Криосфера

Криосфера (далее К) (от крио... и сфера), прерывистая и непостоянная по конфигурации оболочка Земли в зоне теплового взаимодействия атмосферы, гидросферы и литосферы. Характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которых вода, содержащаяся в К в парообразном, свободном или и физически связанном с др. компонентами виде, может существовать в твердой фазе (лед, снег, иней и др.). температура 0°С (273,15 К) определяет равновесие между чистыми льдом и водой при атмосферном давлении 760 мм рт. cm. вне посторонних силовых полей. В естественных условиях различные примеси и растворенные вещества, а также поверхностные силы и давление понижают точку замерзания воды, в результате чего в границы К попадает и жидкая фаза ₂ во временно или устойчиво охлажденном ниже 0°С состоянии (соленые морские и подземные воды, незамерзшие связанные воды, высоконапорные пресные воды под ледниковыми покровами, переохлажденные капли воды в облаках и туманах). К включает также безводные толщи горных пород и относительно сухие воздушные массы с отрицательной температурой, в которых естественными или искусственными путями могут создаваться условия для конденсации ₂, а тем самым и сформирования ее твердой фазы.

К простирается от верхних слоев земной коры до нижних слоев ионосферы, прерываясь в переменных по мощности сегментах, временно или устойчиво прогретых выше 0°С. Нижняя граница совпадает с подошвой слоя мерзлых и охлажденных горных пород. Этот слой характеризуется большой устойчивостью и достигает максимальной глубины залегания от поверхности Земли в высоких широтах - в Антарктиде (свыше 4 км) и Субарктике (около 1,5 км), но отличается сезонной изменчивостью и выклинивается в средних и низких широтах. Верхняя граница К проходит на высотах около 100 км над уровнем моря в разреженных слоях атмосферы, над сильно охлажденной мезопаузой, содержащей облака.

К свойственны эпизодические, кратковременные, сезонные, многолетние и многовековые криогенные образования: мигрирующие системы облаков, содержащих атмосферные льды; кратковременный, сезонный и многолетний снежный покров, аккумулирующий эти льды и конденсирующий водяные пары; сезонномерзлые (ежегодно и в отдельные годы) почвы и горные породы, содержащие лед в пустотах и порах: сезонный и многолетний ледяной покров пресных и соленых водоемов, объединяющий льды атмосферного, поверхностного и внутриводного происхождения; сезонные и многолетние наледи поверхностных и подземных вод; горные ледники и ледниковые покровы полярных островов и материков; толщи мерзлых горных пород, содержащие подземные льды различного генезиса (конституционные, сегрегационные, трещинно-жильные, погребенные, пещерные и др.) и не оттаивающие многие годы, века и тысячелетия. Определенная высотная приуроченность криогенных образований и циркумполярный характер их распространения (см. карту к ст. Многолетняя криолитозона) связаны с неравномерным распределением солнечной радиации по широте и высоте над уровнем моря. Примерная количественная характеристика основных криогенных образований дается в табл. (по П. Л. Шумскому и А. Н. Кренке, 1964, с уточнениями).

Виды льда	Масса		Площадь распространения
Виды льда	Г	%	млн. км²	% от по- верхности
Ледники и ледниковые покровы	2,4×10²²	97,72	16	11 суши
Подземные льды	5×10²⁰	2,04	32	25 суши
Морские льды	4×10¹⁹	0,16	26	7 океана
Снежный покров	1×10¹⁹	0,04	72	14 суши
Айсберги	8×10¹⁸	0,03	64	19 океана
Атмосферные льды	2×10¹⁸	0,01	-	-
Всего:	2,456×10²²	100

Размеры областей распространения криогенных образований дают представление о масштабах их участия в круговороте воды на Земле, а значительный объем многовековых скоплений поверхностного и подземного льда свидетельствует об устойчивости низкотемпературной ветви этого процесса. Значительна роль К в ходе всех планетарных климатообразующих процессов, вместе с которыми она подвержена суточным, годовым и многолетним колебаниям. В криолитозоне К порождает специфические криогенные и посткриогенные явления и соответствующие формы рельефа. Определенное влияние оказывает К на жизнедеятельность растений, животных и отдельные виды хозяйственной деятельности человека.

К существовала, по-видимому, на протяжении всей геологической истории Земли. Наиболее яркого выражения она достигала в эпохи глобальных похолоданий, характеризующиеся максимальным развитием ледниковых покровов и областей распространения многолетнемерзлых горных пород.

Термин "К", без точного указания ее границ, предложен польским ученым А. Б. Добровольским в 1923, хотя научное представление о характере векового охлаждения Земли и об особой ледяной оболочке появилось раньше, например в трудах М. В. Ломоносова (1763), французского ученого Ж. Фурье (1820), А. И. Воейкова (1886). В 1933 В. И. Вернадский расширил понятие о К и ввел представление об области охлаждения Земли (до температур не выше 4°С - точки максимальной плотности воды), занимающей почти всю толщу Мирового океана и более мощные, в сравнении с современным определением объема К, слои атмосферы и подземной гидросферы. Значительный вклад в дальнейшее развитие представлений о К внесли советские (Н. И. Толстихин, П. А. Шумский и др.), а также французские (Л. Либутри и др.), канадские (Дж. Р. Маккей и др.), английские и американские (А. Л. Уошберн, Т. Л. Певе и др.) ученые.

Лит.: Вернадский В. И., Об областях охлаждения земной коры, "Зап. Гос. гидрологического ин-та", 1933, т. 10; Толстихин Н. И., Подземные воды мерзлой зоны литосферы, М.- Л., 1941; Шумский П. А., Основы структурного ледоведения, М., 1955; Основы геокриологии. ч.1, М., 1959; Перигляциальные явления на территории СССР. Сб. ст., М., 1960; Шумский П. А., Кренке А. Н., Современное оледенение Земли и его изменения, "Геофизический бюллетень", 1964, № 14; Баранов И. Я., Вечная мерзлота и ее возникновение в ходе эволюции Земли как планеты, "Астрономический журнал", 1966, т. 43. в. 4; Достовалов Б. Н., Кудрявцев В. А., Общее мерзлотоведение, М., 1967; Савельев Б. А., Физика, и строение природных льдов и мерзлых горных пород, М., 1971; Дерпгольц В. Ф., Вода во Вселенной, Л., 1971; Мерзлые горные породы Аляски и Канады. Сборник статей, пер. с англ., М., 1958; Llibutгу L., Traíté de glaciologie, t. -2, ., 1964-65; Рéwé Т. L., The periglacial environment, Montreal, 1969; Washburn A. L., Periglacial processes and environments, L., 1973.

Н. Л. Граве, А. А. Шарбатян.

	Copyright © 1999-2023 Oval.ru, All Rights Reserved.