3.6. Геологическая деятельность ледников

За последних 500 – 600 тыс. лет на территории Европы произошло несколько больших оледенений, двигавшихся из Скандинавии.

На Русской равнине в течение 240 тыс. лет было три крупных оледенения, а между ними наступали потепления на определенных участках земной поверхности. Наиболее значительно днепровское оледенение достигло Среднего Дона. Сейчас льды занимают 10 % поверхности суши, 98,5 % полярные области и 1,5% – высокие горы. Различают 3 типа ледников: горные, плоскогорий и материковые.

Горные ледники образуются высоко в горах на вершинах, в ущельях, впадинах, различных углублениях. Они движутся на Кавказе со скоростью 0,03 – 0,35 м/сут, на Памире — I – 4 м/сут.

Ледники плоскогорий залегает сплошной массой и по ущельям спускаются в виде языков. Такой ледник располагается сейчас на Скандинавском полуострове.

Материковые ледники залегают сплошным покровом в Антарктиде (4200 м), Гренландии (>2400 м) и в других местах. Скорость движения льда к океану в Гренландии составляет 4 – 38 м/сут. На побережье льды раскалываются, и огромные глыбы (айсберги) ветром и течениями уносятся в открытый океан.

Разрушительная работа ледников. При своем движении лед под действием тяжести и вмерзших в него обломков истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. При толщине ледника 100 м на его ложе давит 920 МПа. В результате обработки льдом образуются округленные формы скал в виде «бараньих лбов», «курчавых скал», «штрихованных валунов» и т. д.

Двигаясь по ущельям или другой наклонной плоскости, ледники захватывают вмороженные в лед продукты разрушения, а при их таянии возникают мощные ледниковые отложения, называемые «моренами». Они бывают поверхностные (боковые и срединные), внутренние и донные (рис. 34), береговые и конечные.

Рис. 34. Морены горного ледника:

а – язык ледника в поперечном разрезе;

б – то же в плане; 1 – донная; 2 – внутренняя;

3 – поверхностная; 4 – срединная;

5 – боковая; 6 - конечная

Ледниковые отложения иногда образуют друмлины – эллипсо-идальные холмы в несколько десятков метров высоты, состоящие из отложений донной морены (моренные глины с валунами).

Моренные отложения представлены грубым неоднородным, неотсортированным, неслоистым обломочным материалом: валунными опесчаненными красно-бурыми суглинками и глинами или серыми разнозернистыми глинистыми песками с валунами. Морены залегают покровами мощностью в десятки метров. Конечные моренные гряды имеют высоту до 30 – 40 м и содержат обломки всех пород, по которым прошел ледник. Донные морены состоят из неслоистых и неоднородных по составу валунных глин и суглинков.

При таянии ледника водные потоки размывают донную и конечную морены, вынося и откладывая за его пределами размываемый материал: вблизи его границ крупные обломки: дальше - пески и еще дальше – глинистый материал (рис. 35). Такие водно-ледниковые отложения получили название флювиогляциальных.

При наступлении или отступлении ледника последовательно смещаются зоны накопления материала по его крупности. Если на глины накладываются пески и крупные обломки, то значит ледник наступал. Наложение на крупные обломки и пески глинистых осадков свидетельствует о периоде отступления ледника (рис. 36).

Флювиогляциальные отложения представлены толщами сравнительно отсортированных и слоистых песков, гравия, галечника, глин и покровных пылеватых супесей и суглинков мощностью много метров. эти отложения имеют характерные формы рельефа:

Озы – накопления обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких узких валов длиной от сотен метров до десятков километров при высоте 5 – 10 м.

Камы –беспорядочно разбросанные холмы, состоящие из слоистых песков, супесей с примесью гравия и прослоев глины.

Зандровые поля – широкие пологоволнистые равнины за краем конечных морен, включающие слоистые пески, гравий и гальку.

Рис. 35. Схема образования флювиогляциальных отложений: 1 – ледник; 2 – конечная морена; 3 – поток талых вод; 4 – 6 – флювиогляциальные отложения (крупные обломки, пески, глины)

Рис. 36. Разрезы толщ ледниковых отложений при наступлении (а) и отступлении (б) ледника

В озерах под ледниками накапливаются мелкозернистые осадки и ленточные глины с чередованием прослоек светлых опесчаненных и более темных глин.

Ледниковые образования четвертичного периода обозначаются общим индексом gQ, а флювиогляциальные отложения fgQ.

Строительные свойства ледниковых отложений. Они являются надежным основанием сооружений. За счет давления мощных толщ льда они хорошо спрессованы и даже переуплотнены (пористость до 25 – 30 %), слабоводопроницаемы и служат водоупором. Обладают высокими прочностными и деформационными свойствами, поэтому здания и сооружения на них дают малую осадку. Валунники с песком и валунные пески с гравием и галькой водопроницаемы и водоносны.

Флювиогляциальные песчано-гравелистые и глинистые отложения озов и зандров уступают моренным глинистым грунтам по прочности, но являются надежным основанием. Исключение составляют ленточные глины и покровные суглинки, которые размокают. Ленточные глины достаточно плотны, слабо водопроницаемы, но при насыщения водой могут быть текучими.

Ледниковые отложения (камень, пески), пески озов, камов и зандров пригодны для насыпей, а валуны для изготовления пьедесталов памятников (например, памятник Петру I в Санкт-Петербурге).