Ледники в горах

Области питания горных ледников расположены на больших высотах и, как правило, труднодоступны, поэтому для большинства туристов знакомство с ледниками ограничивается маршрутами по их нижним частям.

При выходе из фирновых бассейнов почти у всех ледников наблюдается чередование крутых и пологих участков. При значительных мощностях льда, которые, например, сейчас наблюдаются в Антарктиде или Гренландии, подо льдом могут незаметно скрываться крупные возвышенности и целые хребты. В горах же даже незначительное изменение наклона ложа отражается на поверхности ледников. На более крутых участках ледники начинают двигаться быстрее, и здесь во льду часто происходят разрывные нарушения, которые на поверхности ледников выражены в виде трещин различной формы и размеров.

Образованию трещин предшествует треск, из чрева ледника периодически раздаются глухие раскаты, вызванные процессами разрыва льда, а протяжный звук, как при разрезании стекла алмазом, свидетельствует, что трещина продолжает расти. Между тем по окончании этого своеобразного ледового концерта приходится затратить немало времени, чтобы обнаружить только что наметившуюся узенькую, шириной с лезвие ножа, трещину. Пройдет еще несколько дней или даже недель, прежде чем она расширится и примет вид устрашающе глубокой бездны.

Трещины образуются, когда напряжения в леднике превысят предел прочности льда на разрыв. В зависимости от положения относительно направления движения ледника выделяются трещины: поперечные в центре ледника и перпендикулярные направлению его движения; располагающиеся вдоль бортов ледника и составляющие с направлением движения ледника угол 45°; косые или веерообразные, имеющие продольное направление в центре ледника и расходящиеся веером к бортам, где они также составляют угол 45° с направлением движения. Кроме того, по краям ледниковых языков встречаются еще трещины двух типов: прямые короткие, образующие угол 45° с краем ледника; кулисообразные, похожие на предыдущие, но составляющие с краем угол около 20—35°.

Длина трещин измеряется десятками и даже сотнями метров. Некоторые из них бывают настолько длинными, что даже пересекают весь ледник. В ширину трещины обычно не превышают 20—30 м, гораздо чаще попадаются узкие расселины всего в 1—2 м. Главная опасность трещин заключается в том, что они сужаются книзу. Поэтому человек, угодивший в трещину, не достигает дна, а застревает даже между гладкими стенками. Как глубоко уходят трещины внутрь ледника? Оказывается, они рассекают только самую верхнюю часть ледников на глубину 30—70 м. Это связано с тем, что поверхностные слои льда в ледниках обладают повышенной хрупкостью, внутренние же более пластичны. Жесткий лед движется с большей скоростью и может раскалываться на куски. Действительно, мощность жесткого льда на разных ледниках не превышает 30—70 м, что и отвечает глубине большинства измеренных трещин.

Наиболее изобилуют трещинами крутые участки ледников — ледопады. В таких участках, нередко имеющих большую протяженность, поверхность ледника напоминает застывший водопад и распадается на узкие гребни, а нередко состоит из обособленных башен, пирамид и колонн. Лед тает, ледник движется, и вся ледяная архитектура постоянно меняется. На особо крутых участках лед дробится так сильно, что пространство, занятое узкими гребнями, оказывается значительно меньше площади трещин. В этом ледяном хаосе нелегко сориентироваться.

Ледопады придают ледникам необычайную живописность. Один из красивейших в нашей стране — ледопад ледника Адиши в Верхней Сванетии. Эта гигантская мозаика ледяных плит имеет общую протяженность 1,5 км, а уклон ее поверхности превышает 60°. На более крутых участках ледопада лед теряет свою связность и с огромной высоты периодически обрушивается вниз на ледниковый язык. Ледяные обвалы сопровождаются сильным грохотом и образованием облака из снежно-ледяной пыли.

В зарубежной литературе за ледопадами закрепилось название «серраки» (так называется особый вид швейцарского сыра, распадающегося на небольшие кубические кусочки). Известны своим капризным нравом огромные серраки ледника Кхумбу, охраняющие подступы к Эвересту. Обстановка там быстро меняется, и притом не только в деталях: вчера разведанный путь сегодня может быть совершенно непроходим.

