Ледники Алтая

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Ледники Алтая

АННОТАЦИЯ

Курсовая реферативная работа выполнена на тему «Ледники Алтая». Она написана для широкого круга читателей, которые могут не иметь прямого отношения к геологии. В работе изложена история проблемы, накопленные знания о ледниках, их пространственное распределение и методы изучения. Для более наглядного восприятия материала работа разделена на части, включающие в себя введение, шесть глав, заключение, словарь основных терминов и список использованной литературы. Так же присутствуют шесть рисунков, две таблицы.

THE ANNOTATION

Course abstract work is executed on a theme «Glaciers of Altay». It is written for a wide range of readers who can not have the direct relation to geology. In work it is stated, the problem history, the saved up knowledge of glaciers, their spatial distribution and studying methods. For more evident perception of a material work is divided into the parts including introduction, six heads, and the conclusion, the dictionary of the basic terms and the list of the used literature. There are 6 drawings and 2 table in the work.

Содержание

Введение

Глава 1. Исторический обзор

Глава 2. Объекты изучения, цели и задачи исследований ледников Алтая

Глава 3. Современные знания о ледниках.

3.1 Строение ледника

3.2 Движение ледника

3.3 Ледники Алтая

3.4 Расположение Ледников Алтая

Глава 4. Современные методы и средства исследования

Глава 5. Связи с другими научными дисциплинами

Глава 6. Исследования, проводимые в институтах геологического профиля Новосибирского центра СО РАН и лекционные курсы на ГГФ НГУ о ледниках Алтая

Заключение

Словарь основных терминов

Список использованной литературы

Введение

Выбирая тему, я искала, в первую очередь, что-то интересное для себя. Ледники Алтая, на мой взгляд, работа, требующая внимания, я считаю, что она может помочь мне в дальнейшем, а так же послужит отличным опытом. Мне интересно узнать о современных проблемах и знаниях в этой области, методах исследования и исследованиях, проводимых в институтах геологического профиля СО РАН. Для начала я хотела бы рассказать, что такое ледники и чем они вообще могут быть интересны. Далее я перейду к более узкой теме, а в частности к ледникам Горного Алтая.

Глава 1. Исторический обзор

Рельеф Горного Алтая в его современном виде сформировался в основном в каледонскую и герцинскую эпоху складчатости в результате тектонических процессов. Древний пенеплен на больших площадях несколько раз трансформировался в складчато-глыбовые образования, представленные в итоге многочисленными хребтами.

Древние поверхности выравнивания, занимающие 30% площади, сохранились лишь отдельными включениями в горный рельеф в виде межгорных котловин - "степей" (Чуйская, Курайская, Уймонская и др.) и высокогорных плато (Укок). Основные орографические особенности современного Алтая сформировались в результате неогеново-нижнечетвертичных поднятий, амплитуда которых была максимальна в центральных районах и менее значительна по периферии.

В отдаленном прошлом часть территории была занята обширной океанической акваторией с островными цепями, близ которых формировались песчаные, глинистые и известковые осадки, ныне представленные кристаллическими сланцами. Сложная геологическая история нашла свое отражение во внешнем облике этой территории. Её рельеф представлен различными формами: резко расчлененными низкогорьями, всхолмленными плато, скалистыми пиками.

В дальнейшем большое влияние на ландшафт оказали оледенения с последующей деятельностью ледников, водной эрозией и выветриванием. Эрозионные и гляциальные процессы создавали тектонические сооружения и определили облик рельефа с комплексом тектонических ледниковых и водно-эрозионных форм. Процессы формирования рельефа, особенно горными реками, продолжаются и в настоящее время. Сходы селей, снежных лавин, камнепады, солифлюкция - обычные явления в горах Алтая. В 2003-2004 гг. на формирование рельефа влияли процессы землетрясения.

По расположению и направлению хребтов Горный Алтай можно разделить на две части - северную и южную. В северной части Алтая хребты веерообразно расходятся из отдельных узлов с общим направлением, близким к меридиональному. На востоке (на границе с Западным Саяном) протянулись хребты Чихачева, Шапшальский и Абаканский. Ближе к берегу Телецкого озера расположен хребет Корбу. Между реками Чулышман и Башкаус проходит широкое и плосковершинное Улаганское плоскогорье. Водоразделами между системой Катуни и Бии служат хребты Курайский, Айгулакский, Сумультинский и Иолго. К западу от Катуни, почти параллельно друг другу, проходят хребты Семинский, Чергинский, Ануйский и Бащелакский.

К южной части Горного Алтая тяготеют наиболее высокие хребты: Катунский, Южно-Чуйский и Холзун, составляя основную осевую линию. На западе хребет Холзун постепенно теряет высоту и разветвляется на несколько второстепенных хребтов: Убинский, Ивановский и Ульбинский. Другая осевая линия хребтов проходит несколько севернее, начинаясь на востоке Северо-Чуйской грядой и продолжаясь цепями Теректинских и Коргонских гор. Южнее Катунского хребта расположены хребты Южного Алтая - Сайлюгем, Табын-Богдо-Ола и сравнительно невысокий хребет Листвяга.

Вид гор меняется с севера на юг. В северной части они имеют мягкие очертания, по большей части покрыты лесом. По направлению на юг вместе с высотой повышается расчлененность, изрезанность ландшафта.

Холодный и влажный климат высоких хребтов Алтая служит причиной широкого распространения в их пределах ледников. Особенно много их в горах южной части. Всего учтено 1330 ледников общей площадью 890 км квадратных, объемом 57,3 км кубических. Длина некоторых из них составляет 8-11 км, а площадь самых крупных ледников - Большого Талдуринского и Алахинского - достигает 20 км квадратных. Все крупные ледники относятся к типу долинных, и местами их языки заходят даже в лесную зону. Ледники Мюшту-Айры и Катунский спускаются до 1950 м над уровнем моря. На крутых склонах встречаются небольшие висячие ледники, а на дне глубоких цирков - каровые. Современные алтайские ледники последние 130 лет находятся в стадии отступления.

