Ледни́к – масса фирна и льда, образовавшаяся путём длительного накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков и обладающая собственным движением. Множество ледников, объединённых общими связями с окружающей средой и внутренними взаимосвязями и свойствами, образуют оледенение, или ледниковую систему[*].

Ледники Земли играют важную роль в природных процессах. Являясь аккумуляторами больших объёмов вод, ледники участвуют в круговороте воды в природе и оказывают существенное влияние на многие процессы на земном шаре (тепловой и водный баланс планеты, температуру и солёность вод океана, сток горных рек и т.д.).

Термин «ледник» происходит от слова «лёд» (от старо-слав. «лєдъ»).

   

Происхождение ледников

В холодный период года на обширных территориях суши идёт накопление твёрдых атмосферных осадков – снега. В тёплый период года на бóльшей части территории снег растаивает. В каждый момент времени можно найти границу между поверхностью, покрытой снегом, и поверхностью, где снега нет. Эта граница называется сезонной снеговой линией. В течение года эта линия смещается в пространстве: в холодный период года на равнинах в сторону низких широт, а в горах – вниз по склонам, в тёплый период года на равнинах – в сторону высоких широт, а в горах – вверх по склонам, причём в Северном и Южном полушариях – асинхронно.

Среднее положение снеговой линии называется климатической снеговой линией. Выше её в среднем за год снега может накапливаться больше, чем растаять или испариться, ниже весь выпавший за зиму снег летом должен полностью растаять. Выше климатической снеговой линии наблюдается положительный снеговой баланс, ниже – отрицательный снеговой баланс, на самой линии – нулевой снеговой баланс.

Накопление снега и льда в местах с положительным снеговым балансом не может продолжаться бесконечно. В виде снежных лавин и метелевого переноса избыток снега перемещается ниже климатической снеговой линии, где тает. Избыток льда «разгружается» в виде сползающего ниже климатической снеговой линии языка ледника, где он также тает.

Часть земной поверхности, расположенная выше климатической снеговой линии, в пределах которой снеговой баланс положительный и происходит накопление твёрдых атмосферных осадков и возникают ледники, называют хионосферой.

Высотное положение климатической снеговой линии определяется климатическими условиями. Наинизшее положение она занимает в полярных районах, опускаясь в Антарктике до уровня океана, наивысшее – в субтропиках (до 6500 м над уровнем океана), где наиболее высока температура воздуха и отмечаются недостаток атмосферных осадков и повышенная сухость воздуха. В Южном полушарии, где климат более морской и выпадает больше осадков, климатическая снеговая линия расположена ниже, чем в Северном полушарии. Если земная поверхность имеет высоты, превышающие высоту климатической снеговой линии, то именно здесь накопление снега ведет к его преобразованию в фирн и лёд и возникают ледники.

   

Типы ледников

Ледники на Земле подразделяются на две группы: покровные и горные.

Покровные ледники размещаются на материках или крупных островах; к ним относятся ледники Антарктиды, Гренландии, арктических островов (Земля Франца-Иосифа, Новая Земля и др.). Форма покровных ледников в меньшей степени, чем у горных ледников, зависит от рельефа подстилающей поверхности земли и в основном обусловлена распределением снегового питания ледника.

Покровные ледники подразделяются на ледниковые купола (выпуклые ледники мощностью до 1000 м); ледниковые щиты (крупные выпуклые ледники мощностью свыше 1000 м и площадью поверхности более 50 тыс. км2); выводные ледники (быстро движущиеся ледники, через которые осуществляется основной расход льда покровных ледников; выводные ледники обычно заканчиваются в море, образуя плавучие ледниковые языки, дающие начало многочисленным айсбергам небольшого размера); шельфовые ледники (плавающие или частично опирающиеся на морское дно ледники, являющиеся продолжением наземных ледниковых покровов; они движутся с берега к морю и образуют крупные айсберги).

Горные ледники подразделяются на три подгруппы. Это ледники вершин, лежащие на вершинах отдельных гор, хребтов и горных систем, в кальдерах вулканов; ледники склонов, занимающие депрессии (впадины, кары) на склонах горных хребтов; долинные ледники, располагающиеся в верхних и средних частях горных долин.

Обширные горные ледники расположены в крупных и высоких горных массивах – в Гималаях, Каракоруме, на Памире, Тянь-Шане, в Альпах, на Кавказе, на Аляске и т.д. Самый крупный горный ледник – ледник Беринга на Аляске длиной 203 км и площадью 5700 км2.

В России покровное оледенение занимает наибольшие площади на Новой Земле (23,64 тыс. км2), Северной Земле (18,32 тыс. км2), Земле Франца-Иосифа (13,75 тыс. км2). Горные ледники в России расположены на Кавказе, Алтае, в Саянах, на северном Урале, в горах Бырранга и Путорана, на хребте Черского, Корякском нагорье, на Камчатке. В пределах СНГ горные ледники имеют наибольшую площадь на Тянь-Шане (8313 км2), Памиро-Алае (9821 км2), Большом Кавказе (1424 км2). Самые крупные горные ледники в СНГ – ледники Федченко площадью 652 км2 и длиной 77 км на Памире и Южный Иныльчек площадью 567 км2 и длиной 60,5 км на Тянь-Шане.

