Объектами исследования гляциологии являются снежный покров, ледники, льды, покрывающие реки, озера и моря, подземные льды и . Гляциология изучает режим и динамику их развития, взаимодействие с окружающей средой, их роль в эволюции Земли.
Снег и лед образуют гляциосферу Земли, которая в значительной мере влияет на широтную зональность природных процессов и на глобальную циркуляцию . Гляциосфера, весьма изменчивая и в прошлом, на некоторых этапах земной истории, исчезала совсем. Ее существование зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Нижняя граница морозного уровня атмосферы ( , в котором вода существует в твердой фазе) в Арктике находится близко к уровню моря, а на юге России, на Кавказе, на высоте 2400–3800 м. Обширные массивы льда у полюсов вызывают большие климатические контрасты и активизируют циркуляцию атмосферы.
В северных и высокогорных районах в результате аккумуляции и преобразования твердых при их положительном многолетнем балансе образуются ледники. Под действием силы тяжести масса льда испытывает вязко-пластические деформации и принимает форму потока. Области питания (аккумуляции) и расхода (абляции) разделяются границей питания ледника. Многолетние снега и льды существуют в довольно узком диапазоне условий, определяемых климатом и рельефом. Несмотря на разнообразие климата, в каждой горной стране умеренного пояса область оледенения занимает строго определенную климатическую зону, где средняя годовая температура равна 2–5°С.
Различают две главные группы ледников: горные, форма и движение которых определяются в основном рельефом и уклоном ложа, и покровные, в которых лед настолько толстый, что перекрывает все неровности подледного рельефа. Ледниковые покровы - сложные образования, состоящие из ледниковых щитов, куполов, ледяных потоков, выводных и шельфовых ледников. Ледниковые покровы распространены на островах - Новой Земле, . Большая часть территории Евразии лежит на пути циклонов, поступающих из северной части . Лишь ледники и острова получают снежное питание с тихоокеанскими циклонами.
Самый распространенный тип горных ледников - долинные ледники. Они подразделяются на простые долинные и сложно-долинные (или дендритовые), состоящие из нескольких ледниковых потоков. В горах Севера России и Сибири распространены также каровые, карово-долинные и висячие ледники. К ледниковым районам в Европейской части России относятся , Полярный Урал и северная часть Большого Кавказа. В Сибири - это Горный Алтай, хребет Орулган, хребет Сунтар-Хаята, Корякское нагорье. Есть ледники на Таймыре и , а на они соседству ют с вулканами. Большинство ледниковых районов России относится к субполярному (субарктическому) климатическому поясу, а на Кавказе и Алтае - к умеренному.
Общие запасы льдов на Земле в наши дни достигают 25,8 млн км3 (в водном эквиваленте), что составляет две трети пресных вод на нашей планете. Примерно 0,01% этого количества каждый год обновляется: 3,5 тыс. км3 составляет ежегодная аккумуляция-абляция, включая откол айсбергов, 20 тыс. км3 - сезонные запасы снега, менее 0,5 тыс. км3 - наледи. Приблизительно 0,5 млн км3 приходится на подземные льды многолетнемерзлых пород. Общие запасы льдов в России составляют более 15 000 км3, из них на материке - только 183 км3.
Ледники распространены почти во всех горных районах страны, они есть во всех климатических поясах: арктическом, субарктическом, умеренном. Самое крупное горное оледенение находится на (992 км2), следующие по размерам современного оледенения Горный Алтай (910 км2) и полуостров Камчатка (874 км2). Самые незначительными по площади ледники Урала и . Площадь оледенения на Полярном Урале составляет 28 км2, а в Хибинах, на Кольском полуострове, имеется всего четыре маленьких ледника общей площадью 0,1 км2.
Исследование природных льдов необходимо для решения проблем, связанных с изменением климата и стока рек, с гидроэнергетикой, изучением колебаний уровня Мирового океана, орошением засушливых земель, борьбой со стихийными бедствиями в горах, с развитием транспорта и строительством различных сооружений в полярных и высокогорных районах.
По мере роста потребности человечества в пресной воде все более видное место занимают ресурсы. В это понятие входит не только сам снег и лед, их вековые запасы, но и воды от их таяния.
