Fizicka.geologija.10

Ledenjak Pasterze, ispod Grossglocknera; snimila: Dialma Fažo

SNIJEG I LED

- voda kristalizira u heksagonskom sustavu

- SNIJEG je male gustoće - reducira se međuprostor - deformacije i istiskivanje zraka - kompakcija - rekristalizacija snijega - srastanje i formiranje grudica 2-5 mm - FIRN - nastavlja se rekristalizacija - kristali se spajaju i nastaje LEDENJAČKI LED (kristali od nekoliko dm3)

pretvaranje “svježe napadalog” snijega u firn i

ledenjački led - za ovaj proces potrebno je vrijeme (kompakcija - dani, firn - godine)

SNIJEG - FIRN - LEDENJAČKI LED

preuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geologypreuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

neke karakteristike leda:

- led je krt samo pri atmosferskom tlaku; pri povećanju tlaka postaje plastičan- kad dostigne kritičnu debljinu (od 18 m) led počinje gravitacijski klizati i postaje ledenjak- plastično tečenje - uzrokuje stalne deformacije - odgovor na pritisak - primarni način kretanja

kretanje ledenjaka kombinacijom plastičnog tečenja i klizanja

zona krtog leda

zona plastičnog leda

tečenje

klizanje


Područja koja su danas (zadnjih 10.000 godina) prekrivena ledom

ukupni volumen danas prisutnog leda na Zemlji: 28 - 35 mil. km3

10% sveukupnog kopna je pod ledom


POJAVNI OBLICI LEDA NA ZEMLJI

LEDENJACI (DOLINSKI, PLANINSKI, CIRKNI, VISEĆI…)

LEDENI POKROVI (Antarktik/a i Grenland)

LEDENI ŠELFOVI (oko Antarktika, stvara se od ledenjaka)

LEDENE KAPE (polarne, subpolarne)

LEDENE SANTE (pokrivaju Arktički ocean) sante - smrznuta morska

voda - ledene ploče 0.5 - 2(3)m

LEDENI BREGOVI -1/9 vani

- veliki blokovi leda - nakon otkidanja rotiraju za 1800 i

nastavljaju putovanje morem; na površini ne nose

stijene, jer nakon rotacije one padaju u more

LEDENJACI

TIPOVI LEDENJAKArazlikuju se dva osnovna tipa: DOLINSKE LEDENJAKE i LEDENE POKROVE (kontinentalni ledenjaci)

DOLINSKI LEDENJACI - smješteni u dolinama između planina, često kao povezani sustav planinskih dolina

- pokreću se, klize s većih prema manjim visinama - relativno su mali u odnosu na ledene pokrove (npr. Beringov ledenjak, Aljaska - 200 km dug; Salmonov ledenjak, Kanada - 500 m debljine)

veliki dolinski ledenjak, Aljaskavidljiv sustav od nekoliko manjih ledenjaka u pozadini (kao “pritoke”)


LEDENI POKROVI (Inland Eis)(kontinentalni ledenjaci)

- pokrivaju velika područja (do 50.000 km2) i nisu ograničeni topografijom kao dolinski ledenjaci- kreću se u svim smjerovima od središta akumulacije- prisutni su na dva područja - Antarktik i Grenland, debljina leda iznosi i do 3.000 m u središnjem dijelu

Antarktik

ledeni pokrov Antarktika


www.crystalinks.com/antarctica.html

http://www.crystalinks.com/antarctica.html

Arktik - led 1979

Arktik - led 2003

ANTARKTIK/A

polarni ledeni pokroviledene sante prekrivaju Arktički ocean

www.crystalinks.com/antarctica.html

earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/...

http://www.crystalinks.com/antarctica.html

http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16340








LEDENE KAPE

- ledenjačke doline i ledeni pokrovi razlikuju se po veličini i smještaju, a varijeteti između njih nazivaju se LEDENE KAPE - slični ledenim pokrovima, ali su manjih dimenzija, površine (npr. Penny ledena kapa na otoku Baffin, Kanada - 6.000 km2)- neke ledene kape su nastale rastom ledenjačkih dolina, a mogu biti gotovo ravni (ravni tereni - neki otoci Kanadskog Arktika i Island)

Baffin Island, Kanadski Arktikwww.bouletfermat.com/.../canada_circa_1900/

http://www.bouletfermat.com/backgrounds/canada_circa_1900/









L E D E NJ A C I

“ponašanje ledenjaka”

- odnos nakupljanja (akumulacije) i otapanja (otjecanja) leda- gornji dio ledenjaka - zona akumulacije - površina trajno pokrivena ledom- donji dio - zona otapanja (otjecanja) - dolazi do gubitaka uslijed otapanja, isparavanja

