Чакры их Внутренние Устройство и Диагностика
Чакрачка
Карта сайта  Site map •
Контакты •
English •

Разновидности льда

В природе существует множество разновидностей и форм льда – морского и пресноводного, атмосферного и почвенного; от колоссальных плавучих гор-айсбергов до мельчайшей пыли, висящей в морозном воздухе.

Морской лед образуется преимущественно в высоких широтах при замерзании верхних слоев воды. В Антарктиде преобладают однолетние льды, покрытые слоем снега. Арктические льды в основном многолетние, толщина их достигает нескольких метров. Образование и существование морского льда влияют на окружающую морскую среду. При замерзании морской воды происходит как бы ее естественное опреснение вследствие различных температур замерзания воды и солевого раствора, каким является морская вода. Поэтому морской лед содержит меньше солей, чем вода, из которой он образуется.

Значительное количество запасов пресных вод находится в кристаллическом состоянии в виде материковых льдов Арктики, Антарктики и ледников высокогорных районов. Ледники являются ценными запасами пресных вод, и сейчас изучается возможность их рационального использования. В Финляндии в песчаном холме на глубине 30 м находится уникальный подземный ледник. Финские ученые полагают, что это реликтовое образование ледникового периода.

В высоких широтах Земли снег не тает полностью даже летом. Из года в год нарастают слои снежного покрова. Образовавшиеся в теплую погоду талые воды впитываются в снег, а при замерзании сырой снежной массы образуются фирновые зерна – снег становится похожим на светлые икринки. Фирн – своеобразная промежуточная форма между снегом и льдом. Тяжесть новых слоев спрессовывает фирн в монолитную ледяную массу. Кое-где остаются мелкие пустоты, заполненные пузырьками воздуха. Он с легким треском освобождается при таянии льда.

Так в течение тысячелетий накапливается ледяной покров Гренландии – родины айсбергов. Под собственным весом белый гигантский щит постепенно обретает пластичность и начинает медленно сползать в океан. Ежегодно на побережье этого крупнейшего в мире острова, откалываясь от оконечностей ледников, рождаются 10...15 тысяч айсбергов. Примечателен береговой ледник Ринг, разламывающийся через каждые две недели. В течение нескольких минут от отвесных склонов этого ледника отделяются и с шумом погружаются в океан громадины весом в сотни тысяч тонн. В одиночку и группами отправляются они в далекое плавание по океану, постепенно достигая южных побережий, вплоть до Азорских островов и Флориды.

Многие айсберги оседают на мелях и постепенно тают, однако в периоды солнечной активности Северная Атлантика буквально заполняется этими ледяными плавучими горами, нередко окутанными плотным туманом. Чтобы предотвратить столкновение кораблей с айсбергами, в Атлантике с 1914 года действует специальная служба – Международный ледовый патруль. Он вооружен эхолотами и гидролокаторами, способными выявлять подводные очертания айсбергов. Специальные анализаторы, сигнализирующие о внезапном падении солености и температуры воды, предупреждают о приближении ледяных гигантов. Чтобы сделать айсберги более заметными издали, их обстреливают снарядами, начиненными яркими светящимися красками. Любой корабль, находящийся в опасной акватории, может получить необходимую информацию и снимки ледяного покрова океана с помощью спутников.

Еще более мощный поставщик айсбергов – Антарктида, необозримый ледовый континент. Антарктические айсберги плавают поогромной территории холодных южных морей, не стесненных материковыми границами, иногда поднимаются до южных побережий Африки и Австралии.

Форма этих айсбергов имеет свои особенности: зачастую это так называемые столовые айсберги – плоские ледовые поля, мало возвышающиеся над водой. Будучи обломками шельфового льда, они имеют солоноватые нижние слои, но основная их масса – пресный чистейший лед.

Самым крупным из антарктических считают айсберг, обнаруженный исследователями в 1964 году. Образовавшийся после разлома шельфовых ледников Эмери и Западного, этот гигант достигал 175 км в длину и 75 км в ширину, а его площадь составляла 12 тыс. кв. км.