Снеговая линия в условиях континентального климата Алтая лежит высоко. В Катунских и Чуйских белках на северных склонах она находится на высоте 2500-3000 м над уровнем моря и до 2600-3300 м на южных. В массиве Табын-Богдо-Ола и на хребте Чихачева снеговая линия лежит на высоте от 3100 до 3500 м над уровнем моря.

Основание Алтайских гор слагают те же структуры молодой палеозойской платформы, что и равнин, только они не перекрыты осадочными отложениями и выходят на поверхность. Алтайские горы являются частью обширной горной страны, возникшей на участках палеозойского моря и занимающей территорию, протянувшуюся на тысячи километров от Алтая на юг до Тянь-Шаня, на запад до Урала, на восток до Охотского и Японского морей. [8]*

Глава 2. Объекты изучения, цели и задачи исследований ледников Алтая

Изучение морфологии и закономерностей формирования гляциального рельефа горных стран Сибири и Дальнего Востока началось в 19 веке. Уже в начале 20 века было ясно, что изучаемая территория имеет своеобразные условия развития ледниковых форм рельефа и его морфология отличается от ледниковых форм гор Средней Азии и Кавказа. Большинство горноледниковых районов Сибири и Дальнего Востока характеризуются хорошей сохранностью гляциального рельефа.

В 19 веке начала развиваться организация наблюдений за постоянно происходящими колебаниями ледников, то есть изменениями их размеров (площади, длины, толщины, положения концевых частот) и формы, обычно сопровождающимися наступанием или отступанием их концов. Изучение балансов льда, воды и тепла в избранных бассейнах ставило целью познать механизм формирования стока с ледников, выявить связь его колебаний с изменениями климата и дать прогноз этого стока. Подобные наблюдения проводились с 1966 г. на семи бассейнах: три - на Кавказе, два - в горах Средней Азии и по одному на Алтае и Полярном Урале. Объектами изучения гляциологии являются ледники, т.е. изучение льда, воды, морен, а предметом изучения являются скорость таяния ледников, состав морен, мощность льда, состав воды, скорость движения ледника.

Большой прогресс достигнут в использовании космических съемок и наблюдений - от открытия ледников и наблюдений за развитием быстрых подвижек ледников, называемых гляциологами «сёрджами» до оценки составляющих баланса массы ледников.

Результатом международного сотрудничества по ряду новых проектов стало оформление гляциологии как науки обо всех видах природных льдов, что соответствовало запросам практики и привело к быстрому росту социальных заказов в гляциологии. Как следствие, высокого уровня достигли успехи в области инженерной гляциологии, в частности разработаны методы искусственного спуска снежных лавин и гляциальных селей, снегозадержания, ледокольные маршруты в Арктике и Антарктике, противозаторные мероприятия на реках, противоналедные меры при дорожном и других видах строительства. Внедрены в практику метод факельного намораживания льда, на порядок более эффективный по сравнению с методом тонкослойного налива, а также принципы комплексного инженерно-гляциологического описания и картирования территории для малоисследованных районов Земли, в том числе с использованием космической информации.

На стыке гляциологии с четвертичной геологией и палеогеографией возникла и развилась новая научная дисциплина - палеогляциология, предметом которой служат ледники и ледниковые покровы прошлого, а также другие формы природных льдов, рассматриваемые в их взаимодействии с атмосферой и океаном. Обоснованы новые представления о географии древних оледенений Земли. Если раньше считалось, что ледниковые покровы возникали только на суше, то теперь доказано, что в высоких широтах обоих полушарий оледенения охватывали также континентальные шельфы, а древнеледниковые покровы представляли собой объединения наземных и «морских» ледников, их сложные динамические системы.

Ближайшее будущее гляциологии видится в соединении ее динамической и изотопно-геохимической отраслей, широком развитии гляциогидроклиматологии, внедрении дистанционного зондирования и космической информации, применении физического, математического и картографического моделирования. [3], [7]

Глава 3. Современные знания о ледниках

3.1 Строение ледника

Ледник - это масса природного наземного льда преимущественно атмосферного происхождения, обладающая самостоятельным движением в результате деформаций, вызываемых действием силы тяжести.

Рис. 1 Типы ледников: ледник растекания, ледник стока и ледник смешанного (скандинавского) типа.

Снеговая граница/снеговая линия - это высотный уровень, выше которого накопление твердых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением. Это важный пограничный уровень, определяющий существование ледников. Высота снеговой границы определяется: циркуляцией атмосферы, обуславливающей количество осадков в данном районе; радиационными условиями, температурой воздуха, определяющими долю твердых осадков и интенсивность таяния снега и льда; абсолютной и относительной высотой горных сооружений, расчлененности рельефа и ориентировки горных хребтов относительно направления влагонесущих воздушных потоков. Различают несколько разновидностей снеговой границы: климатическая (теоретическая, " уровень365"), сезонная, местная (истинная), орографическая, фирновая линия.

Каждый ледник состоит из областей питания и расхода, разделенных границей питания. В области питания происходит накопление твердых атмосферных осадков (аккумуляция) больше их расхода на таяние, испарение, вынос снега ветром. В области расхода расход льда больше прихода.

Аккумуляция на ледниках слагается из твердых осадков, выпадающих из атмосферы в виде снега, крупы, града, ледяного дождя; нарастающих осадков, образующихся на поверхности снега и льда в виде изморози и гололеда; метелевого навевания снега и схода лавин с вышележащих склонов. Главным источником аккумуляции снега на ледниках являются твердые атмосферные осадки, связанные в основном с циклонической деятельностью.

