Большая Советская Энциклопедия (ЛЕ)

Колебания. В стационарном состоянии Л. положение его поверхности не меняется, т.к. сумма скоростей движения поверхности по нормали к ней самой за счёт питания или абляции и за счёт движения льда равна нулю. Однако это условие никогда не выдерживается прежде всего из-за чередований погоды и сезонов года, так что в лучшем случае возможно лишь квазистационарное состояние с возвращением к исходному положению после годового цикла изменений. В нестационарном состоянии Л. внешняя граница питания не совпадает с кинематической границей, на которой вектор скорости параллелен поверхности, и нормальная к поверхности компонента скорости равна нулю. Положение кинематической границы питания значительно более устойчиво, чем внешней, она перемещается медленно, поэтому представляет собой одновременно структурную границу между областью параллельного поверхности залегания годовых слоев вверху и областью обнажения внутренних структур и морен внизу. В процессе колебаний Л. происходят изменения величины скорости, а также медленные изменения конфигурации поля скорости — направления линий тока и положения особых точек и линий.

Природа колебаний Л. определяется следующими их физическими особенностями: неавтономностью, диссипативностью и апериодичностью (отсутствием восстанавливающих сил и сопротивлением возмущающим силам только со стороны квазивязкой диссипации), активностью (наличием внутренних источников гравитационной энергии), нелинейностью кинематических связей и граничных условий, неоднородностью во времени из-за нестационарности связей. Подобные физические системы могут подвергаться колебаниям двух типов: вынужденным колебаниям и релаксационным автоколебаниям. Первые представляют собой преобразования колебаний внешней нагрузки, т. е. скорости питания или абляции, вызываемых случайными и гармоническими (обусловленными астрономическими причинами) колебаниями состояний атмосферы, а вторые являются процессами периодической релаксации, вызываемыми нестационарностью связей — изменениями силы трения о дно и дроблением льда. Вынужденным колебаниям постоянно подвергаются все Л., тогда как самовозбуждение колебаний свойственно лишь некоторым Л., как активным нелинейным системам. При вынужденных колебаниях положительное или отрицательное ускорение получает поток массы между Л. и внешней средой, а между частотами и фазами колебаний внешнего потока и скорости льда имеется связь. При автоколебаниях происходит независимое от внешних влияний ускорение движения льда, а между частотами и фазами колебаний внешних и внутренних потоков массы связь отсутствует. Характеристики движения при этом прерывны во времени из-за периодического разрыва части связей и последующего медленного их восстановления с цикличностью от 10 до 100 лет, К такому типу принадлежат кинематические волны, которые могут вызывать быстрые наступания концов Л. до 10—20 км со скоростью до сотен метров в сутки.

Подобные наступания известны в Альпах, на Кавказе, Тянь-Шане, Памире, в Каракоруме, на Камчатке, Шпицбергене, в Исландии, Северной и Южной Америке, Новой Зеландии и др. районах земного шара. На территории СССР установлено более 70 случаев быстрых наступаний Л. В 1963 в результате катастрофического наступания Л. Медвежьего в верховье р. Ванч на Памире он продвинулся вниз по долине на 1,6 км. Наступание сопровождалось образованием подпрудного озера и разрушением посёлка геологов. Подвижка этого же Л. произошла в 1973; благодаря принятым мерам катастрофических последствий удалось избежать. В 1969 ледник Колка в Северной Осетии, имеющий длину 3 км, спустился на 4,6 км, перекрыв буровые скважины для извлечения минеральных вод (предшествующие катастрофические наступания Л. Колка в 1835 и 1902 были близки к ледяным обвалам).

При вынужденных колебаниях Л. локальная реакция напряжения и скорости на изменения внешней нагрузки мгновенна и устойчива, т. е. направлена в сторону восстановления равновесия. Но этот процесс требует для своего завершения более или менее длительного времени, у материковых ледниковых покровов, по-видимому, порядка тысяч лет. Вынужденные колебания Л. имеют сложный частотный спектр, часть которого соответствует периодам значительно короче времени переходных процессов. Поэтому вынужденные колебания Л. всё время идут в неустановившемся переходном режиме, асинхронно: одновременно часть Л. отступает, другая часть наступает, а третья находится в квазистационарном состоянии. Лишь в течение достаточно длительного времени выделяются периоды преобладания наступаний или отступаний.

