Чем горные ледники отличаются от покровных. Ледники: характеристика и типы

) при их положительном многолетнем балансе.

Энциклопедичный YouTube

1 / 1

✪ Ледник Ламберта - самый большой в мире ледник. Немного фактов.

Субтитры

Образование

Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Однако, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха. Так, годовые суммы твёрдых осадков меняются от 30-60 мм в Центральной Антарктиде , до 4500 мм на ледниках Патагонии, а средняя летняя температура от −40 °C в Центральной Антарктиде, до +15 °C у концов самых длинных ледников Средней Азии , Скандинавии , Новой Зеландии , Патагонии.

На леднике выделяют в верхней части область питания (аккумуляции) и в нижней части область расхода (абляции), то есть области с положительным и отрицательным годовым балансом массы. Эти две области разделяет граница питания , на которой накопление льда равно его убыли. Избыток льда из области питания перетекает вниз в область абляции и восполняет там потери массы, связанные с таянием, испарением и механическим разрушением .

В зависимости от изменяющихся во времени соотношений аккумуляции и абляции происходят колебания положения края ледника. В случае существенного усиления питания и превышения его над таянием край ледника продвигается вперёд - ледник наступает; при обратном соотношении ледник отступает. При длительно сохраняющемся равновесии питания и расхода край ледника занимает стационарное положение.

Кроме таких вынужденных колебаний, прямо связанных с балансом массы, некоторые ледники испытывают быстрые подвижки (пульсации, сёрджи), которые возникают как результат процессов внутри самого ледника - скачкообразных перестроек условий на ложе и перераспределения вещества между областями аккумуляции и абляции без существенного изменения общей массы льда.

Современные ледники покрывают площадь свыше 16 млн км², или около 11 % суши. В них сосредоточено более 25 млн км³ льда - почти две трети объёма пресных вод на планете.

В определённых условиях (низкая температура, низкая влажность воздуха, высокая солнечная радиация) на поверхности ледников могут образовываться кающиеся снега и льды - остроконечные образования, иногда достигающие длины нескольких метров, которые наклонены в направлении на полуденное положение солнца и напоминают коленопреклонённые фигуры молящихся. Впервые это природное явление было описано Чарльзом Дарвином в 1835 году во время его путешествия в Анды в Южной Америке .

Для областей питания горных ледников характерны бергшрунды или, иначе, подгорные трещины , которые отделяют движущийся ледник от неподвижных масс снега, фирна и льда на склонах.

Классификация ледников

• Полярные ледники (холодные ледники ):
  • высокополярные и сильно континентальные ледники, полностью холодные и полностью сухие
  • ледники более низких широт и континентальных областей умеренных широт, полностью холодные зимой и кратковременно слабо влажные на поверхности летом.
• Субполярные ледники (переходные ледники ):
  • сходные с предыдущим подтипом, но у их ложа в центральной части ледников есть тонкий слой тёплого льда
  • высокогорные, ледники в области аккумуляции состоит из холодного и сухого льда, а в области абляции из тёплого и влажного
  • высокоширотные в районах с морским климатом, ледники в области аккумуляции состоят из тёплого льда, а в области абляции из холодного льда
  • слабоконтинентальные, ледники в области аккумуляции состоят из верхнего слоя холодного льда и нижнего тёплого льда, а в области абляции целиком из холодного льда
• Умеренные ледники - в районах с морским климатом, тёплые и влажные во всей толще.

Флора и фауна

Из-за пониженных температур флора и фауна ледников и глетчеров не отличается разнообразием. Однако и здесь можно найти виды, приспособившиеся к суровым условиям. Среди них имеется глетчерная блоха (Desoria glacialis).

См. также

Знаете ли вы, что наша планета на одиннадцать процентов своей территории покрыта льдами? Да, эти видимые из космоса белые участки занимают площадь более 16 миллионов квадратных километров. Так что, несмотря на тревоги экологов, твердящих о глобальном потеплении, Земля все еще в значительной мере скована льдами. В них содержится приблизительно две трети всей пресной воды - а это 25 миллионов кубических километров льда. Ученые подсчитали, что если бы весь он растаял, уровень мирового океана поднялся бы на десятки метров, что привело бы к большим разрушениям и гибели целых государств. Но что такое ледник? Может ли снеговая горка, политая водой, называться этим гордым именем? В этой статье мы рассмотрим, как образуются ледники, как они живут и где умирают. Мы рассмотрим значение таких терминов, как язык, фирн, морена. А еще узнаем, как классифицируются ледники согласно различным каталогам.