Айсберги, подобные этому, поднимаются над водой на сотни метров. А поскольку примерно 6/7 их высоты скрыто под водой, то их несет подповерхностное течение, направление которого не всегда совпадает с поверхностным. Поэтому айсберги часто меняют курс, что увеличивает опасность столкновения с ними.

При длительном дрейфе в айсбергах зачастую образуются целые системы сквозных промоин. Такие айсберги называют поющими: в ветренную погоду они неожиданно издают фантастические звуки.

Способность генерировать звуки обнаружена и у льдов, не имеющих заметных полос-

тей. Полярные льды в напряженном состоянии многоголосо звучат, подобно огромному органу. Характер звучания льда зависит от температуры окружающего воздуха, но природа этого явления пока остается загадкой.

Еще в начале нашего века в айсбергах видели лишь угрозу, теперь люди начинают активно использовать их для различных целей. Основная задача – использовать эти гигантские ледяные «консервы» как источники водоснабжения. Особенно важно это для безводных побережий Австралийского и Южноамериканского континентов, сравнительно близких к Антарктическому бассейну. Конечно, дальняя транспортировка айсбергов – дело сложное и непривычное. Немало трудностей связано и с тем, чтобы заставить айсберги таять в нужном режиме. Однако по предварительным расчетам стоимость талой воды из прибуксированных айсбергов все равно оказывается намного ниже опресненной морской. Кроме того, эта вода сразу пригодна для питья.

И еще одно, несколько неожиданное свойство айсбергов и многолетних толщ материковых льдов обнаружили ученые. Оказалось, что это идеальные «кладовые памяти» нашей планеты. Вследствие циркуляции воздушных масс мельчайшие частицы взвешенных в воздухе примесей отлагаются повсеместно на земной поверхности, но практически нигде, кроме ледяных массивов, они недоступны последующему наблюдению. В Антарктиде лед наращивался многие тысячелетия и теперь толщина его достигает примерно четырех с половиной километров. Здесь надежно законсервированы земная и космическая пыль, вулканический пепел, микроорганизмы и даже воздух давно минувших времен. Все это позволяет понять ход природных процессов, познать далекое прошлое нашей планеты.

Ученые все глубже изучают «память» ледяных покровов Земли, постигают значение ее для познания общепланетарных явлений стабильности климата, процессов перераспределения энергии на Земле и т.д. Хотя ледяные монолиты не образуют непрерывного слоя, их начинают выделять в отдельную сферу – гляциосферу, наравне с атмосферой, гидросферой и литосферой. Льды планеты, составляющие десятую часть ее поверхности, – один из важнейших компонентов окружающего мира.

По сравнению с ледяными гигантами особенно ощутима миниатюрность почвенного игольчатого льда – еще одной разновидности льда, встречающейся на нашей планете. Такой лед можно наблюдать при медленном охлаждении песчаных и гумусовых почв, когда температура окружающей среды постепенно переходит через нулевую отметку.

Изысканным геометрическим совершенством отличаются многие формы атмосферного льда – снег, иней, ледяная пыль, крупа, град.

Снег образуется в облаках при определенных температурных условиях: капельки переохлажденной воды намерзают на ледяные мельчайшие кристаллики, содержащиеся в облаках. Особенно интенсивно они растут там, где в слое облака преобладают переохла-

жденные капли (рис. 1.9). В тропосфере основная масса облаков пребывает при температуре ниже 0°С, но попадающие туда при испарении с поверхности планеты водяные пары не сразу превращаются в лед. В заметных количествах кристаллики льда появляются там лишь в температурном интервале от -12 до -16°С, интенсивное кристаллообразование идет при -22°С, однако еще и при -41°С в облаках обнаруживают отдельные капли переохлажденной воды.

