Естествен лед. Какво е лед, свойства на леда. Милиони квадратни километри лед

ЯЖТЕ. ПЕВЦА
Главен специалист
Географски институт на Руската академия на науките,
Почетен полярен изследовател

ледната наука – глациология (от лат. glacies – лед и гръцкото logos – учение) – възниква в края на 18 век. в алпийските планини. Именно в Алпите хората са живели близо до ледници от незапомнени времена. Но едва през втората половина на XIX век. изследователите се интересуват сериозно от ледниците. Сега глациологията, освен ледниците, изучава твърди валежи, снежна покривка, подземни, морски, езерни и речни ледове, ледове и започна да се възприема по-широко - като наука за всички видове естествен лед, който съществува на Земята. повърхност, в атмосферата, хидросферата и литосферата. През последните две десетилетия учените разглеждат глациологията като наука за природните системи, чиито свойства и динамика се определят от леда.
Исторически погледнато, глациологията израства от хидрологията и геологията и се счита за част от хидрологията до средата на 20-ти век. Днес глациологията се е превърнала в независим клон на знанието на пресечната точка на географията, хидрологията, геологията и геофизиката. Заедно с науката за вечна замръзване (с други думи геокриологията), която изучава вечната замръзналост, глациологията е част от науката за криосферата - криологията. Гръцкият корен "крио" означава студ, слана, лед. Понастоящем в глациологията се използват широко методите на физическите, математическите, геофизичните, геоложките и други науки.
Същността на съвременната глациология са проблемите, породени от разбирането за мястото и значението на снега и леда в съдбата на Земята. Ледът е една от най-разпространените скали на нашата планета. Те заемат повече от 1/10 от земната площ на земното кълбо. Естественият лед оказва значително влияние върху формирането на климата, колебанията в нивото на Световния океан, речния отток и неговата прогноза, хидроенергетиката, природните бедствия в планините, развитието на транспорта, строителството, отдиха и туризма в полярните и високопланинските райони.
На повърхността на Земята се образуват или постоянно съществуват снежна покривка, ледници, подземен лед... Те заемат площ от части от процента в тропиците до 100% в полярните райони, където се особено забележимо влияят на климата и околната природа.
Най-чистите и сухи ледници, покриващи сняг, отразяват до 90% от слънчевите лъчи. Така повече от 70 милиона км 2 от снежната повърхност получават много по-малко топлина от териториите, където няма сняг. Ето защо снегът охлажда толкова много Земята. Освен това снегът има още едно невероятно свойство: той интензивно излъчва топлинна енергия. Благодарение на това снегът се охлажда още повече и обширните пространства на земното кълбо, покрити с него, се превръщат в източник на глобално охлаждане.
Снегът и ледът образуват един вид земна сфера - ледника. Отличава се с наличието на вода в твърда фаза, бавен масопренос (пълната подмяна на леда в ледниците се случва в резултат на циркулацията на материята средно за около десет хиляди години, а в Централна Антарктида - за стотици хиляди години), висока отразяваща способност, специален механизъм на въздействие върху земята и земната кора. Гляциосферата е неразделна и независима част от планетарната система „атмосфера – океан – суша – заледяване”. За разлика от сушата, моретата, вътрешните води и атмосферата, снежно-ледената сфера в миналото напълно е изчезнала на някои етапи от историята на Земята.
Древните заледявания са причинени от охлаждането на земния климат, който е претърпял многократни промени през цялата си история. Топлите времена, които допринесоха за развитието на живота, бяха заменени от периоди на силно охлаждане, а след това огромни ледени покривки заеха огромни площи на планетата. През цялата геоложка история заледяванията са се повтаряли на всеки 200-300 милиона години. Средната температура на въздуха на Земята през ледниковите епохи е била с 6-7 °С по-ниска, отколкото през топлите епохи. Преди 25 милиона години, в периода на палеогена, климатът е бил по-хомогенен. В следващия, неогенски период, настъпва общо захлаждане. През последните хилядолетия големи ледникови образувания са се запазили само в полярните райони на Земята. Антарктическата ледена покривка съществува от повече от 20 милиона години. Преди около два милиона години ледени покривки се появиха и в Северното полукълбо. Те се промениха значително по размер и понякога напълно изчезнаха. Последният голям напредък на ледниците е настъпил преди 18-20 хиляди години. Общата площ на заледяването по това време е поне четири пъти по-голяма от днешната. Сред причините, предизвикващи промени в заледяването в продължение на десетки милиони години, академик V.M. Котляков поставя на първо място трансформацията на очертанията на континентите и разпределението на океанските течения, дължащи се на дрейфа на континентите. Съвременната епоха е част от ледниковата епоха.

