Подземный лёд и наледи
Наледь – это ледяной массив, возникающий при послойном замерзании периодически изливающихся на поверхность подземных, речных и озёрных вод. Наледи встречаются в областях сурового климата в сильные зимние морозы. Промерзающие постепенно горные породы и реки вытесняют жидкую воду, которая на отдельных участках тонким слоем выливается на поверхность. Размеры наледей колеблются от тысяч квадратных метров до десятков квадратных километров. Самые большие наледи встречаются в бассейнах рек Яны, Индигирки, на притоках Лены. В бассейне р. Лены свыше семи тысяч наледей, они носят название тарыны. Крупнейший тарын ежегодно возникает в Улаханской долине р. Момы, правого притока Индигирки, в 70 км от Якутска. Эту самую крупную в мире наледь называют Большая Момская, или Момский Улахан-Тарын. Она протягивается по долине на 40 км, достигает в ширину 3,5 км и имеет толщину от 3 до 8 м. Площадь наледи превышает 100 км2.
Многолетнемёрзлые породы занимают на Земле площадь более 35 млн км2, и 11 млн км2 из них приходится на территорию нашей страны. Мощность многолетнемёрзлых пород возрастает к полюсам до 1000 м и более. Их температура в полярных областях Северного полушария понижается до –16 °С, а в скальных выходах в Антарктиде достигает –50 °С. Льдистость многолетнемёрзлых пород изменяется от нескольких процентов до 90%, форма и размеры ледяных включений в них могут быть самыми разными. Территории, где распространены эти породы, нередко называют областью подземного оледенения.
Существующие климатические условия способствуют сохранению мощных толщ многолетней мерзлоты на обширных пространствах Севера, Сибири и Канады. В Якутии сплошная мерзлота превышает 100 м, а в верховьях одного из притоков р. Вилюй зафиксирована 1500-метровая толща многолетнемёрзлых пород – это «рекорд» для всей территории России, а может быть и мира. Многолетняя мерзлота – не остаток прошлых эпох, а закономерное явление, характерное для современных климатических условий значительной части территории Евразии и Северной Америки.
Основная масса подземных льдов располагается в Северном полушарии. Всего на Земле находится от 0,3 до 0,5 млн км3 подземных льдов. Запасы только тех льдов, что видимы невооружённым глазом и тем самым поддаются непосредственным измерениям, составляют около 35 тыс. км3, из них примерно 19 тыс. км3 приходится на территорию России.
В области многолетнемёрзлых пород при промерзании насыщенного водой грунта часть массива захватывается в тиски окружающей мерзлотой, и давление в таком замкнутом объёме начинает возрастать. В наиболее слабом месте вода под давлением прорывается вверх, поднимает слой почвы и замерзает под ним ледяным куполом. Подобный процесс может повторяться в том же месте многократно, в результате высота и объём купола продолжают нарастать. Такие многолетние бугры криогенного пучения часто встречаются в днищах обсохших или обсыхающих озёрных котловин либо на болотах. В Якутии их называют булгунняхи, а в Канаде – пинго. В высоту булгунняхи поднимаются на 40–70 м, а диаметр их основания может достигать нескольких сотен метров.
Крупные ледяные массивы формируют повторно-жильные льды. Зимой, когда основной массив пород уже промёрз, резкие перепады температуры на поверхности приводят к растрескиванию этой сцементированной толщи. В 4–6-метровые трещины попадают снег, а затем и талая вода, которая тут же замерзает и образует жилы льда внутри мёрзлой породы. Процесс морозного трещинообразования и формирования ледяных жил многократно повторяется в течение сотен и тысяч лет, в результате вырастают повторные ледяные жилы высотой до 50 м и шириной до 5 м.
Лёд встречается в карстовых полостях и других пещерах. Многие пещеры сохраняют температуру воздуха ниже 0 оС в течение всего года. Просачивающаяся сверху по трещинам вода, попадая в такую пещеру-ледник, замерзает в виде корок, сосулек и других ледяных образований – ледяных сталагмитов, сталактитов и сталагнатов. Возникает пещерный лёд. Широко известны ледяные пещеры Большой Бузулук в Крыму, Снежная на Кавказе, Кунгурская на Урале и Балабанская в Приангарье.
Подземные льды и многолетнемёрзлые породы – динамичные образования. Вечная мерзлота далеко не вечна. Стоит лишь немного измениться климатическим условиям, растительному покрову и рельефу поверхности – и мерзлотные условия начинают перестраиваться. В результате вытаивания подземных льдов возникает термокарст – бугры и пустоты, т.е. просадочные, провальные формы рельефа.
При многолетнем протаивании льдистых пород на поверхности возникают западины, ложбины, воронки, котловины с озёрами и без озёр, своеобразный западинно-бугристый рельеф. Иногда в результате термокарстовых процессов вырастают бугры, представляющие собой вытаявшее ядро жильного полигона конусовидной или клумбовидной формы. В Якутии их называют байджарахами. Они сложены мёрзлым грунтом, в высоту поднимаются на несколько метров, а основание имеет диаметр от 3 до 30 м. В результате вытаивания подземного льда и неравномерного оседания протаивающих пород и поверхности в Центральной Якутии возникают аласы – обширные, часто безлесные плоскодонные котловины площадью от десятков квадратных метров до десятков квадратных километров и глубиной от 5–10 до 20–25 м, занятые озёрами, болотами и лугами.
На горных склонах нередко можно заметить каменные потоки, по форме отдалённо напоминающие ледники. Это каменные глетчеры – обширные скопления грубообломочного материала, сцементированного льдом. Под влиянием силы тяжести эти массы движутся как обычные горные ледники. Их можно встретить в Альпах и на Кавказе, на Памире и Гиндукуше, Тянь-Шане и Каракоруме, в Скалистых горах и Андах, в Гренландии и на Шпицбергене, в Новой Зеландии и Антарктиде. Существование каменных глетчеров обусловлено малым количеством атмосферных осадков и стабильной температурой воздуха, при которой сохраняются многолетнемёрзлые породы. На участках хребтов, где развито обширное оледенение, места для каменных глетчеров не остаётся, но там, где ледников мало, они становятся главной чертой горных склонов.