- na kraju zime - ledenjak pokriven s akumulacijom sezonskog snijega - proljeće i ljeto - otapanje

- visina do koje doseže otapanje snijega i leda - granica firna (FIRN LIMIT) - definira zonu akumulacije i zonu otapanja; varira

ispod granice snijega, led i snijeg se gube tijekom sezone otapanja, a u zoni akumulacije iznad te granice dodan je novi firn ledenjaku tijekom zime (padanjem snijega)

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993): Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993): Physical Geology

a) gubitak u zoni otapanja podjednak prinosu u zoni akumulacije - ledenjak miruje (stalan, nepomičan)

b) prinos nadmašuje gubitak - ledenjak napreduje

c) gubitak nadmašuje prinos - ledenjak se povlači iako se “tečenje”, kretanje nastavlja


KRETANJE (“tečenje”) LEDENJAKA

- kretanje ledenjaka - uslijed gravitacije, težine - nekoliko mm/dan do 15 m/dan- gornji dio ledenjaka - veći volumen leda, strmija padina - brže kretanje od

donjeg dijela - led iz viših dijelova nadopunjuje led “izgubljen” otapanjem u nižim dijelovima

- kretanje leda ovisi i o temperaturi (godišnja doba, klima) - temperatura blizu točke otapanja - brže kretanje!

brzina kretanja varira horizontalno i vertikalno;brzina je najveća na površini ledenjaka u njegovom središtu(duljina strelica je proporcionalna brzini)


brzina kretanja varira unutar samog ledenjaka

- središnji dio se kreće brže od bokova (kao kod tekućica!)- površina se kreće brže od baznog dijela

dvije bušotine u ledu s pokretljivim cijevima - promjena oblika i položaja cijevi mjerena je periodički

rezultat: u bazi cijev se pokreće baznim klizanjem (ledenjak klizi po podlozi, stijenama - pritiskom ledenjaka o podlogu stvara se tanki film vode (otopljenog leda) - otpor klizanju - donji dio cijevi se naginje - ukazuje na veliki pritisak mase ledenjaka iznad čega je brzina kretanja veća

- ova pojava -uzrokovana plastičnim tečenjem leda (plastičnom prirodom leda)

- zona krutog leda (pri vrhu) - led se kreće pasivno (na plastičnom tečenju leda ispod) - cijev se ne savija

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993): Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993): Physical Geology

pukotine, raspukline u ledu

- ledenjak se kreće različitom brzinom duž svoje duljine - ovisi o promjeni nagiba (ustrmljenost terena) - niz “stepenica”- prijelaz preko strmine je brži - gornja zona krutog leda ne pokazuje mogućnost “istezanja” kao niži dijelovi koji teku plastično - kruti led puca uslijed napetosti i nastaju pukotine (“crevasses”) - pukotine nastaju i kada ledenjak povija oko prepreke (teče brže na vanjskim stranama zavoja - kao tekućice!)

zatvaranje pukotina na ravnom dijelu

pukotine

pukotine na vanjskoj strani zavoja

usporava, sile kompresije zatvaraju pukotine

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):

Physical GeologyPhysical Geology

pukotine

Mount Logan, Youkon Territory, Kanada

teoretski ne mogu biti dublje od 40 m (najveća debljina zone krutog leda)

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

- vrlo duga, strma padina bez usporavanja - led se kala u komade šiljastog oblika i blokove, nastaju kaotične pukotine - urušavanje leda/ledenjaka (ICE FALL)

pukotine i urušavanje ledenjaka, Aljaska urušavanje leda u peruanskim Andama

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geologypreuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geologypreuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

KRETANJE LEDENIH POKROVA

- kao dolinski ledenjaci, ali kreću se od središnjeg povišenog područja na niže prema rubu ledenog pokrova

kretanje leda

čvrsta stijena/kopno

ledeni brijeg

snijeg planine izviruju iznadpovršine leda

- gotovo sav ledeni pokrov Antarktika je zona akumulacije - otapanje zauzima malo područje- led leži preko niskog kopna s nekoliko planinskih lanaca - dolinski ledenjaci!

