Запасы снега и льда. Что такое лед, свойства льда Природные льды

Е.М. ЗИНГЕР
главный специалист
Института географии Российской академии наук,
Почетный полярник

аука о льдах - гляциология (от латинского glacies - лед и греческого logos - учение) - зародилась в конце XVIII в. в альпийских горах. Именно в Альпах люди с незапамятных времен жили около ледников. Однако только во второй половине XIX в. исследователи всерьез заинтересовались ледниками. Сейчас гляциология помимо ледников изучает твердые осадки, снежный покров, подземные, морские, озерные и речные льды, наледи, и ее стали воспринимать шире - как науку обо всех видах природного льда, существующего на поверхности Земли, в атмосфере, гидросфере и литосфере. В последние два десятилетия ученые рассматривают гляциологию как науку о природных системах, свойства и динамика которых определяются льдом.
Исторически гляциология выросла из гидрологии и геологии и до середины XX столетия считалась частью гидрологии. Ныне гляциология превратилась в самостоятельную отрасль знания, лежащую на стыке географии, гидрологии, геологии и геофизики. Вместе с мерзлотоведением (иначе - геокриологией), изучающим вечную мерзлоту, гляциология представляет собой часть науки о криосфере - криологии. Греческий корень «крио» означает холод, мороз, лед. В настоящее время в гляциологии широко используются методы физических, математических, геофизических, геологических и других наук.
Суть современной гляциологии составляют проблемы, обусловленные пониманием места и значения снега и льда в судьбах Земли. Лед - одна из самых распространенных горных пород на нашей планете. Им занято больше 1/10 площади суши земного шара. Природные льды существенно влияют на формирование климата, на колебание уровня Мирового океана, сток рек и его прогноз, на гидроэнергетику, стихийные бедствия в горах, на развитие транспорта, строительство, организацию отдыха и туризма в полярных и высокогорных районах.
На поверхности Земли ежегодно образуются или постоянно существуют снежный покров, ледники, подземные льды... Они занимают площадь от долей процента в тропиках до 100% в полярных областях, где особенно заметно влияют на климат и окружающую природу.
Наиболее чистый и сухой снег, покрывающий ледники, отражает до 90% солнечных лучей. Таким образом, более 70 млн км 2 снежной поверхности получают тепла намного меньше, чем территории, на которых снега нет. Вот почему снег сильно охлаждает Землю. Кроме того, снег обладает еще одним удивительным свойством: он интенсивно излучает тепловую энергию. Благодаря этому снег еще больше охлаждается, и покрытые им огромные пространства земного шара становятся источником глобального охлаждения.
Снег и лед образуют своеобразную земную сферу - гляциосферу. Ее отличают наличие воды в твердой фазе, замедленный массообмен (полная замена льда в ледниках происходит в результате круговорота вещества в среднем примерно за десять тысяч лет, а в Центральной Антарктиде - за сотни тысяч лет), высокая отражательная способность, особый механизм воздействия на сушу и земную кору. Гляциосфера - неотъемлемая и самостоятельная часть планетарной системы «атмосфера - океан - суша - оледенение». В отличие от суши, морей, внутренних вод и атмосферы снежно-ледовая сфера в прошлом на некоторых этапах истории Земли полностью исчезала.
Древние оледенения были вызваны похолоданием климата Земли, который на протяжении всей ее истории претерпевал неоднократные изменения. Теплые времена, способствовавшие развитию жизни, сменялись периодами сильных похолоданий, и тогда огромные ледниковые покровы занимали обширные территории планеты. На протяжении геологической истории оледенения повторялись через каждые 200-300 млн лет. Средняя температура воздуха на Земле в ледниковые эпохи была на 6-7 °С ниже, чем в теплые эпохи. 25 млн лет назад, в палеогеновом периоде, климат был более однородным. В последующий, неогеновый, период наступило общее похолодание. На протяжении последних тысячелетий большие ледниковые образования сохраняются только в полярных областях Земли. Ледниковый покров Антарктиды существует предположительно больше 20 млн лет. Около двух миллионов лет назад ледниковые покровы возникли и в Северном полушарии. Они сильно менялись в размерах, а порою и вовсе исчезали. Последнее крупное наступание ледников происходило 18-20 тысяч лет назад. Общая площадь оледенения в то время превышала современную по крайней мере в четыре раза. Среди причин, вызывающих изменения оледенения на протяжении десятков миллионов лет, академик В.М. Котляков на первое место ставит преобразование очертаний материков и распределения океанических течений, обусловленные дрейфом континентов. Современная эпоха является частью ледникового периода.

