Procesy i formy lodowcowe

Powstanie lodowców i lądolodów określają odpowiednie warunki klimatyczne, przede wszystkim obfite opady atmosferyczne w postaci śniegu i ujemna temperatura powietrza.

Warunki takie panują na obszarach wysokich gór oraz w wysokich szerokościach geograficznych kuli ziemskiej. Na terenach tych, przez większa część roku więcej śniegu przybywa niż ubywa wskutek tajania. Masy śniegu pod wpływem niskiej temperatury, dużej wilgotności powietrza i ciśnienia przekształcają się w FIRN, a następnie w zbity lód polodowcowy. Granica, powyżej której panują takie warunki to granica wiecznego śniegu.

Współcześnie istniejące masy lodowe ze względu na kształt i wielkość można podzielić na: lądolody, czapy lodowe i lodowce górskie.

LĄDOLODY (lodowce kontynentalne) to potężne, wypukłe pokrywy lodowe poruszające się szerokim frontem we wszystkich kierunkach (Antarktyda, Grenlandia). Ruch lodu w lądolodach odbywa się ku brzegom. Po dotarciu lodu do płytkiego morza powstają lodowce szelfowe, a na morzu głębokim odrywają się góry lodowe.

LODOWCE GÓRSKIE występują w wysokich górach świata. Lodowiec składa się z dwóch części: górnej - pola firnowego, dolnej - jęzora lodowcowego. Części te dzieli granica wiecznego śniegu.

POLE FIRNOWE - miejsce gromadzenia się śniegu i lodu (strefa akumulacji).

JĘZOR LODOWCOWY - obszar topnienia lodowca, ponieważ wykracza poza obszar zasilania i ulega topnieniu- ablacji.

TRANSGRESJA LODOWCA - posuwanie się czoła lodowca ku przodowi, jeżeli zasilanie przewyższa topnienie.

POSTÓJ LODOWCA - gdy topnienie i zasilanie równoważą się, lodowiec nie zmienia swojego zasięgu.

CZAPY LODOWE - zwane lodowcami fieldowymi, powstają na wysoko położonych płaskowyżach. Z wypukłego pola firnowego w różne strony spływają krótkie jęzory lodowcowe (niekiedy z szybkością 300 m rocznie). Występują na obszarach północnej Europy - Islandia, Norwegia.
RECESJA LODOWCA - cofanie się lodowca, gdy topnienie jest większe niż zasilanie.

Powstawanie lodowców

Powstanie lodowca jest możliwe w określonych warunkach klimatycznych. Takie warunki panują w wysokich górach oraz w strefach zimnych. Aby lodowiec mógł powstać, opad w postaci śniegu musi być większy niż ilość topniejącego śniegu. Gromadzący się śnieg pod wpływem zmian temperatury i ciśnienia ulega przekształceniom, początkowo w firn (ziarnisty śnieg), a później w lód lodowcowy.

Wyróżniamy dwa główne typy lodowców:
- lodowce górskie
- lodowce kontynentalne

Lodowce kontynentalne są znacznie większe od górskich, a ponadto nie dostosowują swojego kształtu do rzeźby terenu. Lodowce górskie i lądolody powstają powyżej linii wiecznego śniegu. Granica ta jest różna dla różnych szerokości geograficznych. Na równiku znajduje się na wysokości około 5000 m.n.p.m., nad zwrotnikami wzrasta do ok. 6000 m. - ze względu na suchość klimatu, a potem systematycznie spada aż do zera. Oprócz warunków klimatycznych niezbędnym warunkiem powstania lodowca górskiego jest istnienie odpowiednich zagłębień i obniżeń między grzbietami górskimi, aby mógł się gromadzić śnieg. Miejsce, w których gromadzi się śnieg, a który ulega następnie przekształceniom w firn i lód nazywa się polem firnowym. Z pola firnowego lód spływa obniżeniami ku niższym partiom gór. Lód pod wpływem nacisku warstw nadległych zachowuje się jak ciało plastyczne, dlatego możemy mówić o płynięciu lodowca.

