Из всего вышесказанного следует, что там, где находится мощный равномерный снежный покров, скалистая поверхность защищена от частых колебаний температуры и, следовательно, от разрушительного действия морозов.
Там же, где снежный покров, напротив, тонок и толщина его неравномерна, где ветер сметает снег, вследствие чего ранней весной поверхность местами совсем оголяется, а местами остается под слежавшимся снегом все лето, снег оказывает чрезвычайно разрушительное влияние, усиливая морозную эрозию.
Мы и в Норвегии знаем, что в зимы с редким снегопадом и частой гололедицей грунт становится более рассыпчатым, нежели в снежные зимы.
В таких областях, как северное побережье Сибири, где осадки незначительны, морозы причиняют сильные разрушения скалистой поверхности. На Шпицбергене снега выпадает значительно больше, но все же недостаточно; кроме того, бури, сметая снег во многих местах почти дочиста, способствуют морозному выветриванию.
Осадочные горные породы, по преимуществу составляющие здесь поверхностные слои, также весьма легко поддаются разрушительному действию морозов и быстро выветриваются.
Снежные пятна, остающиеся лежать до позднего лета, особенно содействуют, как мы уже видели, измельчению подстилающих слоев морозным выветриванием, а также боковым давлением замерзающих влажных снежных масс.
Это двойное разрушительное действие снежных пятен на подстилающие породы дает в уменьшенном масштабе точную картину разрушения, причиняемого крупными фирновыми полями и ледниками, которые образуют кары[87] или котловины, а также горные долины и дают начало всем видам ледниковой эрозии.
На Шпицбергене мы встречаемся с ледниковой эрозией всюду, начиная с самых высоких скал и кончая уровнем моря, и на всех ее стадиях – от маленького снежного пятна или сугроба, разъедающего горные склоны, до развившегося кара, вырывшего себе огромную котловину с обрывистыми отвесными стенами, и далее до слияния нескольких каров, расположенных на одном горном склоне, что, с одной стороны, ведет к образованию сплошного ледникового покрова, а с другой – к формированию в горных хребтах сквозных узких и широких долин.
Рассмотрение во всех подробностях многочисленных мнений о том, как благодаря работе ледников возникают кары, завело бы нас слишком далеко.
Сомнения нет, что морозы являются важным фактором ледниковой эрозии. И ясно, что особенно сильно дает она знать себя по краям ледников. Как скоро снег или лед тает, талая вода частью будет скапливаться вдоль краев ледника, наполняя все большие и малые трещины в подстилающей породе. При следующем заморозке эта холодная вода замерзает, вызывает трещины и раскалывает породу на куски.
Так повторяется при каждом колебании температуры около точки замерзания воды, что, между прочим, постоянно происходит летом в зависимости, например, от того, оказывается ли край ледника на солнце или в тени и т. п.
Таким образом, ледник въедается в окружающие его стены скал, вскоре появляются обрывы, от них отрываются и падают вниз камни.
Так как мощность ледников и их снежных покровов весьма изменчива, то и эрозия будет разрушать горные склоны на различной высоте.
Труднее объяснить, каким образом ледник выпахивает себе ложе в подстилающей породе. Эрозия должна там быть еще интенсивнее, так как в противном случае кары должны были бы всегда разрастаться скорее в стороны, чем в глубину, а этого как раз не наблюдается.
Вследствие давления ледниковой массы на внутренние бока окружающей ледник котловины, а также вследствие покатости его ложа полупластичные ледяные массы будут двигаться через наиболее низкий край котловины и спускаться по склону горы. Этому движению будет способствовать вызываемое замерзанием расширение воды, находящейся как в самой ледниковой массе, так и между ней и стенами скал.
Одним из результатов этого движения ледника является регулярный вынос всего рыхлого материала, как находящегося под ледником, так и падающего на его поверхность со скал; не оставляя этого материала на местах, ледник не дает образоваться покрову, который бы защищал поверхностные горные породы от морозов.
Трением каменного материала, который ледник выносит на нижней своей поверхности, сглаживается ложе ледника, обламываются все выступы, удаляются все неровности.
Но так как ледники данного типа обыкновенно движутся чрезвычайно медленно, то можно полагать, что их эрозионная деятельность несравненно слабее морозного выветривания.
Однако трудно понять, каким образом действие мороза распространяется до самого ложа ледника. Ведь ледяной покров защищает ложе от влияния частых колебаний температуры, столь сильно сказывающегося по краям ледника.
На основании низкой годовой температуры на Шпицбергене (–9,8 ℃ в Грён-фьорде и еще ниже на горах) можно было бы скорее ожидать, что ледники достигнут здесь большой мощности, прежде чем температура на их нижней поверхности подымется выше нуля. Летняя талая вода не может особенно глубоко проникнуть с поверхности в холодную толщу ледника – она должна замерзнуть по дороге.
Но мы до сих пор не знаем температуры ледниковых масс и насколько она повышается с увеличением глубины. Так как талая вода проводит летом тепло в ледниковую толщу и так как последняя зимой защищена от сильного охлаждения новым снежным покровом, то весьма вероятно, что температура на различных горизонтах внутри ледника выше температуры соответствующих горизонтов в скалах.
