Геологическая деятельность ледников

Геологическая деятельность ледников

Геологическая деятельность ледников складывается из взаимосвязанных процессов разрушения горных пород подледникового ложа с образованием разнородного обломочного материала, переноса материала и его аккумуляции.

Разрушительная деятельность ледников называется экзарацией (от лат. «exaratio» — выпахивание). Экзарация заключается в механическом отрыве глыб от ледникового ложа и разрушении ложа вмерзшими в движущийся лед обломками горных пород. Вероятно, движение ледника сопровождается подлёдным морозным выветриванием коренных пород ложа. Под воздействием выделяемой из-за трения теплоты нижние слои льда частично плавятся, образовавшаяся вода может проникать в трещины пород и, вновь замерзая, разрушать последние (оказывая расклинивающее воздействие на стенки трещин).

Перенос материала ледниками. Скопления обломочного материала переносимого или отложенного ледником называют морена. Соответственно, различают движущиеся и отложенные морены. Перемещение материала осуществляется движущимися моренами, то есть моренами, перемещаемыми движущимся льдом.

К движущимся моренам относятся поверхностные, внутренние и донные. Поверхностные морены образуются за счёт обломочного материала, поступающего на поверхность ледника со скалистых склонов долины. Поверхностные морены, в свою очередь, разделяется на боковые и срединные. Боковые морены представляют собой валы, протягивающиеся вдоль боковых сторон ледникового языка, сложенные обломочным материалом, поступившим со склонов (коллювий обрушения и оползания, лавинный материал). Срединные мореныобразуются при слиянии ледников, когда их боковые морены объединяются в один вал. В сложных ледниках срединных морен несколько, и все они тянутся, повторяя изгибы ледника, не сливаясь друг с другом. Поверхностные морены типичны для горных ледников, где активно протекают физическое выветривание на обнажённых склонах и гравитационные процессы. Иногда вся поверхность ледникового языка бывает засыпана мореной (что характерно для ледников памирского типа), такие ледники называют «забронированными».

Внутренние морены образуется за счёт обломков, поступающих со снежными лавинами в фирновый бассейн и вмерзающих в лёд по мере его образования (в области питания ледника), а также, отчасти, за счёт поверхностных (при попадании обломков в трещины) и донных морен (внедрение материала из донной морены при движении ледника). В сложных ледниках пополнение внутренней морены может происходить и за счёт слияния с донными моренами ледниковых притоков (рис.). Для покровных ледников поверхностные и внутренние морены не характерны, так как над их поверхностью обычно не поднимаются не покрытые льдом возвышенности, являющиеся источником сноса обломочного материала.

Обазование внутренней морены за счёт поступления материала 
донной морены ледникового притока 
 

Донная морена представляет собой обломочный материал, оторванный от ложа в процессе экзарации, и переносимый в придонных слоях ледника. Решающую роль в процессе образования мореносодержащего льда в основании ледника имеет послойно-пластичное течение и скольжение блоков и пластин льда по поверхностям срывов, обеспечивающие затаскивание материала внутрь ледника. С донной мореной связан основной объём переносимого ледником обломочного материала.

 

 Аккумулятивная деятельность ледников отражается в формировании отложенных морен и генетически тесно связанных с ними флювиогляциальных отложений. Отложенные морены представляют собой скопления обломочного материала, оставленного ледником после его отступления или стаивания, и образуются за счёт всех видов движущихся морен. Среди отложенных морен выделяют три генетических типа: конечные (или краевые), основные и абляционные.

Конечные (краевые) морены представляют собой валообразные возвышенности, распространённые по периферии ледника, и образующиеся за счёт «сгружения» обломочного материала при таянии его краевых частей. Положение конечной морены трассирует длительное стационарное положение края ледника. При этом ледник остаётся активным, но скорость движения ледника из области питания соответствует скорости абляции (происходит «сгружение» вновь и вновь поступающих к тающему краю ледника движущихся морен). Наличие нескольких гряд конечных морен отражает «остановки» края ледника в процессе его отступления. Среди конечных морен выделяютнасыпные (обязанные своим происхождением описанному механизму «сгружения» обломочного материала) и напорные, образующиеся при напоре края движущегося ледника на уже отложенные насыпные морены и коренные породы. 
Основные морены образуются как в процессе движения ледника, так и при его остановке и стаивании. При движении ледника происходит насыщение нижних горизонтов мореносодержащего льда обломочным материалом, что приводит к снижению его пластичности и, как следствие, отслаиванию части донной морены (и образованию за счёт неё отложенной основной морены). Доказательством такой модели образования основной морены (предложенной Ю.А. Лаврушиным) является её высокая плотность, штриховка на поверхности морены и её чешуйчато-блоковое строение. Согласно другой широко известной модели, образование основной морены происходит путём отложения обломочного материала донной морены при донном таянии ледника. 
Абляционные морены возникают при стаивании остановившегося ледника (мёртвого льда) и «сгружении» рыхлого материала всех морен на поверхность основной морены. Абляционные морены представлены преимущественно рыхлыми грубообломочными и песчаными частицами, что связано с выносом более мелкозернистого материала образующимися при таянии ледника водами.

