Galeria de esculturas de gelo em Krasnaya Presnya (fechada). Festivais de figuras de neve e gelo em diferentes países "Neves Penitentes", Cordilheira dos Andes

Universidade de Nagoya (Japão) Dedicado à minha família, Yeoul, Kostya e Stas. Geleiras na Terra e no Sistema Solar Cerca de dez por cento da terra é coberta por geleiras - massas de neve de longo prazo, firn (do alemão Firn - neve granular compactada do ano passado) e gelo que têm seu próprio movimento. Estes enormes rios de gelo, cortando vales e destruindo montanhas, pressionando os continentes com o seu peso, armazenam 80% das reservas de água doce do nosso planeta. Pamir é um dos principais centros glaciação moderna planetas - inacessíveis e pouco explorados (Tajiquistão; foto do autor, 2009) O papel das geleiras na evolução globo e a pessoa é colossal. Os últimos 2 milhões de anos de eras glaciais tornaram-se um poderoso impulso para o desenvolvimento dos primatas. As duras condições climáticas forçaram os hominídeos a lutar pela existência em condições de frio, vivendo em cavernas, o aparecimento e desenvolvimento de roupas e o uso generalizado do fogo. A diminuição do nível do mar devido ao crescimento das geleiras e à secagem de muitos istmos contribuiu para a migração de povos antigos para a América, Japão, Malásia e Austrália.

Os maiores centros de glaciação moderna incluem:

Antártica - terra incógnita, descoberta há apenas 190 anos e que se tornou recordista mínimo absoluto temperaturas na Terra: –89,4°C (1974); A esta temperatura, o querosene congela;
A Groenlândia, enganosamente chamada de Terra Verde, é o “coração gelado” do Hemisfério Norte;
O arquipélago ártico canadense e a majestosa Cordilheira, onde se localiza um dos mais pitorescos e poderosos centros de glaciação - o Alasca, uma verdadeira relíquia moderna do Pleistoceno;
a área de glaciação mais ambiciosa da Ásia - a “morada da neve” do Himalaia e do Tibete;
“teto do mundo” Pamir;
Andes;
“montanhas celestiais” Tien Shan e “pedras negras” Karakorum;
Surpreendentemente, existem geleiras até no México, na África tropical (“montanha cintilante” Kilimanjaro, no Monte Quênia e nas montanhas Rwenzori) e na Nova Guiné!

A ciência que estuda as geleiras e outros sistemas naturais, cujas propriedades e dinâmicas são determinadas pelo gelo, é chamada de glaciologia (do latim glacies - gelo). "Gelo" é uma rocha monomineral encontrada em 15 modificações cristalinas para as quais não existem nomes, apenas números de código. Eles diferem em diferentes tipos de simetria do cristal (ou formato da célula unitária), no número de átomos de oxigênio na célula e em outros parâmetros físicos. A modificação mais comum é hexagonal, mas também existem cúbicas e tetragonais, etc. Denotamos convencionalmente todas essas modificações da fase sólida da água com uma única palavra “gelo”.

Gelo e geleiras são encontrados em todo o sistema solar: na sombra das crateras de Mercúrio e da Lua; na forma de permafrost e calotas polares de Marte; no núcleo de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno; em Europa, um satélite de Júpiter, completamente coberto, como uma concha, por muitos quilômetros de gelo; em outras luas de Júpiter - Ganimedes e Calisto; em uma das luas de Saturno - Encélado, com a maior gelo puro Sistema Solar, onde desde as rachaduras da camada de gelo com velocidade supersônica jatos de vapor d’água com centenas de quilômetros de altura entram em erupção; talvez nos satélites de Urano - Miranda, Netuno - Tritão, Plutão - Caronte; finalmente, em cometas. Contudo, por coincidência de circunstâncias astronómicas, a Terra - lugar único, onde é possível a existência de água na superfície em três fases ao mesmo tempo - líquida, sólida e gasosa.

