Геологическая деятельность снега и ледников (лавины, горные и материковые ледники, ледниковые отложения)

Введение

Снег и лед играют большую роль в жизни нашей планеты. Снег-хороший теплоизолятор, защищающий Землю от замерзания, является важным источником энергии ручьев и рек. В результате таяния снега весной мощные потоки талой воды смывают почву и рыхлые породы. На склонах гор образовываются глубокие выбоины и рвы, овраги. В горных районах снег скапливается на склонах и образует большие массы, которые часто превращаются в лавины и оползни.
Природа пограничной зоны земного шара, между составляющим его веществом и холодными глубинами мирового пространства-так называемой географической оболочки Земли-представляет собой очень сложную систему. Тугим узлом связаны все ее явления, зачастую на первый взгляд не имеющие ничего общего. В природе существует много различных видов льда. Ледник представляет собой массу естественного грунтового льда большей частью атмосферного происхождения, который имеет самостоятельное движение в результате деформации, непосредственно вызванной гравитацией. Ледники играют значительную роль в формировании климата Земли. Поэтому необходимо осторожно подходить ко всевозможным искусственным воздействиям на отдельные явления природы. Человек становится всемогущим. Но здесь для него особенно важно уметь оставаться разумным человеком. Прежде чем изменить какой-либо аспект естественного процесса, необходимо трезво изучить и всесторонне взвесить все возможные последствия. Таким образом, можно сказать, что изучение природы и специфики геологической активности ледников представляет сегодня большой интерес. Все это определяет актуальность темы данного реферата.
Целью реферата является изучение природы и специфики геологической деятельности ледников.
Задачами реферата являются:
- рассмотреть теоретические аспекты геологической деятельности ледников;
- изучить особенности геологической деятельности ледников.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЛЕДНИКОВ И СНЕГА

1.1 Общие сведения о ледниках
Верхний слой, подвергающийся периодическому замораживанию и оттаиванию, характеризуется значительной динамичностью и называется активным слоем. Под этим слоем на больших площадях находятся вечномерзлые породы. Зона вечной мерзлоты называется замерзшей зоной литосферы, или криолитозоной. При всех различиях в условиях естественного образования и последующих изменениях мерзлых грунтов общей чертой является способность резко снижать прочность структурных связей между частицами при определенных воздействиях: нагреве, увлажнении или вибрации. Это приводит к резкому снижению прочности и несущей способности оснований, развитию недопустимых для строительства деформаций. Причины этих процессов кроются в том, что структурные связи в мерзлом грунте обусловлены легким разрушением связей при воздействии определенных факторов. Поэтому такие грунты называют структурно неустойчивыми грунтами. Почвы всех типов заморожены, если они имеют отрицательную температуру и содержат лед в своем составе.
Мерзлые грунты из-за наличия в них цементно-ледяных связей при отрицательной температуре очень прочны и недеформируемы. Однако при повышении или понижении температуры вследствие оттаивания льда или замерзания воды их свойства могут измениться. Мерзлые почвы характеризуются характерной морозной текстурой, что обусловлено содержанием и расположением в них льда. Содержание льда в мерзлых грунтах и состояние их прочности и деформируемости существенно зависит от изменений внешних воздействий, в первую очередь от отрицательной температуры. При промерзании грунтов, особенно глинистых, лед не вся вода, а только ее часть. Дальнейшее снижение температуры сопровождается дальнейшим превращением воды в лед, но с меньшей интенсивностью. Важнейшей особенностью мерзлых грунтов является их просадочности при оттаивании-резкое уменьшение объема грунта при таянии льда, что может привести к чрезмерной деформации зданий и сооружений.
Ледники-естественные массы кристаллического льда, покрытые уплотненным снегом-фирном. Они образуются на поверхности земли в результате длительного накопления снега и отрицательных температур. Необходимым условием образования ледников является сочетание низких отрицательных температур с большим количеством твердых атмосферных осадков. Такое сочетание характерно для районов высоких широт (полярных регионов) и высоких гор.
Пластика движения льда, находясь под высоким давлением, обычно наблюдается в нижней части ледника. Это движение возможно только при значительной мощности льда, создавая нагрузку на его нижние слои, и достаточной чистоты. При движении горных ледников, где склоны ледникового ложа очень крутые, помимо пластического течения важна гравитация. Наибольшая скорость движения характерна для центральной части ледника, а по краям и в нижней его части уменьшается в результате трения о коренные породы. Из-за различного наклона и скорости поверхность ледника покрыта множеством трещин. Из-за различных напряжений поверхность ледника начинает расщепляться. В верхней части горного ледника при переходе из зоны питания в зону течения образуется длинная и широкая краевая трещина, часто доходящая до ложа.
Движение ледника сопровождается целым рядом геологических процессов: разрушения и денудации коренных пород ледникового ложа и бортов ледниковой долины с образованием различных по форме, размеру и составу мусора; перенос обломков горных пород на поверхности и внутри ледников, а также замороженные в нижней части ледника или перемещены путем перетаскивания больших и малых осколков