Наряду с отложенными моренами, в процессе аккумуляции формируются водно-ледниковые образования, объединяющие флювиогляциальные и ледниково-озёрные отложения.

Строение ледника и ледникового трога 
 
1 – ригель; 2 – котловина ледникового вспахивания; 3 – трещины в леднике; 4 – донная морена; 5 – боковые морены, 6 - срединная морена, образованная за счёт слияния боковых морен; 7 – конечная морена; 8 – флювиогляциальные приледниковые отложения; 9 – фирновый бассейн

 Флювиогляциальные отложения (от лат. «fluvius» - река и «glacialis» - ледяной) – группа отложений, образующихся в результате вымывания, переноса и отложения материала морен потоками талых ледниковых вод. Среди них выделяют два генетических типа: внутриледниковые и приледниковые.

Внутриледниковые флювиогляциальные отложения образуются в результате отложения материала внутри тающего ледника (в над- и внутриледниковых ледяных руслах).

Приледниковые флювиогляциальные отложения накапливаются за пределами тающего ледника в результате отложения талыми водами материала, вымытого из внутриледниковой области и краевых морен. 
Ледниково-озёрные отложения образуются на дне внутриледниковых и приледниковых озёр.

Морены и вводно-ледниковые отложения относятся кледниковому ряду континентальных отложений, часто объединяемых понятием «ледниковые отложения».

Классификация ледниковых отложений (по Е.В. Шанцеру)

Ряд	Группа и подгруппа		Генетические типы
Ледниковый  (гляциальный)	Собственно ледниковая  (ортогляционная)		Краевые морены
			Основные морены
			Абляционные морены
	Водно-ледниковая	Флювиогляциальная  (ледниково-речная)	Внутриледниковый  (интрагляциальный)
			Приледниковый  (перигляциальный)
		Ледниково-озёрная  (лимногляциальная)	Ледниково-озёрный  (лимногляциальный)

 

 

Геологическая деятельность поверхностных текучих вод

Эрозия.Текучие воды производят огромную геологическую работу по разрушению горных пород и переносу их обломков. Разрушение горных пород и почв путем смыва их частиц называетсяэрозией (лат. "эродо" - размываю). Различают поверхностную, линейную, боковую и глубинную эрозию водными потоками. Поверхностная эрозия сглаживает неровности рельефа, линейная - расчленяет его, вырабатывает ложбины, овраги и в конечном итоге долины. При боковой эрозии происходит подмыв берегов рек. Глубинная эрозия проявляется в углублении дна русла реки. Чем больше уклон русла, тем больше энергия водного потока. Наибольшая глубинная эрозия - наибольшее углубление дна русла - происходит в верхнем течении реки вследствие значительного уклона поверхности ее русла. В нижнем течении склоны пологие, и углубление русла здесь незначительное. Самая нижняя точка русла, где река впадает в море, называется "базисом эрозии". Она совпадает с уровнем моря, и ниже река не может углублять свое русло. Но с понижением уровня моря базис эрозии также понизится, и русло реки вновь углубится.

Режим рек изменяется во времени и проявляется чередованием в течение года периодов высокого (половодье, или паводк) и низкого (межень) уровня воды. Количество воды в реках о время половодий увеличивается в 5-20 раз и более. Возвышающаяся в межень непосредственно над руслом часть долины реки называется поймой. В случае появления молодых эрозионных врезов (при понижении базиса эрозии или поднятии суши) в реке на месте плоскодонных хорошо разработанных долин формируется новая пойма на более низком гипсометрическом уровне. Участки прежнего дна долины, возвышающиеся в несколько ярусов над современной поймой, называются надпойменными террасами. Нумерацию надпойменных террас обычно начинают снизу от наиболее молодой к боле е древней (I, II, III, IV и т.д.).

