Ледниковая эрозия является одной из самых мощных геоморфических сил на Земле, и нигде ее наследие не является более драматичным, чем в ландшафтах Скандинавии. За последние 2,5 миллиона лет последовательные ледяные щиты - некоторые более чем 3 километра толщиной - продвинулись и отступили через Фенноскандский щит, смолы вниз по горам, раскопки глубоких долин и рытье коренной породы. Результатом является ландшафт захватывающего разнообразия: хребты с бритвой, висящие долины, глубокие фьорды, вырезанные в прибрежные хребты, и бесчисленные озера и полированные поверхности горных пород. В этой статье исследуются механизмы ледниковой эрозии, формы рельефа, которые она производит, текущее состояние этих ландшафтов и последствия продолжающегося изменения климата для их будущего.

Механизмы ледниковой эрозии

Ледниковая эрозия — это не единичный процесс, а сочетание механических и тепловых действий, которые действуют по мере движения льда под собственным весом.Понимание этих механизмов необходимо для интерпретации рельефа суши, определяющего Скандинавию.

Плюк (скачок)

Смыв происходит, когда ледниковый лед замерзает в трещинах и стыках в породе. По мере продвижения ледника он оттягивает фрагменты породы, которые затем встраиваются в лед. Этот процесс наиболее эффективен там, где порода хорошо стыкуется или раздроблена, например, в гнейсе и граните скандинавских гор. За тысячи лет выщипывание может удалить огромные объемы породы, создавая крутые, нерегулярные поверхности на лие-стороне скальных препятствий.

ссадина

Истирание — это наждачное действие камней и обломков, переносимых у основания ледника, соскабливающего о породу. Встроенные класты выступают в качестве режущих инструментов, сглаживающих и полирующих поверхность породы. Истирание производит характерные черты, такие как ледниковые полосы (параллельные царапины) и полумесяцообразные гуги. Степень истирания зависит от толщины льда, скорости и твердости обломков.

Погода в холодном климате

Хотя не строго эрозия самим ледником, морозо-оттепельное выветривание в стенках цирков и над ледяным полем снабжает обломками, ускоряющими как выщипывание, так и истирание.Вода просачивается в трещины, замерзает, расширяется и отрывается от большего количества породы, которая затем падает на ледник и становится частью эрозионного инструментария.

Подледниковые гидравлические процессы

Мелководство у основания ледника играет важнейшую роль в эрозии. Вода высокого давления может инициировать гидроразрыв, а поток воды по подледниковым каналам может разрушать коренную породу при помощи кавитации и переноса осадков. Взаимодействие льда и воды особенно важно при формировании глубоких фьордов и перегруженных бассейнов.

Формы, созданные ледниковой эрозией

Описанные выше эрозионные процессы создают набор отличительных рельефов, которые в настоящее время являются знаковыми чертами скандинавского ландшафта. Ниже приведены наиболее значимые из них, с примерами со всего региона.

Фьорды

Фьорды, пожалуй, самые впечатляющие ледниковые формы рельефа. Эти глубокие, узкие впадины моря образуются, когда ледник разрушает U-образную долину ниже уровня моря, и после отступления льда океан затопляет долину. Береговая линия Норвегии является всемирно известным фьордным ландшафтом, с примерами, такими как Гейрангерфьорд и Согнефьорд , достигающими глубин более 1300 метров. Эрозионная сила, необходимая для вырезания таких глубоких впадин, огромна: лед должен быть достаточно толстым, чтобы достичь гораздо ниже уровня моря, и скала должна быть относительно устойчивой, заставляя ледник углубляться, а не расширять долину. Фьорды обычно имеют порог или порог возле их устья, где лед истончен и эрозия была менее эффективной, оставляя мелкий подъем породы.

U-Shaped Valleys

U-образные долины, также известные как ледниковые впадины, представляют собой широкие плоские долины с крутыми прямыми сторонами. В отличие от V-образных долин, образованных реками, ледниковые долины расширяются и углубляются льдом, преодолевающим пол долины. В Скандинавии такие примеры, как Гудбрандсдален в Норвегии и Лаппортен Долина в шведской Лапландии показывают классические U-образные профили. В этих долинах часто находятся висящие долины — небольшие притоковые долины, которые входят в основное впадину на повышенном уровне, потому что их меньший объем льда не мог эрозировать так глубоко.

Cirques (крики)

Цирки — это чашеобразные углубления с крутыми стенками, обычно встречающиеся во главе ледниковой долины. Они образуются комбинацией морозного скрещивания, выщипывания и вращательного движения небольшого ледника. Пол цирка часто содержит тарну (маленькое озеро) после таяния льда. В регионе Йотунхаймен Норвегии есть множество хорошо развитых цирков, многие из которых теперь содержат озера, такие как Gjende и Bessvatnet . Когда два цирка разрушаются спиной к спине, они могут образовывать острый хребет, называемый arête; когда три или более цирка разрушают горную вершину, результатом является рог, как знаменитый Stetind в Норвегии.

