Увлекательная география - Вячеслав Маркин

Когда наступает зима, ледяные оковы затягивают поверхности рек, озер, водохранилищ и морей. Вода прячется под лед, и это явление, называемое ледоставом, имеет огромное значение для сохранения жизни в водоеме в зимнее время.

Лед легче воды, он всегда оказывается сверху. И его покров, усиленный снежной толщей, прерывает на весь зимний период взаимодействие воды с атмосферой, защищая таким образом водоем от дальнейшего охлаждения. Если бы лед был тяжелее воды, то он погружался бы на дно и постепенно нарастал там, пока не заполнил бы весь водоем. Но под защитой льда кристаллизация воды приостанавливается, и температура воды не опускается ниже 4 °C. При таких условиях жизнь в водоеме не прекращается, и все живые существа благополучно в нем перезимовывают.

Ледоставу предшествует осеннее охлаждение. Когда температура воды в водоеме достигает точки замерзания, – это еще не ледостав. Дальнейшее замерзание воды зависит от глубины водоема и от того, насколько быстро происходит в нем перемешивание воды. Ведь намерзание льда сопровождается выделением тепла – 80 калорий на каждый грамм преобразованной в лед воды. Если это тепло не удалять, то оно будет тормозить процесс замерзания. Внутренние вихри течений распространяют охлаждение по всей толще воды.

На мелководных и быстрых реках переохлаждение захватывает все слои воды. Они остывают равномерно, и рождение кристаллов идет одновременно во всей толще воды. В воде, температура которой на несколько сотых или десятых градуса ниже нуля, возникают кристаллы различной формы. При не очень сильном переохлаждении они имеют форму правильных дисков. В более холодной воде образуются ледяные кристаллы в виде звездочек или веточек папоротника. Мелкие кристаллики укрупняются, срастаются друг с другом, создают на поверхности сплошную пленку льда, а в глубине – пористые скопления, похожие на мокрый снег. Это внутриводный лед. Иногда он неожиданно поднимается со дна, прихватывая с собой проложенные по дну трубы, и образует подобие пробки. Сдавленная ею вода вырывается на поверхность, и происходит зимнее половодье – ненормальное, нежелательное явление.

На огромной территории России ледостав наступает в различные сроки. Первыми принимают на себя ледяные оковы реки и озера крайнего северо-востока Сибири: уже в конце сентября лед покрывает низовья Яны, Колымы, Анабары. К концу октября больше двух третей рек азиатской части России тоже уходит под лед.

В европейской части страны ледостав проходит на месяц-полтора раньше, чем в азиатской. Есть и совсем незамерзающие реки. Это некоторые реки Черноморского побережья Кавказа. Высокогорные, бешено несущиеся реки Кавказа, Тянь-Шаня и Памира замерзают не по всему течению, а только в местах, где оно замедляется. На весь зимний период остаются свободными ото льда верхние участки рек, вытекающих из крупных озер и водохранилищ.

Сколько льда на Земле

Каждый год в наших умеренных широтах наступает такая пора в жизни природы, когда по утрам стекленеют лужи, покрываются гладким зеркальным паркетом озера, реки от берега до берега сковываются ледяным панцирем. И не вода нас теперь окружает, а лед.

Причиной перехода воды в лед является понижение температуры воздуха и воды до 0 °C.

Лед – один из самых распространенных кристаллических минералов земного шара.

Но основная масса льда сосредоточена в ледниках, которые занимают 16,2 млн км² земной поверхности. К концу зимы Земля в Северном полушарии «несет на своих плечах» огромный груз – 24,2 квадриллиона тонн льда. Масса только постоянно существующих льдов в полярных областях впятеро превышает вес всей атмосферы.

Во власти вечной мерзлоты

Когда для образования ледников снежных запасов не хватает, а холода в избытке, возникновение льда неизбежно. Только тогда он уходит вглубь, скрываясь под покровом ягеля, под пологом лиственничной тайги, под моховыми кочками дальневосточных болот – марей. Это многолетняя или, как говорят, вечная мерзлота.

Из космоса хорошо видны белые пятна ледников, но огромный массив вечной мерзлоты практически незаметен, хотя он занимает площадь более 20 млн км² – две с половиной Антарктиды. (В России она покрывает 11 млн км².)

Летом верхний слой мерзлоты оттаивает до 2–2,5 см глубины, а временами – до 20–50 см. Но с первыми заморозками холод глубин вновь смыкается с замерзающей поверхностью почвы.

Когда температура воздуха начинает быстро понижаться, мерзлые слои как бы съеживаются и образуют сетку трещин, «узлы» которой заполнены льдом. Эта морозобойная решетка – обычное образование там, где распространена вечная мерзлота. Другая характерная ее форма – бугор высотой 40–70 м с диаметром основания в несколько сотен метров, возникающий на болоте или на дне высохшей озерной котловины. Его называют якутским словом «булгуннях», а происхождение связывают с процессами неравномерного формирования льда.