O fato é que o gelo é um mineral muito jovem da Terra. O gelo é o mineral mais recente e superficial, não apenas em termos de gravidade específica: se distinguirmos os estágios de temperatura de diferenciação da matéria no processo de formação da Terra como um corpo inicialmente gasoso, então a formação de gelo representa a última etapa. É por esta razão que a neve e o gelo na superfície da nossa palete estão por todo o lado perto do ponto de derretimento e estão sujeitos às mais ligeiras alterações climáticas.

A fase cristalina da água é o gelo. Foto do modelo:

E. Podolsky, 2006

Mas se nas condições de temperatura da Terra a água passa de uma fase para outra, então para o frio Marte (com uma diferença de temperatura de –140°C a +20°C) a água está principalmente na fase cristalina (embora existam processos de sublimação levando até mesmo à formação de nuvens), e transições de fase muito mais significativas são experimentadas não pela água, mas pelo dióxido de carbono, caindo como neve quando a temperatura cai, ou evaporando quando sobe (assim, a massa da atmosfera de Marte muda de temporada a temporada em 25%).

Crescimento e derretimento de geleiras

Para que uma geleira apareça, uma combinação de condições climáticas e alívio, em que quantidade anual da queda de neve (levando em conta tempestades de neve e avalanches) excederá a perda (ablação) devido ao derretimento e à evaporação. Nessas condições, surge uma massa de neve, gelo e gelo que, sob a influência do próprio peso, começa a escorrer encosta abaixo.

A geleira é de origem sedimentar atmosférica. Em outras palavras, cada grama de gelo, seja uma modesta geleira nas montanhas Khibiny ou uma gigantesca cúpula de gelo da Antártica, foi trazida por flocos de neve leves que caem ano após ano, milênio após milênio, nas regiões frias do nosso planeta. Assim, as geleiras são uma parada temporária de água entre a atmosfera e o oceano.

Conseqüentemente, se as geleiras crescerem, o nível dos oceanos do mundo cairá (por exemplo, até 120 m durante a última era glacial); se eles se contraírem e recuarem, o mar sobe. Uma das consequências disso é a existência na zona da plataforma ártica de áreas de permafrost subaquático relíquias cobertas de água. Durante as glaciações, a plataforma continental, exposta devido ao nível mais baixo do mar, congelou gradualmente. Depois de o mar ter subido novamente, o permafrost assim formado acabou sob as águas do Oceano Ártico, onde continua a existir até hoje devido à baixa temperatura da água do mar (–1,8°C).

Se todas as geleiras do mundo derretessem, o nível do mar subiria entre 64 e 70 metros. Já o avanço anual do mar sobre a terra ocorre a uma taxa de 3,1 mm por ano, dos quais cerca de 2 mm é o resultado do aumento do volume de água devido à expansão térmica, e o milímetro restante é o resultado da intensa derretimento das geleiras das montanhas da Patagônia, Alasca e Himalaia. Recentemente, este processo tem vindo a acelerar, afectando cada vez mais os glaciares da Gronelândia e da Antárctida Ocidental e, segundo estimativas recentes, o aumento do nível do mar até 2100 poderá ser de 200 cm, o que alterará significativamente a linha costeira, apagará mais de uma ilha da o mapa mundial e levar embora centenas de milhões de pessoas nos prósperos Países Baixos e no pobre Bangladesh, nos países oceano Pacífico E Caribe, em outras partes do globo, áreas costeiras com área total superior a 1 milhão de quilômetros quadrados.