Абляция (от лат. «абляцио» -- отнятие, снос) - уменьшение массы ледника путем таяния, испарения, обвалов льда, сдувания снега ветром, откола айсбергов (для ледников высоких широт Арктики и Антарктики). Главная роль в абляции горных ледников принадлежит таянию снега и льда под влиянием солнечной радиации и тепла атмосферного воздуха. Роль испарения невелика. Этот вид абляции называют поверхностной абляцией. Различают еще внутреннюю и подледниковую абляции, обусловленные геотермическим теплом, теплом воды, проникающей в толщу ледника и под ледник по трещинам и ледниковым колодцам, а также теплом, выделяющимся в результате движения ледника и трения его о ложе. Роль внутренней и подледниковой абляций обычно много меньше, чем поверхностной. Зону абляции иногда называют областью стока или областью разгрузки.

Соотношение прихода и расхода массы снега и льда на леднике за определенное время называется балансом массы ледника. Нарастание массы снега и льда от предыдущей летней поверхности до максимума в конце зимы - зимний баланс массы, а уменьшение массы от максимума до конца периода таяния - летний баланс массы. При подтаивании ледников и их размыве проникающими по трещинам поверхностными водами образуются ледниковые пещеры. Годовой баланс массы - алгебраическая сумма годовой аккумуляции и годовой абляции.

ледник алтай движение исследование

3.2 Движение ледника

Движение ледника - вязкопластическое течение и /или блоковое скольжение льда по ложу и внутриледниковым разрывам и сколам, из области питания к концу ледника.

Скорость зависит от мощности льда, наклона ложа, температуры, времени и наличия воды в леднике. В процессе движения льда в ледниках возникают напряжения, как растяжения, так и сжатия, связанные с изменениями уклона ложа, сужением или расширением русла ледяного потока, изменениями условий на ложе, ускорением движения льда. Результатом растягивающих напряжений являются трещины, а сжимающих напряжений - складки, замыкающие трещины.

Ледниковый комплекс - совокупность закономерно расположенных ледниковых форм рельефа (ледниковый ландшафт) и ледниковых отложений (морена), образовавшихся в концевой части ледника.

Общим условием образования ледников является сочетание низких температур воздуха с большим количеством твёрдых атмосферных осадков, что имеет место в холодных странах высоких широт и в вершинных частях гор. Однако, чем больше суммы осадков, тем выше могут быть температуры воздуха.

3.3 Ледники Алтая

Алтайские горы представляют собой район мощного современного оледенения. Горный Алтай- это область, где сталкиваются воздушные массы, сформировавшиеся в разных климатических зонах. Вся территория Алтая - переходная зона, находящаяся под влиянием монгольского, среднеазиатского и западносибирского типов климата.

Климат Алтая определяется тремя основными факторами: положением в умеренных широтах (49-52 градусов северной широты), господством западного переноса воздушных масс с Атлантики, и влиянием в зимнее время азиатского антициклона.

Общие для Горного Алтая климатические закономерности, определяющие существование современного оледенения:

Глубокое внутриконтинентальное положение горной страны.

Господство азиатского антициклона, в течение большей части года. Длительный период радиационного выхолаживания определяет развитие мощной инверсии температуры и застой переохлажденного воздуха в межгорных впадинах, которые препятствуют воздухообмену с приходящими воздушными массами.

Продолжительный холодный период, который увеличивается с высотой и вглубь гор от 150 до 260 дней. Усиление циклонической деятельности в переходные сезоны года, особенно в начале зимы. Уменьшение сумм твердых осадков с севера-запада на юго-восток.

Климатические показатели разнообразны, и различаются для разных районов. Температурные условия, количество, виды и режим выпадения осадков, атмосферное давление, скорость ветра, метеопроцессы позволяют выделить, характерный для рассматриваемых районов: высокогорный климат и климат межгорных котловин. Холодный и влажный климат высокогорья обуславливает широкое распространение в его пределах ледников. Площадь самого большого ледника Большого Тандуринского составляет 28,2 кв. км. Самые длинные ледники имеют протяженность 10,5 км: Братьев Троновых (Мюштуайры), и ледник Сапожникова (Менсу).

Табл. 1 Морфологические типы ледников Алтая

Морфологические типы ледников	число ледников	% от общего числа	Площадь, кв. км.	% от общей площади
Ледники долин (сложные долинные, простые долинные, котловинные, карово-долинные)	281	18,8	641,3	70,4
Ледники каров (каровые, карово-висячие, висячие каровые)	392	26,2	137,6	15,1
Ледники склонов (шлейфовые, висячие, присклоновые, кулуаров)	797	53,1	90,1	10,1
Ледники конусовидных вершин	3	0,2	30,7	3,3
Ледники плоских вершин	26	1,7	10,3	1,1
В с е г о...	1 499	100	910,0	100

3.4 Расположение Ледников Алтая

Ледники Алтая в основном группируются в Южно-Алтайской и Центрально-Алтайской или Катунско-Чуйской областях. Оледенение Северо-Восточного Алтая представлено ледниками карового типа общей площадью всего около 1,5 км2. Наиболее развито оледенение в Катунском хребте, где сосредоточено до 60% всех ледников Алтая. На северном склоне хребта ледники расположены в бассейнах правых притоков р. Катуни - p. Кочурла, Аккем и Аргут (ледники Менсу, Аккемский и др.), на южном склоне - в верховьях p. Катуни и Белой Берели (бассейн р. Бухтармы).

Белуха, самая высокая вершина Алтая (4620 м), возле нее находятся крупнейшие ледники: Черный, Ак-Кемский, Берельский, Катунский, Куркуре. Ледник Берель питает Иртыш, остальные - Катунь. Общая площадь поверхности, занятой ледниками, 70 км2. Большая часть из них находится возле Чуйских Белков и гор Бишиирду. Отдельные долинные ледники могут доходить до 7,7 км в длину.

Большое количество ледников расположено в районе пограничного горного массива Табын-Богдо-Ола и отходящих от него хребтов. За пределами бывшего СССР лежат величайшие ледники Алтая: ледник Потанина (длина 19 км, площадь 50 км2) и ледник Пржевальского (длина 12 км, площадь 30 км2). К наиболее крупным долинным ледникам, находящимся на территории СССР, относятся Алахинский (длина 8 км) и Укокский (длина 5 км).

