Геологічна робота льодовиків

Льодовиком називається скупчення кристалічного льоду, що утворилося на поверхні землі зі снігу і знаходиться в русі. Льодовики поширені в областях, в яких середня річна температура від’ємна, а снігу в холодний сезон випадає більше, ніж тане в період з додатною температурою. Танучи, сніг перетворюється на зернисту масу (фірн), а фірн в лід, що під тиском набуває кристалічної будови, підвищеної густини і текучості. Лід поступово накопичується та починає рухатись у бік понижень. Швидкість руху льодовиків на Кавказі коливається від 0,03 до 0,4 см/с, на Памірі досягає 1—5 см/с, а в Гренландії навіть 5—45 см/с.

Розрізняють льодовики: високогірні, що утворюються в горах вище за снігову лінію і язиками стікають вниз по гірських долинах; долинні льодовики і льодовики материкові, розвинені на великих площах в Гренландії (потужність крижаного покриву до 2400 м) і Антарктиді (потужність льоду місцями перевищує 4000 м). Сучасні льодовики покривають площу 16,3 млн. км2, зокрема в північних полярних країнах 2,1 млн. км2, в південних полярних країнах 14,1 млн. км2. Площа гірських льодовиків в смузі помірного і тропічного клімату всього 121 тис. км2. Льодовики є на Новій Землі (снігова лінія на висоті 600 м), в горах Середньої Азії (2080—5200 м), на Кавказі (1800—3900 м), Алтаї (2300—3500 м), Уралі, в горах Сибіру, на Камчатці, на Землі Франца-Йосипа.

У геологічному минулому, в так звані льодовикові епохи, льодовики покривали до 45,24 млн. км2 площі в Антарктиді, Європі, Азії, Північній Америці та в горах Африки і Південної Америки.

Окремі території піддавалися зледенінням неодноразово. Деякі зледеніння відбувалися в декілька стадій, коли просування льодовиків на південний схід і південь припинялося їх тимчасовим відступом — міжльодовиков’ям. У дніпровську стадію середньоруського зледеніння льоди просунулися далеко на південь: по долині Дніпра до 48° з. ш., а по долині Дону до 50° з. ш. У Західному Сибіру древні материкові заледеніння досягали тільки 60° з. ш. Гірські зледеніння в періоди розвитку материкових зледенінь також займали площі, більші, ніж сучасні.

Рухомі маси льоду виконують величезну геологічну роботу. Лід несе вмерзлі кам'яні глиби (рис. 1.8), що дряпають ложе льодового потоку, відривають шматки порід і перетирають їх, зсовує пласти порід. М'які породи лід виорює, утворюючи в них борозни і улоговини. Каміння, що вмерзало в лід згладжує і вкриває штрихами скелі, утворюючи баранячі лоби, кучеряві скелі і штриховані валуни.

Спускаючись до моря, льодовик обломлюється, при цьому утворюються гори плаваючого льоду — айсберги, що розтають протягом років. Айсберги можуть нести на собі і в собі валуни, глиби та інший відторгнений матеріал гірських порід.

У міру руху з гір нижче снігової лінії і по материку лід тане, як розтанули у відносно недавньому геологічною минулому материкові льоди льодовикових епох. Лід, що розтанув, залишає грубий неоднорідний невідсортований нешаруватий уламковий матеріал. Найчастіше це піщані червоно-бурі суглинки, валуни і глини або сірі різнозернисті глинисті піски з валунами. Валуни різної величини (від сантиметрів до декількох метрів в поперечнику) складаються з граніту, габбро, кварциту, вапняку та порід різного петрографічного складу. Це пояснюється тим, що льодовик приносить матеріал здалеку і одночасно захоплює уламки і глиби місцевих скельних порід.

Відклади льодовика називаються моренами. За особливостями перенесення льодовиком і формами відклади розрізняють: поверхневі, серединні основні (нижні, донні), бічні (берегові, краєві) і кінцеві морени (див. рис. 1.8). Морени складають покриви потужністю в десятки і навіть сотні метрів, кінцево моренні гряди заввишки до 30—40 м, витягнуті горби — друмлини висотою в декілька метрів і завдовжки до 1—2 км.

Рис. 1.8 - Льодовик в поперечному розрізі (а) і його язик (б) в плані. Морени: 1—серединні, 2—бічні; 3—внутрішні, 4—донні, 5—кінцеві

 

Друмлини складені щільною валунною глиною, що залягає на цоколі зі скельних порід. Вся місцевість, складена моренами, звичайно має горбисто-хвилястий рельєф із западинами.

При таненні льодовика від нього течуть потоки талих вод, які несуть пісок, іноді з гравієм, та тонший матеріал. Розтікаючись і слабшаючи, вони відкладають цей матеріал у вигляді водно-льодовикових, або флювіогляціальних відкладень. Так утворюються вельми характерні форми рельєфу: ози, ками, зандрові поля і покриви.

Ози — вузькі гряди, або вали, витягнуті у напрямку руху льодовика і складені шаруватими чистими різнозернистими пісками з гравієм і галькою. Довжина озів коливається від сотні метрів до десятків кілометрів, а висота — від 5 до 50м, іноді більше. Місцями ози розпадаються на ряд подовжених горбів.

Ками є безладно розкиданими горбами заввишки до 10—12 м. Вони містять шаруваті відсортовані піски, нерідко з гравієм, галькою і прошарками глин.

Зандри — полого хвилясті рівнини за зовнішнім краєм кінцевих морен, складені шаруватими пісками, гравієм і галькою. Нахил поверхні зандрових рівнин коло краю кінцевої морени 8—10°, а з віддаленням від останнього - до 3—4^о.

Льодовикові відклади є, як правило, надійними природними основами. Піски озів, камів і зандрових полів — хороший матеріал для зведення насипів. Вони застосовуються як дренуючі матеріали, а їх грубо- і середньозернисті типи — також як складові бетону.

Розсипи валунів на рівнині часто служать родовищами бутового і навіть будівельного каменю. Деякі крупні валуни використані для виготовлення п'єдесталів пам'ятників (камінь Грім — п'єдестал пам'ятнику Петру I в Санкт-Петербурзі).

Лід робить і іншу геологічну роботу. Крижини підкопують береги річок, озер і морів. На річках лід утворює затори і зажори в паводок, обумовлюючи різкі підйоми води і посилення ерозії. Проте на відміну від роботи льодовиків ці явища мають локальне, а не регіональне розповсюдження.