Ако за човек, далеч от гляциологията, понятието „миналогодишен сняг“ обикновено означава нещо, което вече не съществува, невероятно или просто празно или нелепо явление, то всеки глациолог и дори студент по география знае, че ако нямаше миналогодишния сняг сняг, нямаше да има и самите ледници.
Всяка година трилиони тонове сняг падат от атмосферата върху повърхността на нашата планета. Всяка година в Северното полукълбо снежната покривка се установява на огромна площ, равняваща се на почти 80 милиона km 2, а в Южното полукълбо - на половината.
Снегът се ражда в облаци, където относителната влажност достига 100%. Колкото по-висока е температурата на въздуха, при която се раждат безброй разновидности на снежинките, толкова по-голям е техният размер. Най-малките снежинки се появяват при ниски температури на въздуха. При температури, близки до нула градуса, обикновено се наблюдават големи люспи, които се образуват в резултат на замръзване на отделни малки снежинки.
Но атмосферните кристали се отлагаха на земната повърхност и образуваха снежна покривка върху нея. Плътността и структурата му се влияят значително от температурата на въздуха и вятъра. По-високите температури причиняват слепването на снежните частици и създават много компактна маса. Силният вятър може да повдигне и пренесе снега в земния слой от едно място на друго, превръщайки го в малки парченца, които вече са лишени от красиви ажурни лъчи. Колкото по-силен е вятърът, толкова повече сняг ще отстрани от повърхността, толкова по-плътно ще натрупва.
Но частиците на снега не могат да пътуват безкрайно: те ще се прилепят плътно една към друга и ще се втвърдят в твърд дрейф или в крайна сметка ще се изпарят. В рамките на няколко часа бурен вятър създава много плътни хребети - саструги, през които кракът на човек не може да прокара.
Зимата минава. Слънцето се издига все по-високо над хоризонта. Пролетните му лъчи се опитват да стопят натрупания през студения сезон сняг. Снегът обаче започва да се топи само когато топлият въздух може да го загрее до нулева температура. Тъй като много голямо количество топлина се изразходва за топене, въздухът в снежните райони на Земята се затопля много по-бавно и температурата му продължава да остава сравнително ниска за дълго време. В Антарктика и Арктика, както и във високите планини в умерения пояс на планетата, средното лятно топене обикновено не е достатъчно, за да разтопи целия сезонен сняг за кратко време. С настъпването на следващата зима върху преливащите остатъци от миналогодишния сняг се отлага нов слой, а след още
годината е друга. По този начин огромни маси от многогодишен сняг - фирн - постепенно се натрупват и се компресират. С течение на времето от слоевете му се образува лед. Достигайки определена дебелина, тя започва да се движи изключително бавно надолу по склона. След като попадне в по-топла зона, масата от лед се „разтоварва“ – топи се. Това е груба диаграма на произхода на ледника. Обяснителен гляциологически речник под думата ледникразбира маса лед, образувана предимно от твърди атмосферни валежи, изпитваща вискозно-пластичен поток под въздействието на гравитацията и приемаща формата на поток, система от потоци, купол или плаваща плоча. Има планински и покривни ледници.
Ледник съществува при условия, при които над снежната линия се натрупват повече твърди атмосферни валежи, отколкото се топят, изпаряват или се изразходват по друг начин. Върху ледниците се разграничават две области: зоната на снабдяване (или натрупване) и зоната на потребление (или аблация). Аблацията, в допълнение към топенето, включва също изпаряване, издухване на вятъра, срутване на леда и раздробяване на айсберг. Ледниците се движат от зона на снабдяване към зона на заустване. Височината на снежната линия може да варира в много широк диапазон - от морското равнище (в Антарктика и Арктика) до височина от 6000-6500 метра (в Тибетското плато). В същото време в самия север на Уралската верига и в някои други региони на земното кълбо има ледници, които се намират под климатичната снежна линия.
Размерите на ледниците могат да бъдат много различни - от части от квадрат километра (както например в северната част на Урал) до милиони квадратни километра (в Антарктида). Благодарение на движението, ледниците извършват забележима геоложка дейност: разрушават подлежащите скали, транспортират и отлагат. Всичко това причинява значителни промени в релефа и височината на повърхността. Ледниците променят местния климат по начин, който благоприятства тяхното развитие. Ледът "живее" вътре в ледниците необичайно дълго време. Една и съща част от него може да съществува стотици и хиляди години. В крайна сметка ще се разтопи или ще се изпари.
Ледниците са един от най-важните компоненти на географската обвивка на Земята. Те покриват около 11% от земната площ (16,1 милиона km 2). Обемът на леда, затворен в ледниците, е приблизително 30 милиона km3. Ако беше възможно да се разпространи на равномерен слой върху повърхността на земното кълбо, тогава дебелината на леда би била приблизително 60 м. В този случай средната температура на въздуха на земната повърхност би станала много по-ниска от сегашната и животът на планетата ще спре. За щастие подобна перспектива не ни заплашва днес. Ако все пак си представим моментално глобално затопляне, което днес е абсолютно невероятно, което би довело до едновременно бързо топене на всички ледници на Земята, тогава нивото на Световния океан ще се повиши с приблизително 60 m.
В резултат на това гъсто населените крайбрежни равнини и най-големите морски пристанища и градове ще бъдат под вода на площ от 15 милиона km2. През миналите геоложки епохи колебанията на морското равнище са били много по-големи, образували се ледени покривки и след това се топили. Най-големите колебания на ледниците доведоха до редуване на ледникови и неледникови периоди. Средната дебелина на съвременните ледници е около 1700 m, а максималната на измерените надвишава 4000 m (в Антарктида). Именно на този леден континент, както и на Гренландия, средната дебелина на съвременните ледници е толкова висока.
В наше време ледниците са много неравномерно разпределени поради различни климатични условия и топография на земната повърхност. Около 97% от общата площ на ледниците и 99% от техния обем са концентрирани в двата колосални листа на Антарктида и Гренландия. Без тези естествени хладилници климатът на Земята би бил много по-равномерен и по-топъл от екватора до полюсите. Нямаше да има такова разнообразие от природни условия, каквото има сега. Наличието на обширни ледени шапки в Антарктида и Арктика повишава температурния контраст между високите и ниските географски ширини на Земята, поради което има по-енергична циркулация на атмосферата на цялата планета. Антарктида и Гренландия днес играят една от основните роли във формирането на климата на цялото земно кълбо. Следователно и двата основни региона на съвременното заледяване понякога се наричат ​​образно главните проводници на земния климат.