Ледники Алтая по сравнению с ледниками Кавказа и Средней Азии отличаются большим однообразием; преобладающими среди них являются ледники карового и долинного типов. Ледники Алтая, как и других горных стран, часть глобального круговорота воды. Сокращение площади занимаемой ледниками, расположенными в умеренных широтах, связаны с периодами летнего потепления в Евразии, уменьшения количества зимних осадков на 25-54 градусе северной широты, и следует за глобальными процессами изменения температуры и осадков.

На Алтае распространены почти все типы ледников - от мелких каровых и висячих до крупных долинных и котловинных. По числу преобладают каровые и висячие, по площади - долинные и карово-долинные, доля остальных невелика.

Аккумуляция слагается из твердых атмосферных осадков, навеянного снега и снежных лавин. В разных районах преобладает разный источник. Величина аккумуляции в соответствии с законом широтной зональности, на одинаковых абсолютных высотах снижается с запада на восток и с севера на юг, и составляет от 350 -400 г/ кв. см на западе , 150-200 г/ кв. см в центре и до 100-150 г/ кв. см на юге и востоке Алтая, на уровне границы питания. Показатели изменяются также в пределах частей одного ледника, например, в группе ледников Ак-тру, в период измерений 1957-1969 год, средние показатели составили 62 г/кв.см. в год, изменяясь от 30-35 г/кв. см в год на концах ледниковых языков, до 100-120 г/кв. см в год в их фирновых областях.

Крупные долинные ледники отступают быстрее (в среднем 9-10 м в год), чем малые, среди которых есть стационарные. С середины прошлого столетия крупные ледники потеряли 6-7% своей площади, а их концы отступили на расстояние 400-2 300 м. Интенсивно отступали: Алахинский, Катунский, Б.Тандуринский, Родзевича, Софийский, Аккемский. Величина отступления индивидуальна и непостоянна, у Софийского ледника она составила 2 710 м, с 1898 года (когда он был открыт и картирован), со средней скоростью 18,7 м/год при ее вариантах 5-27 м/год.

Баланс ледников Ак-тру также за все время наблюдений был отрицательным. В результате отступания сложных ледников происходит обособление притоков: Б.Актру разделился на два ледника - Правый и Левый Ак-тру, из состава ледника Софийский отделился левый поток, получивший название "Ледник №77".

Табл. 2 Сокращение площадей и объемов ледников Алтая с 1952 по 1998 г.

Хребты*	Площадь, кв. км 1952г. 1998г.	Уменьшение площади льда кв. км, %	Объем льда, куб. км 1952г. 1998г.	Уменьшение объема льда куб. км, %
Катунский**	319.05	298.24	20.81	6.5	15.476	13.641	1.835	11.8
Южно-Чуйский	216.01	202.41	13.6	6.3	12.055	11.086	0.969	8.0
Северо-Чуйский	166.04	154.66	11.38	6.9	9.695	8.885	0.81	8.3
Южный Алтай и Караалахинские горы	57.0	51.9	5.1	8.9	3.064	2.740	0.324	10.6
Табын-Богдо-Ола	31.1	28.2	2.9	9.3	1.703	1.441	0.262	15.4
Сайлюгем, Чихачева	6.3	5.33	0.97	15.4	0.245	0.211	0.034	14.0
Бассейн р. Бии	9.4	7.27	2.13	22.6	0.327	0.268	0.059	18.0
Всего по Алтаю	804.9	748.01	56.89	7.1	42.565	38.272	4.293	10.1

*Во всех хребтах в расчет принимались и ледники площадью < 0.1 кв.км.

** По Катунскому хребту добавлены ледники хребтов Хойдун и Бирюксы.

По характеру оледенения на Алтае выделяют:

- Ледниковые узлы, представляющие собой системы крупных долинных ледников и ледников плоских вершин, распределенных по склонам разных экспозиций, или приуроченные к склонам северной экспозиции и связанные с наиболее высокими отметками горных хребтов.

-Сплошные ряды ледников вдоль северных склонов,

- Несвязанные группы малых ледников по периферии высоких хребтов,

- Малые формы оледенения в предельных условиях существования в районах повышенной снежности.

Снеговая граница (Снеговая линия), в условиях континентального климата лежит высоко 2 300 м во влажных западных районах, и до 3 500 м в хребте Чихачева на юго-востоке.

Толщина льда, измеренная сейсмическим методом, на ледниках Алтая невелика: максимальная у Б. Ак-тру -350 м, М.Ак-тру-92 м, Б. Тандуринский -175 м. Мощности большинства долинных ледников не превышают 100-150 м, карово-долинных-75-100 м, каровых-50-75 м, малых каровых и висячих 25-50 м. По расчетам мощности долинных ледников наибольшие в районе фирновой линии (120-170 м), откуда к концам ледника они уменьшается до 25-30 м.

Скорости движения зависят от их размеров, крутизны падения и морфологии вместилищ и колеблются от 10-15 до 100-120 метров в год, и закономерно убывают к концу ледников. Наиболее быстро движутся долинные ледники, самые медленными являются ледники плоских вершин и малые остаточные ледники в карах.

Как для любого горного района для Алтая характерны определенные природные явления, связанные с ледниками и представляющие опасность, например:

Лавины формируются под действием нескольких причин: высокогорный рельеф, ветер, процессы развития снежной толщи, радиационный прогрев снега, оттепели, весеннее снеготаяние. По степени лавинной опасности лидирующее место принадлежит хребтам Центрального Алтая, а также средневысотным хребтам: Теректинский, Сумультинский, Иолго, Холзун, Листвяга. В долинах занятыми ледниками, сход лавин возможен круглый год, с максимумом весной (март-апрель) и ранним летом.