Что такое ледник: определение

Энциклопедии, толковые словари и учебники по-разному описывают этот термин. И одинаково непонятно. Вот, например, такое определение: «Масса наземного природного льда атмосферного происхождения, которая обладает самостоятельным движением, вызываемым силой тяжести». Попробуем объяснить доступным языком, что такое ледник. Это спрессованный под собственной тяжестью снег, который годами накапливается в областях с низкими температурами (заполярные широты или высотная поясность), а потом, увеличившись в объеме, сползает на другие территории (в долины, в море). Если и это объяснение вам кажется непонятным, то растолкуем более просто. Есть области, где температура воздуха всегда ниже нуля. Осадки там выпадают в твердом виде: снег, изморозь, иней, прохождение холодных туч. Накапливаясь, они прессуются под собственной тяжестью, и образуется ледник. Он начинает жить собственной жизнью, сползая языками или обрываясь айсбергами.

Снег, фирн, лёд

В горах часто доводится наблюдать, как над зелеными долинами вздымаются белоснежные сияющие пики. Но если зима вступила в свои права в верховьях, это еще не значит, что образовались ледники. Первый снежок, словно сахарная пудра, припорошивший вершины, слишком легкий и пушистый. Благодаря своей ажурной структуре, он легко подвергается нагреванию. Днем или летом (если дело происходит очень высоко или у полюсов Земли) пушистые снежинки подтаивают. Потом они снова замерзают. Но это уже не былые ажурные звездочки. Снежинки превращаются в твердые шарики - фирн. Эта крупка накапливается годами. Под собственной тяжестью фирн начинает плющиться, снова меняет свою структуру. Вот мы и подошли к пониманию того, что такое ледник. Определение этого термина касается именно третьей, конечной фазы преобразования твердых осадков.

Классификация

Люди давно интересовались тем, что такое ледники. Исследователи заметили, что каждый из них имеет свои геофизические или гидротермические особенности. Поэтому возникла необходимость в классификации ледников. Вначале существовал определенный разнобой в каталогизации. В одних странах учитывали морфологические особенности, в других решающим критерием были гидротермические характеристики. Сейчас существует Всемирная Служба слежения за ледниками. Этот авторитетный международный орган определяет, что значит ледник, и решает, к какой группе по каталогу WGMS он принадлежит. Впрочем, запущен новый проект по классификации этих природных объектов - GLIMS. В нашей стране до сих пор применяется Каталог ледников СССР.

Виды ледников

В зависимости от региона образования, эти массы затвердевшего снега подразделяют на наземные (покровные), горные и шельфовые. Первый вид занимает самую большую площадь. Такие ледники сформировались около полюсов. Самым большим является Антарктический покров. Его площадь - более 13 миллионов квадратных километров. Фактически ледник покрывает весь материк Антарктида. Второе место по площади занимает покров Гренландии - 2,25 млн км 2 . Горные ледники еще называют альпийскими. Они образуются в областях высотной поясности. Встречаются они не только в Альпах, но также и в Гималаях, на Кавказе и даже в Африке (г. Килиманджаро). Ну а шельфовые ледники - это что? Промерзшее до дна мелководье полярных широт. Иногда ледниковые языки сползают в воду и обрываются там, образуя айсберги. Они могут мигрировать, уносимые ветром и течением, за много сотен километров от места рождения. Самый крупный айсберг в мире находится у восточного побережья Антарктиды. Это ледник Ламберта. Его длина составляет 700 километров.

Структура ледника

Специалисты выделяют в снежной массе две области: питания, или аккумуляции, и абляции. Их разделяет так называемая линия снегов. Выше нее количество твердых осадков превышает сумму испарения и таяния. А ниже линии снега ледник начинает, пусть медленно, но умирать. Ведь термин «абляцио» переводится с латыни как снос, отнятие. Можно еще и так описать то, что такое ледник и его структура. Это фирновое поле - та область, где снег проходит свои метаморфозы. От него отходят языки. Сползая вниз, в области с более высокими температурами, они тают, питая горные озера и ручьи. Но поскольку языки ледника обладают гигантской массой, они выдавливают ложе земли, гонят перед собой валуны, тащат камни. Такие продукты «обкатки» называются моренами.