Formy lodowcowe

W zależności od ukształtowania powierzchni terenu oraz ilości opadów śniegu, lodowce przybierają różne formy:
· lodowiec alpejski - składa się z 1 pola firnowego i 1 jęzora,
· lodowiec himalajski - ma liczne, długie jęzory, które łączą się ze sobą jak dopływy rzek w rzekę główną,
· lodowiec skandynawski, tieldowy - na płaskich grzbietach górskich powstały lodowce w postaci czapy z krótkimi jęzorami.
· lodowiec piedmontowy - powstaje przez połączenie się lodowców spływających z gór w jedno pole lodowe u podnóża gór.
· lodowce wiszące lub zawieszone.
· lodowiec karowy - wypełnia tylko kar albo cyrk lodowcowy.
· lodowiec kurtenstański - nie ma połączenia z polem firnowym.

Rodzaje lodowców.

Lodowce dzielą się na lodowce zimne (lodowce polarne) i lodowce ciepłe (lodowce umiarkowane).
Lodowce zimne

Lodowce zimne to takie lodowce, których temperatura jest niższa od temperatury topnienia lodu. Składają się z lodu stałego (bez wody). Taki lodowiec jest "przymarznięty" do podłoża. Siła z jaką lód jest związany z podłożem jest większa niż siła wiążąca lód, więc lodowce zimne poruszają się za pomocą względnego przemieszczania warstw lodu (warstwa przygruntowa jest nieruchoma). Efektem tego jest prawie całkowity brak erozji w przypadku lodowców zimnych - lodowce antarktyczne prawie nie zawierają rumoszu skalnego.

Lodowce ciepłe
Lodowce ciepłe to lodowce, które w całej objętości (za wyjątkiem zmieniającej się wraz ze zmianami pór roku temperatury warstwy powierzchniowej) mają temperaturę topnienia. Lodowce takie są nasączone wodą w całej obętości. Temperatura takiego lodowca spada wraz z głębokością, bo wraz z głębokością spada temperatura topnienia lodu. Ciepło geotermalne topi lodowiec od spodu (w tempie rzędu 0,5 cm rocznie) i lodowiec przesuwa się, ślizgając się po warstwie wody.
Lądolód Antarktydy jest (w dominującej części) lodowcem zimnym. Większość pozostałych lodowców jest typu ciepłego.

Znaczenie lodowców

Znaczenie lodowców w życiu powłoki krajobrazowej jest niezwykle różnorodne. Przede wszystkim istnienie obszarów zlodowaconych spowodowało występowanie na ziemi bardzo charakterystycznych krajobrazów geograficznych, zgrupowanych w całe polarne strefy krajobrazowe "wiecznych lodów" albo "wiecznego mrozu".
Lodowce w ciągu swej ewolucji zmieniają klimat - powodują jego oziębienie i osuszenia
Morena denna to masa gliniasto - gruzowa, którą przesuwający się lodowiec żłobi podłoże i w efekcie pogłębia dolinę. Dlatego też z pierwotnie V - kształtnych górskich dolin rzecznych powstają doliny o przekroju litery U. Przeobrażone przez lodowiec doliny mają strome zbocza i wklęsłe dna.

Materiał skalny, który znajduje się wewnątrz lodowca, a pochodzący z obydwów zboczy dolin nazywa się moreną wewnętrzną. Część tego materiału, gromadząca się na styku lodowca ze zboczem tworzy morenę boczną. Materiał gliniasto - gruzowy transportowany na powierzchni lodowca stanowi morenę powierzchniową. Ze wszystkich osadów transportowanych przez lodowiec powstają u jego czoła pagóry lub wzgórza zwane morenami czołowymi.

Dawne doliny lodowcowe zalane przez wody morskie, tworzą fiordy (np. w Norwegii, Nowej Zelandii, Grenlandii). W górnej części lodowca w polu firnowym, powstają kotły lodowcowe (kary, inaczej cyrki lodowcowe). Po stopieniu się lodu w kotłach lodowcowych tworzą się jeziora górskie ( np. Morskie Oko, Czarny Staw w Tatrach).
Moreny czołowe - usypywane wały, pagóry morenowe w czasie postoju lądolodu u jego czoła. Osiągają znaczne rozmiary (np. Wieżyca - 329 m n. p. m.). Materiał budujący to glina zwałowa, piaski, żwiry, głazy narzutowe różnej wielkości.