Вместе с лавинами могут возникать камнепады. Наибольшей опасностью характеризуются северо-восточные, северные, восточные склоны.

Сели провоцируют продолжительные дожди, обильное снеготаяние, прорыв ледниковых озер, разрушение конечных морен, особенности ледостава и таяния льда на горных реках, многоснежная зима. На Алтае, с его относительно невысокими склонами и в условиях нормального увлажнения, возникновение селей наблюдаются ранней весной на южных склонах хребтов, нередко сели сходят по лавинным желобам.

Исследование ледников ведется для того, чтобы узнать, что происходило на земле несколько сотен лет назад. Ученые давно пытаются расшифровать записи в ледниках, но для этого нужны необходимые условия.

Российско-швейцарская экспедиция летом 2001 года провела гляциохимические исследования на плато горы Белухи. С высоты 4,5 тысячи метров было взято примерно 900 килограммов ледяного керна. В настоящее время лед из реликтового ледника находится в Швейцарии, в Институте имени Поля Шеррера (PSI). В институтских лабораториях, оборудованных по последнему слову науки и техники, сегодня ведутся исследования, имеющие общепланетарное значение. Ученые Швейцарии и Барнаула "читают" записи, оставленные вечностью в ледовом дневнике природы.

В 2000 году состоялась первая познавательная экспедиция. Нужно было определить, подходит ли Белуха для палеоархивных исследований. Начали их французские ученые, к ним присоединились американцы и швейцарцы. В Гренландии и Антарктиде отбирали глубинные керны льда. Научились определять изменения химического состава атмосферы по годам. Но Гренландия и Антарктида находятся далеко от жилых материков, и полученные данные, как считают исследователи, являются лишь фоновыми. Для полной картины нужны данные с ледников, расположенных внутри регионов.

Для этого нужно было, чтобы ледник как бы лежал в чаше, находящейся на высоте, не ниже четырех тысяч метров над уровнем моря. Только тогда в течение года здесь выпадает снег (дождь может вымыть некоторые химические элементы изо льда). Чашеобразная основа ледника Белухи идеально устроила ученых. Горную чашу также оценивали придирчиво.

А летом 2001 года уже была предпринята большая российско-швейцарская экспедиция. Отобранный на Белухе керн позволит ученым "оглянуться" на 600-700 лет назад. Гляциохимические исследования глубинных кернов льда - это долговременный и кропотливый труд. В общей сложности сто сорок два метра керна предстоит разрезать (по специальной методике) на двухсантиметровые доли и анализировать каждый образец. Очень чувствительные методы анализа, которые появились в последние годы, позволят получить объективную картину загрязнения атмосферы планеты. Все записано в ледовом календаре Белухи: грандиозные пыльные бури в пустынях, извержения великих вулканов, техногенные катастрофы - последствия завоевания человечеством природы.

Теперь в швейцарских лабораториях работают как швейцарские, так и наши ученые. Хотя экспедиция конкретно не занималась проблемой радиоактивного загрязнения, опыт, накопленный учеными Института водных и экологических проблем СО РАН на основе мониторинга, показывает, что природа хранит память о катаклизмах, происшедших на нашей планете. Например, чернобыльская трагедия отозвалась загрязнением цезием-137. "Записаны" природой, как показывают фундаментальные исследования лабораторий и ученых Института водных и экологических проблем, семипалатинские ядерные испытания. Ледовый календарь Белухи хранит уникальные данные о загрязнениях атмосферы планеты, накопленных за сотни и сотни лет.

В результате этих исследований были откорректированы данные о так называемом свинцовом периоде человеческой цивилизации. Уточнены исторические даты ряда событий, происшедших на земле. В ледовом календаре очень четко проявилось применение человечеством этилированных сортов бензина.

Всем известно, что ледники имеют свойство опускаться, зададимся вопросом, может ли какой-нибудь один из многих ледников Алтая сойти? И станет ли это катастрофой для людей, живущих в Горном Алтае? На Алтае есть один-единственный ледник, который в какой-то мере похож на пульсирующий. Это правый приток Катунского ледника на Белухе. Есть сведения, в частности анализ аэроснимков, которые показывают, что он то приткнется к главному хребту, то отойдет.

Но, в отличие от Кавказа, где люди поселились у самых ледников, или, скажем, от Южной Америки, где в Андах в свое время произошел ледяной обвал с горы и погиб целый город с населением 10 тысяч человек, у нас у подножий ледников мало кто живет. И от пульсации еще никто не погиб. Хотя были случаи гибели людей на ледниках. Но это просто от неосторожности, нарушения техники безопасности и прочих человеческих ошибок. К тому же сам размер обледенения на Алтае меньше. Меньше заснеженности, поэтому вероятность огромной гибели людей на ледниках Алтая не должно быть…

В настоящее время для наблюдений на Белухе остались только две метеостанции: Аккем и Кара-Тюрек. Хотя их было намного больше. Сократили даже в Актру метеорологический пост научной станции, которая была вписана в мировую сеть наблюдений за ледниками. А все из-за того, что нынче считают удобнее наблюдать за ледниками из космоса. Раньше в Северной Осетии ледники постоянно находились под наблюдением. К примеру, в свое время там предсказали подвижку ледника Медвежьего.

На основе исследований в 1998-2001гг определен уровень загрязнения ледников бассейна Ак-Тру и на плато Белухи в доиндустриальный период и в 1992-2000 гг. Кроме того, отбор проб снега проходил в г. Усть-Каменогорск (северо-восточный Казахстан), в районе свинцово-цинкового комбината. Установлено, концентрация в пробах сезонного снега, льда, фирна ледников Алтая тяжелых металлов антропогенного происхождения (свинца и цинка) аномально высока по сравнению с другими ледниковыми районами. Вместе с тем, с 92 года происходит сокращение поступления техногенных металлов: только содержание свинца на Ак-Тру, с 82 года по 2000 год уменьшилось от 140 мкг/ л до 8 мкг/ л примерно в 18 раз.

