Глазами геолога

Трудно изучать криосферу по другой причине. Мерзлые горные породы — только часть ее. В нее входит частично и гидросфера, и часть атмосферы, и земной коры. Криосфера разнородна и пронизывает другие сферы. О существовании ее — особой оболочки планеты — ученые узнали только лишь полвека назад. К тому же она пульсирует из года в год, из века в век, от эпохи к эпохе. Исследователям она бережет множество сюрпризов.

Трудно сказать, что особенного происходит в воздушной части криосферы. А уж на Земле определенно происходит множество любопытнейших явлений.

Все они так или иначе связаны с водой, превращенной в лед. Такое превращение напоминает застывание жидкой вулканической лавы.

В криосфере лед — один из главных кристаллических минералов. Он входит в состав многих, почти всех горных пород. Во всяком случае, проникает по трещинам сквозь всю криосферу. Возле земной поверхности он расплавляется солнцем в недолгое северное лето.

Вода, подобно магме, вторгается в пласты горных пород, насыщает их и, застывая, образует льдистые слои разной толщины и протяженности.

Лед заполняет трещины, как любой жильный минерал.

Временами вода по трещинам поднимается к самой поверхности Земли и застывает здесь, расширяясь при охлаждении. В таких местах постепенно образуются крупные бугры — лакколиты. Они почти точно копируют каменные лакколиты, возникающие при застывании линз магмы на небольшой глубине.

Там, где по трещинам-жерлам вода изливается на поверхность и замерзает наледью, возникает некоторое подобие вулкана. И даже взрываются иногда наледи, подобно некоторым вулканам.

Снег падает на землю так же, как в воде оседают частички песка, пыли, остатков жизни. Кое-где он наслаивается, из года в год (в Антарктиде, Гренландии, на горных ледниках). И тогда образуются толщи этой горной породы мощностью до нескольких километров!

Чем выше слой снега, тем сильнее он сдавливает нижние снежные пласты. Происходит процесс метаморфизма снега. Превращается снег в зернистый плотный фирн. Ниже он еще больше уплотняется, становясь фирновым льдом и, наконец, кристаллическим льдом.

Метаморфозы снега, как и метаморфозы других горных пород, происходят при обязательном участии подземных вод и водяных паров. И, как у всяких метаморфических пород, с глубиной возрастают размер и плотность кристаллов льда.

На километровой глубине лед под огромным давлением уже не может оставаться крепким. Он начинает течь, как вязкая смола. Поэтому ледниковый покров не может быть слишком высоким. Чем больше льда, тем сильнее он давит на нижние слои, тем пластичнее они становятся и быстрее растекаются. Чем больше снега падает на ледник, тем быстрее ледник движется.

Криосфера охватывает всю Землю своими ледяными объятиями. Она непрестанно пульсирует, словно живая оболочка. Даже в настоящее мгновение она в одних местах отступает, сужается, а в других охватывает новые территории.

Она подчиняется прежде всего Солнцу. Там, где наше светило «косо взглянет» на Землю; там, где лучи его отражают облака или снег; там, куда не доходят испарения океанов, несущие солнечное тепло, в то время, когда Земля отдаляется от Солнца или сама звезда начинает чуть-чуть «мигать», ослабляя силу своих лучей, криосфера начинает раздуваться. А под жарким солнечным оком она робко съеживается, отступает.

Следы былых наступлений криосферы встречаются почти повсюду в средних широтах, а то и в тропиках. Здесь верхние слои горных пород испытали на себе власть мороза, а часть их образовалась под непосредственным действием ледников и талых ледниковых вод.

Последний ледниковый период — четвертичный — продолжается миллион лет. Мы живем в этом периоде, в эпоху потепления, сужения криосферы. И — по странному совпадению! — именно в четвертичном периоде наши обезьяньи предки с удивительной быстротой (что такое миллион лет в геологической истории?!) превратились в нас, в людей разумных и созидающих (Homo sapiens faber).

Можно сказать, криосфера вынянчила людей и воспитала их. И пусть она казалась людям порой злой мачехой, однако мы, возможно, ей многим обязаны.

Ледниковую эпоху изучает очень интересная наука — четвертичная геология. И мерзлотоведение связано с ней.

Современная криосфера сохраняет кое-какие черты, унаследованные от прошлого. И, конечно, очень интересно обнаруживать в ней следы давно прошедших похолоданий и потеплений, которые сплетаются с нынешними климатами и строением земной поверхности…

Насколько сложна криосфера, можно судить уже по тому, что главная ее частичка — льдинка, имеющая очень простой химический состав (H₂O), сама по себе очень непроста.

Лед может быть непрочным, как мел. Но при восьмидесяти градусах по Цельсию он может даже царапать металл. Он может быть и пресным, и соленым. И вообще встречается несколько видов льда. Между прочим, и наша привычная вода тоже бывает очень разной.