На протяжении геологической истории Земли площадь оледенения существенно изменялась. Так, площадь ледников в последнюю ледниковую эпоху достигала 34 млн км2 (в 2 раза больше современной), а в эпоху максимума четвертичного оледенения – 55 млн км2 (в 3,4 раза больше современной). В настоящее время в связи с потеплением климата ледники на Земле почти повсеместно деградируют.

   

Строение ледников

На каждом леднике можно выделить две области: верхнюю, где идёт накопление снега, фирна и льда, и нижнюю, где лёд, переместившийся из первой области и спустившийся ниже климатической снеговой линии, тает. Эти области называют соответственно областью питания (аккумуляции) и областью абляции (расхода).

Выпадающий на поверхность ледника и поступающий с прилегающих склонов снег постепенно накапливается, уплотняется под давлением вышележащих слоев и под влиянием рекристаллизации и частичного таяния и последующего замерзания просочившейся (инфильтрующейся) воды превращается сначала в зернистый снег, а затем в фирн, или зернистый лёд, представляющий собой конгломерат бесформенных зёрен льда крупностью 0,5–5 мм. Свежевыпавший снег может иметь очень малую плотность (около 100 кг/м3). По мере уплотнения и рекристаллизации его плотность возрастает до 200–400 кг/м3. Фирн имеет уже плотность порядка 450–800 кг/м3 (в среднем около 650 кг/м3). Уплотнение фирна и рекристаллизация приводят к образованию ледникового (глетчерного) льда с плотностью 800–910 кг/м3 в зависимости от типа его образования.

Постепенное накопление снега и льда в области питания ледника ведёт к тому, что под влиянием силы тяжести и градиентов давления избыток льда, обладающего пластичностью, смещается в область абляции, где постепенно тает. Эта область не имеет фирна и состоит лишь из льда. Область абляции у горных ледников часто называют языком ледника.

В местах изменения рельефа ложа ледника (расширение или перегиб ложа) при движении ледника возникают соответственно продольные и поперечные трещины.

На поверхности и в толще ледника, а также вблизи него встречаются скопления обломочного материала – морены. Они подразделяются на две группы – влекомые, в которых обломочный материал перемещается ледником, и отложенные, представляющие собой скопления обломочного материала, ранее принесённого и отложенного ледником. Среди влекомых морен выделяют морены поверхностные (включая боковые, срединные, поперечные и фронтальные), внутренние и придонные. Отложенные морены подразделяются на береговые и конечные.

   

Запасы воды в ледниках

Согласно «Атласу снежно-ледовых ресурсов мира», площадь современного оледенения на планете, т. е. площадь, занятая многолетним льдом и снегом, составляет 16,25 млн км2, или 10,9% поверхности суши. На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 13,94 и 1,80 млн км2. Запасы воды во всех ледниках мира составляют 25,78 млн км3 (это более 70% объёма всех пресных вод на планете). На долю льдов Антарктиды и Гренландии приходится 90,3 и 9,2% (в сумме 99,5%) запасов воды во всех ледниках мира.

Помимо Антарктиды и Гренландии важными районами современного оледенения являются арктические острова. На долю горных ледников приходится небольшая доля запасов воды.

Максимальная толща льда измерена в индоокеанском секторе Антарктиды – 4776 м. В горных ледниках толщина льда значительно меньше и не превышает 150–200 м.

В ледниках России общие запасы воды составляют около 15,1 тыс. км3. Самые крупные ледники в нашей стране находятся на островах Новая Земля и Северная Земля. Запасы в горных ледниках России невелики. Крупнейшим горным ледником является ледник Эрмана на Камчатке.


Природное и хозяйственное значение ледников

Являясь аккумуляторами огромных масс замёрзшей воды, ледники в процессе накопления или таяния льда регулируют водных баланс земного шара. В настоящее время, в условиях глобального потепления климата таяние покровных ледников, по оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК–IPCC), привело к заметному уменьшению массы покровных ледников Земли, составившему в среднем 226 млрд т/год за период с 1971 по 2009 г. и 275 млрд т/год за 1993–2010 гг.

Таяние покровных ледников способствовало увеличению объёма вод в Мировом океане и, как следствие, росту его уровня. С 1993 по 2010 г. уровень океана повышался со средней интенсивностью 3,2 мм/год. Вклад таяния покровных ледников в этот рост уровня, по оценкам МГЭИК, составил 1,36 мм/год, или 42%. Таяние горных ледников способствует увеличению стока многих горных рек в тёплую часть года. Усиление таяния горных ледников в условиях глобального потепления будет способствовать улучшению водообеспечения орошаемого земледелия и населения в засушливое время года.

В.Н. Михайлов. М.В. Михайлова