Заледяванията в историята на Земята и ледникови форми в равнините
Заледяването е дългосрочно съществуване на ледени маси върху която и да е част от земната повърхност. Заледяването е възможно, ако тази област се намира в хионосферата – снежната сфера (от гръцки chion – сняг и sphaira – топка), която е част от тропосферата. Този слой се характеризира с преобладаване на отрицателни температури и положителен баланс на твърди атмосферни валежи. Долната граница на хионосферата на повърхността на Земята се проявява чрез снежна граница или линия. Снежната граница е нивото, при което годишното пристигане на твърди атмосферни валежи е равно на годишната им консумация (С. В. Калесник). Над снежната линия натрупването на твърди валежи преобладава над тяхното топене и изпаряване, т.е. твърдите валежи под формата на сняг и лед се запазват през цялата година. Хионосферата неравномерно обгражда земното кълбо: тя се спуска към повърхността на Земята в полярните райони и се издига на 5-7 km над екватора (фиг. 5.1). В съответствие с това полярните райони на север и юг са покрити със сняг и лед, а на екватора само най-високите планини (Анди в Южна Америка, Килиманджаро в Африка и др.), Достигащи до хионосферата, имат ледници.
Ледникът е натрупване на лед, което е било стабилно в продължение на много стотици, хиляди, а понякога и милиони години. Ледниците се захранват от твърди атмосферни валежи, пренасяне на сняг чрез вятър и лавини. По време на геоложката история на Земята климатът на Земята многократно се е променял: в студените епохи долната граница на хионосферата се понижи и заледяването се разпространи на големи площи; в епохите на затопляне границата на хионосферата се повиши, което доведе до намаляване на заледяването, промяна от ледников период към междуледников период. Заледявания са настъпили в различни периоди от геоложката историяЗемя, доказателство за което садревни фосилни ледникови отлагания (тилити ), открити на различни континенти сред отлаганията от долния протерозой, венда, горния ордовик, карбона и перма. Но особено мощни заледявания, които оставят отлагания и различни форми на релефа, са настъпили през кватернерния период. През кватернерния период е имало пет до седем ледникови епохи. През топлите междуледникови епохи ледът се е стопил напълно или площта, заета от него, е била значително намалена. Причината за развитието на заледяванията, както и климата на Земята, е неравномерното разпределение на слънчевата топлина върху земната повърхност във времето. Зависи от периодично променящите се параметри на земната орбита: нейния ексцентрицитет, наклона на земната ос към равнината на нейното движение около слънцето (еклиптика) и др. Югославският учен М. Миланкович изчислява количеството слънчева топлина, постъпваща в Земята в северното полукълбо на 65 ° с.ш. ш., в зависимост от промяната на всички параметри през последните 600 000 години. Минималното количество топлина се получава по време на основните заледявания на Северното полукълбо.
Цикличност и етапност в развитието на заледяванията.
Всяко заледяване, като следствие от климатичните промени, се състои от последователни етапи на развитие, чиято съвкупност американският глациолог У. Г. Хобс в началото на 20 век нарича ледников цикъл. В различните етапи на заледяването, от раждането на ледниците до тяхното максимално развитие и последваща смърт, формата на ледниците и типът на заледяването се променят.
В началния етап на равнините в района на произхода на ледниците се появяват ледени шапки, които, увеличавайки се по размер и обединявайки се, образуват ледена покривка. Последният, растящ, под въздействието на ледения натиск, започва да се разпространява в различнистрани. Образуват се отделни ледени потоци, движещи се преди всичко и по-нататък по вдлъбнатините на релефа. В етапа на максимално развитие ледниците, обединявайки се и сливайки се, образуват ледена покривка. По време на етапа на разграждане (топене) ледената покривка се свива по размер (отдръпва се), разпада се на отделни потоци и може напълно да изчезне. Намаляването на покритието протича от краищата към центъра поради факта, че топенето в краищата на покритието е по-интензивно от притока на лед от зоната за хранене. Или ледената покривка се топи едновременно - както в центъра, така и по краищата, което се свързва с бързото затопляне на климата. Тогава движението на леда спира и масата лед става мъртва. В планините, когато високите им части са в хионосферата, в началния етап се образуват малки циркусни ледници.