Рош Мутонне

Рош-мутонне — асимметричная цоколя, образованная ледниковой эрозией. Верхняя (стос) сторона сглаживается и обтекается истиранием, нижняя (ли) сторона — крутая и грубая из-за выщипывания. Эти особенности распространены на шведском и финском щитах, где направление ледового потока можно прочитать с ориентации этих скальных форм. Обилие рош-мутонне в Стокгольмском архипелаге даёт чёткое свидетельство направления движения льда во время последнего ледникового максимума.

Ледниковые полосы и польские поверхности

Стриации — параллельные царапины на коренной породе — являются наиболее распространенным свидетельством прошлой ледниковой эрозии. Они фиксируют направление движения льда и наличие твердых обломков во льду. В Скандинавии полированные и поперечные поверхности можно увидеть на открытой коренной породе во многих национальных парках, например, на национальном парке Фулуфьеллет в Швеции и на плато Хардангервидда в Норвегии.

Региональные примеры по всей Скандинавии

Отпечаток ледниковой эрозии варьируется по всей Скандинавии из-за различий в геологии пород, толщине льда и топографии. Ниже мы рассмотрим ключевые регионы.

Норвегия: Фьорд и горная провинция

Норвегия является самой ледниковой скульптурной страной в Европе. Фьорды вдоль западного побережья являются объектами всемирного наследия, но интерьер также показывает захватывающие ледниковые особенности. Ледяная шапка, самая большая на европейском материке, продолжает активно разрушать ландшафт. В диапазоне Джотунхаймен Jotunheimen содержатся самые высокие вершины Норвегии, все из которых были сформированы цирковыми и долинными ледниками. Многие висячие долины и водопады (например, водопад Семь Сестер в Гейрангер-фьорде) являются прямыми продуктами ледниковой эрозии.

Швеция: щит и горы

В Швеции ледниковая эрозия наиболее очевидна в северных горах (Скандинавские горы) и на Балтийском щите. Массив Кебнекайзе показывает цирки и острые хребты. Лапония В список Всемирного наследия ЮНЕСКО входит Национальный парк Сарек, в котором есть одни из самых драматических U-образных долин в Европе. На щите пейзаж менее драматичен, но все еще покрыт ледниковым рытьем: тысячи озер занимают бассейны, раскопанные льдом, а коренная порода часто полируется и поперечно.

Финляндия: Озерный край и Щит с пробуренными щитами

В ландшафте Финляндии преобладают эффекты ледникового рыскания, особенно в озерном районе. Финский Лейкленд Финский Лейкленд представляет собой лабиринт взаимосвязанных озер, многие из которых занимают ледниковые впадины.Саймаа Система озер, крупнейшая в Финляндии, является результатом дифференциальной эрозии льдом. Весь регион показывает обтекаемый ландшафт с многочисленными ромовыми мутонными особенностями. В северной Финляндии выпавшая страна (тунтури) показывает округлые вершины, которые были переохлаждены потоком ледяного покрова.

Исландия: активная эрозия ледников

Хотя Исландия не всегда включена в термин «Скандинавия» (который строго относится к Дании, Норвегии и Швеции), она является частью более широкого скандинавского региона и имеет много ледниковых особенностей. Ледяные шапки Исландии — Ватнайёкюдль , Лангйёкюдль и другие — активно разрушают вулканическую породу.Эрозионные рельефы здесь включают ледниковые равнины (сандур) и эсккерные хребты . Сочетание оледенения и вулканизма создает уникальные рельефы, такие как подледниковые вулканы (туяс) и ледяные маргинальные морены.

Текущее воздействие и сохранение ландшафта

Ледниковая эрозия не является процессом, ограниченным прошлым. Хотя большие ледяные щиты отступили, меньшие ледники остаются в Скандинавии, особенно в Норвегии и Исландии. Эти ледники продолжают разрушать ландшафт, хотя и медленнее, и их талые воды питают реки, которые транспортируют осадок к побережьям. Взаимодействие ледниковых, флювиальных и периглациальных процессов формирует современную окружающую среду.