Загрязнение ледников связано с загрязнением атмосферы: через глобальный западный перенос воздушных масс и метеопроцессы, определяющие режим выпадения осадков, в результате которого фиксируется до 20-30% массы выбросов.

Теперь хотелось бы обобщить и сделать некоторые выводы к главе 3. Из выше сказанного можно понять, что площадь самого большого ледника Большого Тандуринского составляет 28,2 кв. км. Самыми длинными являются ледники Братьев Троновых (Мюштуайры) и ледник Сапожникова (Менсу). Их протяженность составляет 10,5 км. Самой высокой вершиной Горного Алтая является гора Белуха. Ее высота 4620 м. Она сосредоточила возле себя такие крупнейшие ледники, как, например: Черный, Ак-Кемский, Берельский, Катунский, Куркуре. За последние столетия ледники Алтая потеряли 6-7% своей площади. Снеговая граница лежит высоко, от 2300 м во влажных западных районах и до 3500 м в хребте Чихаева на юге-востоке. Толщина льда на Алтае не велика, максимальная составляет 350 м на леднике Большой Ак-Тру. На Малом Ак-Тру 92 м, а на Большом Тандуринском 175 м. Мощности долинных ледников не превышают 150 м, карово-долинные 100 м, каровые 75 м, малых каровых и висячих 50 м. Скорости движения ледников колеблются от 100 до 120 метров в год. На эти факты я хотела бы обратить особое внимание, т.к. считаю их основными в этой главе. [1], [2], [3], [5], [12], [13], (рис. 1,2 http://vgkt.narod.ru/school/lections/relief.htm, рис. 3, 4, 5, 6 http://geo.metodist.ru/altai/liter.htm, табл. 1, 2 http://geo.metodist.ru/altai/liter.htm)

Глава 4. Современные методы и средства исследования

На данный момент существует очень много методов исследования ледников, которые можно разбить на несколько групп, а именно:

а) Геофизические методы исследования ледников: термическое и механическое бурение ледников; методы измерения движения и теплового режима; использование методов разведочной геофизики; радиолокационное зондирование льда и применение его для определения толщины и режима ледников, их подледного рельефа, внутреннего строения. Часто полярные экспедиции сейсмическими методами определяют толщину ледового покрова в разных точках, усредняют результаты и умножают на площадь оледенения и получают объем ледника. Точность таких измерений довольно низкая. Между тем ежегодный сток полярных ледников в море составляет менее сотой доли процента их объема.

Так же у гляциологов разработаны весьма тонкие методы изучения приходно-расходного баланса ледников. В верхней части ледника -- области питания -- выпадающий снег смерзается и увеличивает массу льда, в нижней части -- области расхода -- лед тает или, сползая в море, откалывается в виде айсбергов. Между зонами питания и расхода лед медленно движется под действием силы тяжести.

Чтобы понять, растет масса ледника или сокращается, нужно измерить, сколько льда накапливается в его верхней питающей части и сравнить с потерями в нижней расходной части. Накопление льда отслеживается по специальным вешкам, которые постепенно погружаются в лед.

И все же приходно-расходный метод не дает приемлемой точности. Скорость движения льда не только меняется во времени, но и не одинакова по глубине и ширине ледника. Поэтому составить точный баланс совсем непросто.

б) Геохимические методы исследования ледников: использование стабильных и радиоактивных изотопов для палеогляциологических реконструкций; микрочастицы, химический и газовый состав ледников; макро- и микроэлементы, источники поступления примесей; ледники как индикаторы антропогенного загрязнения природной среды.

в) Дистанционные методы изучения снега и льда: наземные геодезические и фотограмметрические методы изучения нивально-гляциальных объектов и процессов; аэрофотосъемка снега и льда; повторная аэросъемка как метод изучения опасных нивально-гляциальных явлений; использование космической информации для изучения снега и льда; картографирование нивально-гляциальных объектов и систем ГИС. Появляется новая возможность следить за ледниками со путников, которые вышли на околополярную (наклонение 89°) орбиту высотой около 500 км и движутся по ней строго друг за другом на расстоянии 220±50 км. Раз в месяц или два проводится коррекция орбиты, чтобы сохранить строй. Главная цель проекта GRACE -- высокоточное измерение гравитационного поля Земли, или иными словами, определение формы геоида. Геоид -- это условная поверхность океана, которую он имел бы, если бы на него не действовали никакие силы, кроме земного притяжения. Из-за того, что масса внутри Земли распределена неоднородно, геоид отличается и от шара, и от эллипсоида. Более того, даже поверхность реального океана не следует строго его форме -- в открытом море она отклоняется от геоида на величину до двух метров. Это вызвано колебаниями атмосферного давления, солености и температуры воды, морскими течениями, приливными волнами и множеством других факторов. Форму геоида определяют путем тщательных изменений гравитационного поля Земли. Поверхность геоида мысленно продолжают под всеми континентами. Там она проходит повыше, чем в океане -- сказывается тяготение пород в материковых плитах. Под ледниковыми щитами геоид тоже немного приподнимается.

До запуска спутников GRACE погрешности определения формы геоида в разных районах Земли достигали 20-90 см. GRACE должные повысить точность ни много, ни мало в тысячу раз, сократив ошибки до 0,4 мм. Метод измерения основан на том, что небольшие гравитационные аномалии, определяющие форму геоида, влияют на траектории движения спутников. Их координаты определяются по сигналам системы глобального позиционирования GPS. Но одних только данных GPS для достижения нужной точности недостаточно. Поэтому спутники постоянно связаны микроволновым лучом, который позволяет измерять расстояние между ними с точностью до 10 микрон -- это в 10 раз меньше толщины человеческого волоса.