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geology

Južni pol - kretanje ledenog pokrova nosi sa sobom oznaku pola udaljujući je od pravog Južnog pola do kojeg su ljudi stigli 1956. g.

led ni u središtu ledenog pokrova nije deblji od 2.700 m

kretanje Antarktičkog ledenog pokrova - većinom plastično tečenje iako je prisutno i bazno klizanje, zona krutog leda gotovo je zanemariva

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): Physical Geology

LEDENJAČKA (GLACIJALNA) EROZIJA

- led/ledenjaci svojim kretanjem, tečenjem svojom masom i brzinom razara stjenovitu podlogu

- bazno kretanje pri dnu ledenjaka - abradira stijene, otopljeni led/voda ulazi u pukotine - smrzavanje - usitnjavanje stijena - kidanje i uklapanje fragmenata u ledenjak koji se kreće - fragmenti se vučenjem mrve, drobe (deblji ledenjak - veći pritisak na stijene); zaobljavanje, poliranje

- na dnu nekadašnjih ledenjačkih dolina mogu se pronaći:uglačane/polirane površine - uslijed dugotrajnog pritiska

ledenjaka u pokretu na podloguledenjačke brazde/strije - struganjem materijala koji ledenjak

vuče po dnukomčići (mutonirane stijene) - otporniji dijelovi stijena koje

preostaju nakon erozije

odroni - masovno trošenje - ledeni klinovi lome stjenovite hrptove i klifove

voda ulazi u pukotine, smrzava se i fragmenti stijena se kidaju uslijed kretanja ledenjaka

stijene su vučene uz dno ledenjaka

strije i polirane stijene u južnoj Australiji - uzrokovane glacijacijom (oledbom) u gornjem paleozoiku



polirani kvarcit, Michigen, SAD strije na bazaltu, Devil’s Postpile National Monument, Kalifornija, SAD


LAVINE - masovni gravitacijski tokovi snijega, ponekad mješavine snijega i leda, a ponekad i stijena.

- nastaju na preopterećenim strmim padinama - na stari snijega nataloži se desetak centimetara novog snijega, ali mogu nastati i odlamanjem gromade razlomljenog leda

- pokreću se - niz padinu klizne ploča novog snijega ispod koje se nalazi film vode (otapanjem starog snijega) - snježna ploča se raspada u masu rahlog snijega - mjehurići zraka zaostalog u snijegu naglo ekspandiraju podržava lavinu u kretanju, smanjuje trenje s podlogom

lavina , Mount Logan, Yukon Territory, Kanadapreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geologypreuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. (1993):Physical Geology

LEDENJAČKI RELJEFNI OBLICIerozijski i taložni

LEDENJAČKE DOLINE - prepoznatljivog oblika - slovo U (udoline)(doline s tekućicama - slovo V)

ledenjačka dolina oblika slova U, Beartooth Mountains, Wyoming-Montana, SAD

EROZIJSKI RELJEFNI OBLICI


ledenjačka dolina u obliku slova U, Bohinjsko jezero, Slovenijasnimio: M. Juračić

VISEĆE DOLINE - nalaze se uz glavnu dolinu (kao pritoka!), na višem je nivou (visini), imaju strmu stepenicu

viseća dolina, Yosemite National Park, California, SAD, snimio: C.C. Plummer



viseća dolina, Milford Sound

www.bonusround.com/book4-6/book4-6part3.html

Glacier National Park. Flathead County, Montana

http://www.bonusround.com/book4-6/book4-6part3.html

CIRK ili KRNICA - obrubljeno udubljenje, urezano u planinama; mjesto gdje se nalazi početak ledenjaka (“glava” ledenjaka)- “polukružna stepenica” u kojoj su smješteni snježnici (više-manje trajne nakupine snijega i leda)- mjesta sa siparištima

cirk, Mt. Whitney, California, SAD

cirk s malim ledenjakom, Canadian Rocky Mt.;snimio: C.C. Plummer



cirk

home.att.net/~stacy.bender/Thumbnails_WY.html

hopeeternal.wordpress.com/.../

Wyoming, SAD

Cirque de Navacelles, Francuska

HORN (TRN) - nastaje erozijskim procesima koji proširuju cirk oblikujući oštar vrh karakterističan za ledenjački planinski reljef - oštar vrh nastao prilikom urezivanja cirka u planinu

Matterhorn (4.478 m) u Švicarskoj - dobro poznati “horn”

GREBEN (ARÊTE) - oštri grebeni koji odjeljuju susjedne glacijalne doline - nastali urezivanjem ledenjaka