Если для человека, далекого от гляциологии, понятие «прошлогодний снег» обычно означает что-то уже не существующее, невероятное или просто пустое или смешное явление, то любой гляциолог и даже студент-географ знает, что, не будь прошлогодних снегов, не было бы и самих ледников.
Каждый год триллионы тонн снега выпадают из атмосферы на поверхность нашей планеты. Ежегодно в Северном полушарии снежный покров устанавливается на огромной площади, равной почти 80 млн км 2 , а в Южном - на вдвое меньшей.
Снег рождается в облаках, где относительная влажность воздуха достигает 100%. Чем выше температура воздуха, при которой появляются на свет бесчисленные разновидности снежинок, тем больше их размеры. Самые мелкие снежинки возникают при низких температурах воздуха. При температурах же, близких к нулю градусов, обычно наблюдаются крупные хлопья, которые образуются в результате смерзания отдельных маленьких снежинок.
Но вот атмосферные кристаллы отложились на земной поверхности и образовали на ней снежный покров. На его плотность и строение заметно влияют температура воздуха и ветер. Более высокие температуры способствуют тому, что снежные частицы слипаются между собой и создают весьма компактную массу. Сильный ветер может поднять и перенести снег в приземном слое с одного места на другое, превратив его в мельчайшие обломочки, которые уже лишены красивых ажурных лучей. Чем сильнее ветер, тем больше снега сдерет он с поверхности, тем плотнее его упакует.
Но частицы снега не могут путешествовать бесконечно: они тесно прижмутся друг к другу и застынут в виде твердого сугроба или в конце концов испарятся. В течение нескольких часов штормовой ветер создает очень плотные гребни - заструги, которые нога человека не в силах продавить.
Проходит зима. Солнце все выше поднимается над горизонтом. Его весенние лучи пытаются растопить снег, накопившийся в холодное время года. Однако снег начинает таять только тогда, когда теплый воздух сможет нагреть его до нулевой температуры. Поскольку на таяние расходуется очень большое количество тепла, воздух в многоснежных районах Земли прогревается значительно медленнее и его температура продолжает еще долго оставаться относительно низкой. В Антарктике и Арктике, а также на высоких горах умеренного пояса планеты скупого летнего таяния обычно не хватает, чтобы успеть растопить за короткий срок весь сезонный снег. С наступлением очередной зимы на перелетовавший остаток прошлогоднего снега откладывается новый слой, а еще через
год - другой. Так постепенно накапливаются и спрессовываются огромные массы многолетнего снега - фирна. Из его пластов со временем образуется лед. Достигнув некоторой толщины, он начинает крайне медленно двигаться вниз по уклону. Попав в более теплую зону, масса льда «разгружается» - тает. Такова грубая схема возникновения ледника. Толковый гляциологический словарь под словом ледник понимает массу льда, образовавшуюся преимущественно из твердых атмосферных осадков, испытывающую вязко-пластическое течение под действием силы тяжести и принявшую форму потока, системы потоков, купола или плавучей плиты. Различают ледники горные и покровные.
Ледник существует в условиях, когда выше снеговой линии накапливается твердых атмосферных осадков больше, чем их растает, испарится или израсходуется каким-либо другим способом. На ледниках выделяют две области: область питания (или аккумуляции) и область расхода (или абляции). Абляция, помимо таяния, включает также испарение, сдувание ветром, обвал льда и откалывание айсбергов. Ледники движутся из области питания в область расхода. Высота снеговой линии может колебаться в очень широких пределах - от уровня моря (в Антарктике и Арктике) до высоты 6000-6500 метров (в Тибетском нагорье) . Вместе с тем на самом севере Уральского хребта и в некоторых других районах земного шара встречаются ледники, которые расположены ниже климатической снеговой линии .
Размеры ледников могут быть самые различные - от долей квадратного километра (как, например, на севере Урала) до миллионов квадратных километров (в Антарктиде). Благодаря движению ледники осуществляют заметную геологическую деятельность: они разрушают подстилающие горные породы, переносят и откладывают их. Все это вызывает значительные изменения рельефа и высоты поверхности. Ледники изменяют местный климат в сторону, благоприятствующую их развитию. Лед «живет» внутри ледников необычайно долго. Одна и та же его частичка может существовать сотни и тысячи лет. В конце концов она растает или испарится.
Ледники представляют собой один из важнейших компонентов географической оболочки Земли. Они покрывают около 11% площади земного шара (16,1 млн км 2). Объем льда, заключенный в ледниках, примерно равен 30 млн км 3 . Если бы удалось разложить его ровным слоем по поверхности земного шара, то толщина льда оказалась бы равной приблизительно 60 м. B таком случае средняя температура воздуха на поверхности Земли стала бы намного ниже, чем сейчас, и жизнь на планете прекратилась бы. К счастью, подобная перспектива сегодня нам не угрожает. Если все же представить себе совершенно невероятное в наши дни мгновенное глобальное потепление, которое повлекло бы за собой одновременное быстрое таяние всех ледников Земли, то тогда уровень Мирового океана поднялся бы ориентировочно на 60 м.
В результате этого густонаселенные прибрежные равнины и крупнейшие морские порты и города оказались бы под водой на площади 15 млн км 2 . На протяжении прошлых геологических эпох колебания уровня моря были значительно бо’льшими, ледниковые покровы возникали, а затем стаивали. Наиболее крупные колебания ледников приводили к чередованию ледниковых и безледниковых периодов. Средняя толщина современных ледников составляет около 1700 м, а максимальная из измеренных превышает 4000 м (в Антарктиде). Именно за счет этого ледяного континента, а также Гренландии средняя толщина современных ледников столь высока.
В наше время ледники распространены очень неравномерно благодаря различным климатическим условиям и рельефу земной поверхности. Около 97% общей площади ледников и 99% их объема сосредоточены в двух колоссальных покровах Антарктиды и Гренландии. Не будь этих природных холодильников, климат 3емли был бы значительно более равномерным и более теплым от экватора до полюсов. Не было бы и такого разнообразия природных условий, какое имеется сейчас. Существование обширных шапок льда в Антарктике и Арктике усиливает температурный контраст между высокими и низкими широтами Земли, благодаря чему происходит более энергичная циркуляция атмосферы всей планеты. Антарктида и Гренландия играют в наше время одну из главных ролей в формировании климата всего земного шара. Поэтому оба крупнейших района современного оледенения иногда образно называют главными дирижерами климата Земли.