Ледники в движении

Скорость движения языков зависит от многих факторов. Основополагающим является рельеф местности. Например, в равнинной Антарктиде, где низкие температуры превращают весь материк в огромное фирновое поле, ледник растет только в высоту. Толщина слоя в некоторых местах достигает почти пять километров! А вот в Альпах языки сползают со скоростью пятьдесят метров в год. Самым быстрым является ледник Колумбия на полуострове Аляска. Его скорость поистине изумительна - двадцать метров в сутки! Движутся языки по троговым долинам, которые сами и создают, выскабливая подножия. Иногда ледники ограничиваются только фирновым полем: заняв кар - впадину на северном отроге горы, масса снега просто не тает летом и «доживает» до зимы уже спрессованной.

Что такое ледники пульсирующие

Иногда масса снега никуда не движется. Ученые называют это «мёртвый лёд». Но иногда внутри снежной массы начинают происходить бурные процессы, связанные с перестройкой динамического режима. При этом общая масса ледника не меняется. Трение о ложе вызывает дробление глыб. А это вызывает периодические (пульсирующие) изменения в скорости продвижения языков. Они начинают «течь» стремительно, вызывая разрушительные ледовые сели. Существует некая периодичность таких внезапных изменений. Поэтому ученые и придумали термин «пульсирующие ледники». Периодичность таких революционных изменений может быть различной. Например, кавказский пульсирует приблизительно раз в 50 лет (1902,1969, 2002), а на Памире Медвежий - каждое десятилетие (1963, 73, 89).

Баланс массы

Это основная характеристика ледника, помимо его площади, длины языков и скорости движения. Баланс массы - это что такое? Ледник нарастает в холодное время, когда получает большое количество твердых осадков, а уменьшается летом. Масса снега, превратившегося в фирн, выпавшая от предыдущей поверхности в августе до конца холодов, называется зимний баланс. Соответственно, летний - это сколько растаяло льда от вешнего тепла до первого снега. Ну а годовой баланс массы - это сумма аккумуляции и абляции.

Современные ледники занимают на территории России небольшую площадь, всего около 60 тыс. км 2 , однако в них заключены большие запасы пресной воды. Они являются одним из источников питания рек, значение которого особенно велико в годовом стоке рек Кавказа.

Основная площадь современного оледенения (более 56 тыс. км 2) находится на арктических островах, что объясняется их положением в высоких широтах, обусловливающим формирование холодного климата.

Нижняя граница нивальной зоны опускается здесь почти до уровня моря. Оледенение сосредоточено в основном в западных и центральных районах, где выпадает больше атмосферных осадков. Для островов характерно покровное и горно-покровное (сетчатое) оледенение, представленное ледниковыми щитами и куполами с выводными ледниками. Самый обширный ледниковый покров расположен на Северном острове Новой Земли . Длина его по водоразделу составляет 413 км, а наибольшая ширина достигает 95 км.

При движении к востоку все большая часть островов остается свободной ото льда. Так, острова архипелага Земли Франца-Иосифа почти сплошь покрыты ледниками, на Новосибирских островах оледенение характерно лишь для самой северной группы островов Де-Лонга , а на острове Врангеля покровного оледенения нет -- здесь встречаются лишь снежинки и небольшие леднички.

Толщина ледниковых покровов арктических островов достигает 100-300 м, а запас воды в них приближается к 15 тыс. км 2 , что почти в четыре раза больше годового стока всех рек России. Оледенение горных областей России и по площади, и по объему льда значительно уступает покровному оледенению арктических островов. Горное оледенение характерно для наиболее высоких гор страны -- Кавказа, Алтая, Камчатки, гор Северо-Востока, но встречается и в невысоких горных массивах северной части территории, где снеговая граница лежит низко (Хибины, северная часть Урала, горы Бырранга, Путорана, Хараулахские горы), а также в районе Маточкина Шара на Северном и Южном островах Новой Земли.