Tipos de geleiras. Icebergs

Os glaciologistas distinguem os seguintes tipos principais de geleiras: geleiras de pico de montanha, cúpulas e mantos de gelo, geleiras de encosta, geleiras de vale, geleiras reticuladas (características, por exemplo, de Spitsbergen, onde o gelo preenche completamente os vales e apenas os topos das montanhas permanecem acima do superfície da geleira). Além disso, como continuação das geleiras terrestres, distinguem-se as geleiras marítimas e as plataformas de gelo, que são placas flutuantes ou de fundo com uma área de até várias centenas de milhares de quilômetros quadrados (a maior plataforma de gelo é a Geleira Ross na Antártica - ocupa 500 mil km 2, aproximadamente igual ao território da Espanha).

Os navios de James Ross na base da maior plataforma de gelo da Terra, que ele descobriu em 1841. Gravura, Mary Evans Picture Library, Londres; adaptado de Bailey, 1982

As plataformas de gelo sobem e descem com as marés. De tempos em tempos, ilhas gigantes de gelo se desprendem deles - os chamados icebergs de mesa, de até 500 m de espessura, e apenas um décimo de seu volume está acima da água, razão pela qual o movimento dos icebergs depende mais das correntes marítimas do que nos ventos e para os quais os icebergs causaram mais de uma vez a morte de navios. Após a tragédia do Titanic, os icebergs estão sendo monitorados cuidadosamente. No entanto, desastres causados por icebergs ainda ocorrem hoje - por exemplo, o naufrágio do petroleiro Exxon Valdez em 24 de março de 1989 na costa do Alasca ocorreu quando o navio tentava evitar uma colisão com um iceberg.

Uma tentativa malsucedida do US Coast Survey de garantir um canal de navegação ao largo da costa da Groenlândia (UPI, 1945;

adaptado de Bailey, 1982)

O iceberg mais alto registrado no Hemisfério Norte tinha 168 metros de altura. E o maior iceberg de mesa já descrito foi observado em 17 de novembro de 1956 no navio quebra-gelo USS Glacier: seu comprimento era de 375 km, sua largura era de mais de 100 km e sua área era de mais de 35 mil km 2 (mais do que Taiwan ou Kyushu Ilha)!

Os quebra-gelos da Marinha dos EUA tentam em vão empurrar um iceberg para fora do mar (Coleção de Charles Swithinbank; adaptado de Bailey, 1982)

O transporte comercial de icebergs para países com escassez de água doce tem sido seriamente discutido desde a década de 1950. Em 1973, foi proposto um desses projetos - com orçamento de 30 milhões de dólares. Este projeto atraiu a atenção de cientistas e engenheiros de todo o mundo; Foi chefiado pelo príncipe saudita Mohammed al-Faisal. Mas devido a numerosos problemas técnicos e questões não resolvidas (por exemplo, um iceberg que virou devido ao derretimento e uma mudança no centro de massa pode, como um polvo, arrastar qualquer cruzador que o reboque para o fundo), a implementação da ideia é adiado para o futuro.

O rebocador agita o mar com toda a potência dos seus motores para desviar o iceberg da sua rota de colisão com o navio de exploração de petróleo (Harald Sund for Life, 1981; adaptado de Bailey, 1982)

Ainda não é possível para os humanos envolver um iceberg de tamanho incomensurável com qualquer navio do planeta e transportar uma ilha de gelo derretendo em águas quentes e envolta em neblina através de milhares de quilômetros de oceano. de quilômetros de oceano ainda não é possível para os humanos.

Exemplos de projetos de transporte de icebergs. Arte de Richard Schlecht; adaptado de Bailey, 1982

É curioso que, ao derreter, o gelo do iceberg chie como refrigerante (“bergy selzer”) - isso pode ser visto em qualquer instituto polar se você for presenteado com um copo de uísque com pedaços desse gelo. Este ar antigo, comprimido sob alta pressão (até 20 atmosferas), escapa das bolhas ao derreter. O ar ficou preso quando a neve se transformou em gelo e foi então comprimido pela enorme pressão da massa da geleira. A história do navegador holandês do século 16 Willem Barents foi preservada sobre como o iceberg perto do qual seu navio estava (perto de Novaya Zemlya) de repente se quebrou em centenas de pedaços com um barulho terrível, horrorizando todas as pessoas a bordo.