Ледники - чуткие индикаторы изменения климата. По их колебаниям ученые судят о его эволюции. Ледники производят гигантскую геологическую работу. Например, в результате грандиозной нагрузки крупных ледниковых покровов земная кора прогибается на глубину сотен метров, а при снятии этой нагрузки поднимается. Повсеместное сокращение ледников за последние 100-150 лет согласуется с глобальным потеплением (около 0,6 °С за этот же период). Прежние размеры ледников можно реконструировать по положению их морен - валов из обломков горных пород, отложенных во время наступаний ледников. Определив время формирования морен, можно установить время прошлых подвижек ледников.
Ледники - важнейшие водные ресурсы планеты. Лед - мономинеральная горная порода, которая представляет собой особую, твердую, фазу воды.
В богатейших ледяных кладовых планеты бережно хранится самая чистая на свете вода. Ее количество равно стоку всех рек мира за последние 650-700 лет. Масса ледников в 20 тысяч раз больше массы речных вод.
Человечество пока еще недостаточно хорошо знает о хранилищах твердой воды. С целью их изучения в Институте географии АН СССР в 60-70-х годах под руководством проф. В.М. Котлякова была проделана огромная работа по созданию многотомной серии уникального гляциологического произведения - «Каталога ледников СССР». В нем даны систематизированные сведения о всех ледниках СССР с указанием основных характеристик их размеров, формы, положения и режима, а также состояния изученности.
Помимо существенного влияния на климат ледники воздействуют на жизнь и хозяйственную деятельность людей, живущих по соседству с ними. Человек вынужден считаться с необузданным характером ледников. Временами они пробуждаются и представляют грозную опасность. Грандиозные скопления снега и льда в горах нередко порождают такие стихийные явления природы, как грязекаменные потоки - сели, лавины, резкие подвижки и обвалы концевых участков ледников, подпруды рек и озер, наводнения и паводки.
У всех на слуху недавняя катастрофическая подвижка ледника Колка в Северной Осетии .
Пульсирующие ледники есть во многих районах Земли. Большое количество их выявлено в Северной и Южной Америке, Исландии, Альпах, Гималаях, Каракоруме, Новой Зеландии, на Шпицбергене, Памире, Тянь-Шане. На территории России они встречены в горах Кавказа, Алтая, Камчатки. Значительное число пульсирующих ледников заканчивает движение в прибрежных водах Арктики и Антарктики. Колебания полярных ледников служат надежным природным индикатором глобальных изменений климата. Бороться с ледяными «пульсарами» невозможно. Гораздо важнее научиться правильно предсказывать их подвижку.
В различных районах земного шара созданы многочисленные обсерватории и научные станции, где в труднейших природных и климатических условиях исследователи ведут наблюдения на ледниках, изучают их особенности и повадки. Соседство с ледниками таит в себе одновременно и пользу, и опасность. С одной стороны, они снабжают человека и его хозяйство питьевой и технической водой, а с другой - создают дополнительные хлопоты и просто угрозу, так как могут быть источниками катастроф. Поэтому сегодня гляциологические исследования имеют непосредственное народнохозяйственное значение, и уже сейчас требуются квалифицированные советы ученых-гляциологов при решении важных проблем, связанных с развитием в горах и полярных районах гидроэнергетики и горнодобывающей промышленности, со строительством. Таким образом, помимо чисто научного, гляциология приобрела в последнее время и большое практическое значение, которое будет усиливаться в дальнейшем. Роль гляциологии постоянно растет, поскольку в общественное производство вовлекаются все новые районы с длительно существующим снежно-ледовым покровом и суровым климатом. В России - это северное побережье страны, омываемое на огромном расстоянии Северным Ледовитым океаном, бескрайние просторы Сибири, высокогорья Кавказа, Алтая, Саян, Якутии, Дальнего Востока.
Планомерное изучение ледников началось относительно недавно. Особенно интенсивно оно стало развиваться в конце 50-х годов. День 1 июля 1957 г. вошел в мировую историю как начало грандиозного научного мероприятия - Международного геофизического года (сокращенно МГГ). Тысячи ученых из 67 стран Старого и Нового Света объединили тогда свои усилия, чтобы выполнить по единой программе комплексные исследования глобальных геофизических процессов в период максимальной солнечной активности. Впервые одним из главных разделов изучения Земли сделалась гляциология. Свыше 100 ледниковых станций работали во время МГГ от Северного до Южного полюса. Благодаря этому наши знания о современном оледенении земного шара заметно расширились. После окончания работ МГГ гляциологическая наука получила всеобщее признание среди других наук о планете.
Наступило время, когда гляциологи разных стран приступили к комплексным исследованиям на грандиозных ледниковых покровах Антарктиды и Гренландии, на полярных архипелагах и островах, в высокогорных районах Земли. Оледенение Антарктики и Арктики, в отличие от оледенения умеренных широт, напрямую взаимодействует с океаном. Сток льда в океан остается самым неизученным процессом и одним из самых главных с точки зрения гляциологии глобальных и региональных изменений климата и природной среды в Арктике.
Сегодня гляциология накопила огромный фактический материал о природных льдах Земли. В течение многих лет под руководством академика В.М. Котлякова в Институте географии АН СССР (ныне РАН) велась кропотливая работа по созданию уникального Атласа снежно-ледовых ресурсов мира; в 1997 г. он вышел из печати, а в 2002 г. был отмечен Государственной премией Российской Федерации. В этом уникальном собрании многочисленных карт отражено состояние снежно-ледниковых объектов и явлений на период 60-70-х годов XX в. Все они необходимы для сравнения с последующими их изменениями под влиянием как естественных, так и антропогенных факторов. Атлас позволяет качественно, а в ряде случаев и количественно оценить значение снежно-ледовых явлений на всех уровнях - от речного бассейна до системы «атмосфера - океан - суша - оледенение», подсчитать запасы снега и льда как важную часть водных ресурсов. Современные научные знания о формировании, распределении и режиме снега и льда на Земле, представленные в Атласе, открывают обширные перспективы развития гляциологических и смежных отраслей науки о нашей планете и способствуют дальнейшему освоению многих территорий земного шара. Накопленные за последние десятилетия обширные гляциологические материалы позволяют гляциологам ближе подойти к решению целого ряда актуальных теоретических вопросов ледниковедения.

