движение ледников

ДВИЖЕНИЕ ЛЕДНИКОВ

Перемещения льда в ледниках в виде вязкопластического течения по ложу или внутренним слоям под действием силы тяжести. Д. л. изучается с конца XVIII в. Согласно современным представлениям, оно обусловлено комбинацией двух основных механизмов: одного — вязко пластических деформаций, зависящих от температуры и вызываемых давлением вышележащего льда и всего поля сжимающих и растягивающих напряжений, и второго—скольжения по ложу, бортам и внутренним ослабленным поверхностям. Поле скоростей Д. л. за счет деформаций может быть рассчитано при некоторых допущениях для изотермических ледников; скорости скольжения пока не поддаются теоретическому расчету и определяются эмпирически вычитанием расчетных скоростей вязкопластического течения из измеренных суммарных. Скольжение наблюдается в изотермических ледниках, имеющих температуру плавления по всей толще, и отсутствует или мало в холодных, однако для расчета движения холодных ледников необходимо совместное решение уравнений теплопередачи и движения, пока не выполненное аналитически даже для двухмерного поля. Доля скольжения льда в суммарной скорости меняется от нуля до 90 %. Часто оба механизма вносят одинаковый вклад (рис. 1).

Скольжение по ложу и разрывам сильно зависит от давления воды в леднике, в связи с чем скорости движения возрастают летом, несмотря на утончение ледника. Максимум их приходится на начало лета, когда обильная талая вода собирается в еще узких трещинах, не обеспеченных дренажем. Этим же обусловлены внутрисуточные изменения скорости движения ледников (рис. 2). У холодных ледников изменения скорости определяются ускорением деформаций с повышением температуры льда и толщины ледников.

[s]image_24.png[/s]

Рис. 1. Суммарное перемещение льда в области питания Алечского ледника (Швейцарские Альпы) с августа 1948 г. по сентябрь 1950 г.: а — суммарное движение, б — движение за счет скольжения по ложу, в — движение за счет деформации льда.

Скорость движения льда в ледниках — величина векторная, определяемая в пространстве прямоугольных геодезических координат дирекционным углом (направлением) и модулем горизонтальной и вертикальной составляющих вектора скорости. Поле скоростей имеет особые точки — максимумы и особые линии — ледоразделы, стрежни. В продольном направлении максимум близок к границе питания и стрежню ледника. Скорости движения убывают к началу, концу и бортам ледника — постепенно при вязкопластическом движении или резко при глыбовом движении. На реальных ледниках эта картина усложняется из-за сложной морфологии ложа и отклонений ледника от стационарного состояния. Вектор скорости движения ледника только в среднем параллелен ложу и поверхности. В области питания он отклоняется вниз, так что линии тока входят в ледник, а в области абляции направлен вверх от ложа и линии тока выходят к поверхности ледника, поставляя материал для абляции. В плане линии движения льда расходятся от стрежня вследствие вращения льда из-за замедления скорости к бортам. В стационарном случае линии тока совпадают с траекторией частиц, что позволяет вычислить возраст льда.

[s]image_25.png[/s]

Рис. 2. Сток р, пьезометрическое давление P под поверхностью льда и горизонтальная составляющая скорости движения Ur на леднике Горнер (Швейцарские Альпы) с 17 июля по 8 августа 1974 г.

Суммарные скорости движения льда возрастают от нескольких м/год на малых горных ледниках до 50— 200 м/год на крупных горных ледниках. В ледниковых покровах из-за нарушений устойчивости вследствие экзарации ложа возникают струи выводных ледников, скорости движения льда в которых достигают сотен м/год в малых и км/год в больших выводных ледниках, тогда как на остальных краевых частях ледниковых покровов они не превышают десятков м/год. Из-за отсутствия трения о ложе велика скорость движения льда (от сотен м/год до 2 км/год) в шельфовых ледниках, находящихся на плаву. Постоянство скорости деформации с глубиной обеспечивает здесь линейное изменение вертикальной составляющей скорости с глубиной.

В пульсирующих ледниках, периодически теряющих устойчивость в процессе автоколебаний, скорости движения льда возрастают до сотен м/сут (десятки км/год) во время подвижек, затухают после них и медленно увеличиваются до нормальных в стадию восстановления, чтобы вновь резко возрасти по всей длине ледника в стадию подвижки. Очевидно, во время подвижек ледников возникают особые механизмы движения при больших напряжениях, сопровождающиеся быстрыми деформациями влажного льда и его дроблением; возможно, что такие механизмы постоянно действуют в больших выводных, ледниках.

Лит.: [86, 225, 291]

А. Н. Кренке

Источник: Толковый словарь по гляциологии на Gufo.me