Ледниците са чувствителни индикатори за изменението на климата. Според техните колебания учените преценяват еволюцията му. Ледниците извършват гигантска геоложка работа. Например, в резултат на огромното натоварване на големи ледени покривки, земната кора провисва на дълбочина от стотици метри и когато това натоварване се отстрани, се издига. Широкото намаляване на ледниците през последните 100-150 години е в съответствие с глобалното затопляне (около 0,6 °C за същия период). Предишните размери на ледниците могат да бъдат възстановени от позицията на техните морени - хребети от скални фрагменти, отложени при настъпването на ледниците. Чрез определяне на времето на образуване на морените е възможно да се установи времето на минали движения на ледниците.
Ледниците са най-важните водни ресурси на планетата. Ледът е мономинерална скала, която е специална, твърда фаза на водата.
Най-богатите ледени килери на планетата внимателно съхраняват най-чистата вода в света. Неговото количество е равно на потока на всички реки по света през последните 650-700 години. Масата на ледниците е 20 хиляди пъти по-голяма от масата на речните води.
Човечеството все още не е добре запознато със съхранението на твърда вода. За да ги изучават в Географския институт на Академията на науките на СССР през 60-70-те години под ръководството на проф. В.М. Котляков, беше извършена много работа за създаването на многотомна поредица от уникално гляциологично произведение - Каталог на ледниците на СССР. Той предоставя систематизирана информация за всички ледници на СССР, посочвайки основните характеристики на техния размер, форма, положение и режим, както и състоянието на изследване.
В допълнение към значителното въздействие върху климата, ледниците оказват влияние върху живота и икономическите дейности на хората, живеещи в техния квартал. Човекът трябва да се съобразява с необузданата природа на ледниците. Понякога те се събуждат и представляват страшна опасност. Грандиозните натрупвания на сняг и лед в планините често пораждат такива спонтанни природни явления като кално-каменни потоци - кални потоци, лавини, резки движения и срутвания на крайните участъци на ледниците, язовири на реки и езера, наводнения и наводнения.
Всички са запознати с скорошното катастрофално изместване на ледника Колка в Северна Осетия.
В много части на Земята има пулсиращи ледници. Голям брой от тях са открити в Северна и Южна Америка, Исландия, Алпите, Хималаите, Каракорум, Нова Зеландия, Свалбард, Памир и Тиен Шан. На територията на Русия те се срещат в планините на Кавказ, Алтай, Камчатка. Значителен брой надигащи се ледници прекратяват движението си в крайбрежните води на Арктика и Антарктика. Флуктуациите на полярните ледници служат като надежден естествен индикатор за глобалното изменение на климата. Невъзможно е да се борим с ледените "пулсари". Много по-важно е да се научите как правилно да предвиждате тяхното движение.
Създадени са множество обсерватории и научни станции в различни региони на земното кълбо, където при най-трудните природно-климатични условия изследователите провеждат наблюдения върху ледниците и изучават техните особености и навици. Съседството с ледниците е изпълнено както с ползи, така и с опасности. От една страна, те снабдяват човек и неговото домакинство с питейна и техническа вода, а от друга страна създават допълнителни неприятности и просто заплаха, тъй като могат да бъдат източници на бедствия. Ето защо днес гляциологичните изследвания имат пряко национално-икономическо значение и дори сега се изискват квалифицирани съвети от глациолози за решаване на важни проблеми, свързани с развитието на хидроенергетиката и минната индустрия в планините и полярните райони, със строителството. Така, освен чисто научно, гляциологията напоследък придоби голямо практическо значение, което ще се засили в бъдеще. Ролята на глациологията непрекъснато нараства, тъй като в общественото производство се включват все повече нови райони с дълготрайна снежно-ледена покривка и суров климат. В Русия това е северното крайбрежие на страната, измито на голямо разстояние от Северния ледовит океан, огромните простори на Сибир, планините на Кавказ, Алтай, Саян, Якутия и Далечния изток.
Системното изследване на ледниците започна сравнително наскоро. Особено интензивно започва да се развива в края на 50-те години. Денят 1 юли 1957 г. влезе в световната история като начало на грандиозно научно събитие - Международната геофизична година (накратко IGY). Тогава хиляди учени от 67 страни от Стария и Новия свят обединиха усилията си да извършат цялостни изследвания на глобалните геофизични процеси през периода на максимална слънчева активност по една програма. За първи път глациологията се превърна в един от основните клонове в изучаването на Земята. Над 100 ледникови станции работеха по време на IGY от Северния до Южния полюс. Благодарение на това познанията ни за съвременното заледяване на земното кълбо значително се разшириха. След приключването на работата на IGY, гляциологичната наука получи всеобщо признание сред другите планетарни науки.
Дойде времето, когато глациолози от различни страни започнаха цялостни изследвания на грандиозните ледени покривки на Антарктида и Гренландия, на полярните архипелази и острови, във високите части на Земята. Заледяването на Антарктика и Арктика, за разлика от заледяването на умерените ширини, взаимодейства директно с океана. Вливането на лед в океана остава най-неизследваният процес и един от най-важните от гледна точка на глациологията на глобалните и регионални климатични и екологични промени в Арктика.
Днес глациологията е натрупала огромен фактически материал върху естествения лед на Земята. Дълги години под ръководството на акад. В.М. Котляков, в Географския институт на Академията на науките на СССР (сега Руската академия на науките) беше извършена упорита работа за създаване на уникален атлас на снежните и ледените ресурси на света; през 1997 г. излиза от печат, а през 2002 г. е удостоен с Държавната награда на Руската федерация. Тази уникална колекция от множество карти отразява състоянието на снежните и ледникови обекти и явления за периода от 1960-те и 1970-те години. Всички те са необходими за съпоставка с последващите им промени под влияние както на природни, така и на антропогенни фактори. Атласът дава възможност да се оцени качествено, а в някои случаи и количествено значимостта на снежните и ледените явления на всички нива - от речния басейн до системата "атмосфера - океан - земя - заледяване", да се изчислят запасите от сняг и ледът като важна част от водните ресурси. Съвременните научни познания за образуването, разпространението и режима на снега и леда на Земята, представени в Атласа, разкриват широки перспективи за развитието на гляциологичните и свързаните с тях клонове на науката на нашата планета и допринасят за по-нататъшното развитие на много области на земно кълбо. Огромните глациологични материали, натрупани през последните десетилетия, позволяват на гляциолозите да се доближат до решаването на редица актуални теоретични въпроси в науката за ледниците.