Спонсор публикации статьи: клиника репродуктивного здоровья ЭКО «ВитроКлиник». Воспользовавшись услугами клиники, Вы получите помощь высококвалифицированных специалистов, которые в краткие сроки выявят причины бесплодия, помогут эффективно его преодолеть и родить здорового ребенка. Узнать больше о предоставляемых услугах и записаться на прием к врачу, можно на официальном сайте клиники репродуктивного здоровья ЭКО «ВитроКлиник», который располагается по адресу http://www.vitroclinic.ru/

В обиходе глагол “перелетовать” употребляется гораздо реже, чем “перезимовать”. Гляциологи же пользуются им очень широко. Пятна снега на склонах, просуществовавшие до образования снежного покрова, называются перелетками (не перелётками!). - Здесь и далее прим. ред.
См.: К.С. Лазаревич. Снеговая линия//География, № 18/2000, с. 3.
Подробнее см.: Е.М. Зингер. Миниатюрные ледники Урала//Там же, с. 4.
См.: Н.И. Осокин. Ледниковая катастрофа в Северной Осетии//География, № 43/2002,
с. 3-7.

Объектами исследования гляциологии являются снежный покров, ледники, льды, покрывающие реки, озера и моря, подземные льды и . Гляциология изучает режим и динамику их развития, взаимодействие с окружающей средой, их роль в эволюции Земли.

Снег и лед образуют гляциосферу Земли, которая в значительной мере влияет на широтную зональность природных процессов и на глобальную циркуляцию . Гляциосфера, весьма изменчивая и в прошлом, на некоторых этапах земной истории, исчезала совсем. Ее существование зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Нижняя граница морозного уровня атмосферы ( , в котором вода существует в твердой фазе) в Арктике находится близко к уровню моря, а на юге России, на Кавказе, на высоте 2400–3800 м. Обширные массивы льда у полюсов вызывают большие климатические контрасты и активизируют циркуляцию атмосферы.

В северных и высокогорных районах в результате аккумуляции и преобразования твердых при их положительном многолетнем балансе образуются ледники. Под действием силы тяжести масса льда испытывает вязко-пластические деформации и принимает форму потока. Области питания (аккумуляции) и расхода (абляции) разделяются границей питания ледника. Многолетние снега и льды существуют в довольно узком диапазоне условий, определяемых климатом и рельефом. Несмотря на разнообразие климата, в каждой горной стране умеренного пояса область оледенения занимает строго определенную климатическую зону, где средняя годовая температура равна 2–5°С.