В России, в силу ее географического положения, основная составляющая ежегодных нивально-гляциальных ресурсов - это запасы снега. Каждый год на много месяцев снежный покров укутывает просторы России. Максимальная толщина его изменяется от 25 см на юге Восточно-Европейской равнины до 1 м и более на Камчатке, Кольском полуострове и севере Средней Сибири. В центральных областях толщина снега достигает полуметра. Устойчивый снежный покров, т. е. лежащий в течение зимы не менее двух месяцев, занимает всю территорию России, кроме низовий рек Волга и Дон и предгорий Северного Кавказа.
Одна из основ сельского хозяйства России, он нужен не только как накопитель влаги, но и как надежная шуба, укрывающая поля от суровой зимы. Он представляет собой важнейший элемент, фактор и индикатор изменений климата, поскольку он зависит одновременно от осадков и температуры воздуха и, следовательно, от общего характера . Снежный покров влияет на энергетический и водный баланс земной поверхности, на растительность и животный мир российских просторов.
Снежный покров формирует специфическое звено мирового влагооборота - обмен водой между океанами происходит через снежную толщу, в которой влага задерживается на несколько месяцев. Вся Евразия получает 75% снега из атлантической влаги, 20% из тихоокеанской и 5% из влаги . Соотношение обратного поступления талых вод совершенно иное. Значительная часть влаги уходит в и лишь немного возвращается в Атлантический.
Запасы снега на территории Российской Федерации в середине и в конце ХХ столетия составляли 2,3 тыс. км3, а на территории всей Евразии - 4,4 тыс. км3. Таким образом, запасы снега России составляют более половины запасов снега Евразийского континента.
Колебания ежегодных запасов снега в целом относительно невелики и за время изучения непосредственно не были связаны с годовой . Глобальная площадь снежного покрова в период потепления сокращалась, но запасы снега в Евразии не уменьшались вследствие усиления зимних осадков. Максимум запасов снега пришелся на начало 80-х годов прошлого столетия. Сравнение среднемноголетних данных, относящихся к середине века, когда наблюдался период относительного похолодания, и к концу века, когда начался период потепления климата, продолжающийся и в настоящее время, показало, что несмотря на климатические изменения последних лет, запасы снега для большей части территории Северной Евразии от года к году остаются относительно стабильными, но они интенсивно перераспределяются по площади: увеличиваются объемы на севере и уменьшаются на юге в годы с относительно теплыми зимами и весьма значительно увеличиваются на юге в годы с холодными зимами.
В условиях современного не угрожает резкое уменьшение запасов снега по всей территории с соответствующими последствиями для режима мерзлоты и накопления влаги в почве. Но в отдельных регионах возможны катастрофические явления. Чрезмерное накопление и быстрое таяние снега отражается на динамике ледников, как показали события 2002 г. в ущелье реки Геналдон на Кавказе.
Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение
«Лицей №6» имени З. Г. Серазетдиновой
Конспект урока по географии 8 класс по теме:
«ПРИРОДНЫЕ ЛЬДЫ»
Автор методической разработки
Учитель географии
первой квалификационной категории
Иноземцева Елена Александровна
Оренбург, 2014
Цели:
человека.
людям, умение выслушивать мнение других.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование: 1. Карты атласа для 89 класса изд. «Картография»,
2.Мультимедийная презентация « Природные льды и великое оледенение
России».
3. Учебник Е. М. Домогацких, Н. И. Алексеевский, Н. Н. Клюев,
Москва, «Русское слово» 2014
Распределение времени урока:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Организационный момент – 1–2 мин.
Актуализация опорных знаний – 5 мин.
Целеполагание, мотивация – 2 мин.
Первичное усвоение материала – 25 мин.
Закрепление – 78 мин.
Анализ, рефлексия – 2 мин.
I.
Организационный момент
Ход урока
Приветствие. Учитель предлагает определить готовность к уроку, создает
положительный настрой.
II.
Актуализация опорных знаний проверка знаний по теме « Озера и болота
России»
Что такое озеро? Привести примеры
Какие типы происхождения озер выделяют? Примеры
Какие типы озер выделяют по солености? Как распознать их на карте? Привести
пример
Назвать рекордсменов мира и объяснить причину их рекордности.