Спонсор на публикацията на статия: Клиника за репродуктивно здраве VitroClinic IVF. Използвайки услугите на клиниката, вие ще получите помощта на висококвалифицирани специалисти, които бързо ще идентифицират причините за безплодието, ще ви помогнат ефективно да го преодолеете и да родите здраво дете. Можете да научите повече за предоставяните услуги и да си запишете час при лекар на официалния сайт на Клиника за репродуктивно здраве VitroClinic IVF, който се намира на http://www.vitroclinic.ru/

В ежедневието глаголът „прелетя“ се използва много по-рядко от „презимува“. Глациолозите го използват много широко. Наричат ​​се снежни петна по склонове, които са съществували преди образуването на снежна покривка полети(не полети!). - Тук и по-нататък ок. изд.
Вижте: K.S. Лазаревич. Снежна линия//География, бр.18/2000 г., с. 3.
За повече подробности вижте: E.M. Певица. Миниатюрни ледници на Урал // Пак там, с. 4.
Вижте: N.I. Осокин. Ледникова катастрофа в Северна Осетия // География, № 43/2002 г.,
С. 3-7.

Природата е най-великият и най-умелият творец, разкривайки пред нас невиждана красота и величие във всичките си творения. За нас нейните шедьоври са наистина истинско чудо и природата има достатъчно средства за творчество, независимо дали е камък, вода или лед.

Синята река се намира на ледника Петерман (в северозападната част на Гренландия, източно от пролива Нарес), който е най-големият в цялото северно полукълбо. Той беше открит от трима учени, които правеха изследвания върху глобалното изменение на климата.

След откриването си той започва да привлича с великолепието си голям брой туристи, особено каякари и каякари, които скачат по него. Необичайна река с кристално чиста вода се смята за символ на избледняващ свят и глобално затопляне, тъй като поради бързото топене на ледниците всяка година става все по-голяма и по-голяма.

Свалбард, което означава "студен бряг", е архипелаг в Арктика, който съставлява най-северната част на Норвегия и Европа. Това място се намира на около 650 километра северно от континентална Европа, по средата между континентална Норвегия и Северния полюс. Въпреки близостта си до Северния полюс, Свалбард е сравнително топъл поради топлинния ефект на Гълфстрийм, което го прави обитаем.

Всъщност Шпицберген е най-северният постоянно обитаван район на планетата. Островите Свалбард заемат обща площ от 62 050 квадратни километра, почти 60% от които са покрити от ледници, които се отварят директно в морето. Гигантският ледник Broswellbrin, разположен на Nordaustlandet - вторият по големина остров в архипелага, се простира на цели 200 километра. Двадесетметровите ръбове на този огромен ледник са пресечени от множество водопади, които могат да се видят само през топлите сезони на годината.

