Среди прочих внешних факторов, значительную геологическую работу совершают ледники. Эти гигантские массы льда способны коренным образом преобразовывать лик Земли, и следы их деятельности, особенно наследие великих оледенений четвертичного периода, до сих пор определяют рельеф и ландшафты обширных регионов планеты. Целью данной курсовой работы является сбор и систематизация сведений о ледниковом морфогенезе — процессах образования ледниковых форм рельефа. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи: изучить геологическую деятельность ледников как рельефообразующего фактора, классифицировать создаваемые ими экзарационные и аккумулятивные формы, а также рассмотреть их конкретные проявления на примерах. Понимание многообразия ледникового рельефа невозможно без изучения фундаментальных процессов, лежащих в основе его формирования. Поэтому в первую очередь необходимо рассмотреть сам механизм работы ледника.
Глава 1. Ледник как геологическая сила и механизмы его работы
Ледник представляет собой многолетнее скопление льда, которое образуется на суше в результате накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков. Процесс начинается выше снеговой линии — условной границы, где годовое количество выпадающего снега превышает его таяние и испарение. Накопленный снег со временем уплотняется под давлением вышележащих слоев, его кристаллы преобразуются, и он превращается сначала в зернистый лед (фирн), а затем в плотный глетчерный лед. Когда масса льда достигает критического значения, она приходит в движение под действием силы тяжести или собственного давления, превращаясь в геологический агент огромной мощи.
Геологическая деятельность ледника, называемая также гляциальными процессами, включает три основных вида работы:
- Разрушительная работа (экзарация): Это процесс разрушения и выпахивания горных пород, слагающих ложе ледника. Экзарация происходит двумя основными путями: через ледниковое истирание (abrasion), когда вмерзшие в лед обломки пород царапают и шлифуют поверхность, и через выпахивание или выламывание (plucking), когда лед, примерзая к трещиноватым породам, при движении откалывает и увлекает за собой крупные блоки.
- Транспортная работа: Ледник переносит на огромные расстояния весь захваченный им обломочный материал — от тонкой пыли до гигантских валунов. Этот материал, именуемый мореной, может перемещаться на поверхности льда, внутри его толщи или у самого дна.
- Аккумулятивная работа: В области таяния (абляции) ледник освобождается от переносимого материала, откладывая его и создавая новые, созидательные формы рельефа. Этот процесс приводит к формированию моренных равнин, холмов и гряд.
Эти три процесса неразрывно связаны и представляют собой единый механизм, который преобразует земную поверхность. Рассмотрев основные механизмы, логично перейти к детальному анализу результатов этой работы, начав с тех форм рельефа, которые образуются в результате разрушительной деятельности ледника.
Глава 2. Экзарационные (разрушительные) формы ледникового рельефа
Разрушительная сила движущегося льда оставляет после себя выразительные следы, формируя рельеф, который служит прямым доказательством его былого присутствия. Эти формы варьируются от микроскопических до грандиозных по своим масштабам. К микроформам относятся ледниковая штриховка и борозды — параллельные царапины и желоба на поверхности коренных пород, оставленные острыми краями камней, вмерзших в подошву ледника. Они безошибочно указывают направление движения древнего льда.
Среди более крупных экзарационных форм выделяются:
- Бараньи лбы: Это асимметричные, сглаженные скальные выступы. Их склон, обращенный навстречу движению ледника, — пологий и отполированный, в то время как противоположный, подветренный склон — крутой и неровный, так как здесь ледник не шлифовал, а выламывал куски породы. Массовые скопления таких форм создают уникальный ландшафт, известный как «курчавые скалы».
- Троговые долины (троги): Изначально V-образные речные долины, попав под действие ледника, расширяются и углубляются, приобретая характерный корытообразный (U-образный) поперечный профиль. Их дно часто неровное, с чередованием впадин и скалистых порогов — ригелей, которые ледник не смог разрушить.
- Кары (ледниковые цирки): Это чашеобразные впадины в привершинных частях гор, окруженные крутыми, почти отвесными стенками. Именно в карах зарождаются горные ледники. Когда несколько каров, разрастаясь, врезаются в горный массив с разных сторон, между ними формируются острые, зазубренные гребни и пирамидальные вершины, называемые карлингами. Классическим примером такой вершины является гора Маттерхорн в Альпах.
После разрушения ледник неизбежно переходит к следующей стадии своей работы — отложению переносимого материала. Это приводит к созданию совершенно иного типа ландшафтов — аккумулятивных.
Глава 3. Аккумулятивные (созидательные) формы ледникового рельефа
Когда ледник тает, он оставляет после себя весь переносимый им обломочный материал. Эти отложения, известные как морена, формируют аккумулятивный рельеф. Морена представляет собой хаотичную смесь валунов, гальки, песка и глины. В зависимости от положения в движущемся леднике различают боковые, срединные и донные морены. Когда ледник останавливается на длительное время, у его края образуются валы из отложенного материала — конечные морены, которые служат точными маркерами границ древних оледенений.