Туризм и наследие

Драматические ландшафты, созданные ледниковой эрозией, являются главной туристической достопримечательностью. Миллионы посетителей каждый год путешествуют по фьордам Норвегии, горным национальным паркам Швеции и регионам озер Финляндии. Гейрангер-фьорд и Нейройфьорд являются объектами Всемирного наследия ЮНЕСКО, а Лапония является одновременно объектом ЮНЕСКО и охраняемой территорией для саамского оленеводства. Эти ландшафты не только красивы, но и обеспечивают экономические выгоды благодаря туризму, отдыху на открытом воздухе и научным исследованиям.

Усилия по сохранению

Сохранение этих ландшафтов требует понимания динамических процессов, которые их сформировали. Национальные парки, природные заповедники и объекты ЮНЕСКО помогают защитить наиболее уязвимые и ценные районы. Например, Национальный парк Джотунхаймен и Абиско Национальному парку удается ограничить развитие инфраструктуры, которая может нарушить естественные эрозионные модели или повредить ледниковые особенности. Однако решение проблем, связанных с изменением климата и давлением посетителей, является постоянной проблемой. Для дальнейшего чтения Норвежский полярный институт обеспечивает исследования по гляциологии и изменению ландшафта, в то время как Шведский совет по туризму предлагает понимание того, как ледниковые ландшафты управляются для устойчивого туризма.

Изменение климата и будущие ландшафты

Отступление ледников из-за изменения климата уже изменяет ландшафты Скандинавии. По мере того, как ледяные массы тоньше и отступают, ранее погребенные формы суши подвергаются воздействию, и новые эрозионные процессы берут верх. Например, параледниковые процессы (расточение массы, регулировка потока) активны в недавно оледеневших районах. Потеря ледникового льда также уменьшает запас талой воды, влияя на поток рек и транспорт осадочных пород. В течение следующего столетия многие из небольших ледников в скандинавских горах могут полностью исчезнуть, а более крупные ледяные шапки, такие как Ватнайёкюдль, значительно сократятся.

Однако уже созданные рельефы — фьорды, долины и полированная порода — чрезвычайно устойчивы и будут сохраняться тысячелетиями. Наследие ледниковой эрозии настолько глубоко вырезано, что даже значительное потепление климата не стерет его. Изменится динамический край: активные ледниковые среды, которые в настоящее время существуют на больших высотах, сдвинутся или исчезнут, превратив некогда живые ледяные ландшафты в статические, реликтовые формы.

Понимание того, как эти ландшафты будут развиваться, имеет решающее значение для планирования землепользования, развития гидроэнергетики и сохранения. Университет Департамента геонаук Осло проводит текущие исследования реакции ледников на изменение климата, а Геологическая служба Швеции предоставляет подробные карты ледниковых рельефов, которые помогают прогнозировать будущие изменения.

Методы изучения ледниковой эрозии

Ученые используют различные методы для изучения как древней, так и современной ледниковой эрозии. Они включают в себя картирование полей рельефов, дистанционное зондирование со спутниковыми снимками и LiDAR, и космогенное датирование нуклидов для определения возраста воздействия поверхности породы. В современных ледниках скорость субледниковой эрозии может быть измерена путем установки инструментов подо льдом или путем мониторинга нагрузки осадков в талых водах. Результаты показывают, что скорость эрозии широко варьируется от миллиметров в год в медленно движущемся льду на твердой породе до нескольких сантиметров в год в быстротекущих ледниках на мягких осадках.

Космогенные свидания

Этот метод измеряет накопление изотопов, таких как 10Be и 26Al в поверхностях горных пород, которые были открыты после отступления льда.В Скандинавии космогенное датирование использовалось для определения времени оледенения и оценки толщины льда в прошлом. Например, исследования в области Andøya в Норвегии использовали этот метод для реконструкции динамики ледяного покрова во время последнего ледникового максимума.

Скорость ледниковой эрозии в меняющемся климате

По мере того, как ледники тоньше и отступают, скорость эрозии может меняться. Некоторые модели предсказывают, что увеличение производства талой воды может ускорить субледниковую эрозию в определенных условиях, в то время как потеря ледяного покрова уменьшит общую эрозионную способность. Эта динамика сложна и является активной областью исследований. Группа Глациологии в Университете Осло находится на переднем крае таких исследований.

Заключение

Ледниковая эрозия была доминирующим геоморфическим агентом в Скандинавии в течение миллионов лет, оставляя наследие фьордов, долин и скульптурных пород, которые определяют идентичность региона. Процессы выщипывания, истирания и подледниковой гидрологии продолжают действовать на оставшихся ледниках, хотя многие районы в настоящее время испытывают быстрое оледенение. Сохранение этих ландшафтов требует глубокого понимания ледниковых процессов и активного управления туризмом и климатическими воздействиями. По мере потепления климата активные ледниковые системы будут уменьшаться, но величие разрушенного ландшафта будет терпеть, предлагая окно в огромную силу льда.