EROZJA LODOWCOWA: CHARAKTERYSTYKA, RODZAJE, PRODUKTY, KONSEKWENCJE, PRZYKŁADY - ŚRODOWISKO - 2025

Lodowatego erozja jest wytrzymała i modyfikacje powierzchni ziemi spowodowane przez ciśnienie i przepływ masy lodowiec lodu. Ten rodzaj erozji jest możliwy dzięki właściwościom wody, a zwłaszcza jej zdolności do krzepnięcia i topienia w temperaturze pokojowej.

Lodowce to ogromne masy lodu, które swoim ciężarem i przemieszczeniem powodują różne efekty erozyjne. Obejmują one ślizganie się po lodowcu lub odłupywanie i odrywanie skał, a także ścieranie lodowcowe lub polerowanie skał.

Erozja lodowcowa. Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Briksdalsbreen_(03_272).jpg

Inne skutki erozji lodowcowej to ścieranie, które powoduje powstanie tak zwanych prążków lodowcowych lub drobnych kanałów wykutych w skalistym dnie. Przeciąganie natomiast wywołuje również efekt modelowania, np. Przy tworzeniu pól pagórków czy drumlinów.

Różne nacięcia, pęknięcia i otarcia powodowane przez przepływ lodowca na przestrzeni tysięcy lat znacząco modyfikują krajobraz. Do formacji geomorfologicznych, które powstają w wyniku erozji lodowcowej, należą doliny lodowcowe i jeziora polodowcowe. Podobnie jak błotniste skały, pola wzgórz i inne konfiguracje rzeźby.

cechy

- Śnieg

Śnieg to ziarnisty materiał (płatki) składający się z małych kryształków lodu, które nie skupiają się w całkowicie stałe bloki. Daje to materiał o określonej gęstości, ale plastyczny i podatny na zagęszczanie.

Tworzenie i efekt erozyjny

Śnieg tworzy się w atmosferze, gdy para wodna skrapla się w temperaturach poniżej 0 ° C, a następnie wytrąca się. W ten sposób powstają opady śniegu, które odkładają warstwy śniegu na ziemi.

Nagromadzenie warstw z fizycznymi różnicami o większym lub mniejszym zagęszczeniu może powodować przemieszczenia, gdy występują one na stromych zboczach. Ta cecha jest ważna, aby zrozumieć zarówno lawiny śnieżne, jak i efekt erozyjny powolnych ruchów.

- Lód

Czysta woda poddana działaniu atmosfery ciśnienia i 0 ºC przechodzi w stan stały i nazywana jest lodem. Jednak woda w naturze zawiera zanieczyszczenia (minerały, kwasy organiczne), dlatego zamarza w temperaturach poniżej 0 ºC.

Z drugiej strony w wysokich górach ciśnienie atmosferyczne jest niższe, co również pomaga obniżyć próg zamarzania wody.

Gęstość

Woda rozszerza się, gdy zamarza, a tym samym zwiększa swoją objętość i zmniejsza swoją gęstość, gdy zestala się w postaci lodu. Ta właściwość ma znaczenie w działaniu erozyjnym, ponieważ woda przenika przez drobne pęknięcia w skałach, a gdy zamarza, rozszerza się.

W związku z tym w letnich procesach rozmrażania i zimowego zamrażania wewnątrz formacji skalnych powstają ciśnienia ekspansywne. Te naciski powodują dalsze pękanie skał i ostatecznie ich niszczenie.

Niebieski lód lub lód lodowcowy

Błękitny lód na Antarktydzie. Źródło: Joe Mastroianni, National Science Foundation

W lodowcu, gdy gromadzą się warstwy śniegu, dolne warstwy zamieniają się w lód i stają się coraz bardziej zbite. Śnieg w górnej warstwie ma gęstość bliską 0,1 i porowatość 95%, aw dolnej warstwie gęstość 0,92 i zerową porowatość.

Warstwy podstawowe są tak zbite, że jeden metr śniegu tworzy jeden centymetr lodowatego lub niebieskiego lodu.

W tym procesie pęcherzyki powietrza uwięzione w lodzie są usuwane, pozostawiając bardzo przejrzysty lód. Kiedy ten lód jest wystawiony na działanie promieni słonecznych, pochłania widmo czerwieni i odbija niebieski, stąd nazwa niebieski lód.

Lód hartowany i zimny

Lód hartowany to taki, który jest zbliżony do temperatury topnienia, podczas gdy zimny lód ma temperaturę niższą niż wymagana do jego stopienia.