Многие горные ледники лежат ниже климатической снеговой границы, или "уровня 365", на котором снег сохраняется на горизонтальной подстилающей поверхности в течение всех 365 дней в году. Существование ледников ниже климатической снеговой границы становится возможным за счет концентрации больших масс снега в отрицательных формах рельефа (часто в глубоких древних карах) подветренных склонов в результате метелевого переноса и схода лавин.

Площадь горного оледенения России немногим превышает 3,5 тыс. км 2 . Наиболее широко распространены каровые, карово-долинные и долинные ледники . Большая часть ледников и площади оледенения приурочена к склонам северных румбов, что обусловлено не столько условиями снегонакопления, но и большей затененностью от солнечных лучей (инсоляционными условиями). По площади оледенения среди гор России первое место занимает Кавказ (994 км 2). За ним следует Алтай (910 км 2) и Камчатка (874 км 2). Менее значительное оледенение характерно для Корякского нагорья, хребтов Сунтар-Хаята и Черского. Оледенение других горных районов невелико. Самыми крупными ледниками России являются ледник Богдановича (площадь 37,8 км 2 , протяженность 17,1 км) в Ключевской группе вулканов Камчатки и ледник Безенги (площадь 36,2 км 2 , протяженность 17,6 км) в бассейне Терека на Кавказе.

Ледники чутко реагируют на колебания климата. В XVIII -- начале XIX вв. начался период общего сокращения ледников, который продолжается и поныне. Внутренние воды России представлены не только скоплениями жидкой воды, но и воды в твердом состоянии, образующей современное покровное, горное и подземное оледенение. Область подземного оледенения называют криолитозоной (термин введен в 1955 г. советским мерзлотоведом П.Ф. Швецовым; ранее для ее обозначения использовался термин "вечная мерзлота").

Криолитозона -- верхний слой земной коры, характеризующийся отрицательными температурами горных пород и наличием (или возможностью существования) подземных льдов. В ее состав входят многолетнемерзлые горные породы, подземные льды и непромерзающие горизонты сильно минерализованных подземных вод.

В условиях длительной холодной зимы при относительно небольшой мощности снежного покрова горные породы теряют много тепла и промерзают на значительную глубину, превращаясь в твердую мерзлую массу. Летом они не успевают полностью оттаять, и отрицательные температуры грунта сохраняются даже на небольшой глубине в течение сотен и тысяч лет. Этому способствуют огромные запасы холода, которые накапливаются за зиму в районах с отрицательной среднегодовой температурой. Так, в Средней и Северо-Восточной Сибири сумма отрицательных температур за период залегания снежного покрова составляет -3000...-6000°С, а летом сумма активных температур составляет всего 300-2000°С.

Горные породы, длительное время (от нескольких лет до многих тысячелетий) находящиеся при температурах ниже 0°С и сцементированные замерзшей в них влагой, получили название многолетней, или вечной мерзлоты. Содержание льда, т.е. льдистость многолетней мерзлоты может быть весьма различной. Она колеблется от нескольких процентов до 90% общего объема породы. В горных районах льда обычно бывает мало, зато на равнинах подземный лед нередко оказывается главной горной породой. Особенно много ледяных включений содержится в глинистых и суглинистых отложениях крайних северных районов Средней и Северо-Восточной Сибири (в среднем от 40-50% до 60-70%), отличающихся наиболее низкой постоянной температурой грунта. Многолетняя мерзлота -- необычное явление природы, на которое обратили внимание еще землепроходцы в XVII в. О ней упоминал в своих работах В.Н. Татищев (начало XVIII в.). Первые научные исследования мерзлоты были проведены А. Миддендорфом (середина XIX в.) во время его экспедиции на север и восток Сибири. Миддендорф впервые произвел измерения температуры мерзлого слоя в ряде пунктов, установил его мощность в северных районах, высказал предположения о происхождении мерзлоты и причинах ее широкого распространения в Сибири. Во второй половине XIX в. и начале XX в. мерзлота изучалась попутно с изыскательскими работами геологами и горными инженерами. В советские годы проводились серьезные специальные исследования многолетней мерзлоты М.И. Сумгиным, П.Ф. Швецовым, А.И. Поповым, И.Я. Барановым и многими другими учеными.

Область распространения многолетней мерзлоты в России занимает около 11 млн км 2 , что составляет почти 65% территории страны (см. рис.1).

Рис. 1.

