Бывает ли теплый лед? И теплые ледники? Вопросы кажутся странными, за ними угадывается подвох. Однако никакого подвоха тут нет, специалисты действительно различают холодные и теплые ледники, давно перестав ставить выделенные слова в кавычки. Все просто: холодными и теплыми называют ледники, которые различаются по относительным температурам своего льда.
Теплые ледники еще называют умеренными, или изотермическими. В них ниже уровня сезонных колебаний температуры, на глубине нескольких метров, температура льда остается на точке плавления. А в холодных (их иначе называют полярными) ледниках эта температура всегда отрицательна. Такие различия чрезвычайно важны. При температуре, близкой к точке плавления, лед намного пластичнее, чем, скажем, при -30 или -50 С, а главное – во всей его толще и на нижней поверхности присутствует жидкая вода, создавая возможности для скольжения ледника по ложу. Поэтому теплые ледники могут двигаться быстрее, чем холодные. Трение на их нижних поверхностях слабее, чем у холодных и примороженных к ложу, их лед с большей легкостью растекается под действием силы тяжести, а это значит, что продольные профили теплых ледников менее выпуклые, а лед не такой толстый.
Как это ни удивительно, но температуру таяния могут иметь льды полярных ледниковых покровов, правда не на поверхности, а в придонных частях. Дело в том, что эта «глубинная» температура во многом зависит от поступления тепловой энергии из недр Земли. Зависит она также от общей толщины ледникового покрова и от массы снега и фирна, ежегодно нарастающих на его поверхности. Так что поток холода, идущий в глубину льда, сталкивается со встречным потоком тепла, взаимодействует с ним и слабеет. И если лед достаточно толст, а питание ледника, как в Антарктиде, скудное, то его придонная температура может повыситься до точки таяния. Это и происходит в центральных районах Антарктического ледникового покрова, хотя средняя температура его поверхности там равна -55 С.
Факт донного таяния льда Антарктиды подтвержден бурением, к немалому удивлению специалистов там даже обнаружены подледные озера. Площадь одного из них, расположенного в районе российской полярной станции «Восток», оказалась равной нескольким тысячам квадратных километров, а глубина – 440 м. И это под 3,5-километровой толщей льда.
Иначе обстоит дело в Гренландии. Ее ледниковый покров, имея почти ту же толщину, что и Антарктический, получает обильное питание. А это значит, что низкотемпературный поверхностный лед там быстро уходит на глубину и с ним, как энергия с водной массой нисходящего течения, переносится и... холод. Перенос этот происходит быстро, так что с ним не может совладать поток тепла, идущий из недр Земли. В итоге весь Гренландский покров оказывается примороженным к ложу. И это тоже подтверждено бурением. Исключение составляют лишь ледяные потоки. Они всегда движутся быстрее, чем сопредельный лед, и скользят по ложу. А раз скользят, то у их дна выделяется тепло трения, и придонный лед тает.
Различия в температуре льда объясняют многие особенности поведения ледников, в частности их движение. Лед – кристаллический материал, существующий на Земле при температурах, близких к его точке плавления. Он обладает ярко выраженными пластично-вязкими свойствами и деформируется под нагрузкой, т.е. способен к движению, похожему на течение вязкой жидкости. И такое течение льда, иначе говоря, его движение за счет внутреннего деформирования, идет тем легче, чем выше температура.
Но это еще не все. Почти все ледники (теплые и холодные) скользят по ложу. Такое скольжение – это второй важнейший способ их движения, он особенно характерен для горно-долинных ледников и ледяных потоков. Только скольжение может обеспечить по-настоящему большие скорости, причем у быстрых ледников за его счет идет до 80 – 100% их движения. Скольжение особенно облегчается, если ледник подстилается полужидкой глиной или на его контакте с ложем много воды. Поэтому секрет движения ледников не только в способности льда к течению, но и в его скольжении по ложу.