Morena czołowa:
- morena z wyciśnięciem
- morena typu akumulacyjnego (ablacyjnego)
- morena typu spiętrzonego

Morena denna - tworzy się na dnie, po stopnieniu lodowca. Może być płaska, falista lub pagórkowata. Buduje ją glina zwałowa.

Powierzchnię moreny dennej urozmaicają wyżłobione przez wody płynące pod lodowcem zagłębienia rynnowe lub kotły wytopiskowe oraz zorientowane zgodnie z ruchem lodowca wały ozów i drumlinów oraz pagóry kemów, zbudowane głównie z piasków, żwirów, rzadziej glin, przy udziale wód roztopowych.

Na przedpolu lądolodu, głównie w czasie jego postoju wypływające z lodowca wody, przeciążone niesionym materiałem usypują rozległe stożki sandrowe (napływowe) zbudowane z piasków, żwirów, zwane sandrami.

Zdarzyło się, że wody pochodzące z topniejącego lądolodu, oddalając się od niego, spotykały się z wodami rzek, płynących z południa. Ich dalszy odpływ odbywał się zazwyczaj ze wschodu na zachód, w wyniku, czego powstały potężne pradoliny.

Zatamowanie przez wkraczający lodowiec odpływu rzecznego prowadzi do powstania jezior zastoiskowych, w których gromadzą się iły warwowe (warstwa jasna: pyły i piaski, muły drobnoziarniste; warstwa ciemna: latem do jeziora są dostarczane osady, zimą jezioro zamarza, woda jest nieprzewietrzana).

Obszary powstawania lądolodów

Obszarem powstania lądolodu był obszar Półwyspu Skandynawskiego, dzisiejsze Góry Skandynawskie.
4 glacjały: Gnz, Mindel, Riss, Wrm.
4 zlodowacenia w Polsce: Narwi, Sanu, Odry i Wisły.

I najstarsze zlodowacenie Narwi objęło: Polskę Północno - Wschodnią i prawdopodobnie obszar dzisiejszej strefy brzegowej.
II zlodowacenie Sanu sięgnęło po Karpaty (400 m n.p.m.), weszło do Bramy Morawskiej i oparło się o Sudety (pd. Polska)
III zlodowacenie Odry ( środkowa Polska) oparło się o Wyżynę Lubelską, wszedł jęzorem w przełom Wisły, Północne krawędzie Gór Świętokrzyskich, wszedł lodem w Nieckę Nidzicką, oparł się o Jurę Krakowsko - Częstochowską, wszedł w Wyżynę Śląską, Bramę Morawską i oparł się o Sudety.
IV zlodowacenie Wisły (Bałtyckie, pn. Polski) - zasięg wyznaczają południowe krańce Pojezierza Augustowskiego, Mazurskiego i Chełmskiego; wszedł jęzorem w dolinę Wisły aż po Płock, wzdłuż południowych granic Pojezierza Wielkopolskiego.

Interglacjał - okres ciepły pomiędzy zlodowaceniami.
I / II zlodowacenie - Interglacjał Podlaski
II / III zlodowacenie - Interglacjał Mazowiecki (Wielki)
III / IV zlodowacenie - Interglacjał Eemski - okres najcieplejszy (był klimat bułgarski, niecka Morza Bałtyckiego była wypełniona wodami Morza Eemskiego. Żuławy były zatoką morską, Gdańsk oblewany był z obydwu stron.

Na wschodzie Polski zasięg zlodowacenia jest mniejszy. Wynikiem tego jest ścieranie się dwóch frontów:
- lądolód ciepły atlantycki,
- lądolód zimny kontynentalny - sztywny, wolniej się porusza, dlatego zasięg jego jest mniejszy (trudniej pokonuje przeszkody).

Lądolody wywarły ogromny wpływ na rzeźbę tych terenów, zmieniły układ sieci rzecznej i pozostawiły osady gliniaste, piaski i żwiry.
Na obszarach erozji lądolodu została zdarta wierzchnia warstwa skał (proces egzaracji) i materiał ten został przetransportowany i osadzony w dalekich odległościach na przedpolu lądolodu. Lądolody pozostawiły po sobie moreny denne i czołowe, które są formami akumulacji lodowcowej.