Ниже ледопадов блоки льда, разбитые трещинами, подтаивают, закругляются и нередко приобретают вид громадных замерзших волн, а сами ледники становятся похожими на ледяное море. Ледяные волны четко выражены на ледниках Халде на Кавказе и Петрова на Тянь-Шане.

Одна из наиболее характерных особенностей горных ледников заключается в их сложном строении. На ледниковой поверхности полосчатость хорошо заметна вследствие разной окраски льда, которая зависит от концентрации пузырьков воздуха и минеральных включений, а также от формы и размеров ледяных кристаллов. Обычно в ледниках преобладают белые ленты льда, но часто встречаются прослои голубого, бурого и даже желтого цветов. В поперечном разрезе ледников слоистость имеет ложкообразное залегание и на поверхности ледниковых языков создает рисунок в виде дуг, обращенных выпуклостями вниз по течению ледника. В некоторых участках слоистость деформируется и возникают складки. В отличие от областей питания ледников, всегда остающихся холодными и безмолвными, облик ледниковых языков летом изменяется. Они словно оживают. Робким шепотом начинают переговариваться ручейки. Если днем становится чуть теплее, они набирают силу, объединяются и в полный голос заявляют о своем существовании.

Буйство ручьев и рек — верный признак таяния ледников. Потоки могут быть самыми разными, достигая 15—20 м в ширину и сотен метров в длину. Работая на ледниках, часто приходится тратить немало времени, чтобы найти удобные места для переправ через эти водные преграды, а иногда даже строить такие переправы из камней. Кроме того, рисунок сети водных потоков подвержен быстрым изменениям.

Русла потоков прорезают ледники на глубину более 10 м и имеют все признаки рек, включая даже меандры. На плоских участках ледников водотоки разливаются, образуя снежно-водяные болота. На крутых участках поверхности ледников скорости потоков возрастают. В течение суток расходы воды резко колеблются; утром водотоки совсем маломощны, зато во второй половине дня, особенно в ясную солнечную погоду, они несут огромные массы воды и переправа через них бывает сопряжена с риском.

Ближе к концу ледника реки все глубже вгрызаются в тело ледника, «пропиливая» причудливые лабиринты промоин и каньонов. Однако почти все они не достигают конца ледника. Куда же исчезают потоки? Ведь монолитный ледниковый лед практически водонепроницаем, хотя сам и содержит незначительное количество воды. Эту воду можно классифицировать на четыре группы. К первой относятся внутрикристаллические включения дисковидной формы, расположенные в базальной плоскости (это известные «цветы Тиндаля»). Вторую группу составляют очень плоские включения, расположенные на поверхности, разделяющей два кристалла. К третьей группе следует отнести водяную пленку, обволакивающую пузырьки воздуха в кристаллах льда. Четвертая группа охватывает водяные включения, находящиеся на стыках трех или четырех кристаллов льда.

Общее количество такой воды, называемой квазистатической, даже в умеренных ледниках составляет 1%. Следовательно, свойствами монолитного льда нельзя объяснить проникновение воды в толщу ледников и существование потоков, вытекающих из-под них.

Очевидно, проникновение воды внутрь ледников происходит в тех местах, где не сохраняются гидрологические условия, характерные для монолитного льда. Как правило, это зоны трещин, где поверхностный сток перехватывается. Гораздо труднее объяснить проникновение воды внутрь ледников на значительные глубины — ведь глубина трещин редко превышает 30—40 м. Сравним физические свойства воды и льда. Прежде всего обратим внимание на тот факт, что плотность воды больше плотности льда, что может приводить к возникновению избыточного давления воды по сравнению со льдом:

_w : _i = _wgh_w — _igh_i,

где _w и _i — объемный вес воды и льда, g — ускорение силы тяжести, h_w и h_i — высота столба воды и льда. Соответственно при глубине трещины 30 м и глубине воды в ней 5 м у дна трещины возникает добавочное давление, равное 5•10⁴ Па. А как следует из степенного характера закона течения льда, даже незначительное увеличение напряжения вызывает существенное увеличение скорости деформации льда.