Читаем Ледники в горах полностью

Наблюдая за снежным покрывалом гор летом, легко заметить, что оно не остается постоянным, а, постепенно приподнимаясь, сокращается в размерах, и к осени снега и льды сохраняются лишь в самых высоких частях гор. Во многих выемках образуются многолетние снежники. В горах с высотой их количество и размеры увеличиваются и, наконец, появляются сплошные снежные поля. Дело в том, что с высотой температура понижается и на определенном уровне за год выпадает снега больше, чем может растаять летом. Этот важный природный рубеж называется снеговой линией. Ее положение зависит от соотношения между температурой и осадками, поэтому высота снеговой линии в разных горных странах неодинакова. Например, в обращенных к Атлантике горах Норвегии она составляет всего 700 м над уровнем моря, в умеренных широтах (Альпы, Кавказ) — 2500—3800 м, а в засушливых внутриконтинентальных горах Средней Азии поднимается до 4500—5000 м.

На положение снеговой линии влияет экспозиция горных склонов. Как правило, на южных склонах снеговая линия поднимается выше, чем на северных. Однако бывают и исключения, связанные с ориентацией гор относительно влагонесущих воздушных потоков. Так, на южных склонах Большого Кавказа, где выпадает больше снега, снеговая линия расположена на 400 м ниже, чем на северных. Аналогичная ситуация наблюдается и в Гималаях, на южном склоне которых снеговая линия ниже, чем на северных, за счет влияния муссонов.

Снеговую линию может увидеть каждый: это нижний предел нестаявшего снега после обильных летних снегопадов, или сезонная снеговая линия. В течение лета она постоянно поднимается вверх до определенного уровня, который и является границей вечных снегов в данный год. Высота снеговой линии год от года меняется и, таким образом, является хорошим индикатором климатических колебаний. Выше этой границы снег накапливается круглый год и по мере нарастания мощности покрова постепенно, в результате перекристаллизации, превращается сначала в фирн, а затем в настоящий лед.

Известно, что свежевыпавший снег обладает низкой плотностью, так как между его гексагональными кристаллами находится немало пор, заполненных воздухом. Однако в процессе таяния самые тонкие лучи снежных кристаллов плавятся и вся масса снега на поверхности ледника уплотняется. Этому процессу способствуют и другие факторы, например температура воздуха и форма снежных кристаллов. Как известно, при низкой температуре кристаллы невелики и четко различаются между собой. При повышении температуры многие снежинки слипаются еще в воздухе и образуются крупные снежные хлопья. Они достигают особенно больших размеров при температурах, близких к нулю.

Попав на поверхность ледника, кристаллы снега постепенно превращаются в фирн (в переводе с немецкого — «прошлогодний снег»). Поскольку давление водяного пара выше всего на концах снежных кристаллов, они оплавляются. Благодаря этому сами кристаллы приобретают грубую зернистую форму, причем крупные кристаллы разрастаются за счет своих более мелких соседей. В итоге фирновая масса имеет почти одинаковые размеры зерен. При температурах, близких к нулю, процесс особенно ускоряется: свежевыпавший снег превращается в зернистый за несколько дней. В крайне холодных условиях, например в центре Гренландии или Антарктиды, он может длиться годами.

Преобразованию снега способствует его уплотнение под давлением. Этот фактор более активно сказывается при сильных снегопадах, когда температуры воздуха близки к нулю. При значительном давлении вышележащих слоев снег становится компактным, мелкозернистым. Если в свежевыпавшем состоянии его плотность составляет 0,06—0,08 г/см³, то через двое суток в умеренно теплых условиях она может возрасти до 0,2 г/см³. Зернистый снег в свою очередь постепенно превращается в фирн. Это может произойти за одну зиму, если плотность возрастет до 0,40—0,55 г/см³. Фирн — это плотный зернистый снег, но еще не лед.

В определении фирна нет однозначной трактовки. Американский гляциолог М. Майер склоняется к признанию за фирном состояния, которое становится непроницаемым для просачивающейся влаги. Этот уровень достигается при плотности 0,55. Часто для умеренных ледников фирном считается перелетовавший снег, еще не достигший полной водонепроницаемости. Для полярных ледников трактовка фирна может быть несколько иной.

Физические свойства снега и фирна важны в нескольких аспектах. Прежде всего снег является плохим проводником тепла и потому при большой мощности защищает почву от промерзания. В то же время снег может (одержать большое количество воды: до 40% общего объема, или до 75% общего веса. В водонасыщенном состоянии снег становится источником лавин, оказывающих немалое воздействие на рельеф и всю природу гор. При низких температурах снег становится упругим, а ближе к 0° С — вязким. Соответственно снег приобретает способность сползать по уклону, если при трении выделяется скрытое тепло; тепло оплавляет концы кристаллов, и происходит движение оставшихся зерен снега.