. Ледник производит накопление мусора, который осуществляется как во время движения ледника, и в результате его таяния (дегляциации).
Разрушительное воздействие ледников на породы подледного ложа называется экзарацией. Особенно интенсивное экзарация происходит с большой толщиной льда, создавая огромное давление на подледное ложе. В процессе движения происходит выламывание различных блоков и кусков горных пород, их дробление, измельчение. На нижней поверхности в нижней части ледника замерзают осколки с их острыми краями при движении по скалам, оставленным на поверхности различными штрихами, царапинами или бороздками. Это так называемые ледниковые шрамы общей ориентации в направлении движения ледника.
Уступы твердых скальных пород на дне ледникового ложа сглажены подвижным ледником, с своеобразными удлиненными и овально-бараньими лбами. Движущийся ледник создает гладкие, асимметричные выступы и углубления, которые называются курчавые скалы. Иногда они достигают значительных размеров, особенно в районах центров, покрывающих мощные оледенения.
При движении ледники рвут большие уступы или глыбы горных пород и переносят их на большие расстояния. По пути движения фрагменты и блоки стираются, сглаживаются и покрываются трещинами и царапинами. Такие затененные и сглаженные фрагменты горных пород называются ледниковыми валунами, или хаотичными валунами.
При своем движении ледники не только отрывают и перемещают глыбы скальных пород, но и выпахивают себе ложе.
В процессе движения и экзарации ледники оказывают воздействие на коренные породы ледникового ложа и при этом возникают определенные деформации, которые выражаются в виде разрывов, разрывов отдельных блоков, изгибов и смятия слоев в складках. Такие деформации, связанные с деятельностью ледников, называют гляциоизостазами. Типичным примером гляциоизостазии являются большие глыбы коренных пород, оторванные от своего основания и перемещаемые ледниками на различные расстояния. Это так называемые ледниковые останцы.
Во время своего движения ледники переносят различные обломки от тонких глинистых частиц до крупных глыб. Весь разнообразный и разнообразный материал, переносимый ледниками, и отложенный ими, называется мореной.
Свежий снег кажется легким, как перышко, но весит он 50-60 кг. кубометр упакованного снега уже весом 300-400 кг. Весной снежный покров насыщается водой и тот же кубометр становиться тяжелее еще почти в два раза. Когда падает лавина больших размеров, например, объемом 100 тысяч кубометров, ее вес может достигать 70 тысяч тонн. При остановке лавины снег настолько спрессовывается, что с ним, очень часто, не сразу может справиться даже мощный бульдозер. [2]
Лавина из рыхлого снега (лавина из точки)
Лавина рыхлого снега начинается с обрушения небольшого количества снега, который потерял свою хватку на склоне и захватывает все больше и больше новых частей снега, по пути движения. [2] издали кажется, что лавина начинается с одной точки и, двигаясь по склону, разворачивается веером в треугольник. Такие лавины обычно захватывают только верхние слои снега, но, тем не менее, они могут быть довольно большими и разрушительными.
Лавины из снежной доски (лавина от линии)
Спуск снежных досок происходит, когда один или несколько слоев с определенной внутренней адгезией отрываются блоками снежных слоев вдоль линейной трещины, образующейся в снегу. По телу пласта можно различить фланги и верхние и нижние границы. Толщина слоев варьируется от 15 см до нескольких метров, а ширина от нескольких метров до двух километров. Материал снежной доски также отличается: слои могут быть твердыми или мягкими, влажными или сухими. При движении вниз по склону слои делятся на блоки и блоки.
Лавина, вызванная обрушением карнизов
Карнизы образуются, когда ветром снег оседает горизонтально на острых выступов, таких как вершины гребней и стенки ущелий. Эти карнизы могут обрываться по краям. Осенью они часто вызывают большие оползни на подветренном перегруженном снегом склоне, вызывая лавину [3].
Ледопады и всплески ледников
Ледяные лавины вызваны обрушением неустойчивых ледяных блоков на ледопадах или с крутых или нависающих частей языка ледника. Такие "висячие" ледники или части ледника легко обнаружить, но ледяные лавины, как правило, непредсказуемы, потому что надвигающийся ледяной коллапс трудно предсказать.
Причины схода лавин
В то время как температура в верхних слоях снежного покрова падает до -10° и -20°, температура, близкая к 0° (приблизительно -2°), остается в прилегающих к Земле слоях снега. Таким образом, в снежном покрове толщиной даже 40-50 см наблюдается разница температур между верхними слоями снега и слоями, расположенными у поверхности Земли. В результате этого перепада температур в нижних слоях снега начинается движение водяного пара и испарение снега. [3]Постепенно меньшая толщина снега рыхляется, теряет устойчивость и превращается в толщу лавинного слоя. Лавины возникают только в том случае, если скопление снега происходит на крутых склонах (от 15° и выше), где снег не может держаться. Особенно опасны склоны с крутизной 30-35°, на которых происходит медленное накопление снега, пока его толщина не достигнет значительной мощности. Затем снежная масса скатывается вниз