Различают две главные группы ледников: горные, форма и движение которых определяются в основном рельефом и уклоном ложа, и покровные, в которых лед настолько толстый, что перекрывает все неровности подледного рельефа. Ледниковые покровы - сложные образования, состоящие из ледниковых щитов, куполов, ледяных потоков, выводных и шельфовых ледников. Ледниковые покровы распространены на островах - Новой Земле, . Большая часть территории Евразии лежит на пути циклонов, поступающих из северной части . Лишь ледники и острова получают снежное питание с тихоокеанскими циклонами.

Самый распространенный тип горных ледников - долинные ледники. Они подразделяются на простые долинные и сложно-долинные (или дендритовые), состоящие из нескольких ледниковых потоков. В горах Севера России и Сибири распространены также каровые, карово-долинные и висячие ледники. К ледниковым районам в Европейской части России относятся , Полярный Урал и северная часть Большого Кавказа. В Сибири - это Горный Алтай, хребет Орулган, хребет Сунтар-Хаята, Корякское нагорье. Есть ледники на Таймыре и , а на они соседству ют с вулканами. Большинство ледниковых районов России относится к субполярному (субарктическому) климатическому поясу, а на Кавказе и Алтае - к умеренному.

Общие запасы льдов на Земле в наши дни достигают 25,8 млн км3 (в водном эквиваленте), что составляет две трети пресных вод на нашей планете. Примерно 0,01% этого количества каждый год обновляется: 3,5 тыс. км3 составляет ежегодная аккумуляция-абляция, включая откол айсбергов, 20 тыс. км3 - сезонные запасы снега, менее 0,5 тыс. км3 - наледи. Приблизительно 0,5 млн км3 приходится на подземные льды многолетнемерзлых пород. Общие запасы льдов в России составляют более 15 000 км3, из них на материке - только 183 км3.

Ледники распространены почти во всех горных районах страны, они есть во всех климатических поясах: арктическом, субарктическом, умеренном. Самое крупное горное оледенение находится на (992 км2), следующие по размерам современного оледенения Горный Алтай (910 км2) и полуостров Камчатка (874 км2). Самые незначительными по площади ледники Урала и . Площадь оледенения на Полярном Урале составляет 28 км2, а в Хибинах, на Кольском полуострове, имеется всего четыре маленьких ледника общей площадью 0,1 км2.

Исследование природных льдов необходимо для решения проблем, связанных с изменением климата и стока рек, с гидроэнергетикой, изучением колебаний уровня Мирового океана, орошением засушливых земель, борьбой со стихийными бедствиями в горах, с развитием транспорта и строительством различных сооружений в полярных и высокогорных районах.

По мере роста потребности человечества в пресной воде все более видное место занимают ресурсы. В это понятие входит не только сам снег и лед, их вековые запасы, но и воды от их таяния.

В России, в силу ее географического положения, основная составляющая ежегодных нивально-гляциальных ресурсов - это запасы снега. Каждый год на много месяцев снежный покров укутывает просторы России. Максимальная толщина его изменяется от 25 см на юге Восточно-Европейской равнины до 1 м и более на Камчатке, Кольском полуострове и севере Средней Сибири. В центральных областях толщина снега достигает полуметра. Устойчивый снежный покров, т. е. лежащий в течение зимы не менее двух месяцев, занимает всю территорию России, кроме низовий рек Волга и Дон и предгорий Северного Кавказа.

Одна из основ сельского хозяйства России, он нужен не только как накопитель влаги, но и как надежная шуба, укрывающая поля от суровой зимы. Он представляет собой важнейший элемент, фактор и индикатор изменений климата, поскольку он зависит одновременно от осадков и температуры воздуха и, следовательно, от общего характера . Снежный покров влияет на энергетический и водный баланс земной поверхности, на растительность и животный мир российских просторов.

Снежный покров формирует специфическое звено мирового влагооборота - обмен водой между океанами происходит через снежную толщу, в которой влага задерживается на несколько месяцев. Вся Евразия получает 75% снега из атлантической влаги, 20% из тихоокеанской и 5% из влаги . Соотношение обратного поступления талых вод совершенно иное. Значительная часть влаги уходит в и лишь немного возвращается в Атлантический.
Запасы снега на территории Российской Федерации в середине и в конце ХХ столетия составляли 2,3 тыс. км3, а на территории всей Евразии - 4,4 тыс. км3. Таким образом, запасы снега России составляют более половины запасов снега Евразийского континента.