В 20 в. до конца 40-х гг. преобладало сокращение Л., которое затем местами сменилось наступанием. В геологическом прошлом наиболее крупные колебания Л. приводили к чередованиям ледниковых и межледниковых эпох, ледниковых и безлёдных периодов, причём большую роль играли и обратные связи — влияние снежно-ледяного покрова на климат. См. Антропогеновая система (период).

Лит.: Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Калесник С. В., Общая гляциология, Л., 1939; его же, Очерки гляциологии, М., 1963; Котляков В. М., Снежный покров Земли и ледники. Л., 1968; Шумский П. А., Динамическая гляциология, М., 1969; Патерсон У. С. Б., Физика ледников, пер. с англ., М., 1972; Budd W. F. and Radok U., Glaciers and other large ice masses, «Reports on progress in physics», 1971, v. 34, № 1.

П. А. Шумский.

Барьер Росса (Антарктида).

Сетчатое оледенение. Северный остров Новой Земли.

Ледник Безымянный. Долинный тип оледенения (хребет Акшийрак, Тянь-Шань).

Каровый ледник в верховьях р. Баксан. Внизу — конец долинного ледника (Кавказ).

Зоны льдообразования и строение поверхностного слоя стационарного ледника (в сухих холодных районах). Зоны льдообразования: I — рекристаллизационная; II — холодная инфильтрационная; IIIл — ледяного питания; IIIф — тёплая инфильтрационная; IV — зона абляции. Границы: а — питания, б — фирновая, в — изотермы 0° на глубине затухания годовых температурных колебаний. Строение поверхностного слоя: А — снег, рекристаллизационные фирн и лёд; В — инфильтрационный фирн и лёд; C1 — наложенный лёд; С2 — глубинный лёд. Границы слоев (Толщина слоев на схеме дана приближённо; масштаб по вертикали в зонах I — IV различен): 1, 2, 3в — трёх последних лет накопления (пунктиром — стаивания) в конце лета. 3а — наибольшая высота поверхности снега последнего года, 3б — наибольшая высота поверхности наложенного льда последнего года. Т — температура.

Ледник Федченко. Долинный тип оледенения (Памир).

Ледник Де-Геера (Гренландия).

Зоны льдообразования и строение поверхностного слоя стационарного ледника (в сравнительно тёплых влажных районах). Зоны льдообразования: I — рекристаллизационная; II — холодная инфильтрационная; IIIл — ледяного питания; IIIф — тёплая инфильтрационная; IV — зона абляции. Границы: а — питания, б — фирновая, в — изотермы 0° на глубине затухания годовых температурных колебаний. Строение поверхностного слоя: А — снег, рекристаллизационные фирн и лёд; В — инфильтрационный фирн и лёд; C1- наложенный лёд; С2 — глубинный лёд. Границы слоев (Толщина слоев на схеме дана приближённо; масштаб по вертикали в зонах I — IV различен): 1, 2, 3в — трёх последних лет накопления (пунктиром — стаивания) в конце лета. 3а — наибольшая высота поверхности снега последнего года, 3б — наибольшая высота поверхности наложенного льда последнего года. Т — температура.

Оледенение горного массива Эльбрус. Общая область питания с короткими, радиально расходящимися ледниками (Кавказ).