III. Целеполагание, мотивация
У: Тему сегодняшнего урока я хотела бы с такой загадки:
Он холодный и блестит,
Стукнешь – сразу захрустит.
Из воды свой род берет,
Ну конечно, это … (лед)
Итак, как Вы думаете, о чем сегодня пойдет речь на уроке? Слайд №1
У: задачами нашего урока сегодня будут следующие цели:
Познакомить с видами природных льдов, выяснить значение понятия «многолетняя
мерзлота», проанализировать распространение многолетней мерзлоты на территории
России, выяснить влияние многолетней мерзлоты на хозяйственную деятельность
человека.
Развивать умения работать с картами, анализировать полученную информацию,
уметь добывать информацию с различных источников.
Воспитывать у учащихся чувства патриотизма, уважительное отношение к другим
людям, умение выслушивать мнение других. Слайд №2
IV. Первичное усвоение материала
Россия –это страна, расположенная полностью в северном полушарии. Это значит, что
на территории нашей страны температура воздуха опускается ниже нуля на долгие
месяцы. Есть районы нашей страны, где температура держится отрицательной в течении
всего года. Это является причиной существования различных природных льдов. Слайд
№3
Выделяют два вида природных льдов наземные и подземные
В зимнее время вода в верхнем слое грунта замерзает и превращается в прочный
монолит. Лед может сковать реки, озера на определенный сезон (при отрицательных
температурах), что позволяет говорить о сезонных льдах.(т.е. они существуют только в
холодное время года и весной от них ничего не останется). но есть льды, которые не
тают в течении всего года. Такие льды называют многолетними. Можно в обычной
жизни часто слышать выражение «вечные снега», но с научной точки зрения правильно
говорить «многолетние». Так как в нашей жизни ничего вечного нет, то странно было бы
слышать фразу «Вечные снега растаяли».
Так как земная кора сложена горными породами, то промороженные горные породы за
много лет образуют другое явление – многолетнюю мерзлоту (верхний слой земной
коры, имеющий круглогодичные отрицательные температуры). В почве лед играет роль
«цемента» и намертво скрепляет частицы грунта. В районах резко континентального
климата, где очень низкие температуры и маломощный снежный покров, не защищающий
з.п. от выхолаживания образуется промерзание почвы (за короткое лето оттаивает лишь
верхний слой почвы), нижний слой почвы остается всегда замершим. Т остается
сохраненная многолетняя мерзлота даже спустя тысячи лет после разрушения великого
ледника. Слайд №4
У: В России общая площадь многолетней мерзлоты =65 % всей территории России. (это
почти 11 млн. км2).
По масштабу распространения мерзлоты выделяют ее типы:
А) Сплошная
Б) Островная
В) Прерывистая зона распространения Слайд №5
Задание №1 Заполните таблицу в тетради субъекты РФ и природные комплексы, где
прослеживается каждый вид мерзлоты (используя рис 95, стр 156 в учебнике, атлас
карта «Федеративное устройство» и физическая карта России) Слайд №6,7
У: Давайте попытаемся понять, как влияет мерзлота на х/д человека?
(ученики дают свои варианты ответов) Слайд №8
У: Вы помните, что с высотой температура понижается и высота, выше которой
она не поднимается выше нуля называется снеговой линией. В разных частях з.ш.
Природа - самый величайший и искусный из творцов, во всех своих творениях открывающий нам невиданную красоту и величие. Для нас ее шедевры поистине являются настоящим чудом и у природы достаточно средств для творчества, будь то камень, вода или лед.
Синяя река расположена на леднике Петерманна (в северо-западной части Гренландии, к востоку от пролива Нэрса), который является самым крупным на всем северном полушарии. Она была обнаружена тремя учеными, которые проводили исследования по вопросам глобального изменения климата.
После её обнаружения, она стала привлекать своим великолепием большое количество туристов, особенно байдарочников и каякеров, которые сплавляются по ней. Необычную реку с кристально чистой водой считают символом угасающего мира и глобального потепления, так как из-за стремительного таяния ледников она каждый год становится все больше и больше.