Кар (от немски Kag или шотландски corrie - стол) - вдлъбнатина, наподобяваща купа или стол (фиг. 5.2). Стените на Кара са покрити със сняг, на дъното има малък ледник Кара със стръмни скалисти стени и вдлъбнати дъна. Снегът, докато се натрупва, се превръща във фирн и лед, който, увеличавайки се по маса, прелива кар и започва да изтича от него, спускайки се по склона в долината.В устието на кар често има издатина на скалното легло (праг), над която се образува инфлексия на ледения поток, възниква система от пукнатини, перпендикулярна на движението на леда - ледопад (фиг. 5. 3 L). Първо се образува карово-долинен ледник (фиг. 5.3 B), а след това долинен ледник. Когато ледниците запълнят системата от речни долини, по-точно горните течения на речните долини, заледяването става долинно. Докато се развиват, долинните ледници, увеличавайки се по размер и поемайки странични приточни ледници, се превръщат в дендритни или дървовидни (фиг. 5.4). Дължината на такива ледници достига много десетки километри. И така, съвременният ледник Федченко в Памире с дължина 80 км, а Беринговият ледник в Аляска – 203 км. На етапа на максимално развитие на заледяването ледниците заливат речните долини, ледът се разпространява и към водосборите, припокрива ги и заледяването става първо полупокрито или мрежа, с отделни хребети и върхове, стърчащи сред леда, а след това - покритие. Такова развитие на заледяването - от циркус, долина до покривен тип - е трансгресивен (или прогресивен) тип.
етапът на изчезване или деградация, на заледяването, процесът върви в обратна посока, образува се регресивен тип заледяване: от покритие към долина, а след това до циркус или пълно изчезване. Така завършва ледниковият цикъл, който може да се повтори след десетки или стотици хиляди години. В момента заледяването е навсякъде в етап на изчезване. В някои планини ледниците са изчезнали, в други все още съществуват. Цирковият тип заледяване е характерен за полярния Урал, а долинният тип е характерен за Кавказ, Тиен Шан, хребетите на Аляска, Андите, Хималаите и много други планински страни. Ледът е един от агентите, които активно трансформират земната повърхност. Той разрушава тази повърхност, предизвиквайки екзарация и в същото време натрупва детритен материал. Съответно се разграничават екзарационни и акумулативни релефни форми. Те се различават значително в планинските и равнинните райони.
По време на геоложката история на планетата, наброяваща повече от 4 милиарда години, Земята е преживяла няколко периода на заледяване. Най-старото хуронско заледяване е на 4,1-2,5 милиарда години, гнайсовото е на 900-950 милиона години. Освен това ледниковите периоди се повтарят доста редовно: Стурт - 810 - 710, Варанг - 680 - 570, Ордовик - 410 - 450 милиона години. Предпоследният ледников период на Земята е от 340 - 240 милиона годининазад и се е наричал Гондванан. Сега на Земята е друга ледникова епоха, наречена кайнозойска, която започва преди 30-40 милиона години с появата на ледената покривка на Антарктида. Човекът се е появил и живее в ледниковия период. През последните няколко милиона години заледяването на Земята или нараства и след това значителни площи в Европа, Северна Америка и отчасти в Азия са заети от ледени покривки, или се свива до размера, който съществува днес. За последните милион години са идентифицирани 9 такива цикъла. Обикновено периодът на растеж и съществуване на ледените покривки в Северното полукълбо е около 10 пъти по-дълъг от периода на разрушение и отстъпление. Периодите на отдръпване на ледниците се наричат междуледникови. Сега живеем в друг междуледников период, наречен холоцен.
Палеозойска ледникова епоха (преди 460-230 милиона години)
Късен ордовик-ранен силурийски ледников период (преди 460-420 милиона години) Ледниковите отлагания от това време са често срещани в Африка, Южна Америка, източната част на Северна Америка и Западна Европа. Пикът на заледяването се характеризира с образуването на обширна ледена покривка в по-голямата част от Северна (включително Арабия) и Западна Африка, докато дебелината на ледената покривка на Сахара се оценява на до 3 км.
Късно девонска ледникова епоха (преди 370-355 милиона години)
Леденични отлагания от късния девонски ледников период са открити в Бразилия, подобни моренни отлагания в Африка (Нигер). Ледниковият регион се простира от съвременното устие на Амазонка до източното крайбрежие на Бразилия.
Карбонно-пермската ледникова епоха (преди 350-230 милиона години)
Късна протерозойска ледникова епоха (преди 900-630 милиона години) В стратиграфиятаКъсният протерозой се отличава с ледниковия хоризонт на Лапландия (преди 670-630 милиона години), открит в Европа, Азия, Западна Африка, Гренландия и Австралия. Палеоклиматичната реконструкция на късната протерозойска ледникова епоха като цяло и в частност на Лапландския период е възпрепятствана от липсата на данни за дрейфа, формата и положението на континентите по това време, но като се вземе предвид местоположението на моренните отлагания на Гренландия, Шотландия и Нормандия, се предполага, че европейските и африканските ледени покривки от този период са се сливали в един щит от време на време.