Ледниковая морфоскульптура

Леднико'вая морфоскульпту'ра, тип морфоскульптуры, создаваемый деятельностью ледниковых покровов, горных ледников и талых ледниковых вод. На равнинах выделяют морфоскульптурные комплексы областей ледникового сноса и областей ледниковой аккумуляции. Для первых характерны формы экзарации(«бараньи лбы», «курчавые скалы» и др.); для вторых — ледниково-аккумулятивные формы (первичные моренные равнины, конечно-моренные гряды, камы, озы и др.) и флювиогляциальные (водно-ледниковые) образования (зандровые равнины, флювиогляциальные террасы и др.). В горах к экзарационным формам относятся: троги, кары, ригели, к аккумулятивным — конечно-моренные гряды, боковые морены и др.

Ледниковая теория

Леднико'вая тео'рия, система научных представлений о неоднократном развитии ледников, покрывавших огромные площади Земли. Идеи о большем, чем ныне, распространении древних ледников в горах высказывались исследователями Альп уже в конце 18 — начале 19 вв. Но зарождение Л. т. относится к 40-м гг. 19 в., когда с деятельностью древних ледников начали связывать происхождение рассеянных на обширных пространствах Европы и Северной Америки эрратических валунов— обломков горных пород, коренные местонахождения которых удалены на сотни и тысячи км от данной местности. Ледниковый генезис отложений, содержащих подобные валуны, обосновали для предгорий Альп швейцарские учёные И. Венец, Ж. де Шарпантье и Ж. Л. Агассис, для Северной Европы — немецкий геолог А. Бернгарди (1832), для Скандинавии (1840) и Северной Америки (1846) — Ж. Л. Агассис. Однако вплоть до середины 70-х гг. 19 в. большинство учёных считало, что отложения, включающие эрратические валуны, являются морскими осадками, среди которых сами валуны были рассеяны когда-то айсбергами. Эти взгляды, получившие название теории дрифта, полнее всего были развиты в 30-х гг. английским геологом Ч. Лайелем. В развенчании теории дрифта и укреплении представлений о материковом оледенении велики заслуги русских учёных К. Ф. Рулье (1852), Г. Е. Щуровского (1856), Ф. Б. Шмидта (1867), П. А. Кропоткина(1876), английского учёного Дж. Гейки (1879) и шведского учёного О. Торелля (1875), труды которых способствовали быстрому и всеобщему признанию Л. т.

Л. т. касается главным образом последнего этапа истории Земли, для большей части которого — плейстоцена обширные оледенения особенно характерны. Труды основателей Л. т. опирались на идеи моногляциализма, но в 20 в. подавляющее большинство исследователей перешло на позиции полигляциализма — учения о множественности оледенений. Согласно этому учению, в течение плейстоцена несколько раз чередовались холодные (ледниковья, гляциалы) и тёплые (межледниковья, интергляциалы) отрезки времени, благодаря чему покровы материковых льдов в средних широтах то возникали, то полностью стаивали. Укреплению полигляциализма особенно способствовала работа А. Пенка и Э. Брикнера по истории оледенения Альп (1909). В России и СССР внедрение полигляциалистических представлений связано с именами С. Н. Никитина, А. П. Павлова, Г. Ф. Мирчинка, С. А. Яковлева, И. П. Герасимова, К. К. Маркова, А. И. Москвитина и др. Согласно современным представлениям, неоднократные колебания климата считаются научным фактом, и споры идут главным образом о степени их резкости, числе и времени проявления.

Установлено неоднократное повторение эпох сильного похолодания климата и развития обширных материковых оледенений не только в последнем периоде геологической истории Земли, но и в гораздо более отдалённом геологическом прошлом (см. Ледниковый период). Таким образом, Л. т. приобрела общегеологическое значение, превратившись из частной концепции в составную часть общей теории изменений климата в геологическом прошлом Земли.

Лит.: Кропоткин П. А., Исследования о ледниковом периоде, в. 1—2, СПБ, 1876; Марков К. К., Ледниковая теория (Исторический очерк), в его кн.: Очерки по географии четвертичного периода, М., 1955; Марков К. К., Лазуков Г. И., Николаев В. А., Четвертичный период (Ледниковый период — антропогеновый период), т. 1—3, М., 1965—67; Флинт Р. Ф., Ледники и палеогеография плейстоцена, пер. с англ., М., 1963.