Основы геодинамики. Геологическая работа ледника

Лекция № 7.                          ОСНОВЫ ГЕОДИНАМИКИ /продолжение/

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ РАБОТА ЛЕДНИКА.

Отрицательная температура обуславливает существование в природе воды в форме ЛЬДА и СНЕГА. В экваториальной области земного шара СНЕГ и ЛЕД можно обнаружить только на вершинах высоких гор. ГРАНИЦА, за которой можно обнаружить СНЕГ и ЛЕД, называют СНЕГОВОЙ ЛИНИЕЙ.

На экваторе СНЕГОВАЯ ЛИНИЯ проходит на высоте около 5000 м над уровнем моря. По направлению от экватора к полюсам снеговая линия становится все ниже и примерно у границ АНТАРКТИКИ в южном полушарии и ГРЕНЛАНДИИ в северном – доходит до уровня моря.

В зимнее время года в умеренном поясе снеговой покров образуется значительно ниже СНЕГОВОЙ ЛИНИИ.

В летнее время снег выше СНЕГОВОЙ ЛИНИИ не тает. Накапливаясь из года в год он уплотняется под давлением собственного веса и превращается в ЛЕДНИК.

Различают ледники ГОРНЫЕ и МАТЕРИКОВЫЕ.

ГОРНЫЕ ЛЕДНИКИ – это мощные ледниковые массы, покрывающие огромные площади.

Несмотря на то что ЛЕД является твердым телом, он все же обладает значительной ПЛАСТИЧНОСТЬЮ. Поэтому в долинах ледника движение льда подобно течению воды в реке, с той лишь разницей, что скорость лбда примерно в 10 000 раз меньше скорости воды.

В процессе образования ледника лед, достигнув определенной толщины давит своей массой на нижележащие слои, выжимая их в стороны, что может привести к движению МАТЕРИКОВЫХ ЛЕДНИКОВ.

Климатические колебания температуры могут быть многолетними: ряд холодных лет сменяться рядом более теплых. В соответствии с этим изменяется и положение СНЕГОВОЙ ЛИНИИ. Движение снеговой линии вниз характеризуется наступлением ледника, а движение вверх – отступление. Отмечалось что периоды наступления и отступления ледников продолжается от 20 до 45 лет. Но еще отмечалось наличие ЛЕДНИКОВЫХ ПЕРИОДОВ.

За последние миллион лет по меньшей мере было ДЕВЯТЬ ледниковых периодов, когда на Земле ухудшается климат в виде похолодания. При похолодании выпавший снег не успевал растаять за холодное лето. На старый снег выпадал новый, мощность снежного покрова увеличивалась, превращаясь в лед. Под воздействием давления от собственного веса нижележащие слои льда выдавливались и ЛЕДНИК начинал перемещаться. В результате массивные ЛЕДЯННЫЕ ЩИТЫ надвигались не раз на Северную Америку и Европу.

В последнем крупнейшем наступлении ЛЕДЯНОЙ ЩИТ прополз далеко в Северную Америку, на север Европы и захватил северно-западную часть Сибири. При этом толщина льда достигала почти 2км. Такая толща льда неумолимо двигаясь на юг, как ножом бульдозера сравнивала холмы, несся огромные валуны и толкая перед собой горы вырытого грунта.

 При потеплении климата лед стаивал, суш, освободившееся от ледникового покрова, частично затапливалась водой ТРАНСГРЕССИРУЮЩИХ морей. Как предполагают, эти ТРАНСГРЕССИИ проявляются в связи с общим низким состоянием континентов, просевших в ледниковый период под давлением громадных масс перекрывших их ледников, а также в связи с повышением уровня океана за счет пополнения его талыми водами ледников.

Причина возникновения ЛЕДНИКОВЫХ периодов до настоящего времени с исчерпывающей полнотой не вскрыта.

Существует ряд гипотез:

- КЛИМАТИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА – оледенение происходила в периоды  непосредственного следовавшиеся за мощными ГОРООБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ ФАЗАМИ и связанной с ними ТЕПЛОВОЙ РАЗГРУЗКОЙ;

- ГИПОТЕЗА ВЕНЕГЕРА – с перемещением континентов по поверхности Земного шара. При этих перемещениях те или иные территории могли занимать более полярное положение континентов;

- КОСМИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА – либо источником оледенения явилось изменение наклона оси Земного шара, - либо происхождение солнечной системы на своем пути в галактике облаков космической пыли /туманности/.