Облака получают влагу от восходящих воздушных потоков и циркулирующих в атмосфере воздушных масс. В этих массах содержится основное количество (90%) атмосфер-нойвлаги.Сложный режимвосходящихпото-ков воздуха, питающих облака влагой, вносит разнообразие в образование и рост ледяных кристалликов в облаке. Постепенно они приобретают такие размеры и вес, что преодолевают подъемную силу восходящих потоков воздуха, и выпадают на землю в виде снега.

Надо льдом давление насыщенного пара всегда меньше, чем над переохлажденной водой при этой же температуре. Когда капля воды в процессе образования снежинки сближается с кристалликом льда, из окружающей ее оболочки насыщенного водяного пара к ледяной поверхности, от большего давления к меньшему, устремляются молекулы воды. Оседая на кристаллике, они увеличивают его размеры. А капли постепенно испаряются: за счет слагающих их молекул воды они создают все новые паровые оболочки и тут же их теряют.

Структура снежного кристалла зависит от температуры, количества водяных паров, за счет которых он растет, и интенсивности их поступления. Все это создает удивительное разнообразие его форм. Специалисты, изучающие формы снежинок для определения их связи с ходом атмосферных процессов, насчитывают тысячи их разновидностей (рис. 1.10).

Но при всем многообразии снежинки преимущественно имеют вид шести- и двенадца-тилучевых звездочек – дендритов, а также шестиугольных пластинок и шестигранных призм (рис. 1.11). В температурном промежутке от -8 до -12°С в облаке идет образование главным образом дендритов. В этих условиях отмечается наибольший перепад между давлением насыщенного пара над водой и над ледяной поверхностью.

При -15°С появляются интересные смежные формы – «запонки». Это кристаллические иголочки льда, с обеих сторон заканчивающиеся наросшими в виде основания ледяными звездочками или пластинками. Фигурку, у которой оба основания составляют пластинки, называют цузуми за сходство с традиционным японским барабаном. Есть предположение, что почти все плоские смежные кристаллы – это цузуми с предельно укороченным столбиком. Лишь при сравнительно слабых морозах с неба летят снежинки-звездочки.

В высоких широтах – в Заполярье, Антарктиде – чаще всего стоят суровые холода (-30…-50°С и ниже), и на землю ложится очень «неласковый» снег: каждая снежинка – это заостренный с одного конца граненый стерженек. Такие кристаллы обычно образуются в перистых облаках на высоте 7...10 километров над поверхностью Земли, то есть почти в стратосфере.

В слое воздуха, непосредственно примыкающем к земной поверхности, у атмосферного льда свои особенности. Тут можно наблюдать иней, красиво искрящийся зимой на ветвях деревьев, на проводах. Он представляет собой дендритные кристаллики, отлагающиеся из влажного воздуха, процесс охлаждения которого проходит через точку росы.

Очень мелкие, чрезвычайно легкие ледяные кристаллики размером около 0,1 мм, так называемая алмазная пыль, висят в воздухе, почти не оседая. Особенно эффектны и нарядны они в солнечные морозные дни. Такие кристаллики образуются в холодном влажном воздухе при температуре около -20°C. При более низких температурах иногда в воздухе наблюдаются явления типа инверсионных. Подобно тому, как на фоне голубого неба сконденсированная водяная влага сохраняет некоторое время белые узоры от пролетевшего реактивного самолета – инверсионный след, так и зимой позади идущего человека может появиться образованная ледяными кристалликами полоса протяженностью 300...400 м, остающаяся в воздухе несколько минут.

Крупа и град – часто встречающиеся виды атмосферного льда. Они образуются, подобно снегу, в относительно высоких слоях атмосферы. Белая легкая крупа, холодный предшественник зимних снегопадов, представляет собой маленькие снежные комочки с налипшими капельками переохлажденной воды. Примерно по такой же схеме образуются и зерна града – этого ледяного посланца атмосферы в летние дни. Только при градообра-зовании процесс намерзания на ледяные кристаллы капель воды повторяется многократно, чередуясь с намерзанием кристалликов льда.

ТОП-777: рейтинг сайтов, развивающих Человека Рейтинг SunHome.ru