Колебания ежегодных запасов снега в целом относительно невелики и за время изучения непосредственно не были связаны с годовой . Глобальная площадь снежного покрова в период потепления сокращалась, но запасы снега в Евразии не уменьшались вследствие усиления зимних осадков. Максимум запасов снега пришелся на начало 80-х годов прошлого столетия. Сравнение среднемноголетних данных, относящихся к середине века, когда наблюдался период относительного похолодания, и к концу века, когда начался период потепления климата, продолжающийся и в настоящее время, показало, что несмотря на климатические изменения последних лет, запасы снега для большей части территории Северной Евразии от года к году остаются относительно стабильными, но они интенсивно перераспределяются по площади: увеличиваются объемы на севере и уменьшаются на юге в годы с относительно теплыми зимами и весьма значительно увеличиваются на юге в годы с холодными зимами.

В условиях современного не угрожает резкое уменьшение запасов снега по всей территории с соответствующими последствиями для режима мерзлоты и накопления влаги в почве. Но в отдельных регионах возможны катастрофические явления. Чрезмерное накопление и быстрое таяние снега отражается на динамике ледников, как показали события 2002 г. в ущелье реки Геналдон на Кавказе.

Природа - самый величайший и искусный из творцов, во всех своих творениях открывающий нам невиданную красоту и величие. Для нас ее шедевры поистине являются настоящим чудом и у природы достаточно средств для творчества, будь то камень, вода или лед.

Синяя река расположена на леднике Петерманна (в северо-западной части Гренландии, к востоку от пролива Нэрса), который является самым крупным на всем северном полушарии. Она была обнаружена тремя учеными, которые проводили исследования по вопросам глобального изменения климата.

После её обнаружения, она стала привлекать своим великолепием большое количество туристов, особенно байдарочников и каякеров, которые сплавляются по ней. Необычную реку с кристально чистой водой считают символом угасающего мира и глобального потепления, так как из-за стремительного таяния ледников она каждый год становится все больше и больше.

Шпицберген, что означает «холодное побережье», является архипелагом в Арктике, составляющим самую северную часть Норвегии и Европы. Это место расположено приблизительно в 650 километрах к северу от континентальной Европы, на полпути между материком Норвегия и Северным полюсом. Несмотря на близость к Северному полюсу, Шпицберген сравнительно теплый благодаря нагревающему эффекту Гольфстрима, который делает его пригодным для жилья.

Фактически, Шпицберген - самая северная постоянно населенная область на планете. Острова Шпицбергена покрывают общую площадь 62,050 квадратных километра, почти 60% которого покрыты ледниками, выходящими прямо в море. Гигантский ледник Бросвеллбрин, расположенный на Нордаустландет - втором по величине острове в архипелаге, растягивается на целых 200 километров. Двадцатиметровые края этого огромного ледника пересечены множеством водопадов, заметить которые можно только в более теплые сезоны года.

Эта пещера в леднике - результат таяния льда, когда дождь и талая вода на поверхности ледника направлены в потоки, проникающие в ледник через щели. Поток воды постепенно пробивает отверстие, проделывая путь к более низким участкам и формируя длинные кристальные пещеры. Мелкие отложения в воде придают потоку грязный цвет, в то время как вершина пещеры кажется темно-синей.

Из-за быстрого движения ледника по неровному ландшафту, приблизительно 1 метр в день, ледяная пещера превращается в своем конце в глубокую вертикальную щель. Это позволяет дневному свету входить в пещеру с обоих концов.

Ледяные пещеры находятся в нестабильных зонах и могут разрушиться в любое время. В них безопасно входить только зимой, когда низкие температуры укрепляют лед. Несмотря на это, можно услышать постоянные звуки скрежета льда в пещере. Это происходит не потому, что все собирается разрушиться, а потому что пещера перемещается наряду с самим ледником. Каждый раз, когда ледник переместился на миллиметр, можно услышать чрезвычайно громкие звуки.

Ледник Бриксдалсбрин или Бриксдайл - один из самых доступных и самых известных рукавов ледника Йостедальсбрин в Норвегии. Он живописно расположен среди водопадов и высоких пиков одноименного Национального парка. Его протяженность около 65 километров, ширина достигает 6-7 километров, а толщина льда в определенных участках — 400 метров.

Язык ледника, который насчитывает 18 оттенков голубого цвета, спускается в долину Бриксдайл с высоты 1 200 метров. Ледник постоянно пребывает в движении и заканчивается в небольшом ледниковом озере, которое находится в 346 метрах над уровнем моря. Ярко-голубой цвет льда обусловлен особой кристаллической структурой и возрастом более 10 тысяч лет. Талая ледниковая вода мутная, как кисель. Это связано с наличием в ней известняка.

Каньон Берсдей, вырезанный талой водой, составляет 45 метров в глубину. Эта фотография была сделана в 2008 году. Линии на стенах вдоль края Ледяного Каньона Гренландии показывают стратиграфические слои льда и снега, сформировавшиеся за эти годы. Черный слой в основании канала представляет из себя криоконит - порошкообразную раздутую пыль, которая депонирована и откладывается на снегу, ледниках или ледниковых покровах.

