Леонид Серебрянный - Ледники в горах

Реконструкция процессов, происходящих в придонных частях ледников, и особенно механизмов взаимодействия ледников с ложем по-прежнему остается одной из наиболее дискуссионных проблем в современной гляциологии. В этом отношении комплексное литологическое изучение морен особенно перспективно, так как оно может предоставить конкретную информацию.

Каменный материал, перемещаемый в базальных частях ледников, по литологическим показателям существенно отличается от обломков в поверхностных и внутренних моренах. В мореносодержащем льду преобладают окатанные и отшлифованные обломки изометричных форм. На поверхности многих камней хорошо заметны свежие штрихи, царапины, шрамы. Некоторые камни расколоты. В отличие от поверхностных морен в мореносодержащем льду заметно возрастает содержание мелкозема, причем доля глинистых и алевритовых частиц (менее 0,1 мм) нередко достигает 10—15% общего веса частиц размером менее 10 мм. На гистограммах гранулометрического состава мелкозема выделяется характерный пик содержания мелкозернистого песка.

Перечисленные выше литологические особенности каменного материала, сконцентрированного в придонных частях ледников, являются показателями гляциодинамических условий его транспортировки. Тот факт, что обломочный материал даже самых прочных кристаллических пород дробится и истирается, подтверждает теоретические предположения, согласно которым придонные слои ледников, обогащенные мореной, являются зоной значительных динамических напряжений. В базальных горизонтах обломки транспортируются, по-видимому, в условиях контрастных вертикальных градиентов скоростей движения льда. Недаром вокруг крупных валунов ясно выражены текстуры уплотнения слоев льда. Широко представлены сдвиговые деформации. В результате образуются многочисленные прослойки режеляционного льда, которые способствуют развитию характерной полосчатости в мореносодержащей толще. Не исключено, что росту напряжений в толще содействуют и сами минеральные включения, уменьшающие пластичность льда.

С увеличением концентрации минеральных включений напряжения частично снижаются за счет формирования сколов и других разрывных деформаций во льду. Вероятно, вследствие этих процессов камни дробятся, на их поверхности появляются четкие сколы и выбоины. Большинство свежерасколотых камней предварительно было обработано льдом. Этот факт косвенно подтверждает предположение о том, что процессы истирания обогащают донную морену рассеянным мелкоземом, снижающим пластичность льда. Основным механизмом движения мореносодержащей толщи становится не пластическое течение льда, а его дискретное скольжение по серии сколов, отчего и разрушаются предварительно обработанные камни. Согласно данным минералогических анализов дробление приводит к расщеплению камней на отдельные минералы.

Не менее интересно присутствие в мореносодержащем льду хорошо окатанных обломков, часть из которых могла быть захвачена ледником из подстилающих рыхлых отложений. Однако обычно такие сглаженные обломки по своей форме сильно отличаются от типичных речных или водно-ледниковых галек.

Эта закономерность наиболее ярко проявляется на Центральном Кавказе и, видимо, вообще присуща донным моренам ледников умеренного типа, поскольку, перемещаясь в условиях интенсивного донного таяния, обломки волочатся и перекатываются по ложу. Перенос обломков в нижних слоях мореносодержащего льда, вероятно, сменяется эпизодическим отложением материала: в частности, в некоторых моренах появляется неупорядоченная ориентировка удлиненных обломков, отклоняющаяся от исправления движения льда в ледниках.

Возможно, в чередовании процессов захвата и отложения камней у ложа ледников отражаются гляциодинамические обстановки донного таяния и динамических напряжений.

Различия материала поверхностных и донных морен практически всегда выражены достаточно резко. Это позволяет выявить долю этих составляющих в отложенных моренах, которые также всесторонне изучались, причем анализировались не только поверхностные, но и внутренние их части. Полученные результаты определенно показали, что в строении большинства ледниково-аккумулятивных форм рельефа преобладает материал, образующийся в результате разрушения ледниками днищ и бортов долин.

Это заключение об интенсивной экзарационной деятельности горных ледников базируется на массовых данных количественных анализов разнотипных морен. Так, например, на графике связи средневзвешенного диаметра частиц (d) и коэффициента сортировки (s 0) мелкозема видна общность отложенных морен с каменным материалом мореносодержащего льда ледников, тогда как срединные морены на графике попадают в совершенно иное поле (рис. 13). Значительная часть каменного материала, перемещаемого в основании ледников, откладывается на ложе еще под движущимся льдом. Фрагмент этого процесса нам удалось наблюдать на леднике Ушба на Центральном Кавказе. Обезвоженный горизонт морены видимой мощностью около 4 м переходил в гроте в мощный прослой мореносодержащего льда.

По мнению французского гляциолога Л. Ллибутри, примеси минеральных частиц влияют на способность льда деформироваться, снижая его пластичность. Это ведет к образованию сколов и отслаиванию от движущегося льда наиболее обогащенных камнями придонных частей ледников.

Горизонты основных морен завершаются конечно-моренными грядами, маркирующими максимальное продвижение ледниковых языков во время накопления этих горизонтов. Таким образом, моренные горизонты в горных долинах отличаются чешуйчатым залеганием. В плане конечная морена имеет форму подковы, обращенной выпуклостью вниз по долине. В центральных частях конечно-моренные гряды часто пропиливаются рекой. Нередко они полностью разрушаются водным потоком. Однако и в этих случаях о пребывании ледников можно догадаться по резкому перегибу продольного профиля реки. Гораздо сложнее опознать конечные морены, когда они замаскированы обвально-осыпными конусами.

Рис. 13.Зависимость показателей гранулометрического состава — средневзвешенного диаметра (d) и коэффициента сортировки мелкозема (s 0) в разнотипных моренах

1 — срединные морены, состоящие из смеси продуктов экзарации и субаэрального выветривания; 2 — срединные морены, состоящие исключительно из продуктов субаэрального выветривания; 3 — боковые морены; 4 — мелкозем из мореносодержащего льда; 5 — отложенные морены