Ruch lodu

Ogólnie rzecz biorąc, lód jest kruchym ciałem stałym, ale w warstwach grubszych niż 50 m zachowuje się jak tworzywo sztuczne. Dlatego niska przyczepność między różnymi warstwami powoduje generowanie ruchu między nimi.

- Lodowce

Są to duże masy lodu i stałego śniegu, które tworzą się w regionach polarnych lub w wysokich pasmach górskich planety. Śnieg gromadzi się i zagęszcza, tworząc coraz gęstszy lód i przemieszcza się po zboczach z silnym efektem erozyjnym.

Bilans masy

Lodowiec Matanuska na Alasce (Stany Zjednoczone). Źródło: Sbork

Zwykle lodowiec ma obszar, w którym nabiera masy z powodu opadów śniegu lub zamarzania wody w stanie ciekłym, zwany strefą akumulacji. Ma również obszar, w którym traci wodę przez osuwiska lub sublimację, zwany strefą ablacji.

Lodowiec znajduje się w ciągłej wymianie masy i energii z otaczającym go środowiskiem, tracąc przy tym masę. Nowe opady dodają warstwy śniegu, które zostaną zbite, zwiększając objętość lodowca.

Z drugiej strony lód traci masę podczas sublimacji w parze wodnej, a lodowiec może odczuwać odrywanie się bloków lodu. Na przykład w przypadku przybrzeżnych lodowców lub lodu morskiego, który tworzy góry lodowe.

Ruch lodowcowy

Słabe wiązania molekularne między pokrywami lodowymi powodują ruchy między nimi, napędzane siłą grawitacji podczas nachylenia. Ponadto przyczepność lodu lodowcowego do skalistego podłoża jest słaba i wzmocniona przez smarujące działanie roztopionej wody.

Z tego powodu masa lodowca zsuwa się bardzo wolno w dół, w tempie od 10 do 100 metrów rocznie. W warstwie stykającej się z podłożem prędkość jest mniejsza z powodu tarcia, podczas gdy górne warstwy poruszają się z większą prędkością.

Rodzaje lodowców

Chociaż istnieją różne kryteria klasyfikacji lodowców, ich klasyfikacja według lokalizacji i zasięgu jest tutaj podkreślona.

Lodowiec kontynentalny

Są to duże masy lodu pokrywające rozległe obszary kontynentalne, na przykład lodowce Antarktydy i Grenlandii. Osiągają największą grubość w środku, a ich brzegi są znacznie cieńsze.

Lodowiec Cap

Są to warstwy lodu pokrywające pasma górskie lub starożytne wulkany i podobnie jak kontynentalne czapy lodowe, były one bardziej obfite w przeszłości geologicznej.

Lodowce górskie

Jest to typowy lodowiec, który rozwija się tworząc dolinę w kształcie litery U, przedstawiającą lodowcowy cyrk na czole, jęzorze i czole lodowca. Części lodowca górskiego to:

Cyrk

Składa się z zagłębienia otoczonego górami, które tworzy strefę akumulacji lodowca, w której następuje formowanie się lodu lodowcowego.

Język

Język lodowca. Źródło: NASA / Michael Studinger

To masa lodu i śniegu przemieszcza się zgodnie z kierunkiem zbocza doliny, erodując ją w kształcie litery U. Ruchoma masa odrywa i ciągnie fragmenty skał, a także poleruje powierzchnię odsłoniętych skał.

Lodowiec

Jest to dosłownie przyczółek lodowca, na czole którego odkłada część wleczonego materiału tworzącego morenę czołową.

Rodzaje erozji lodowcowej

Erozja lodowcowa zachodzi z powodu ciężaru i ruchu lodowca, który generuje siły ciągu i tarcia.

Początek lodowca

Dzięki pchnięciu wielkiej, ruchomej masy lodowca, fragmenty skał i całe skały są wypierane i unoszone. Początek zlodowacenia jest ułatwiony poprzez żelowanie lub żelowanie, gdy woda wnika w pęknięcia i zamarza, zwiększając swoją objętość.

W ten sposób działa jak dźwignia, która rozbija skałę, uwalniając fragmenty, które są następnie odciągane.

Ścieranie lodowcowe

Tarcie ciągniętych kryształków lodu i fragmentów skał działa jak papier ścierny lub pilnik podczas poruszania się po skalistej powierzchni. W taki sposób, że noszą i polerują, modelując teren na różne charakterystyczne sposoby.

Erozja roztopiona

Lodowcowa woda roztopowa płynie zarówno wewnątrz lodowca, jak i na zewnątrz, powodując erozję. Wśród formacji, które mają swój początek w erozyjnym działaniu wód lodowcowych, są ozy i kettler lub gigantyczne kotły.