Южная ее граница проходит по центральной части Кольского полуострова, пересекает Восточно-Европейскую равнину близ полярного круга, по Уралу отклоняется к югу почти до 60° с.ш., а вдоль Оби -- к северу до устья Северной Сосьвы, далее проходит по южному склону Сибирских Увалов к Енисею в районе Подкаменной Тунгуски. Здесь граница круто поворачивает к югу, проходит вдоль Енисея, идет по склонам Западного Саяна, Тувы и Алтая к границе с Казахстаном. На Дальнем Востоке граница мерзлоты идет от Амура к устью Селемджи (левого притока Зеи), затем по подножию гор левобережья Амура к его устью. Мерзлота отсутствует на Сахалине и в прибрежных районах южной половины Камчатки. Пятна мерзлоты встречаются южнее границы ее распространения в горах Сихотэ-Алиня и в высокогорьях Кавказа.

В пределах этой обширной территории условия развития мерзлоты не одинаковы. Северные и северо-восточные районы Сибири, острова азиатского сектора Арктики и северный остров Новой Земли заняты сплошной низкотемпературной многолетней мерзлотой . Южная ее граница проходит через северную часть Ямала, Гыданского полуострова к Дудинке на Елисее, затем к устью Вилюя, пересекает верховья Индигирки и Колымы и выходит к побережью Берингова моря южнее Анадыря. К северу от этой линии температура слоя многолетнемерзлых пород составляет -6...-12°С, а его мощность достигает 300-600 м и более. Южнее и западнее распространена мерзлота с островами таликов (талого грунта). Температура мерзлого слоя здесь выше (-2...-6°С), а мощность уменьшается до 50-300 м. Близ юго-западной окраины области распространения мерзлоты встречаются лишь отдельные пятна (острова) мерзлоты среди талого грунта. Температура мерзлого грунта близка к 0°С, а мощность менее 25-50 м. Это -- островная мерзлота .

В мерзлой толще концентрируются большие запасы воды в виде подземных льдов. Часть их образовалась одновременно с вмещающими породами (сингенетические льды), другая -- при замерзании воды в ранее накопившихся толщах (эпигенетические). Большая мощность многолетней мерзлоты, находки в ней хорошо сохранившихся мамонтов свидетельствуют о том, что многолетняя мерзлота -- продукт весьма продолжительного накопления холода в толщах горных пород. Подавляющее большинство исследователей считает ее реликтом ледниковых эпох. Современный климат на большей части территории распространения мерзлоты лишь способствует ее сохранению, поэтому малейшее нарушение природного равновесия ведет к ее деградации. Это необходимо учитывать при хозяйственном использовании территории, в пределах которой распространена мерзлота.

Многолетняя мерзлота оказывает влияние не только на подземные воды, режим и питание рек, распространение озер и болот, но и на многие другие компоненты природы, а также на хозяйственную деятельность человека. При разработке полезных ископаемых, прокладке дорог, строительстве, при проведении сельскохозяйственных работ необходимо тщательно изучать мерзлый грунт и не допускать его деградации.

ЛЕДНИКИм - движущиеся по земной поверхности естественные массы льда, образованные в результате многолетнего накопления, уплотнения и перекристаллизации снега. Общая площадь современных ледников около 16,3 млн. км 2 . Ледники занимают около 11% площади суши, а их общий объем достигает 30 млн. км 3 . Естественно, что ледники могут существовать только там, где устойчиво наблюдаются низкие температуры воздуха и выпадает достаточно много снега. Обычно это приполярные или высокогорные районы. Ледники могут иметь форму потока, купола (щита) или плавучей плиты (в том случае, когда они сползают в водоем). Отколовшиеся части ледников, пустившиеся в морское плавание, носят название айсбергов.

Типы ледников. Различают ледники горно-долинные (так как они связаны с горным рельефом, занимая долины с характерным корытообразным поперечным профилем, так называемые троги), покровные и шельфовые. Горно-долинные ледники, среди которых встречаются и висячие, и каровые, и переметные, распространены практически повсеместно, от Килиманджаро в Африке и сверкающих гребней Анд в Южной Америке до вершин Гималаев, Гиндукуша, Памираи Тянь-Шаня. Крупнейший из горных ледников -- Федченко ледник. В России наиболее крупные горные ледники сосредоточены на Кавказе. Однако их площадь редко превышает 30 км 2 , а длина 10 км.

