Леонид Серебрянный - Ледники в горах

Среди форм ледниковой морфоскульптуры особого внимания заслуживают кары, или цирки. Они — одно из наиболее ярких проявлений ледниковой эрозии и в идеальном случае представляют собой кресловидные ниши на склонах гор, частично обрамленные крутыми уступами и иногда вмещающие небольшое озеро или ледник. Задние стенки каров могут достигать больших высот и часто увенчаны острыми вершинами.

Хотя кары распространены только в областях современного и древнего оледенения, длительное время их экзарационное происхождение ставилось под сомнение. Обычно исследователи ссылались на возможность участия текучих вод и оползневых процессов в образовании этих форм. После детальных геоморфологических исследований выявилась несостоятельность подобных суждений: хотя в природе действительно встречаются так называемые псевдокары, связанные с оползневыми процессами, но морфологически их довольно легко отличить от подлинных ледниковых каров.

По строению и размерам кары весьма разнообразны. Иногда это небольшие углубления на склонах поперечником всего несколько десятков метров, но встречаются и гигантские кары. Так, кар Уолкот на горе Листер (Антарктида) достигает в ширину 16 км, а высота его задней стенки составляет 3 км. Восточный кар на Эвересте имеет в поперечнике 4 км, а его высота 2,8 км.

Размеры каров зависят от нескольких факторов, включая прежде всего устойчивость пород по отношению к экзарации. Установлено, что в метаморфических породах кары лучше выражены, чем в осадочных. Кроме того, на размеры каров влияет и общая высота гор (например, на Центральном Кавказе кары гораздо крупнее, чем в Карпатах).

Давно замечено, что в северном полушарии кары крупнее, чем в южном. В умеренных широтах северного полушария большинство из них обращено к северу и востоку. Аналогичная закономерность обнаружена и для современных каровых ледников, даже в тех районах, где влагоперенос осуществляется западными ветрами. В этом случае сильно воздействует на ориентацию каров интенсивный перенос снега на подветренные склоны гор. В южном полушарии крупнейшие кары обращены к югу и юго-востоку.

Для сформировавшихся каров характерны следующие условия: они должны располагаться на значительном расстоянии друг от друга и быть выработанными предпочтительно в однотипных породах, чтобы текстурные различия не влияли на их форму.

У развитого кара выделяются четыре особенности строения: задние и боковые стены крутые и обычно раздробленные; ригель носит следы сглаживания и полировки; на контакте задней стенки кара и котловины выражен выступ коренных пород; этот выступ выпуклый и раздробленный. Соотношение между длиной сформировавшегося кара и высотой его задней стенки примерно 3:1.

Котловине кара присуща овальная форма. Она окружена крутыми склонами, которые смыкаются в низком ригеле, часто перекрытом моренным валом, подпруживающим небольшое озеро. Кары могут быть выработаны в различных породах, но лучше всего они выражены в кварцитах и гнейсах. Геологическое строение слабо влияет на форму и размер каров, хотя последние нередко приурочены к структурно ослабленным зонам.

Как и троги, кары наследуют древние эрозионные формы, причем на начальные стадии образования каров сильно воздействует нивация. По мере расширения каров и отступания их задних стенок формируются острые вершины и гребни, типичные для зрелого альпинотипного рельефа. В том случае, когда кары расположены на разных сторонах вершины, на пересечении их задних стенок образуются характерные пирамидальные, чаще всего трехгранные, но иногда и четырехгранные пики, которые А. Пенк в 1909 г. предложил называть карлингами. Ярким примером карлингов является хорошо известная альпинистам пирамидальная гора Маттерхорн в Альпах. На очень зрелой стадии в результате прорыва гребней гор образовывались перевалы, по которым лед перетекал из одного кара в другой.

Высота днищ каров тесно связана с высотой границы питания ледников. На современных каровых ледниках эта граница расположена на 3/5 расстояния между высотами нижней и верхней частей ледников. Данная зависимость очень четко выражена и может быть использована для реконструкции положения границы питания ледника во время формирования кара.

Так, например, Дж. Эндрюс установил, что в прибрежных районах Лабрадора во время последнего оледенения указанная граница располагалась на 240 м ниже современной, и подсчитал, что с тех пор средние летние температуры воздуха повысились на 6° С. В высокогорных районах депрессия границы питания ледников во время последнего оледенения была более значительной. Так, в Скалистых горах на западе США днища каров расположены на высоте 3000 м над уровнем моря, тогда как сейчас граница питания ледников поднята до 4200 м.

Поскольку во время многочисленных оледенений в горах граница питания ледников находилась на разных гипсометрических уровнях, кары могли формироваться на разных высотах. Действительно, очень часто на склонах гор кары расположены один над другим. В крупные кары врезаются маленькие, образуя каровую лестницу.

После того как связь каров с ледниковыми процессами перестала вызывать споры, ученые стали уделять больше внимания конкретным механизмам их образования. Одно время наиболее убедительной казалась возможность формирования каров за счет морозного выветривания пород в трещинах, обрамляющих ледосборы, — бергшрундах. Теоретически предполагалось, что в этих трещинах на контакте ледника с коренными породами происходит периодическое таяние—замерзание просачивающейся сверху воды.

Можно представить себе, с какими трудностями столкнулись исследователи, поставившие перед собой цель — проверить это предположение. В. Джонсон провел наблюдения в бергшрунде на северном склоне горы Лайель в Сьерра-Неваде. Ему удалось спуститься до глубины 45 м. В нижних 6—10 м он наблюдал с одной стороны полости коренные породы, с другой — заднюю стенку ледника, причем иногда эти поверхности смыкались. Во многих местах неровная трещиноватая скальная поверхность была покрыта ледяными сосульками, что подкрепило мнение о большой роли морозного выветривания в формировании каров.

Однако после детальных наблюдений выяснилось, что в этих трещинах не происходит крупных и резких колебаний температуры, которые способствовали бы чередованию таяния и замерзания. Напротив, во всех бергшрундах проникающие с поверхности ледника талые воды примерзают к задней стенке кара и, покрывая ее ледяной коркой, предохраняют от выветривания.

Гораздо большей популярностью пользуется гипотеза эрозионного происхождения каров под влиянием вращательного скольжения каровых ледников. Причиной такого движения является то, что основная масса снега накапливается в верхней части ледника под задней стенкой кара, а конец ледника испытывает значительные потери льда в результате абляции. Все это делает поверхность ледника чрезмерно крутой и предопределяет вращение как главный механизм для восстановления равновесия между верхней и нижней частями ледника.