Produkty erozji lodowcowej

Doliny polodowcowe

Nagromadzenie śniegu u szczytu wysokogórskiej doliny międzykontynentalnej powoduje powstanie doliny lodowcowej. Aby tak się stało, dolina musi znajdować się na wysokości powyżej granicy ciągłego śniegu

Kolejne warstwy śniegu ściskają dolne warstwy, które ostatecznie krystalizują się jako lód lodowcowy. Następnie lód zaczyna swój ruch w kierunku zbocza niesionego siłą grawitacji.

Ta poruszająca się masa powoduje erozję ziemi podczas przechodzenia, to znaczy odrywając fragmenty i polerując skały. Biorąc pod uwagę masę i siłę, działając przez tysiące lat, wyrzeźbił dolinę o przekroju w kształcie litery U.

Podwieszane kosze

W wysokich górach, powyżej poziomu wiecznego śniegu, na różnych zboczach tworzą się lodowce. W zależności od ukształtowania pasma górskiego, dwie doliny lodowcowe mogą krzyżować się poprzecznie.

Kiedy to nastąpi, główny lodowiec przecina przód mniejszego lodowca i kontynuuje swoje erozyjne działanie, w wyniku czego niewielka dolina lodowcowa prowadzi do urwiska.

Cyrki lodowcowe

Efekt erozji lodowcowej u szczytu doliny daje osobliwą konformację geomorfologiczną, z mniej lub bardziej okrągłym wgłębieniem otoczonym pionowymi ścianami. Nazywa się to lodowcem i pozostaje jako dowód na zniknięcie starożytnych lodowców.

Rozstępy lodowcowe

W niektórych przypadkach ścierne działanie lodu i moreny dennej rzeźbi powierzchnię doliny rowkami lub kanałami.

Błotniste skały

W miarę mijania lodowca te skały, które ze względu na swoje rozmiary lub korzenie potrafią pozostać na ziemi, poddawane są procesowi polerowania. To modeluje je jako zaokrąglone skały o bardzo gładkiej powierzchni wystającej z powierzchni ziemi, zwane skałami błotnymi.

Moreny

Moreny. Źródło: Fotograf

Lodowiec niesie ze sobą fragmenty skał różnej wielkości (gliny), piasek i błoto, które ostatecznie osadza, zbiór ten nazywany jest moreną. Moreny dzieli się na boczne, dolne i czołowe, w zależności od obszaru lodowca, który je niesie.

Jeziora polodowcowe

Erozja lodowcowa prowadzi do powstania lagun lodowcowych poprzez tworzenie zagłębień w ziemi, w której gromadzi się woda roztopowa. Te laguny mogą znajdować się w cyrku znikającego lodowca lub w końcowej części doliny lodowcowej.

W tym ostatnim przypadku, gdy lodowiec zanika, morena czołowa niczym grobla blokuje ujście doliny, tworząc lagunę. Na tym filmie możesz zobaczyć jezioro polodowcowe na Islandii:

Pagórkowate pola o

W szczególnych warunkach, na ogół na płaskim terenie o niskich zboczach i z wcześniejszymi gruzami, lodowiec modeluje pagórkowaty krajobraz. Są to niewielkie wzniesienia o zwężającym się (aerodynamicznym) kształcie, z szerokim przodem skierowanym w stronę pochodzenia lodowca i wąskimi w kierunku tyłu.

Krawędzie i

W przypadkach, gdy wokół góry znajdują się dwa lub więcej sąsiednich kotlin, działanie erozyjne generuje zbocza o stromych i ostrych krawędziach. Jeśli dwa jęzory lodowcowe biegną równolegle do siebie oddzielone zboczem górskim, powstają ostre rzędy zwane grzbietami.

Rogi są szczytami utworzonymi przez zbieżność w ich środowisku kilku lodowcowych kotłów, które je erodują. W miarę ścierania się dna i rzeźbienia w kamieniu wokół niego wierzchołek staje się wyższy i ostrzejszy.

Esker

Pod lodowcem mogą płynąć stopione rzeki, niosąc gruz, podczas gdy brzegi rzek są przygniatane ciężarem lodu. Gdy lodowiec znika, pozostaje długi grzbiet gruzu, do którego dodawane są inne osady.

Z biegiem czasu wietrzenie skały i osadzające się osady tworzą glebę i rośnie roślinność. Tworzy wydłużony i wąski krajobraz wzgórz, który był wielokrotnie używany do budowy dróg i autostrad.