Текучие воды существенно преобразуют рельеф поверхности континентов. В течение миллионов лет они уничтожают самые высокие горные хребты. Реки не только разрушают коренные горные породы, но и перемещают вниз по течению - в моря продукты разрушения и все, что попадается на их пути. В целом по земному шару денудация понижает поверхность суши со средней скоростью около 0,09 мм в год, или 9 см в тысячелетие. Количество переносимого реками обломочного материала и растворенных веществ велико. Например, Волга ежегодно выносит в Каспийское море около 46,5 млн. т химически растворенных веществ и 40-50 млн. т взвешенного материала. Подсчитано, что все реки земного шара ежегодно выносят в моря и океаны примерно 20 млрд. т твердых веществ, полученных за счет разрушения суши.

Совокупность процессов сноса и удаления с возвышенностей продуктов выветривания горных пород с последующим их накоплением в понижениях рельефа называется денудацией (лат. "денудацио" - обнажение).

Осадконакопление.Переносимые текучими водами продукты разрушения горных пород осаждаются по пути продвижения водных потоков. На склонах возвышенностей скапливается делювий (лат. "делюо" - смываю). У выхода временного потока из горного ущелья на предгорную равнину поток теряет силу и несомый им обломочный материал осаждается. Так образуются конусы выносов - веерообразно накопленные грубообломочные отложения, состоящие главным образом из галечников. Более общее название таких образований - пролювий (лат. "пролюо" - промываю).

На дне пологого речного русла осаждается обломочный материал, называемый аллювием (лат. "аллювио" - нанос). В аллювии часто концентрируются различные ценные минералы, вымываемые из коренных пород. Они образуют россыпные месторождения золота, платины, алмазов, рубина, титанистого железняка, касситерита и других минералов.

При впадении рек в моря и озера происходит резкое понижение скорости речного потока. Вследствие этого принесенный реками обломочный материал осаждается в устье реки. Здесь образуется широкий песчаный треугольный конус выноса - дельта. Дельты рек занимают иногда значительные площади. Например, площадь дельты реки Волги около 19 тыс. км2, Лены – 28 тыс. км2; площадь дельты реки Хуанхэ в Китае около 500 тыс. км2. Наземная дельта переходит в подводную дельту или авандельту.

Выносимые в огромном количестве реками обломки горных пород и растворенные химические вещества являются источником образования морских осадков. Последние играют основную роль в строении осадочного слоя земной коры.

Существенно отличаются от морских и речных аллювиальных осадков ледниковые отложения. Переносимые и переотложенные ледниками продукты разрушения коренных горных пород называются мореной. Характерным типом озерно-ледниковых отложений являются ленточные глины. Они образуются следующим образом. Летом во время интенсивного таяния льда в ледниковые озера сносится более крупный песчаный материал. А зимой ослабленные потоки приносят лишь мельчайшие глинистые частицы. Таким образом, за год образуются два прослоя (пески и глины), составляющих один годичный слой. Толщи ленточных глин насчитывают более тысячи таких слоев. Если подсчитать их общее количество, то можно установить время, в течение которого накапливалась данная толща.

Геологическая деятельность ветра

Деятельность ветра проявляется в различных климатических зонах, но особенно она продуктивна в областях сухого климата, характеризующиеся следующими особенностями: 
1) низкие суточные изменения температуры, обусловливающие интенсивность физического выветривания; 
2) незначительное количество осадков, выпадающих, в основном, в виде ливней; 
3) превышение испарения (5–15 раз) количество выпадения атмосферных осадков; 
4) разреженность растительного покрова или полное его отсутствие; 
5) частые ветра большой силы; 
6) наличие материала, способного перемещаться ветром.

Перечисленные особенности свойственны пустыням и отчасти полупустыням.

Деятельность ветра проявляется также на низменных песчаных побережьях морей, озер, рек (в различных климатических зонах) при условии отсутствия и сильной разреженности растительности, и в ряде мест на вершинах гор.

Геологическая деятельность ветра состоит из процессов дефляции (выдувание и развеивание, от лат. «deflare» — сдувать), корразии (обтачивании горных пород и их обломков при помощи переносимых ветром частиц «corrasus» — обтачивать), переноса и аккумуляции (отложения).

Под ДЕФЛЯЦИЕЙ понимается процесс выдувания и развевания ветром различных частиц горных пород (лат. «deflatio» — выдувание, развеивание). Очень эффектно этот процесс действует в пустынных районах, где трещины в горных породах не заполнены рыхлым материалом, как это наблюдается во влажных местах. Интенсивность дефляции усиливается при длительных ураганных ветрах — суховеях. Периодически она проявляется в степных засушливых земледельческих районах на западе США (вспомните сказку «Волшебник Изумрудного города»), южных республиках СНГ (Казахстане, нижнем Поволжье, Предкавказье и на юге Украины).