Арктический ледник Слоновья Нога

Ледник Слоновья Нога расположен на полуострове Земли Кронпринца Кристиана и не связан с главным ледовым щитом Гренландии. Многотонный лед пробил гору и разлился в море в почти симметричной форме. Нетрудно понять, откуда у этого ледника появилось такое название. Этот уникальный ледник четко выделяется среди окружающего ландшафта и хорошо виден сверху.

Эта уникальная замороженная волна расположена в Антарктиде. Она была обнаружена американским ученым Тони Трэвоуиллоном в 2007 году. Эти фотографии на самом деле не показывают гигантскую волну, так или иначе замороженную в процессе. Формирование содержит синий лед, и это — убедительное свидетельство того, что оно не было создано мгновенно из волны.

Синий лед создается путем сжатия пойманных в ловушку воздушных пузырей. Лед выглядит синим, потому что, когда свет проходит через слои, синий свет отражается назад, а красный свет поглощается. Таким образом, темно-синий цвет предполагает, что лед формировался медленно в течение долгого времени, а не мгновенно. Последующее таяние и перезамораживание за многие сезоны дали формированию гладкую, подобную волне поверхность.

Цветные айсберги формируются, когда большие куски льда отрываются от шельфового ледника и попадают в море. Подхваченные волнами и унесенные ветром, айсберги могут быть окрашены удивительными цветными полосами различных форм и структур.

Цвет айсберга напрямую зависит от его возраста. Недавно отколовшийся ледяной массив содержит большое количество воздуха в верхних слоях, поэтому имеет матово-белый цвет. Благодаря замещению воздуха каплями, воды айсберг меняет свой цвет на белый с голубым оттенком. Когда вода богата морскими водорослями, полоса может быть окрашена в зеленый или другой оттенок. Также не стоит удивляться айсбергу нежно-розового цвета.

Полосатые айсберги с многократными цветными полосами, включая желтый и коричневый цвет, довольно часто встречаются в холодных водах Антарктиды. Чаще всего айсберги имеют синие и зеленые полосы, но могут быть и коричневые.

Сотни ледяных башен можно увидеть на вершине вулкана Эребус, высота которого 3 800 метров. Постоянно действующий вулкан, возможно, единственное место в Антарктиде, где огонь и лед встречаются, смешиваются и создают что-то уникальное. Башни могут достигать 20 метров высотой и выглядеть почти живыми, выпуская струи пара в южное полярное небо. Часть вулканического пара замораживается, откладываясь на внутреннюю часть башен, расширяясь и расширяя их.

Фэнг - водопад, расположенный возле города Вэйл в Колорадо. Огромный ледяной столб формируется из этого водопада только при исключительно холодных зимах, когда мороз создает ледяную колонну, вырастающую до 50 метров в высоту. Замерзший водопад Фэнг имеет основу, достигающую 8 метров в ширину.

Пенитентес - удивительные ледяные шипы, сформированные естественным образом на равнинах в Андах на высоте свыше 4 000 метров над уровнем моря. Они имеют форму тонких лезвий, ориентированных по солнцу, и достигают высоты от нескольких сантиметров до 5 метров, производя впечатление ледяного леса. Они медленно формируются, когда лед плавится под утренними солнечными лучами.

Люди, живущие в Андах, приписывают это явление сильному ветру, который, на самом деле, является лишь частью процесса. Исследования этого природного явления ведутся несколькими группами учёных как в естественных, так и в лабораторных условиях, однако окончательный механизм зарождения кристаллов пенитентес и их роста пока не установлен. Опыты показывают, что значительную роль в нём играют процессы циклического подтаивания и замерзания воды в условиях низких температур, а также определённых значений солнечной радиации.

Использованы материалы сайта:

Сегодня мы будем говорить про свойства снега и льда. Стоит уточнить, что лед образуются не только из воды. Кроме водяного льда бывает аммиачный и метановый. Не так давно ученые изобрели сухой лед. Свойства его уникальны, их рассмотрим чуть позже. Он образуется при замораживании углекислоты. Свое название сухой лёд получил благодаря тому, что при таянии он не оставляет луж. Находящийся в его составе углекислый газ тут же испаряется в воздух из замороженного состояния.

Определение льда

Прежде всего, подробнее рассмотрим лед, который получают из воды. Внутри него правильная кристаллическая решетка. Лед - это распространенный природный минерал, получаемый во время замерзания воды. Одна молекула этой жидкости связывается с четырьмя ближайшими. Ученые заметили, что такое внутреннее строение присуще различным драгоценным камням и даже минералам. Например, такое строение имеет алмаз, турмалин, кварц, корунд, берилл и другие. Молекулы удерживаются на расстоянии кристаллической решеткой. Эти свойства воды и льда говорят о том, что плотность такого льда будет меньше плотности воды, благодаря которой он образовался. Поэтому лед плавает на поверхности воды и не тонет в ней.