Шпицберген, что означает «холодное побережье», является архипелагом в Арктике, составляющим самую северную часть Норвегии и Европы. Это место расположено приблизительно в 650 километрах к северу от континентальной Европы, на полпути между материком Норвегия и Северным полюсом. Несмотря на близость к Северному полюсу, Шпицберген сравнительно теплый благодаря нагревающему эффекту Гольфстрима, который делает его пригодным для жилья.
Фактически, Шпицберген - самая северная постоянно населенная область на планете. Острова Шпицбергена покрывают общую площадь 62,050 квадратных километра, почти 60% которого покрыты ледниками, выходящими прямо в море. Гигантский ледник Бросвеллбрин, расположенный на Нордаустландет - втором по величине острове в архипелаге, растягивается на целых 200 километров. Двадцатиметровые края этого огромного ледника пересечены множеством водопадов, заметить которые можно только в более теплые сезоны года.
Эта пещера в леднике - результат таяния льда, когда дождь и талая вода на поверхности ледника направлены в потоки, проникающие в ледник через щели. Поток воды постепенно пробивает отверстие, проделывая путь к более низким участкам и формируя длинные кристальные пещеры. Мелкие отложения в воде придают потоку грязный цвет, в то время как вершина пещеры кажется темно-синей.
Из-за быстрого движения ледника по неровному ландшафту, приблизительно 1 метр в день, ледяная пещера превращается в своем конце в глубокую вертикальную щель. Это позволяет дневному свету входить в пещеру с обоих концов.
Ледяные пещеры находятся в нестабильных зонах и могут разрушиться в любое время. В них безопасно входить только зимой, когда низкие температуры укрепляют лед. Несмотря на это, можно услышать постоянные звуки скрежета льда в пещере. Это происходит не потому, что все собирается разрушиться, а потому что пещера перемещается наряду с самим ледником. Каждый раз, когда ледник переместился на миллиметр, можно услышать чрезвычайно громкие звуки.
Ледник Бриксдалсбрин или Бриксдайл - один из самых доступных и самых известных рукавов ледника Йостедальсбрин в Норвегии. Он живописно расположен среди водопадов и высоких пиков одноименного Национального парка. Его протяженность около 65 километров, ширина достигает 6-7 километров, а толщина льда в определенных участках — 400 метров.
Язык ледника, который насчитывает 18 оттенков голубого цвета, спускается в долину Бриксдайл с высоты 1 200 метров. Ледник постоянно пребывает в движении и заканчивается в небольшом ледниковом озере, которое находится в 346 метрах над уровнем моря. Ярко-голубой цвет льда обусловлен особой кристаллической структурой и возрастом более 10 тысяч лет. Талая ледниковая вода мутная, как кисель. Это связано с наличием в ней известняка.
Каньон Берсдей, вырезанный талой водой, составляет 45 метров в глубину. Эта фотография была сделана в 2008 году. Линии на стенах вдоль края Ледяного Каньона Гренландии показывают стратиграфические слои льда и снега, сформировавшиеся за эти годы. Черный слой в основании канала представляет из себя криоконит - порошкообразную раздутую пыль, которая депонирована и откладывается на снегу, ледниках или ледниковых покровах.
Ледник Слоновья Нога расположен на полуострове Земли Кронпринца Кристиана и не связан с главным ледовым щитом Гренландии. Многотонный лед пробил гору и разлился в море в почти симметричной форме. Нетрудно понять, откуда у этого ледника появилось такое название. Этот уникальный ледник четко выделяется среди окружающего ландшафта и хорошо виден сверху.
Эта уникальная замороженная волна расположена в Антарктиде. Она была обнаружена американским ученым Тони Трэвоуиллоном в 2007 году. Эти фотографии на самом деле не показывают гигантскую волну, так или иначе замороженную в процессе. Формирование содержит синий лед, и это — убедительное свидетельство того, что оно не было создано мгновенно из волны.