Гравиметрические измерения -- не единственный современный метод оценки объема ледников. Независимые результаты дает американский спутник ICESat (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite). Он работает на околополярной орбите с наклонением 86° и высотой 600 км. Главный научный прибор на ICESat -- высокоточный лазерный альтиметр GLAS (Geoscience Laser Altimeter System). По внешнему виду он напоминает телескоп, направленный строго вертикально вниз. Сорок раз в секунду он посылает к Земле короткий лазерный импульс, который высвечивает пятно диаметром семьдесят метров. Спутник регистрирует световую задержку -- она составляет около четырех миллисекунд -- и по ней определяет расстояние до поверхности. Точность измерений альтиметра GLAS такова, что позволяет заметить изменение уровня моря или льда на 1 см/год. [6], [9]

Глава 5. Связи с другими научными дисциплинами

Наука гляциология является разделом физической географии. Она изучает нивально-гляциальные системы, т.е. природные системы, состоящие в основном из снега и льда. Проблемы потепления климата, и связанное с ним таяние ледников, повышение уровня мирового океана, затопление густонаселенных и освоенных земель, а так же запасов экологически чистой воды, катастрофических лавин и селей, снегопадов, гололедных явлений. Вот далеко не полный перечень гляциологических проблем, затрагивающий интересы огромного числа людей. На стыке гляциологии с четвертичной геологией и палеогеографией возникла и развилась новая научная дисциплина - палеогляциология, предметом которой служат ледники и ледниковые покровы прошлого, а также другие формы природных льдов, рассматриваемые в их взаимодействии с атмосферой и океаном. Гляциология связана с математикой. Сейчас накоплен огромный фактический материал, созданы оригинальные и адаптированы стандартные математические методы обработки данных. Так же она связана с информатикой. Идеальная модель гляциологических знаний на новом технологическом уровне представляется в виде модульной ГИС, в основе которой находится иерархическая база данных с информацией о нивально-гляциальных системах разного уровня. Создающиеся сейчас во многих гляциологических коллективах геоинформационные продукты должны функционировать на основе принципа модульности, предусматривать обмен массивами цифровой картографической информации, базами данных, моделями и алгоритмами. Ближайшее будущее гляциологии видится в соединении ее динамической и изотопно-геохимической отраслей, широком развитии гляциогидроклиматологии, внедрении дистанционного зондирования и космической информации. Гляциология тесно связана с физикой и механикой и широко пользуется их методами наряду с методами геологических и географических наук, к циклу которых она принадлежит.

Глава 6. Исследования, проводимые в институтах геологического профиля Новосибирского центра СО РАН и лекционные курсы на ГГФ НГУ о ледниках Алтая

В Новосибирском Государственном Университете курс лекций по "Общей геологии", читаемый Верниковским Валерием Арнольдовичем, посвящает целое занятие изучению ледников, а так же студенты ГГФ изучают более подробно эту тему на семинарских занятиях.

Исследования ледников Алтая с 40-х годов ведутся в Томском Государственном Университете. Когда-то долина Ак-тру была главной научной лабораторией известного ученого-гляциолога М.В. Тронова. Теперь об этом напоминает домик Тронова, расположенный здесь же. Кроме того, была изготовлена мемориальная доска, которая установлена на большом валуне недалеко от конца языка Малого Актру. В честь него был также назван висячий ледник на горе Караташ (штаны Тронова). По форме ледник действительно напоминает штаны.

Институт водных и экологических проблем СО РАН, находящийся в городе Барнаул, совместно с Институтом им. Поля Шеррера (Швейцария) провел гляциологические и гляциохимические исследования ледника седловины г. Белуха (Алтай), максимальная толщина которого оценена в 180 м (время накопления 1300 - 2001 гг.). Отобран 142-метровый керн льда, который послужит палеоархивным материалом при реконструкции уровней атмосферного загрязнения Центрально-Азиатского региона. Исследования верхнего 6-метрового сегмента керна льда показали, что между Алтаем и Альпами не обнаружено значительных различий в уровнях концентраций для большинства основных ионов и ртути, за исключением кальция и аммония, а также формиата и ацетата. На основе многолетних наблюдений рассчитаны снегозапасы водосборов рек Салаирского кряжа и Кузнецкого Алатау, исследован современный режим ледников Алтая. Создана имитационная модель расчета режима ледников как источников гарантированного речного стока. [4], (рис. 7 http://www.altai-tourist.ru/altai/icehouse/aktru/)

Заключение

В заключении, я хотела бы сказать, что с темой я не ошиблась, она была для меня интересна и познавательна. В результате написания этой курсовой реферативной работы я познакомилась с историей исследования ледников, с современными методами исследований и с исследованиями, проводимых геологами по всему миру, получила более глубокие знания о ледниках, а также навыки реферирования научной литературы, освоение приёмов обобщения и краткого изложения научных знаний. В заключении хотелось бы сделать акцент на некоторых моментах, а именно:

1. На мой взгляд, мы уделяем мало внимания исследованиям ледников, причиной является недостаток средств. А это порождает отставание в развитии науки от других стран. Ледники могут рассказать историю прошлого, но из-за нехватки средств, мы разрешаем делать великие открытия более развитым странам.

2. Исследования ледников показали, что уровень атмосферы все больше загрязняется, мы должны задуматься.

3. Еще хотелось бы отметить, что ледники нередко порождают такие стихийные явления природы, как грязекаменные потоки -- сели, лавины, резкие подвижки и обвалы концевых участков ледников, подпруды рек и озер, наводнения и паводки. А это значит, что с одной стороны, ледники снабжают человека и его хозяйство питьевой и технической водой, а с другой -- создают дополнительные хлопоты и просто угрозу, так как могут быть источниками катастроф.

4. Для себя нашла интересный факт, который тоже хотела бы отметить в заключении. По мнению ученых, в мире происходит глобальное потепление, и заметить это можно по изменению климата. Ученые на данный момент ведут споры, через сколько же лет уровень моря поднимется до критической точки. Это число колеблется между 10 и 100 лет. Но в одном ученые уверены на 100%, потепления и поднятия уровня моря не избежать.