Тази пещера в ледника е резултат от топенето на леда, когато дъждът и стопената вода на повърхността на ледника се насочват в потоци, които влизат в ледника през пукнатини. Потокът на водата постепенно се пробива през дупката, проправяйки си път към по-ниските зони и образувайки дълги кристални пещери. Малките отлагания във водата придават на потока кален цвят, докато горната част на пещерата изглежда тъмносиня.

Поради бързото движение на ледника по неравен терен, приблизително 1 метър на ден, ледената пещера се превръща в дълбока вертикална пролука в края си. Това позволява на дневната светлина да влиза в пещерата от двата края.

Ледените пещери са разположени в нестабилни зони и могат да се срутят по всяко време. В тях е безопасно влизането само през зимата, когато ниските температури втвърдяват леда. Въпреки това все още можете да чуете постоянните звуци от смилане на лед в пещерата. Това не се случва, защото всичко е на път да рухне, а защото пещерата се движи заедно със самия ледник. Всеки път, когато ледникът се премести с милиметър, се чуват изключително силни шумове.

Ледникът Бриксдалсбрин или Бриксдайл е един от най-достъпните и най-известните ръкави на ледника Йостедалсбрин в Норвегия. Разположен е живописно сред водопадите и високите върхове на едноименния национален парк. Дължината му е около 65 километра, ширината достига 6-7 километра, а дебелината на леда в определени райони е 400 метра.

Езикът на ледника, който има 18 нюанса на синьото, се спуска в долината Бриксдил от височина 1200 метра. Ледникът е постоянно в движение и завършва в малко ледниково езеро, което е на 346 метра над морското равнище. Яркият син цвят на леда се дължи на специалната кристална структура и възрастта от повече от 10 хиляди години. Разтопената ледникова вода е мътна, като желе. Това се дължи на наличието на варовик в него.

Каньонът Bearsday, издълбан от стопената вода, е дълбок 45 метра. Тази снимка е направена през 2008 г. Линиите по стените по ръба на ледения каньон на Гренландия показват стратиграфските слоеве от лед и сняг, които са се образували през годините. Черният слой в основата на канала е криоконит, прахообразен набъбнал прах, който се отлага и отлага върху сняг, ледници или ледени покривки.

Ледник на Арктическия слон

Ледникът Elephant's Foot се намира на полуострова на престолонаследника Християнска земя и не е свързан с основната ледена покривка на Гренландия. Многотонен лед проби планината и се разля в морето в почти симетрична форма. Не е трудно да се разбере откъде е получил името си този ледник. Този уникален ледник се откроява ясно от околния пейзаж и е ясно видим отгоре.

Тази уникална замръзнала вълна се намира в Антарктида. Открит е от американския учен Тони Травуйон през 2007 г. Тези снимки всъщност не показват как гигантската вълна е замръзнала по някакъв начин в процеса. Формацията съдържа син лед и това е силно доказателство, че не е създадена незабавно от вълна.

Синият лед се създава чрез компресиране на уловени въздушни мехурчета. Ледът изглежда син, защото докато светлината преминава през слоевете, синята светлина се отразява обратно и червената светлина се абсорбира. По този начин тъмносиният цвят предполага, че ледът се е образувал бавно с течение на времето, а не мигновено. Последващото топене и повторно замръзване в продължение на много сезони придават на образуванието гладка, вълнообразна повърхност.

Цветните айсберги се образуват, когато големи късове лед се отчупят от леден шелф и навлизат в морето. Носени от вълните и издухани от вятъра, айсбергите могат да бъдат боядисани с невероятни цветни ленти в различни форми и шарки.

Цветът на айсберга пряко зависи от неговата възраст. Наскоро счупената ледена маса съдържа голямо количество въздух в горните слоеве, поради което има матов бял цвят. Поради замяната на въздуха с капки, водата на айсберга променя цвета си на бяла със син оттенък. Когато водата е богата на водорасли, лентата може да бъде оцветена в зелено или в друг нюанс. Също така не се изненадвайте от бледорозовия айсберг.

Раираните айсберги с множество цветни ленти, включително жълто и кафяво, са доста често срещани в студените води на Антарктида. Най-често айсбергите имат сини и зелени ивици, но могат да бъдат и кафяви.

Стотици ледени кули могат да се видят на върха на връх Еребус, който е висок 3800 метра. Постоянно действащ вулкан е може би единственото място в Антарктида, където огън и лед се срещат, смесват и създават нещо уникално. Кулите могат да бъдат високи до 20 метра и изглеждат почти живи, докато изстрелват струи пара в южното полярно небе. Част от вулканичната пара замръзва, като се отлага във вътрешността на кулите, разширявайки ги и разширявайки ги.

Fang е водопад, разположен близо до град Вейл, Колорадо. Огромен леден стълб се образува от този водопад само през изключително студени зими, когато слана създава леден стълб, който нараства до 50 метра височина. Frozen Fang Falls има основа, достигаща 8 метра ширина.