Помимо моренных отложений, существуют формы, созданные потоками талых ледниковых вод:
- Друмлины: Это вытянутые, асимметричные холмы овальной формы, сложенные мореной. Их пологий склон указывает на направление, откуда двигался ледник. Считается, что они формируются в результате как выпахивания, так и аккумуляции материала под движущимся ледником.
- Озы: Длинные, узкие и извилистые песчано-гравийные гряды, напоминающие железнодорожные насыпи. Они образуются в результате отложения материала потоками талых вод, которые текли в туннелях внутри или под ледником.
- Камы: Изолированные холмы или группы холмов неправильной формы, сложенные сортированными песками и гравием. Они возникают в пустотах и трещинах внутри тающего, неподвижного льда.
- Зандровые равнины (зандры): Обширные, полого наклоненные равнины, сформированные мощными потоками талых вод у внешнего края ледника. Они сложены хорошо промытыми и отсортированными песками и галькой.
Среди аккумулятивных форм выделяется особая группа, сформированная не самим льдом, а потоками талых вод. Их свойства кардинально отличаются от моренных отложений, и этот контраст важен для понимания и диагностики рельефа.
3.1. Принципиальное различие ледниковых и водно-ледниковых отложений
Для правильной реконструкции палеогеографических условий крайне важно различать отложения, оставленные непосредственно льдом, и те, что сформированы его талыми водами. Ключевое различие между ними заключается в сортировке и слоистости материала.
Ледниковые отложения, или морена, характеризуются полным отсутствием сортировки. Лед, подобно гигантскому конвейеру, переносит обломки всех размеров — от огромных валунов до мельчайшей глинистой пыли — и при таянии сбрасывает их вместе, создавая хаотичную, несортированную и неслоистую массу. Это прямой результат того, что лед как агент переноса не разделяет материал по весу или размеру.
В отличие от этого, водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения всегда хорошо сортированы и слоисты. Потоки талой воды, обладая разной энергией, избирательно переносят и откладывают материал: более сильные потоки перемещают гальку и гравий, а по мере ослабления течения откладываются сначала песок, а затем и более тонкие частицы. Именно поэтому озы и камы, созданные водными потоками, состоят из слоев промытого песка и гравия, а не из хаотичной смеси, как в морене.
Вооружившись теоретическими знаниями о процессах и формах, можно перейти к анализу реальных территорий, чтобы увидеть, как эти закономерности проявляются на практике.
Глава 4. Проявление ледникового рельефа на примере Восточно-Европейской равнины
Наследие четвертичных оледенений ярко выражено на обширных территориях Восточно-Европейской (Русской) равнины, где ледниковые и водно-ледниковые отложения во многом определяют современный облик ландшафтов. В качестве примера можно рассмотреть два характерных региона.
Восточная часть Москвы расположена на территории Мещёрской низменности — классической озёрно-ледниковой равнины. Рельеф здесь преимущественно плоский, с общим пологим уклоном на юго-восток. Эта территория характеризуется большой мощностью четвертичных отложений, в основном водно-ледникового и речного происхождения (пески, суглинки), под которыми на относительно небольшой глубине залегают коренные породы. Абсолютные высоты здесь невелики и колеблются в пределах 140–160 метров над уровнем моря. Плоский рельеф и песчаные отложения способствовали формированию сосновых лесов и, местами, заболоченных участков.
Другой яркий пример — Ленинградская область, в частности Путиловское (Волховское) плато. Это невысокая (30-60 м) плоская возвышенность, где на поверхности встречаются типичные водно-ледниковые формы: изолированные камовые холмы и озовые гряды. В отличие от Ижорской возвышенности, здесь слой ледниковых отложений имеет значительно большую мощность, что в сочетании с плоским рельефом создает благоприятные условия для сильного заболачивания территории.
Проведенный анализ показывает, что созданные ледниками и талыми водами формы рельефа до сих пор определяют облик, гидрографию и даже характер растительности на обширных территориях. Это позволяет сделать обобщающие выводы о масштабах и значении геологической деятельности ледников.
В заключение, геологическая деятельность ледников представляет собой сложный и многогранный процесс, включающий экзарацию, транспорт и аккумуляцию. Результатом этой деятельности является создание двух фундаментальных групп рельефа: разрушительных (экзарационных) и созидательных (аккумулятивных). Детальное изучение этих форм, отполированных скал, троговых долин, моренных гряд и зандровых равнин, позволяет не только понять современный ландшафт, но и с высокой точностью реконструировать границы, мощность и динамику древних оледенений. Наука, детально изучающая эти процессы, называется гляциологией. Анализ морфологии ледникового рельефа подтверждает, что ледники являются одним из самых мощных скульпторов земной поверхности, чье наследие определяет облик целых континентов.