К покровным ледникам можно отнести ледниковый щит Антарктиды, если его рассматривать как единый покровный ледник. В пределах единого покрова выделяют отдельные ледяные потоки, направленные от центра материка к периферии. Крупнейший среди них -- ледник Бидмора (длина 200 км, ширина до 40 км). Значительно меньше по своим размерам покровные ледники Арктики. Шельфовые ледники являются плавучим продолжением материковых покровных ледников. Самый крупный из них -- Росса шельфовый ледник.

Образование ледников. У ледников выделяют области питания (аккумуляции) и абляции. В первой из них снег превращается в фирн, а затем в лед, и происходит увеличение массы льда, переносимого в область абляции, где эта масса уменьшается в результате таяния, откалывания, испарения и сдувания снега ветром. Размеры ледников весьма разнообразны. Если они имеют площадь менее 0,1 км 2 , то называются малыми. Наиболее крупные могут достигать многих млн. км 2 . Например, ледниковый щит Антарктиды достигает почти 14 млн. км 2 , а его максимальная толщина превышает 4,7 км.

Косвенным показателем гигантских размеров ледников могут служить крупные айсберги. Столкновение с айсбергом стало причиной величайшей морской катастрофы 20 в. -- гибели "Титаника". Наиболее крупные айсберги, имеющие длину 170 км и объем до 5 тыс. км 3 , встречаются близ Антарктиды.

Масса ледников изменяется во времени, главным образом в связи с изменением климата. В геологическом прошлом неоднократно бывали периоды, когда ледники занимали значительно большую площадь, чем сейчас.

Движение ледников. Скорость движения ледников обычно невелика, составляя в среднем от нескольких десятков до нескольких сотен метров в год. Но бывают случаи очень быстрого движения ледников. Один из самых "скоростных" -- гренландский ледник Якобсхавн, впадающий в залив Диско. Его скорость превышает 7 км в год. Очень подвижны пульсирующие ледники. В их жизни периоды относительного покоя, длящиеся от 10 до 50-100 лет, чередуются с периодами коротких, быстрых подвижек, или пульсаций, во время которых скорость движения ледника может составить 100-120 м/сутки, а язык ледника может переместиться на 10-15 км. Это нередко чревато катастрофическими последствиями -- ледяными обвалами, снежными лавинами, прорывами подпруженных озер, паводкамии селями. Широкую известность приобрели подвижки памирского ледника Медвежий в 1963 и 1973, к счастью, не приведшие к стихийным бедствиям.

Ледники в России. Если всю массу современных ледников распределить по поверхности всего земного шара, толщина ледяного панциря составит около 50 м. Масса ледников примерно в 32 раза больше массы всех поверхностных вод суши. Площадь ледников в России около 60 тыс. км 2 . В основном это покровные ледники Новой Земли, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа и других островов Северного Ледовитого океана. Лишь около 5% общей площади приходится на горные ледники Кавказа, Алтая, Камчатки и других горных систем. Однако их площадь редко превышает 30 км 2 , а длина 10 км (5).

Роль ледников. Таяние ледников формирует значительную часть речного стока в горных районах, особенно летом, когда вода нужнее всего для орошения сельскохозяйственных культур. Например, в Средней Азии, где ледники занимают всего 5% площади, их доля в речном стоке составляет за год 20%, а летом -- 50%. Существуют проекты форсированного таяния ледников, например, в результате зачернения их поверхности угольной пылью, с целью получения большего количества воды. Однако пока неясны прямые и косвенные последствия (в том числе экологические) таких проектов. Существует опасность необратимой деградации ледников.

Более реальными кажутся проекты водоснабжения аридных районов и стран, например, Саудовской Аравии, путем транспортировки и последующего использования талой воды айсбергов.

Таким образом ледники служат "кладовыми" пресной воды, в которых сосредоточено почти 69% мировых запасов резервной пресной воды. Влияют на климат, создают специфические ледниковые формы рельефа и неповторимые по красоте и суровости нивально-гляциальные высокогорные ландшафты.

Структура запасов пресных вод, скорость их возобновления и значение для потребления.