Penitentes са невероятни ледени шипове, естествено образувани в равнините в Андите на надморска височина от над 4000 метра над морското равнище. Те са оформени като тънки остриета, ориентирани към слънцето и достигат височина от няколко сантиметра до 5 метра, създавайки впечатлението за ледена гора. Те бавно се образуват, когато ледът се стопи под сутрешното слънце.

Хората, живеещи в Андите, приписват това явление на силен вятър, който всъщност е само част от процеса. Изследванията на този природен феномен се извършват от няколко групи учени както в естествени, така и в лабораторни условия, но окончателният механизъм за нуклеация на пенитентни кристали и техния растеж все още не е установен. Експериментите показват, че процесите на циклично размразяване и замръзване на водата при ниски температури, както и определени стойности на слънчевата радиация, играят значителна роля в това.

Използвани материали на уебсайта:

лед- минерал с хим. формула H 2 O е вода в кристално състояние.
Химическият състав на леда: Н - 11,2%, О - 88,8%. Понякога съдържа газообразни и твърди механични примеси.
В природата ледът е представен главно от една от няколкото кристални модификации, стабилни в температурния диапазон от 0 до 80°C, с точка на топене 0°C. Има 10 кристални модификации на лед и аморфен лед. Най-изучаван е ледът от 1-ва модификация - единствената модификация, открита в природата. Ледът се среща в природата под формата на собствен лед (континентален, плаващ, подземен и др.), както и под формата на сняг, скреж и др.

Вижте също:

СТРУКТУРА

Кристалната структура на леда е подобна на структурата: всяка молекула H 2 0 е заобиколена от четири най-близки до нея молекули, разположени на равни разстояния от нея, равно на 2,76Α и разположени във върховете на правилен тетраедър. Поради ниското координационно число структурата на леда е ажурна, което се отразява на плътността му (0,917). Ледът има шестоъгълна пространствена решетка и се образува чрез замръзване на вода при 0°C и атмосферно налягане. Решетката на всички кристални модификации на леда има тетраедрична структура. Параметри на единичната клетка от лед (при t 0°C): a=0,45446 nm, c=0,73670 nm (c е двойно разстояние между съседни главни равнини). С понижаване на температурата те се променят много малко. H 2 0 молекулите в ледената решетка са свързани с водородни връзки. Подвижността на водородните атоми в ледената решетка е много по-висока от подвижността на кислородните атоми, поради което молекулите променят съседите си. При наличие на значителни вибрационни и въртеливи движения на молекулите в ледената решетка възникват транслационни скокове на молекули от мястото на тяхната пространствена връзка с нарушение на по-нататъшното подреждане и образуване на дислокации. Това обяснява проявата на специфични реологични свойства в леда, които характеризират връзката между необратимите деформации (потока) на леда и напреженията, които ги причиняват (пластичност, вискозитет, граница на провлачване, пълзене и др.). Поради тези обстоятелства ледниците текат подобно на силно вискозните течности и по този начин естественият лед активно участва във водния цикъл на Земята. Ледените кристали са сравнително големи (напречен размер от части от милиметър до няколко десетки сантиметра). Те се характеризират с анизотропията на коефициента на вискозитет, чиято стойност може да варира с няколко порядъка. Кристалите са способни да се преориентират под въздействието на натоварвания, което се отразява на техния метаморфизъм и скоростта на потока на ледника.

ИМОТИ

Ледът е безцветен. В големи клъстери придобива синкав оттенък. Стъклен блясък. Прозрачен. Няма деколте. Твърдост 1.5. Чуплив. Оптично положителен, индексът на пречупване е много нисък (n = 1,310, nm = 1,309). В природата са известни 14 модификации на леда. Вярно е, че всичко, с изключение на познатия ни лед, който кристализира в шестоъгълната сингония и е обозначен като лед I, се образува при екзотични условия - при много ниски температури (около -110150 0С) и високи налягания, когато ъглите на водородните връзки във водната молекула се променят и се образуват системи, различни от хексагонални. Такива условия напомнят на космическите условия и не се срещат на Земята. Например, при температури под -110 ° C водната пара се утаява върху метална плоча под формата на октаедри и кубчета с размери няколко нанометра - това е така нареченият кубичен лед. Ако температурата е малко над –110 °C и концентрацията на пари е много ниска, върху плочата се образува слой от изключително плътен аморфен лед.

МОРФОЛОГИЯ

Ледът е много разпространен минерал в природата. В земната кора има няколко вида лед: речен, езерен, морски, земен, фирнов и ледников. По-често образува агрегатни натрупвания от дребнозърнести зърна. Известни са също кристални образувания от лед, които възникват чрез сублимация, тоест директно от парното състояние. В тези случаи ледът има вид на скелетни кристали (снежинки) и агрегати от скелетен и дендритен растеж (пещерен лед, скреж, иней и шарки върху стъкло). Срещат се големи, добре изрязани кристали, но много рядко. Н. Н. Стулов описва ледени кристали от североизточната част на Русия, открити на дълбочина 55-60 m от повърхността, имащи изометричен и колонен вид, като дължината на най-големия кристал е 60 cm, а диаметърът на основата му е 15 см. образува върху ледени кристали, са разкрити само лица на шестоъгълна призма (1120), шестоъгълна бипирамида (1121) и пинакоид (0001).
Ледени сталактити, наричани разговорно "ледени висулки", са познати на всички. С температурни разлики от около 0 ° през есенно-зимните сезони те растат навсякъде по повърхността на Земята с бавно замръзване (кристализация) на течаща и капеща вода. Те също са често срещани в ледените пещери.
Ледените брегове са ивици от ледена покривка от лед, която кристализира на границата вода-въздух по ръбовете на резервоари и ограждащи ръбовете на локви, брегове на реки, езера, езера, резервоари и др. като останалата част от водната площ не замръзва. С пълното им сливане върху повърхността на резервоара се образува непрекъсната ледена покривка.
Ледът също така образува успоредни колонни агрегати под формата на влакнести жилки в порести почви и ледени антолити на повърхността им.