Синий лед создается путем сжатия пойманных в ловушку воздушных пузырей. Лед выглядит синим, потому что, когда свет проходит через слои, синий свет отражается назад, а красный свет поглощается. Таким образом, темно-синий цвет предполагает, что лед формировался медленно в течение долгого времени, а не мгновенно. Последующее таяние и перезамораживание за многие сезоны дали формированию гладкую, подобную волне поверхность.
Цветные айсберги формируются, когда большие куски льда отрываются от шельфового ледника и попадают в море. Подхваченные волнами и унесенные ветром, айсберги могут быть окрашены удивительными цветными полосами различных форм и структур.
Цвет айсберга напрямую зависит от его возраста. Недавно отколовшийся ледяной массив содержит большое количество воздуха в верхних слоях, поэтому имеет матово-белый цвет. Благодаря замещению воздуха каплями, воды айсберг меняет свой цвет на белый с голубым оттенком. Когда вода богата морскими водорослями, полоса может быть окрашена в зеленый или другой оттенок. Также не стоит удивляться айсбергу нежно-розового цвета.
Полосатые айсберги с многократными цветными полосами, включая желтый и коричневый цвет, довольно часто встречаются в холодных водах Антарктиды. Чаще всего айсберги имеют синие и зеленые полосы, но могут быть и коричневые.
Сотни ледяных башен можно увидеть на вершине вулкана Эребус, высота которого 3 800 метров. Постоянно действующий вулкан, возможно, единственное место в Антарктиде, где огонь и лед встречаются, смешиваются и создают что-то уникальное. Башни могут достигать 20 метров высотой и выглядеть почти живыми, выпуская струи пара в южное полярное небо. Часть вулканического пара замораживается, откладываясь на внутреннюю часть башен, расширяясь и расширяя их.
Фэнг - водопад, расположенный возле города Вэйл в Колорадо. Огромный ледяной столб формируется из этого водопада только при исключительно холодных зимах, когда мороз создает ледяную колонну, вырастающую до 50 метров в высоту. Замерзший водопад Фэнг имеет основу, достигающую 8 метров в ширину.
Пенитентес - удивительные ледяные шипы, сформированные естественным образом на равнинах в Андах на высоте свыше 4 000 метров над уровнем моря. Они имеют форму тонких лезвий, ориентированных по солнцу, и достигают высоты от нескольких сантиметров до 5 метров, производя впечатление ледяного леса. Они медленно формируются, когда лед плавится под утренними солнечными лучами.
Люди, живущие в Андах, приписывают это явление сильному ветру, который, на самом деле, является лишь частью процесса. Исследования этого природного явления ведутся несколькими группами учёных как в естественных, так и в лабораторных условиях, однако окончательный механизм зарождения кристаллов пенитентес и их роста пока не установлен. Опыты показывают, что значительную роль в нём играют процессы циклического подтаивания и замерзания воды в условиях низких температур, а также определённых значений солнечной радиации.
Использованы материалы сайта:
Сегодня мы будем говорить про свойства снега и льда. Стоит уточнить, что лед образуются не только из воды. Кроме водяного льда бывает аммиачный и метановый. Не так давно ученые изобрели сухой лед. Свойства его уникальны, их рассмотрим чуть позже. Он образуется при замораживании углекислоты. Свое название сухой лёд получил благодаря тому, что при таянии он не оставляет луж. Находящийся в его составе углекислый газ тут же испаряется в воздух из замороженного состояния.
Прежде всего, подробнее рассмотрим лед, который получают из воды. Внутри него правильная кристаллическая решетка. Лед - это распространенный природный минерал, получаемый во время замерзания воды. Одна молекула этой жидкости связывается с четырьмя ближайшими. Ученые заметили, что такое внутреннее строение присуще различным драгоценным камням и даже минералам. Например, такое строение имеет алмаз, турмалин, кварц, корунд, берилл и другие. Молекулы удерживаются на расстоянии кристаллической решеткой. Эти свойства воды и льда говорят о том, что плотность такого льда будет меньше плотности воды, благодаря которой он образовался. Поэтому лед плавает на поверхности воды и не тонет в ней.
А вы знаете, сколько льда на нашей планете? Согласно последним исследованиям ученых, на планете Земля имеется примерно 30 миллионов квадратных километров замороженной воды. Как вы уже догадались, основная масса этого природного минерала находится на полярных шапках. В некоторых местах толщина ледяного покрова достигает 4 км.