Словарь основных терминов

Гляциология - наука о природных системах, свойства и динамика которых определяются льдом. Объектами изучения гляциологии служат природные льды на поверхности Земли, в атмосфере, гидросфере, литосфере, режим и динамика их развития, взаимодействие с окружающей средой, роль льда в эволюции Земли

Оледенение - Совокупность природных льдов. Различают несколько типов оледенения:

наземное - скопление льда в виде ледников, ледниковых покровов, наледей, снежного покрова;

морское - льды на поверхности морей и океанов;

подземное - льды в многолетнемерзлых породах и пещерах

Ледник - Движущееся естественное скопление льда и фирна на земной поверхности, возникающее в результате накопления и преобразования твердых атмосферных осадков при положительном многолетнем балансе. Движение ледника приводит к его разделению на области накопления и расхода льда, что является его отличительным признаком

Ледниковый бассейн - Часть водосборного бассейна, в пределах которого имеются ледники и значительная доля влагооборота осуществляется через твердую фазу воды

Область аккумуляции ледника - Верхняя часть ледника, на которой в течение балансового года преобладает аккумуляция

Область абляции ледника - Нижняя часть ледника, на которой в течение балансового года его масса уменьшается вследствие таяния и испарения снега и льда

Язык ледника - Узкая часть ледника, расположенная ниже границы питания

Виды ледников

Ледниковый покров - Система ледниковых щитов, куполов, ледяных потоков, выводных ледников, шельфовых ледников, погребающих сушу, континентальные шельфы и материковые склоны

Долинный ледник - Ледник, частично или полностью занимающий горную долину, которая определяет его форму и направление движения. В зависимости от формы и размеров среди долинных ледников выделяются: простые долинные, сложнодолинные, дендритовые, ширококонечные долинные, переметно-долинные, карово-долинные и висяче-долинные Пульсирующий ледник - Ледник, которому свойственны периодические колебания, приводящие к быстрому продвижению и перераспределению вещества в ледниковой системе, без изменения его общей массы

Висячий ледник - Ледник, занимающий слабо выраженные впадины в верхней части горных склонов

Каровый ледник - Ледник, расположенный в чашеобразном углублении горного склона

Присклоновый ледник - Ледник, вытянутый в ширину на узкой поверхности под крутым уступом

Котловинный ледник - Ледник, располагающийся в обширном цирке

Склоновый ледник - Ледник, занимающий обширное пространство слабо расчлененного горного склона Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Режим ледников

Режим ледника - Совокупность процессов, происходящих на поверхности и в толще ледника

Аккумуляция - Накопление на леднике всех видов твердых атмосферных осадков путем выпадения снега, метелевого переноса, а также схода снежных лавин

Абляция - Уменьшение массы ледника за счет таяния, испарения, сдувания снега ветром, обвалов льда и откалывания айсбергов

Движение ледника - Перемещение льда в леднике под действием силы тяжести

Наступание/отступание ледника - Увеличение/уменьшение линейных размеров ледника

Колебание ледника - Изменение размеров и формы ледника, обусловленное изменениями внутреннего режима и климата

Пульсация ледника - Периодические быстрые подвижки ледника, возникающие из-за нестационарности динамических связей в его теле без изменения общей массы льда

Гидрология ледников

Гляциогидрология - Наука, изучающая условия формирования воды и водный режим в ледниковых бассейнах, условия влагооборота в них

Гляциальный сель - Паводок большой разрушительной силы на горных реках, сформировавшийся в результате интенсивного таяния снега и льда, прорыва вод временных, подпруженных ледником озер и нарушения устойчивости морены

Геологическая деятельность ледников

Ледниковая эрозия - Истирание ледником подстилающих горных пород

Морена - Скопление обломков горных пород на поверхности и внутри ледника, образующихся в результате разрушения склонов и коренного ложа

Кар - Нишеобразное углубление в привершинной части гор, возникающее под воздействием морозного выветривания, а также скоплений снега и льда

Ледостав - * процесс установления сплошного ледяного покрова на водотоках и водоёмах.

* фаза ледового режима, период, в течение которого наблюдается неподвижный ледяной покров на водотоках и водоёмах.

Гравиметрия - раздел науки об измерении величин, характеризующих гравитационное поле Земли и об использовании их для определения фигуры Земли, изучения её общего внутреннего строения, геологического строения её верхних частей, решения некоторых задач навигации и др.

Пенеплен - поверхность суши, срезанная эрозией и превращенная в почти плоскую или слабоволнистую равнину.

Солифлюкции - один из механизмов гравитационного перноса, осуществляемого в виде медленного течения насыщенного водой реголита по замерзшему грунту.

Список используемой литературы

1. Галахов В. П., Мухаметов Р.В. Ледники Алтая. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1999, 136 с.

2. Галахов В. П., Ревякин В.С. и др. Горноледниковые бассейны Алтая. Томск: Изд-во Том. ун-та , 1979, 310 c.

3. Ивановский Л. Н. Глянциальная геоморфология гор (на примере Сибири и Дальнего Востока). Новосибирск: Наука, 1981, 173 с.

4. Обручев В.А. Основы геологии. М.: Ленинград, 1947, 327 с.

5. Соколовский А. К., Корсаков А. К., Федчук В.Я. и др. Общая геология. М.: КДУ, 2006, 447 с.

6. http://db.informika.ru/pke/250031_02.htm

7. http://earth-and-universe.narod.ru/rubric/fundgeophis/kotlyakov.html

8. http://e-lib.gasu.ru/eposobia/dolsv/R_1_1.html

9. http://emax.ru/space/article/read5496.html

10. http://geo.metodist.ru/altai/liter.htm

11. http://pogoda.ru.net/articles/article29.htm

12. http://vgkt.narod.ru/school/lections/relief.htm

13. http://wiki.web.ru/wiki/Ледник

14. http://www.altai-site.ru/

Размещено на Allbest.ru