ПРОИЗХОД

Ледът се образува главно във водни басейни при понижаване на температурата на въздуха. В същото време на повърхността на водата се появява ледена каша, съставена от ледени игли. Отдолу върху него растат дълги ледени кристали, в които осите на симетрия от шести порядък са перпендикулярни на повърхността на кората. Съотношенията между ледените кристали при различни условия на образуване са показани на фиг. Ледът е широко разпространен навсякъде, където има влага и където температурата пада под 0 ° C. В някои райони приземният лед се размразява само до незначителна дълбочина, под която започва вечна замръзналост. Това са така наречените вечно замръзнали райони; в областите на разпространение на вечната замръзналост в горните слоеве на земната кора има така наречените подземен лед, сред които се разграничават съвременен и изкопаем подземен лед. Най-малко 10% от цялата земна площ на Земята е покрита с ледници, монолитната ледена скала, която ги съставя, се нарича ледников лед. Ледниковият лед се образува главно от натрупването на сняг в резултат на неговото уплътняване и трансформация. Ледената покривка покрива около 75% от площта на Гренландия и почти цялата Антарктида; най-голямата дебелина на ледниците (4330 m) е установена близо до станция Baird (Антарктида). В централна Гренландия дебелината на леда достига 3200 m.
Ледните находища са добре известни. В райони със студена дълга зима и кратко лято, както и във високите планински райони, се образуват ледени пещери със сталактити и сталагмити, сред които най-интересни са Кунгурская в Пермския регион на Урал, както и пещерата Добшине в Словакия.
Морският лед се образува, когато морската вода замръзне. Характерни свойства на морския лед са солеността и порьозността, които определят диапазона на неговата плътност от 0,85 до 0,94 g/cm 3 . Поради такава ниска плътност ледените плочи се издигат над повърхността на водата с 1/7-1/10 от дебелината си. Морският лед започва да се топи при температури над -2,3°C; той е по-еластичен и по-трудно се разпада от сладководен лед.

ПРИЛОЖЕНИЕ

В края на 80-те години на миналия век лабораторията в Аргон разработи технология за производство на ледена каша (Ice Slurry), способна да тече свободно през тръби с различен диаметър, без да се събира в ледени натрупвания, без да се слепва и без да запушва охладителните системи. Суспензията от солена вода се състои от много много малки заоблени ледени кристали. Благодарение на това се запазва подвижността на водата и в същото време, от гледна точка на топлотехниката, това е лед, който е 5-7 пъти по-ефективен от обикновената студена вода в охладителните системи на сградите. В допълнение, такива смеси са обещаващи за медицината. Експериментите с животни показват, че микрокристалите от ледената смес преминават перфектно в доста малки кръвоносни съдове и не увреждат клетките. Frozen Blood удължава времето, необходимо за спасяване на ранен човек. Например, по време на спиране на сърцето, това време се удължава, според консервативни оценки, от 10-15 до 30-45 минути.
Използването на лед като конструктивен материал е широко разпространено в циркумполярните райони за изграждане на жилища – иглута. Ледът е част от материала Pikerite, предложен от D. Pike, от който беше предложено да се направи най-големият самолетоносач в света.

Ice (английски Ice) - H 2 O

КЛАСИФИКАЦИЯ

Днес ще говорим за свойствата на снега и леда. Струва си да се уточни, че ледът се образува не само от вода. Освен воден лед има амоняк и метан. Не толкова отдавна учените изобретиха сух лед. Неговите свойства са уникални, ще ги разгледаме малко по-късно. Образува се при замразяване на въглеродния диоксид. Сухият лед получи името си, защото не оставя локви, когато се топи. Въглеродният диоксид в състава му веднага се изпарява във въздуха от замразено състояние.

Определение за лед

Първо, нека разгледаме по-отблизо леда, който се получава от водата. Вътре в него е правилната кристална решетка. Ледът е често срещан природен минерал, произведен при замръзване на водата. Една молекула от тази течност се свързва с четири най-близки. Учените са забелязали, че такава вътрешна структура е присъща на различни скъпоценни камъни и дори минерали. Такава структура например имат диамант, турмалин, кварц, корунд, берил и други. Молекулите се държат на разстояние от кристална решетка. Тези свойства на водата и леда предполагат, че плътността на такъв лед ще бъде по-малка от плътността на водата, поради която се е образувал. Следователно ледът плува на повърхността на водата и не потъва в нея.