Negatywna i pozytywna działalność lodowca.

Polega przede wszystkim na żłobieniu podłoża i zboczy dolin górskich materiałem skalnym wmarzniętym w lód w czasie jego ruchu. Materiał skalny zawarty w lodowcu nazywa się moreną; pochodzi on ze zwietrzelin dostających się w postaci lawin, obrywów lub innych ruchów masowych na pole firnowe, czy na jęzor lodowcowy, jak również ze zwietrzelin wmarzniętych w lód od spodu. Na twardych skałach niszcząca działalność lodowca objawia się w postaci wygładów (barańców) - ściany doliny U - kształtnej są wygładzone i tworzą się lustra lodowcowe, rys skierowanych zgodnie z ruchem lodowca.

Nasuwające się lodowce niszczą roślinność, zagrzebują gleby, zahamowują proces glebotwórczy i powodują jego rozwój ponownie po zniknięciu lodowców na nowej podstawie, spychają świat zwierzęcy, zmieniają zasięg roślin i zwierząt, wypełniają płytkie morza, wytwarzają przy cofaniu się nowe, niekiedy wielkich rozmiarów zbiorniki jeziorne, zmieniają kierunki biegu rzek, zatamowując im drogę i zmuszając do płynięcia wzdłuż brzegu lodowca kontynentalnego. Ponadto wody roztopowe lodowców są głównym źródłem zasilania licznych rzek.

Podczas ruchu lodowiec przenosi z poziomów wysokich na niższe lód i odłamki skał. Proces ten stanowi wstępną fazę do przekształcenia przez lodowce powierzchni Ziemi przez jej niszczenie i stworzenie szczególnych form terenu oraz swoistej grupy skał kontynentalnych.

Skutki działalności lodowców najlepiej są widoczne na terenach, z których lodowiec już ustąpił.

W górach najlepiej są widoczne ślady działalności erozyjnej lodowców. W jej efekcie dawne obszary źródłowe, w których powstawały pola firnowe przekształciły się w kotły (cyrki lodowe). Spływający lód lodowcowych jęzorów przemodelowuje dawne doliny rzeczne o V- kształtnym przekroju poprzecznym w kształt litery U. W górach występują również formy i osady powstałe w skutek akumulacyjnej działalności lodowca. Morena czyli materiał, który dostaje się na powierzchnie lub do wnętrza lodowca, przemieszcza się wraz z posuwającym się lodem. Osadzanie materiału morenowego następuje wtedy, gdy lodowiec topnieje. W czasie postoju czoła lodowca usypywane są u jego czoła wały, zwane morenami czołowymi. Wycofujący się lodowiec pozostawia na dnie doliny pokrywę złożoną z materiału morenowego, zwaną moreną denną, a u zboczy doliny równoległe wały moreny bocznej. Na niżu widoczne są efekty działalności lodowców kontynentalnych, a zwłaszcza ślady akumulacji lodowcowej. Tu także występują moreny czołowe i denne. Materiał budujący moreny stanowi mieszaninę iłów, piasków i głazów, zwaną gliną zwałową lub morenową. Powierzchnię moreny dennej urozmaicają zagłębienia wytopiskowe oraz rynny i wzniesienia powstałe przy współudziale wód lodowcowych. Zagłębienia wyrobiskowe tworzą jeziora, zwane oczkami lodowcowymi. Rynny powstają pod wpływem płynącej wody z topniejącego lodowca. Po zaniknięciu lodu rynny wypełniają wody jeziora, a osadzony materiał tworzy długie wzniesienia zwane ozami. Innymi formami terenu są kemy i sandry. Zbudowane są z wielowarstwowych utworów. W sandrach - ułożone są pionowo - najpierw materiał grubszy, a potem coraz drobniejszy, a w kemach poziomo- na dnie najgrubszy, a na górze najdrobniejszy. Do utworów działalności pośredniej lodowca zaliczmy piaski, iły i żwiry.