Отложения ЛЕДНИКОВОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ представляют собой интерес, так как они достаточно широко распространены в нашей стране, в частности СЕВЕРО-ЗАПАД, включая Псковскую область, почти полностью покрыт этими отложениями. При этом ледниковые отложения могут иметь значительную мощность
/в некоторых случаях до десятков метров/ и нередко они являются последними по времени покровным комплексом и часто служат основанием для сооружений.

Как известно Псковская область располагается вблизи так называемого «БАЛТИЙСКОГО ЩИТА», где на основном «ФУНДАММЕНТЕ» щита, состоящего из известняковых пород ДЕВОНСКОЙ СИСТЕМЫ, находятся тонкий осадочный слой, состоящий в основном из ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ, поэтому условия строительства здесь во многом определяются ЛЕДНИКОВЫМИ ОТЛОЖЕНИЯМИ.

ЛЕДНИКИ, двигаясь по поверхности горных пород, производят большую разрушительную работу. Так, ледникмощностью100 м оказывает давление на 1 м² своего ложа силой 100 т /мощность ледника последнего оледенения достигала 2000 м/. ЛЕДНИК, при своем движении, дробит и крошит породы, встречающиеся на пути, захватывает обломки и их перемещает.

С помощью перемещающихся обломков ЛЕДНИК как бы вспахивает ложе, по которому движется, отделяя новые обломки в виде глыб, щебня, песка. Процесс вспахивания называют ЭКЗАРАЦИЕЙ /от лат.exaratio – вспахиваю/. ЭКЗАРАЦИЯ проявляется неодинаково и зависит от прочности пород, на более податливых участках возникают глубокие выемки, борозды и котлованы, глубина которых может достигать десятков метров, а длина – многих десятков километров.

Обломки горных пород, выпаханных ледником и передвигающиеся по ложу ледника называют МОРЕНАМИ. В состав МОРЕНЫ входят различные по размерам обломки: от крупных глыб /ледниковые валуны/, щебня до песка и глинистых частиц включительно.

МОРЕНЫ обозначаются индексом /gl/, различают две главные их разновидности: ОСНОВНЫЕ и КОНЕЧНЫЕ.

ОСНОВНОЙ МОРЕНОЙ называют материал, выпавший из толщи льда и покрывающий поверхность его прежнего ложна, независимо от того, переносился он в толще льда или на поверхности льда.

КОНЕЧНЫЕ МОРЕНЫ представляют собой валы, гряды, холмы высотой 50-100 м, опоясывающие концы ледника.

В разрезе МОРЕНЫ в основном представлены несортированной смесью обломочного материала различной крупности. Они могут быть представлены как валунными и щебенистыми накоплениями, так и грубыми несортированными песками, пылевато-глинистыми отложениями /супесями, суглинками, глинами/ с включениями валунов, гальки гравия.

Общим признаком МОРЕННЫХ пород является их НЕСОРТИРОВАННОСТЬ и высокая плотность/  = 19,0-23,0 кН/м³/. Для МОРЕН глинистого состава характерно высокое содержание ПЫЛЕВАТЫХ частиц /до 50 % и более/, что обуславливает легкую размокаемость в котлованах и подверженность МОРОЗНОМУ пучению.

С таянием ледника связано образование потоков талых ледниковых вод и при ледниковых озерных водоемов. В них образуются отложения, которые в широком смысле тоже относится к ледниковым, но обычно их выделяют в особые группы пород: ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ /вводно-ледниковые/и ЛИМНОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ /озерно-ледниковые/.

ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ /индекс fgl/ образуются в результате таяния льда, когда на поверхности и внутри тела ледника образуется системы водотоков. Движущаяся вода размывает МОРЕНЫ, сортирует и обкатывает обломки. Вниз по течению скорость движения замедляется и переносимый материал начинает откладываться: сначала крупнозернистый материал с галькой и гравием, затем песок и, наконец- супеси и суглинки. ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ характеризуются ОТСОРТИРОВАННОСТЬЮ и СЛОИСТОСТЬЮ.