Миллионы квадратных километров льда

А вы знаете, сколько льда на нашей планете? Согласно последним исследованиям ученых, на планете Земля имеется примерно 30 миллионов квадратных километров замороженной воды. Как вы уже догадались, основная масса этого природного минерала находится на полярных шапках. В некоторых местах толщина ледяного покрова достигает 4 км.

Как получить лед

Сделать лед совсем несложно. Этот процесс не составит большого труда, как и не требует особых навыков. Для этого необходима низкая температура воды. Это единственное неизменное условие процесса образования льда. Вода замерзнет тогда, когда ваш термометр покажет температуру ниже 0 градусов по Цельсию. В воде начинается процесс кристаллизации благодаря низким температурам. Молекулы ее строятся в интересную упорядоченную структуру. Этот процесс называют образованием кристаллической решетки. Он одинаков и в океане, и в луже, и даже в морозильной камере.

Исследования процесса замерзания

Проводя исследование на тему замерзания воды, ученые пришли к выводу, что кристаллическая решетка выстраивается в верхних слоях воды. На поверхности начинают образовываться микроскопические ледяные палочки. Чуть позже между собой они смерзаются. Благодаря этому образуется тончайшая пленка на поверхности воды. Крупные водоемы замерзают намного дольше по сравнению с неподвижной водой. Это связано с тем, что ветер колышет и колеблет поверхность озера, пруда или реки.

Ледяные блины

Ученые провели ещё одно наблюдение. Если при низкой температуре продолжается волнение, то тончайшие пленки собираются в блины диаметром около 30 см. Далее они смерзаются в один слой, толщина которого не меньше 10 см. На ледяные блины сверху и снизу намерзает новый слой льда. Так образуется толстый и прочный ледяной покров. Его прочность зависит от видов: самый прозрачный лед будет в несколько раз прочнее белого льда. Экологи заметили, что 5-сантиметровый лёд выдерживает вес взрослого человека. Слой в 10 см способен выдержать легковую машину, но следует помнить, что выходить на лед в осеннее и весеннее время очень опасно.

Свойства снега и льда

Физики и химики долгое время изучали свойства льда и воды. Самое известное, а также важное свойство льда для человека - это его способность легко таять уже при нулевой температуре. Но для науки важны и другие физические свойства льда:

лед обладает прозрачностью, поэтому он хорошо пропускает солнечный свет;
бесцветность - лед не имеет цвета, но его с легкостью можно покрасить при помощи цветных добавок;
твердость - ледяные массы прекрасно сохраняют форму без каких-либо наружных оболочек;
текучесть - это частное свойство льда, присущее минералу только в некоторых случаях;
хрупкость - кусок льда можно с легкостью расколоть, не прикладывая больших усилий;
спайность - лед с легкостью раскалывается в тех местах, где он сросся по кристаллографической линии.

Лед: свойства вытеснения и чистоты

По своему составу у льда высокая степень чистоты, так как кристаллическая решетка не оставляет свободного места различным посторонним молекулам. Когда вода замерзает, то она вытесняет различные примеси, которые в ней когда-то растворились. Таким же образом можно получить очищенную воду в домашних условиях.

Но некоторые вещества способны затормаживать процесс замерзания воды. Например, соль в морской воде. Лёд в море образуется только при очень низких температурах. Удивительно, но процесс замерзания воды каждый год способен поддерживать самоочищение от разных примесей в течение многих миллионов лет подряд.

Секреты сухого льда

Особенности этого льда в том, что в своём составе он имеет углерод. Такой лед образуется только при температуре -78 градусов, но тает он уже при -50 градусах. Сухой лед, свойства которого позволяют пропустить стадию жидкостей, при нагревании сразу образуется пар. Сухой лед, как и его собрат - водяной, не имеет запаха.

А вы знаете, где применяют сухой лед? Благодаря его свойствам, этот минерал используют при транспортировке продуктов питания и медикаментов на дальние расстояния. А гранулы этого льда способны потушить воспламенение бензина. Ещё, когда сухой лед тает, он образует густой туман, поэтому его применяют на съемочных площадках для создания спецэффектов. Помимо всего перечисленного, сухой лед можно брать с собой в поход и в лес. Ведь когда он тает, то отпугивает комаров, различных вредителей и грызунов.

Что касается свойств снега, то эту удивительную красоту мы можем наблюдать каждую зиму. Ведь каждая снежинка имеет форму шестигранника - это неизменно. Но помимо шестиугольной формы, снежинки могут выглядеть по-разному. На формирование каждой из них влияет влажность воздуха, атмосферное давление и другие природные факторы.

Свойства воды, снега, льда удивительны. Важно знать ещё несколько свойств воды. Например, она способна принимать форму сосуда, в который ее наливают. При замерзании вода расширяется, а также у нее есть память. Она способна запоминать окружающую энергетику, а при замерзании она «сбрасывает» информацию, которую в себя впитала.

Мы рассмотрели природный минерал - лед: свойства и его качества. Продолжайте изучать науку, это очень важно и полезно!