SLIKA 12.22

greben sličan nožu između ledenjaka - areta, California, SAD

greben, peruanske Ande; odvajaju dva ledenjaka(vide se u donjem dijelu slike); snimio: C.C. Plummer



erozijski ledenjački oblici

a) prije oledbeb) tijekom maksimuma oledbec) nakon oledbe

visećadolina

horn (trn) greben cirk odrezaneuzvisine

U - ledenjačka dolina


FJORD - ledenjaci mogu dospjeti mnogo dalje od točke taljenja leda - led svojom masom hladi okoliš u koji dolazi - mogu doći do morske razine - produbljuje i stvara svoju dolinu i ispod razine mora - otapanjem leda voda potapa dolinu - FJORDOVI (Skandinavija - dubine do 700 m)

Geirangerfjorden, fjord u Norveškojpreuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geologypreuzeto iz: Wicander, R. & Monroe, J.S. (1999): Essentials of Geology

TALOŽNI RELJEFNI OBLICI

- erozijom leda i ledenjaka - uglati fragmenti stijena (relativno kratak transport), nesortirani, različitih dimenzija (od sitnih do velikih blokova) - “debris”

(kršje)- nesortirani i neuslojeni materijal transportira i taloži ledenjak - TILL (tilit)

(stijena koja nastaje taloženjem nakon otapanja leda iz morene)

nesortirani debris (kršje), till, Peru;pogled niz ledenjak; jezero uz krajnju morenu koja predstavlja branu

blokovi


MORENA - “tijelo” / oblik kojim se till (tilit) transportira kao i oblik koji nastaje nakon topljenja ledenjaka

razlikuju se: BOČNA MORENA - na bokovima ledenjaka - till koji izgleda kao

greben, a nalazi se duž bočnih strana ledenjakaSREDIŠNJA MORENA - nastaje pri spajanju više ledenjaka

(“pritoke”) kao izdužen greben; kada se spaja više ledenjaka - više središnjih morena

bočna morena

središnjamorena

materijal transportiran i taložen duž rubova dolinskog ledenjaka je bočna morena;kad se spoje dvije lateralne morene nastaje središnja morena

podinska morena

bočna morena

središnjamorena


središnje morene u ledenjačkoj dolini, Yukon Territory, Kanada


bočna morena središnja morena čeone morene

podinska morena

krajnjamorena

recesijskamorena

kraj ledenjaka

ČEONA MORENA - na kraju, čelu ledenjaka; kad ledenjak miruje - “greben” na kraju ledenjaka, kad se pokrene, pokrene i čeonu morenu (“guraju”)

može biti: krajnja - najdalje je stigla; recesijska (recessional) - nastala pri uzmicanju (otapanju) ledenjaka

PODINSKA MORENA - nastala pri topljenju leda kada se istaloži na dno nošeni debris - tanki izduženi slojevi tilita


a) postanak čeone moreneb) ledenjak se povlači (otapa), krajnja morena se stabilizira u novom položaju, a nova se taložic) čeone morene opisane kao krajnje i recesijske morene ovisno o njihovom relativnom položaju u odnosu na ledenjak koji ih stvara

postanak čeone morene

krajnjamorena

podinskamorena

krajnjamorena

podinskamorena

recesijska morena

podinskamorena


čeone morene, bočne morene na stani jezera Wallowa, Oregon, SAD;jezero je uz branu koja predstavlja jednu od niza recesijskih morena;snimio: D.A. Rahm (Rahm memorial Collection, Western Washington University)


ERATIČKI BLOKOVI - ledom transportirani blokovi, “doneseni i ostavljeni” - ako im se ne može pronaći u blizini stijena kojoj pripadaju - ledenjak!- ukazuju na smjer kretanja ledenjaka

eratički blok, Montana, SAD


Pineo Ridge, Washington County (eastern Maine),

www.colby.edu/geology/ PineoRidge.html

http://www.colby.edu/geology/PineoRidge.html







DRUMLINI - relativno malih dimenzija, mogu biti u velikom broju, strmih strana, orijentirani u smjeru ledenjaka- uglavnom nakupine šljunka- vjerojatno nastali kad novi ledenjak preoblikuje i preuredi tilit ostavljen pri prethodnom povlačenju ledenjaka

izduženi brežuljci - drumlini, Antrim County, Michigan, SAD;snimio: B.M.C. Pope

drumlini, Washington, SAD



drumlin, Plymouth, Massachusetts

www.geol.umd.edu/~jmerck/geol100/lectures/36.html

ESKERI - nastaju u zoni otapanja- izdužena, niska tijela neobičnog oblika - povijaju - dobro sortirani sediment, kosa slojevitost- taložen u “prolazima” unutar ili ispod ledenjaka gdje dolazi do miješanjasedimenta i vode (otopljenog leda) - teče ispod i izvan leda