Kame

Są to wzgórza o nieregularnym kształcie, które powstały w wyniku nagromadzenia żwiru i piasku ze starożytnych lodowców. Po zniknięciu lodowca materiał konsoliduje się, a wietrzenie i sedymentacja tworzą glebę, rosnącą trawę i inne rośliny.

Czajnik

W niektórych przypadkach na powierzchni lodowca powstają duże dziury, w których wytrąca się woda (młyn lodowcowy). Po dotarciu do skalistego dna woda przebija się przez nie, tworząc okrągłe zagłębienia w kształcie garnka lub czajnika.

Konsekwencje

Erozja lodowcowa to cicha siła, która rok po roku głęboko kształtuje krajobraz.

Transformacja ziemi

Siła erozyjna działającego przez długi czas lodowca radykalnie zmienia ukształtowanie terenu. W tym procesie tworzy głębokie doliny oraz bardzo strome i ostre pasma górskie, a także różne charakterystyczne struktury geologiczne.

Utrata gleby

Siła ciągnięcia języka polodowcowego powoduje zniknięcie całej gleby obszaru przemieszczenia. W tym sensie obszary starożytnych lodowców prezentują podłoże z wychodnią skały macierzystej, praktycznie bez gleby.

Ładunek osadów w rzekach i jeziorach

Erozja lodowcowa polega na wciąganiu osadów przez poruszającą się masę lodu, gdy lód topnieje. Tworzy to prądy wodne, które przenoszą osady do rzek i jezior pochodzenia lodowcowego.

Przykłady

Podwieszane kosze

W Sierra Nevada de Mérida (Wenezuela) znajduje się Cascada del Sol, utworzona przez wytrącanie się wód roztopowych z Pico Bolívar. Woda płynie przez małą polodowcową dolinę zwaną Cañada de Las Nieves.

Dolina ta po drodze przecięła znacznie głębszą, główną dolinę polodowcową (100 m), tworząc przepaść wodospadu. W paśmie Andów te zawieszone doliny i powstające w nich wodospady są powszechne.

Norweskie fiordy

Norweski fiord. Źródło: Ximonic (Simo Räsänen)

Słynne fiordy Norwegii to zatoki w postaci długich ramion morskich, które wnikają w głąb lądu między surowymi górami. Te formacje geologiczne powstały w czwartorzędu w wyniku erozyjnego działania lodowców, które wykopały skałę.

Później, gdy lodowce zniknęły, wgłębienia nawiedziło morze. Istnieją również fiordy w chilijskiej Patagonii, na Grenlandii, Szkocji, Nowej Zelandii, Kanadzie (Nowa Fundlandia i Kolumbia Brytyjska), Stanach Zjednoczonych (Alaska), Islandii i Rosji.

Krajobraz po lodowcu w Wisconsin (Stany Zjednoczone)

Duża część terytorium Ameryki Północnej była pokryta czapami lodowymi 25 000 lat temu, tak zwaną pokrywą lodową Laurentian. Lodowiec ten odcisnął swoje piętno na ukształtowaniu krajobrazu na dużych obszarach, takich jak stan Wisconsin.

Na tym jednym znajdują się pola morenowe, takie jak Johnstown czy Milton Moraine. Również czajniki lub gigantyczne kotły, jeziora polodowcowe i szerokie pola wzgórz lub drumlinów.

Podczas podróży międzystanowej między Madison i Milwaukee można zobaczyć pole z ponad 5000 drumlinów. Przez tysiąclecia wzgórza te konsolidowały się, tworząc glebę i rozwijając pewną roślinność zielną.

Bibliografia

1. Boulton, GS (1979). Procesy erozji lodowców na różnych podłożach. Journal of Glaciology.
2. Boulton, GS (1982) Processes and Patterns of Glacial Erosion. W: Coates, DR (red.). Geomorfologia lodowcowa. Springer, Dordrecht.
3. GAPHAZ (2017). Ocena zagrożenia lodowcem i wieczną zmarzliną w regionach górskich - wytyczne techniczne. Opracowali Allen, S., Frey, H., Huggel, C. et al. Stała grupa robocza ds. Zagrożeń lodowcowych i wiecznej zmarzliny w górach wysokich (GAPHAZ).
4. Nichols, G. Sedimetology and estratrigraphy. Wydanie 2. Edytuj Wiley-Blackwell.
5. Mickelson, DM (2007). Krajobrazy hrabstwa Dane, Wisconsin. Wisconsin Geological and Natural History Survey.
6. Yuen, DA, Sabadini, RCA, Gasperini, P. and Boschi, E. (1986), On transient rheology and glacial isostasy. Journal of Geophysical Research.