Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
2.6. Лед и ледники
Лед – вода в твердом агрегатном состоянии, минерал. В широком смысле, лед – это твердое состояние воды, которое при стандартной температуре и давлении находится в жидком или газообразном состоянии.
Лед встречается в природе в виде собственно льда (материкового, плавающего, подземного), а также в виде снега, инея и т.д. Под действием собственного веса лед приобретает пластические свойства и текучесть. Природный лед обычно значительно чище, чем вода, так как при кристаллизации воды в первую очередь в решетку встают молекулы воды. Лед может содержать механические примеси – твердые частицы, капельки концентрированных растворов, пузырьки газа. Наличием кристалликов соли и капелек рассола объясняется солоноватость морского льда.
Зная физические свойства воды и льда, человек давно использует их в своей практической деятельности. Так, например, иногда применяется прокладка голых электрических проводов прямо по льду, так как электропроводность сухого льда и снега очень мала. Она во много раз меньше электропроводности воды. Различные примеси оказывают значительное влияние на электропроводность воды и почти не изменяют электропроводности льда. Электропроводность пресной природной воды может быть в 1000 раз меньше, чем морской. Это объясняется тем, что в воде морей и океанов растворено большее количество солей, чем в речной воде. Соленая морская вода препятствует образованию льда, поэтому лед образуется только в полярных и субполярных широтах. Замерзают некоторые неглубокие моря, расположенные в умеренном поясе. Морской лед может быть неподвижным, если связан с сушей, или плавучим, то есть дрейфующим.
Имеются данные о наличии льда на планетах Солнечной системы и в ядрах комет. Изо льда сложена поверхность одного из спутни-
ков Юпитера.
Ледники – скопления льда, которые медленно движутся по земной поверхности. Многие ледники продвигаются на некоторое расстояние в океаны или крупные озера, а затем образуют фронт отела, где происходит откол айсбергов. Выделяют четыре основных типа ледников: материковые ледниковые покровы, ледниковые шапки, долинные ледники (альпийские) и предгорные ледники (ледники подножий). Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твердых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха. Так, годовые суммы твердых осадков меняются от 30–50 мм в Центральной Антарктиде до 4500 мм на ледниках Патагонии, а средняя летняя температура от –40 °С в Центральной Антарктиде до +15 °С у концов самых длинных ледников Средней Азии, Скандинавии, Новой Зеландии, Патагонии.
На леднике выделяют в верхней части область питания (аккумуляции) и в нижней части область расхода (абляции), то есть области с положительным и отрицательным годовым балансом массы. Эти две области разделяет граница питания, на которой накопление льда равно его убыли. Избыток льда из области питания перетекает вниз в область абляции и восполняет там потери массы, связанные с таянием, испарением и механическим разрушением. В зависимости от изменяющихся во времени соотношений аккумуляции и абляции происходят колебания края ледника. В случае существенного усиления питания и превышения его над таянием, край ледника продвигается вперед – ледник наступает, при обратном соотношении ледник отступает.
Ледники служат «кладовыми» пресной воды, в которых сосредоточено почти 69 % мировых запасов резервной пресной воды. Таяние ледников формирует значительную часть речного стока в горных районах, особенно летом, когда вода нужнее всего для орошения сельскохозяйственных культур. Например, в Средней Азии, где ледники занимают всего 5 % площади, их доля в речном стоке составляет за год 20 %, а летом – 50 % [69].