлифовки в области стока ледника образуются бараньи лбы – выступы твердых пород, у которых обращенный в сторону ледника склон пологий и гладкий, а противоположный склон крутой и шероховатый. Если бараньи лбы занимают большую площадь, то возникает рельеф курчавых скал. В областях развития четвертичных покровных ледников, на территориях, сложенных мощным комплексом осадочных пород, к экзарационной работе ледника добавлялась еще и активная эрозионная деятельность талых ледниковых вод. В результате, речные долины, по которым полз ледник, углублялись. Происходили также многочисленные деформации пород ледникового ложа (смятие слоев в складки, образование разрывов и сбросов и др.). Такие нарушения ледником первоначального залегания пород называют гляциодислокациями.
Транспортная работа ледников заключается в переносе обломков самого разного размера: от глинистых частиц до глыб. Благодаря трению и морозному выветриванию форма и размеры переносимых частиц постепенно изменяются. На поверхности грубых обломков часто можно наблюдать ледниковые шрамы. Совокупность обломков, переносимых или отложенных ледником называется мореной. В зависимости от расположения в теле ледника, выделяют пять типов движущейся морены. Из них на поверхности ледника могут возникнуть три типа. Боковая морена, формирующаяся в горах, представлена насыпями, вытянутыми параллельно трущимся о горные склоны краям ледникового языка. Она образуется за счет поступления обломков с надледных частей горных склонов (скатывание продуктов выветривания, осыпи, обвалы). Срединная морена также имеет вид насыпей, валов, но располагается в осевой части ледникового языка. Она возникает в горах при слиянии двух ледниковых потоков, во время которого соединяются две боковых морены. Следовательно, число валов срединной морены может сообщить о количестве слившихся воедино ледниковых потоков. Сплошная поверхностная морена полностью перекрывает поверхностьледника. Ее формирование может быть вызвано как перемешиванием материала при движении ледника по внутренним сколам, так и другими причинами. Кроме поверхностных, известны и другие типы движущихся морен. Внутренняя морена представлена внутри ледникового тела. Она накапливаетсялибо в зонепитания ледника, когда обломки, скатывающиеся в ледниковый цирк с горных склонов, засыпаются новыми порциями снега. Либо поверхностная морена по трещинам попадает внутрь ледника. Донная морена выстилает подошву ледника. Возникает путем экзарации и вмораживания обломков в лед.
Ледниковая аккумуляция происходит по мере движения, а наиболее активно – при остановке и таянии ледника. При этом на территориях, занятых ледником и прилегающих к нему, формируется целый ряд генетических типов отложений, из которых наибольший объем занимают комплексы собственно-ледниковых, водно-ледниковых и озерно-ледниковых пород. Все они на земной поверхности распространены в зонах со