Милиони квадратни километри лед

Знаете ли колко лед има на нашата планета? Според последните изследвания на учените на планетата Земя има приблизително 30 милиона квадратни километра замръзнала вода. Както може би се досещате, по-голямата част от този естествен минерал се намира върху полярните шапки. На места дебелината на ледената покривка достига 4 км.

Как да получите лед

Правенето на лед е много лесно. Този процес няма да бъде труден, тъй като не изисква специални умения. Това изисква ниска температура на водата. Това е единственото постоянно условие за процеса на образуване на лед. Водата ще замръзне, когато термометърът ви покаже под 0 градуса по Целзий. Процесът на кристализация започва във вода поради ниските температури. Неговите молекули са вградени в интересна подредена структура. Този процес се нарича образуване на кристална решетка. Същото е и в океана, и в локва, и дори във фризер.

Изследване на замразяване

Провеждайки изследване върху замръзването на водата, учените стигнаха до заключението, че кристалната решетка е изградена в горните слоеве на водата. На повърхността започват да се образуват микроскопични ледени пръчици. Малко по-късно те замръзнаха заедно. Поради това върху повърхността на водата се образува тънък филм. Големите водни басейни отнемат много повече време за замръзване, отколкото неподвижната вода. Това се дължи на факта, че вятърът се люлее и разклаща повърхността на езеро, езерце или река.

Ледени палачинки

Учените направиха друго наблюдение. Ако вълните продължат при ниски температури, тогава най-тънките филми се събират в палачинки с диаметър около 30 см. След това замръзват в един слой, чиято дебелина е не по-малка от 10 см. Нов слой лед замръзва върху леда палачинки отгоре и отдолу. Това образува дебела и издръжлива ледена покривка. Силата му зависи от вида: най-прозрачният лед ще бъде няколко пъти по-силен от белия лед. Еколозите са забелязали, че 5-сантиметровият лед може да издържи теглото на възрастен. Слой от 10 см е в състояние да издържи на лек автомобил, но трябва да се помни, че е много опасно да излизате на леда през есента и пролетта.

Свойства на сняг и лед

Физиците и химиците отдавна изучават свойствата на леда и водата. Най-известното и също важно свойство на леда за хората е способността му да се топи лесно дори при нулева температура. Но други физически свойства на леда също са важни за науката:

• ледът е прозрачен, така че пропуска добре слънчевата светлина;
• безцветен - ледът няма цвят, но може лесно да се боядисва с цветни добавки;
• твърдост - ледените маси перфектно запазват формата си без външни черупки;
• течливостта е особено свойство на леда, присъщо на минерала само в някои случаи;
• крехкост - парче лед може лесно да се разцепи без много усилия;
• разцепване - ледът лесно се разцепва на местата, където е нараснал по кристалографската линия.

Лед: свойства на изместване и чистота

Според състава си ледът има висока степен на чистота, тъй като кристалната решетка не оставя свободно пространство за различни чужди молекули. Когато водата замръзва, тя измества различни примеси, които някога са били разтворени в нея. По същия начин можете да получите пречистена вода у дома.

Но някои вещества могат да забавят процеса на замръзване на водата. Например сол в морска вода. Морският лед се образува само при много ниски температури. Изненадващо, процесът на замразяване на водата всяка година е в състояние да поддържа самопречистване от различни примеси в продължение на много милиони години подред.

Тайни на сух лед

Особеността на този лед е, че съдържа въглерод в състава си. Такъв лед се образува само при температура от -78 градуса, но се топи вече при -50 градуса. Сухият лед, чиито свойства позволяват да се пропусне етапа на течности, веднага образува пара при нагряване. Сухият лед, подобно на неговия аналог - водата, няма миризма.

Знаете ли къде се използва сух лед? Поради свойствата си този минерал се използва при транспортирането на храни и лекарства на дълги разстояния. А гранулите от този лед са в състояние да потушат запалването на бензина. Също така, когато сухият лед се стопи, той образува гъста мъгла, така че се използва на филмови декори за създаване на специални ефекти. В допълнение към всичко по-горе, сух лед може да вземете със себе си на поход и в гората. В крайна сметка, когато се разтопи, отблъсква комари, различни вредители и гризачи.

Що се отнася до свойствата на снега, тази удивителна красота можем да наблюдаваме всяка зима. В крайна сметка всяка снежинка има формата на шестоъгълник - това е непроменено. Но освен шестоъгълната форма, снежинките могат да изглеждат различно. Образуването на всеки от тях се влияе от влажността на въздуха, атмосферното налягане и други природни фактори.

Свойствата на водата, снега, леда са невероятни. Важно е да знаете още няколко свойства на водата. Например, той е в състояние да приеме формата на съда, в който се излива. Когато водата замръзне, тя се разширява и също има памет. Той е в състояние да запомни заобикалящата енергия и когато замръзне, "нулира" информацията, която е погълнала в себе си.

Разгледахме естествения минерал - лед: свойства и неговите качества. Продължавайте да учите науката, много е важна и полезна!