Из 35 млн. км 3 пресных вод около 70% сосредоточено в ледниках и вечных снегах. Эти воды практически не потребляются человеком. Они представляют как бы "мертвый" запас. Не используются также почвенные воды, воды атмосферы и вода, содержащаяся в организмах. Ограниченно используются воды болот, и труднодоступны или пока недоступны для потребления воды глубинных слоев Земли. В целом подсчитано, что человечество в настоящее время может потенциально использовать около 3 млн. км 3 воды. Под термином "потенциально" в данном случае понимается техническая возможность

Фактически же возможности намного меньше. В самых общих чертах можно отметить, что экологически обоснованным является такой объем изъятия воды из систем (источников), при котором последние сохраняют свои основные свойства по запасам и качеству (не истощаются и не загрязняются).

В этой связи крайне важно учитывать скорость возобновления водных ресурсов (Приложение 4). Из таблицы видно, что она максимальна для речных вод, где составляет в среднем 12-16 суток. Озерные воды возобновляются в среднем через 17 лет, а подземные только за 1400 лет. Значительные запасы глубинных подземных вод вообще не возобновимы, так как не включаются в процессы круговорота в системе атмосфера-осадки-суша. Ясно, что и возможности изъятия отдельных категорий вод резко различаются. Подземные воды, которые в настоящее время являются, пожалуй, наиболее чистыми, могут быть относительно быстро истощены, несмотря на большие их запасы (около 10 млн. км 3).

Не всегда учитываются возможные пределы потребления озерных вод. В литературе обычно указывается, что в Байкале содержится 1/5 всех мировых запасов пресных вод мира и 4/5 пресных вод России. Здесь допускается крупная ошибка. Названные значения относятся не ко всем пресным, а только к поверхностным пресным водам, что далеко не одно и то же. Основные запасы пресных вод содержатся в ледниках, снегах и под землей. По отношению ко всем запасам пресных вод мира (около 35млн. км 3) доля Байкала равна лишь 0,07%, а по отношению к пресным водам России - 1,3%. Кроме этого, методически неправильно сравнивать запасы разных категорий вод, например всех поверхностных (озерных и речных) с озерными Байкала, так как озерные и речные несравнимы по скорости возобновления.

Технически и экологически наиболее приемлемо использование речных вод, характеризующихся быстрой обновляемостью, легкой доступностью, относительно равномерным размещением по территории и высокой самоочищаемостыо. Современное водопотребление и происходит в основной массе из речных источников. Такие тенденции сохранятся и в дальнейшем, несмотря на то, что доля речных вод составляет только 0,006% от общих пресных и 0,0006% - от потенциально доступных пресных.

Следует, однако, учитывать, что приведенные значения относятся к единовременным запасам воды в руслах рек. Они не превышают 2-2,5 тыс.км 3 . Как отмечалось выше, отличительная особенность речных вод - их быстрая обновляемость. Она в среднем равна 12-16 дням. С учетом возобновляемости возможности использования речных вод существенно увеличиваются.

Именно поэтому при расчетах возможного водопотребления из рек пользуются не единовременными запасами в них воды, а значениями годового стока рек. Он равен единовременным запасам, умноженным на коэффициент возобновления, равный 25-30 единицам (частное от деления числа дней в воду на среднюю скорость обновления вод). Возможности изъятия воды из рек зависят также от соотношения величин общего и безвозвратного водопотребления. Под последним понимается та часть вод, которая после изъятия из источников и использования человеком не возвращается в источники. (1. 12-13)

Существует следующая классификация пресных вод по целевому назначению:

Вода питьевая - вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения.

Вода минеральная - вода, компонентный состав которой отвечает лечебным требованиям.

Вода промышленная - вода, компонентного состава и ресурсов которой достаточно для извлечения этих компонентов в промышленных масштабах.

Вода теплоэнергетическая - термальная вода, теплоэнергетические ресурсы которой могут быть использованы в любой отрасли народного хозяйства.

Вода техническая - любая вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве. При этом различают:

Хозяйственно-бытовые воды - воды, используемые для бытовых и санитарно-гигиенических целей населением, а также прачечными, банями, столовыми, больницами и т.д.;

Поливную воду, используемую для орошения земель и полива сельскохозяйственных растений.

Энергетическую воду, используемую для получения пара и нагревания помещений, оборудования и сред, а также для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, а твердых тел - непосредственно; может быть оборотной и подпиточной (добавочной). Воду весьма часто используют для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этом случае она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. В промышленности 65-80% расхода воды потребляется для охлаждения.

Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывочную и реакционную. Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, гидротранспорте продуктов и отходов производства; промывочную - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий, а также реакционную - в составе реагентов, при отгонке и аналогичных процессах. Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, что позволяет в 10-50 раз уменьшить потребление природной воды.

Основные пути решения проблемы обеспечения чистой водой:

Очистка сточной воды от загрязнений;

Очистка пресной воды, поступающей к потребителю;

Обеспечение режима и регулирование качества воды в водных объектах. (6)

Ледник — это природный лед, образовавшийся за много лет на суше из спрессованного снега.
Где образуются ледники? Если лед многолетний, значит, он может существовать лишь там, где температура годами не поднимается выше 0°C, — у полюсов и высоко в горах.

Температура в тропосфере понижается с высотой. Поднимаясь в горы, мы в конце концов попадаем в область, где снег не тает ни летом, ни зимой. Минимальная высота, на которой это происходит, называется снеговой линией. В разных широтах снеговая линия проходит на разной высоте. В Антарктиде она спускается к уровню моря, на Кавказе проходит на высоте около 3000 м, а в Гималаях — почти на 5000 м над уровнем моря.

Ледник образуется из многолетнего спрессованного снега. Твердый лед может медленно ползти. При этом он ломается на изгибах, образуя ледопад, и тащит за собой камни — так появляется морена.

Что же происходит со снегом, который падает на горы выше снеговой линии? На склонах он долго не задерживается, а скатывается в виде снежных лавин. А на горизонтальных участках снег накапливается, спрессовывается и превращается в лед.

Лед под давлением верхних слоев становится пластичным, как смола, и стекает вниз, в долины. При резких перегибах ледник ломается, образуя трещины. Там, где ледник стекает с высокой ступеньки, появляется зона, называемая ледопадом. Он отличается от водопада, как ледник от реки. Река течет быстро, со скоростью несколько метров в минуту. Ледник ползет совсем медленно: несколько метров в год. Вода в водопаде низвергается непрерывно. И в ледопаде лед, конечно, падает, но редко. Иная глыба льда может провисеть не один год, прежде чем обрушится.

В высочайших горах мира Гималаях всё гигантских размеров. Таков и ледопад Кхумбу на подходе к Эвересту.

Тает лед очень медленно, поэтому ледники могут опускаться гораздо ниже снеговой линии, мирно соседствуя с пышными горными лугами. Тая, ледники дают начало горным рекам.

Но самые крупные ледники Земли находятся не в высоких горах, а у полюсов. На Северном полюсе суши нет. Поэтому ледники образовались лишь на островах Северного Ледовитого океана. Например, на самом крупном острове Земли — Гренландии. Этот ледник сравним по размерам со всей Западной Европой.
Однако Гренландский ледник — лишь второй по величине на Земле. Самый крупный находится в Антарктиде. Его площадь почти в два раза больше Австралии и лишь в два раза меньше Африки. Толщина льда здесь достигает порой 4 км. Именно в этих двух ледниках содержатся основные запасы пресной воды планеты.

Морские льды толщиной всего несколько метров, подталкиваемые ветром и волнами, нагромождаются друг на друга и образуют торосы. Преодолеть их порой не легче, чем горный ледопад (фрагмент картины К.Д. Фридриха «Гибель «Надежды»).

Доползая до океана, антарктические ледники не останавливаются, а продолжают двигаться вперед, подталкиваемые напирающими сзади массами льда. Когда же под воздействием ветров и волн от ледника откалывается глыба и начинает плавать по океану самостоятельно, говорят, что образовался айсберг (в переводе с немецкого — ледяная гора).

Не надо путать айсберг с льдиной. Толщина самых мощных морских льдин — 5-6 м. Айсберг же — это действительно гора. Его толщина может достигать многих сотен метров, а длина превышать 100 км. Льдина образуется в море. Значит, температура по крайней мере нижнего ее края не бывает ниже -2°C. Айсберг же — кусок ледника, возникшего при суровых морозах. Температура антарктических айсбергов — до -50-60°C. Поэтому они не тают годами. Идея отбуксировать айсберг к Сахаре в качестве источника питьевой воды не выглядит такой уж фантастической.