Геологическая деятельность снега и ледников, как и других экзогенных процессов, включает эрозию, называемую экзарацией, транспортировку обломков и их отложение. Изучением строения, развития и деятельности ледников занимается гляциология.
Ледники состоят из так называемого глетчерного льда, который образуется из снега.
Для возникновения ледника необходимы низкая среднегодовая температура, большое количество осадков в виде снега, а также наличие пологих склонов и впадин, защищенных от солнца и ветра. Условия круглогодичного сохранения устойчивого снежного покрова имеются в странах с холодным климатом и в высокогорных областях различных климатических зон. Высоты, на которых образуются ледники, в разных районах земного шара неодинаковы и зависят от широты местности. Уровень, выше которого снег не успевает полностью растаять за лето, называется снеговой линией. Гипсометрическое положение снеговой линии зависит от климатических условий.
Таким образом, с уменьшением значения географической широты, при приближении к экватору, снеговая линия поднимается на высоту 5– 6 км, на
полюсах она приближается к уровню моря (рис. 47). Это и определяет неравномерность накопления снега и масштабов образования глетчерного льда. Основная его часть (99,5% ) сосредоточена в полярных областях и только 0,5 % находятся в высокогорных ледниках.
Область, где происходит накопление снега и превращение его в лед называется хионосферой.
Накапливаясь в понижениях рельефа или на вершинах гор, снег за лето не успевает растаять, масса его растет из года в год, он уплотняется и под влиянием суточных колебаний температуры превращается в зернистую массу. Такой уплотненный зернистый снег называется фирном, а область его накопления – фирновым полем. Фирн вновь покрывается снегом, под тяжестью которого продолжает уплотняться, пока со временем не превратится в глетчерный лед. На образование одного кубометра глетчерного льда расходуется почти 11 м3 снега. Важным свойством глетчерного льда является его текучесть. Скорость течения ледника зависит от его мощности и крутизны ложа, которое он покрывает. Чем больше мощность и чем круче ложе, тем значительнее скорость его течения. Обычно она составляет 3–10 м/сут, а крупные ледники движутся со скоростью до 40 м/сут.
У ледников имеется область питания, где происходит накопление снега и превращение его в фирн, а затем в глетчерный лед; область стока, по которой движется, стекает глетчерный лед, и область исчезновенияи таяния льда – область абляции. В зависимости от соотношения областей питания и стока, от размеров и формы, ледники подразделяются на три типа: горные (или альпийского типа), покровные (или материкового типа) и промежуточные.
Горными (альпийскими) называют сравнительно маломощные ледники высокогорных районов, которые расположены во впадинах, долинах рек, ущельях. Ледники такого типа развиты в Альпах, Гималаях, на Тянь-Шане, Памире, Кавказе. Область питания горных ледников имеет форму цирка и находится выше снеговой линии. Как правило, эта область окружена амфитеатром высоких гребней и пиков. Лед стекает по горным долинам с крутыми склонами и образует один или несколько ледяных потоков – языков (рис. 47).
Среди горных ледников различают несколько разновидностей: долинные – наиболее крупные, для которых характерно четкое разделение области питания, стока и области абляции; каровые – образующиеся в углублениях гор почти на уровне снеговой линии и практически не имеющие стока; висячие – ложе их ледника нарушается крутым уступом, и ледяной поток, нависающий над ним, периодически срывается вниз в виде лавины.
Хотя ледники альпийского типа играют скромную роль в общем балансе оледенений, отдельные высокогорные ледники достигают значительных размеров. Длина крупнейшего ледника Федченко на Памире равна 77 км при ширине 4 км и толщине глетчерного льда до 1 км. Площадь оледенения горных систем даже в низких широтах измеряется десятками тысяч квадратных километров. На Памире и Тянь-Шане общая площадь ледников превышает 20 тыс. км2, а в Гималаях составляет почти 60 тыс. км2.
Покровные ледники обычно образуются в полярных районах и располагаются почти на уровне моря. Как правило, они занимают огромные площади и характеризуются значительной мощностью ледникового покрова. В отличие от ледников альпийского типа, покровные ледники не обладают отчетливо обособленными областями питания и стока, форма их и направление движения не зависит от рельефа ложа. Толщина льда здесь настолько велика, что под ней скрываются все неровности рельефа. Поверхность покровных ледников обычно имеет форму выпуклого щита с поднятой центральной частью. Примером ныне существующих покровных ледников могут служить ледниковые покровы Гренландии и Антарктиды.
Ледники покровного типа – крупнейшие на планете. Так, площадь крупнейшего ледника северного полушария – Гренландского – достигает почти 2 млн км2. При максимальной мощности 3,3 км общий объем льда здесь превышает 2,6 млн км3. Крупнейшим ледником планеты является Антарктический, он занимает площадь почти 14 млн км2. В нем сосредоточено примерно 24 млн км3 льда, что составляет 80 % объема всех ледников мира. В Антарктиде расположены два ледника, разделенные горами. Ложе ледника Восточной Антарктиды с максимальной мощностью льда до 3,6 км находится на высоте около 2 км (рис. 48); ледник Западной Антарктиды залегает в основном на дне океана и на отдельных островах морей Росса и Уэдделла и образует здесь так называемые шельфовые ледники.
В Антарктиде идет интенсивное накопление льда – при уровне осадков около 150 мм/год здесь ежегодно формируется слой льда в 24 мм; это накопление немного превышает потери льда, связанные в основном с отрывом от шельфовых ледников ледяных глыб – айсбергов.
К ледникам промежуточного типа относятся ледники, которые образуются на горах с плоской (столообразной) или плосковыпуклой вершиной. Такие ледники, распространены на Скандинавском полуострове, иногда их называют ледниками скандинавского типа. Промежуточными их считают потому, что они совмещают свойства ледников первых двух типов. Они, как и материковые ледники, залегают сплошной массой на плоскогорьях. Передвигаясь от центра к периферии, промежуточные ледники используют для стока долины рек, ущелья, и в этом отношении приближаются к горным. По размерам ледники промежуточного типа обычно невелики: площадь ледников Скандинавского полуострова редко превышает несколько сот квадратных километров (общая площадь ледников Скандинавского полуострова около 5000 км2).