esker, Washington, SAD; snimio: D.A. Rahm


KAME - površinske morene - humci stijena koji zaostaju povlačenjem ledenjaka

kame, Grenland


KOTLIĆI (KETTLE) - voda (otopljeni led) oblikuje sedimente duž strana i na kraju ledenjaka koji se povlači- blokovi leda koji zaostaju povlačenjem leda mogu biti okružene sedimentima - led se otapa - nastaje jezero (kettle lakes)- česti na srednjem zapadu SAD

kotlić, Yukon Territory, Kanada


tijekom oledbe nakon oledbesedimentomispunjenedepresije

čeonamorena

blokovi zaostalipovlačenjem ledenjaka

drumlini

esker

kame

čeonamorena

kotlići (kettle)

zona otapanja


LEDENJAČKA JEZERA

- oblikuju se u depresijama nastalim ledenjačkom erozijom- ledenjački sedimenti - brana - jezero nastaje između ledenjaka koji se povlači (otapa) i morene (brana)- varve - karakteristične za ledenjačka jezera

varve iz glacijalnih jezera; svaki par(tamni i svijetli sloj) - jedna godina

Canadian Rockies

preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001): preuzeto iz: Plummer, Ch.C., McGeary, D. & Carlston, D.H. (2001):

Physical GeologyPhysical Geology

www.digg.com/travel_places/Beautiful_Lake_in_...

- procesi vezani uz kretanje leda na zemlji oblikovali su reljef, istaložili sedimente i stvorili sedimentna tijela- značaj se očituje i u činjenici da je tijekom geološke prošlosti na Zemlji led bio mnogo rasprostranjeniji no što je danas

- pleistocen - ledenjaci su pokrivali velike dijelove kontinenata sjeverne hemisfere

www.hi.is/~oi/quaternary_geology.htm

flowerslove.110mb.com/index.php?l=Last_Glacia...

- četiri stadija postanka Velikih jezera (Great Lakes) koji su prvotno nastali kao ledenjačka jezera: pri povlačenju ledenjaka/leda prema sjeveru, jezerski bazeni su se punili vodom (otopljenim ledom)

- točkasta (tanka) linija pokazuje današnju obalnu liniju jezera


UZROCI OLEDBI

- oledbe ovise o klimatskim promjenama- cikličnost ledeno - međuledeno doba (glacijal - interglacijal)

- periodi oledbe prepoznati u geološkim zapisima - prva oledba zabilježena u donjem proterozoiku, krajem proterozoika, ordovicij, karbon-perm, kvartar

- dugotrajne klimatske promjene vjerojatno povezane s aktivnošću tektonike ploča - pomicanjem ploča kontinenti dolaze prema višim geografskim širinama gdje egzistiraju ledenjaci - kolizija ploča dovodi do izdizanja uzvisina iznad morske razine - promjene strujanja u atmosferi i oceanima - klimatske promjene!

- ciklusi - tisuće - desetci tisuća god.

MILANKOVIĆEVA TEORIJA

tri parametra Zemljine orbite:

1. orbitalna ekscentričnost - odstupanje Zemljine orbite oko Sunca od gotovo kružnog oblika pa do eliptičnog - oko 100.000 god. - to odgovara 20 klimatskih ciklusa toplo - hladno koji su se dogodili u pleistocenu

2. kut između Zemljine osi i pravca okomitog na ravninu ekliptike - pomiče se za 1.50 od svoje prave vrijednosti 23.50 tijekom 41.000 god.

3. precesija ekvinocija - uzrokuje položaj ekvinocija (ravnodnevica) i solsticija (suncostaja) - pomicanje oko Zemljine orbitalne ekliptike u ciklusu od 23.000 god.

- kontinuirane promjene ova tri parametra rezultiraju količinom Sunčeve energije koja dolazi na bilo koju geogr. širinu koja varira tijekom vremena- Milanković je predložio, a mnogi prihvatili da je međusobno djelovanje ova tri parametra pokretački mehanizam za ledena - međuledena doba (glacijal - interglacijal) u pleistocenu

a) Zemljina orbita varira od gotovo kružnog oblika prema elipsi i opet natrag u otprilike 100.000 god.b) Zemlja se okreće oko svoje osi koja je nagnuta prema ravnini ekliptike za 23.50; Zemljina os se polako kreće oblikujući konusnu stazu prema Svemiruc) današnja Zemlja je najbliža Suncu u siječnju (zima na sjevernoj hemisferi)d) uvjeti za otprilike 11.000 god., kao rezultat precesije, Zemlja će biti bliže Suncu u srpnju (danas ljeto u sjevernoj hemisferi)


Documents

Fizicka.geologija.10