Сделать лед совсем несложно. Этот процесс не составит большого труда, как и не требует особых навыков. Для этого необходима низкая температура воды. Это единственное неизменное условие процесса образования льда. Вода замерзнет тогда, когда ваш термометр покажет температуру ниже 0 градусов по Цельсию. В воде начинается процесс кристаллизации благодаря низким температурам. Молекулы ее строятся в интересную упорядоченную структуру. Этот процесс называют образованием кристаллической решетки. Он одинаков и в океане, и в луже, и даже в морозильной камере.
Проводя исследование на тему замерзания воды, ученые пришли к выводу, что кристаллическая решетка выстраивается в верхних слоях воды. На поверхности начинают образовываться микроскопические ледяные палочки. Чуть позже между собой они смерзаются. Благодаря этому образуется тончайшая пленка на поверхности воды. Крупные водоемы замерзают намного дольше по сравнению с неподвижной водой. Это связано с тем, что ветер колышет и колеблет поверхность озера, пруда или реки.
Ученые провели ещё одно наблюдение. Если при низкой температуре продолжается волнение, то тончайшие пленки собираются в блины диаметром около 30 см. Далее они смерзаются в один слой, толщина которого не меньше 10 см. На ледяные блины сверху и снизу намерзает новый слой льда. Так образуется толстый и прочный ледяной покров. Его прочность зависит от видов: самый прозрачный лед будет в несколько раз прочнее белого льда. Экологи заметили, что 5-сантиметровый лёд выдерживает вес взрослого человека. Слой в 10 см способен выдержать легковую машину, но следует помнить, что выходить на лед в осеннее и весеннее время очень опасно.
Физики и химики долгое время изучали свойства льда и воды. Самое известное, а также важное свойство льда для человека - это его способность легко таять уже при нулевой температуре. Но для науки важны и другие физические свойства льда:
По своему составу у льда высокая степень чистоты, так как кристаллическая решетка не оставляет свободного места различным посторонним молекулам. Когда вода замерзает, то она вытесняет различные примеси, которые в ней когда-то растворились. Таким же образом можно получить очищенную воду в домашних условиях.
Но некоторые вещества способны затормаживать процесс замерзания воды. Например, соль в морской воде. Лёд в море образуется только при очень низких температурах. Удивительно, но процесс замерзания воды каждый год способен поддерживать самоочищение от разных примесей в течение многих миллионов лет подряд.
Особенности этого льда в том, что в своём составе он имеет углерод. Такой лед образуется только при температуре -78 градусов, но тает он уже при -50 градусах. Сухой лед, свойства которого позволяют пропустить стадию жидкостей, при нагревании сразу образуется пар. Сухой лед, как и его собрат - водяной, не имеет запаха.
А вы знаете, где применяют сухой лед? Благодаря его свойствам, этот минерал используют при транспортировке продуктов питания и медикаментов на дальние расстояния. А гранулы этого льда способны потушить воспламенение бензина. Ещё, когда сухой лед тает, он образует густой туман, поэтому его применяют на съемочных площадках для создания спецэффектов. Помимо всего перечисленного, сухой лед можно брать с собой в поход и в лес. Ведь когда он тает, то отпугивает комаров, различных вредителей и грызунов.
Что касается свойств снега, то эту удивительную красоту мы можем наблюдать каждую зиму. Ведь каждая снежинка имеет форму шестигранника - это неизменно. Но помимо шестиугольной формы, снежинки могут выглядеть по-разному. На формирование каждой из них влияет влажность воздуха, атмосферное давление и другие природные факторы.
Свойства воды, снега, льда удивительны. Важно знать ещё несколько свойств воды. Например, она способна принимать форму сосуда, в который ее наливают. При замерзании вода расширяется, а также у нее есть память. Она способна запоминать окружающую энергетику, а при замерзании она «сбрасывает» информацию, которую в себя впитала.
Мы рассмотрели природный минерал - лед: свойства и его качества. Продолжайте изучать науку, это очень важно и полезно!