Вследствие поступательного движения ледника на его поверхности образуются трещины, которые доходят до каменных пород, образующих ложе ледника. Летом должна проникать сюда вода и морозная эрозия должна здесь сильно давать себя знать, как это было установлено геологом Виллардом Д. Джонсоном[88], изучавшим американские каровые ледники. А кар стремится, если можно так сказать, разъедать скалы, двигаясь назад.
Если объем карового ледника так сильно меняется в течение года, что ледник почти исчезает на дне кара, то последнее, постепенно обнажаясь, будет подвергаться все лето сильнейшей морозной эрозии благодаря частым колебаниям температуры между заморозками и оттепелью и постоянному присутствию талых вод; таким образом кар будет расти в глубину.
Во многих фьордах Шпицбергена часто можно наблюдать также кары с маленькими ледниками или совсем без них, например в Адвент-фьорде.
Вместе с тем очевидно, что каровые ледники способны истирать подстилающие породы, иначе они не могли бы образовывать столь обширные и глубокие котловины и корытообразные желоба в скалах, какие, например, так часто встречаются на Лофотенских островах в Норвегии. Углубления подобного характера не могут быть результатом одной только морозной эрозии, так как при таянии ледника они должны немедленно наполняться до краев водой, которая защищает их от действия мороза. Возможно, что вследствие так называемой режеляции[89], когда лед в связи с изменением давления тает и снова замерзает, здесь имеет место и растрескивание породы, выстилающей ложе движущегося ледника, но об этом нам мало известно.
Каковы бы, однако, ни были обстоятельства выветривания каров, несомненно, что эрозия вызывается снегом, льдом и морозом и что она является особенно характерной чертой шпицбергенского ландшафта.
Чтобы осветить роль, которую кары играют в образовании рельефа страны, начнем с рассмотрения тех каров, которые в различных стадиях развития встречаются на западном берегу Кросс-фьорда (верхний рис.). Ледник Хергезеля (справа) образовал обширный и глубокий кар, в то время как кар другого ледника (слева) и сам ледник указывают на более раннюю стадию развития – оттого и лежит этот ледник на большей высоте. Еще левее наверху видна часть старой округленной поверхности горной страны, какой она была до того, как каровые ледники принялись за свою работу. К северу от ледника Хергезеля находится еще более молодой и высокорасположенный кар с совсем крохотным ледником.
Вообразим себе, что эти кары будут продолжать развиваться; тогда они будут въедаться в лежащие позади них гребни, вместе с тем врезаясь все глубже и раздаваясь вширь по сторонам, в то время как окружающие скалы будут разрушаться морозом. Постепенно ландшафт примет приблизительно такие очертания, какие воспроизведены на нижнем рисунке.
Причина – почему кары на берегу Кросс-фьорда, а также кары на восточном берегу полуострова Короля Хакона (карта) находятся в столь ранней стадии развития и еще не прорвались сквозь горный хребет – очевидно, заключается в том, что горные склоны здесь были некогда сильно разрушены большими ледниками, которые в свое время выпахали оба рукава Кросс-фьорда (Лиллиехёк-фьорд и Мёллер-фьорд), и что данные кары образовались лишь позднее на крутых сглаженных горных склонах.
На верхнем рисунке: каровые ледники на западном берегу Кросс-фьорда. На нижнем рисунке: вид того же ландшафта в будущем, после того как эрозионная деятельность каровых ледников достигнет горной цепи
Подобным же образом можем мы нарисовать себе картину развития всего типичного интенсивно расчлененного шпицбергенского ландшафта. В этой стране повсюду, куда ни кинешь взгляд, видны кары или следы вызванной их ледниками эрозии. Посмотрите, например, карту, изображающую часть страны на севере близ Магдалена-фьорда. Горы здесь сложены из гнейсовых гранитов, вероятно, силурийского периода (согласно исследованиям А. Гуля), тогда как находящиеся дальше к югу, на берегах Кросс-фьорда, сложены главным образом кристаллическими сланцами (ордовикского периода). Горы, поднимающиеся над ледниками, дают наглядное представление о результатах образования и деятельности каров.
Что касается Земли Принца Карла, то приходится предположить, что горы здесь были подобным же образом изрезаны каровыми ледниками. Здесь преобладают более мягкие породы ордовикского периода. Вполне возможно, что в чрезвычайно отдаленные времена горы здесь были больше связаны между собой, подобно тому, как мы это видим на западном берегу Кросс-фьорда. Но ледниковая эрозия и морозное выветривание преобразили страну и сделали ее похожей на ландшафт, изображенный на нижнем рис..
Вследствие особенного режима осадков и ветров ледники развивались преимущественно на восточных склонах Земли Принца Карла, и поэтому эрозия шла особенно интенсивно с востока на запад.
Своеобразной чертой образования здешних ледников является, как сказано выше, плоский ледяной покров низменной равнины.
Кросс-фьорд и прилегающая к нему местность согласно карте Х. Исаксена. Изобаты даны для 50, 100, 200 и 300 м; изогипсы на суше проведены через каждые 50 м
Этот покров мог создаться вследствие слияния целого ряда каровых ледников, которые с течением времени выпахали и сгладили подстилающие горные породы до уровня прибрежной равнины, в то время как по внутренним краям этих ледников шло в обратном направлении разрушение гор морозом и другими факторами эрозии. По всей вероятности, ложем упомянутого ледяного покрова служит та же самая прибрежная равнина, которую мы наблюдали и на юге, и на севере в течение всего нашего пути.