Anatomia de uma geleira

A geleira é convencionalmente dividida em duas partes: a superior é a área de alimentação, onde a neve se acumula e se transforma em gelo e gelo, e a inferior é a área de ablação, onde a neve acumulada durante o inverno derrete. A linha que separa essas duas áreas é chamada limite de alimentação da geleira. O gelo recém-formado flui gradualmente da região superior de alimentação para a região inferior de ablação, onde ocorre o derretimento. Assim, a geleira está incluída no processo de troca geográfica de umidade entre a hidrosfera e a troposfera.

Irregularidades, saliências e aumento da inclinação do leito glacial alteram o relevo da superfície glacial. EM lugares legais, onde as tensões no gelo são extremamente altas, podem ocorrer quedas de gelo e rachaduras. Geleira do Himalaia Chatoru ( região montanhosa Lagul (Lahaul) começa com uma grandiosa cascata de gelo de 2.100 m de altura! Uma verdadeira confusão de colunas gigantes e torres de gelo (chamadas seracs), a Cascata de Gelo é literalmente impossível de atravessar.

A infame cascata de gelo na geleira Khumbu, no Nepal, no sopé do Everest, custou a vida de muitos alpinistas que tentavam navegar em sua superfície diabólica. Em 1951, um grupo de alpinistas liderado por Sir Edmund Hillary, durante um reconhecimento da superfície da geleira, ao longo da qual foi posteriormente traçada a rota da primeira subida bem-sucedida do Everest, cruzou esta floresta de colunas de gelo de até 20 metros de altura. Como lembrou um dos participantes, o rugido repentino e o forte tremor da superfície sob seus pés assustaram muito os escaladores, mas, felizmente, nenhum colapso ocorreu. Uma das expedições subsequentes, em 1969, terminou tragicamente: 6 pessoas foram esmagadas sob o som do colapso inesperado do gelo.

Os alpinistas contornam a fissura da malfadada cascata de gelo na geleira Khumbu durante a subida do Everest (Chris Bonington de Bruce Coleman, Ltd., Middlesex, Inglaterra, 1972; adaptado de Bailey, 1982)

A profundidade das rachaduras nas geleiras pode ultrapassar 40 metros e o comprimento pode chegar a vários quilômetros. Cobertas de neve, essas brechas na escuridão do corpo glacial são uma armadilha mortal para alpinistas, motos de neve ou até mesmo veículos todo-o-terreno. Com o tempo, as rachaduras podem fechar devido ao movimento do gelo. Há casos em que os corpos não evacuados de pessoas que caíram nas fendas foram literalmente congelados na geleira. Assim, em 1820, na encosta do Mont Blanc, três guias foram derrubados e jogados em uma falha por uma avalanche - apenas 43 anos depois seus corpos foram descobertos derretidos próximo à língua de uma geleira, a três quilômetros do local do tragédia.

Esquerda: Fotografia do lendário fotógrafo do século XIX, Vittorio Sella, de alpinistas se aproximando de uma fenda de uma geleira nos Alpes franceses (1888, Istituto di Fotografia Alpina, Biella, Itália; adaptado de Bailey, 1982). À direita: Rachaduras gigantes na geleira Fedchenko (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

A água do degelo pode aprofundar significativamente as rachaduras e transformá-las em parte do sistema de drenagem da geleira - poços glaciais. Eles podem atingir 10 m de diâmetro e penetrar centenas de metros no corpo glacial até o fundo.

Moulin - um poço glacial na geleira Fedchenko (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

Foi registado recentemente que um lago de água derretida na superfície de um glaciar na Gronelândia, com 4 km de comprimento e 8 metros de profundidade, desapareceu em menos de uma hora e meia; ao mesmo tempo, o consumo de água por segundo foi maior que o de Cataratas do Niágara. Toda essa água chega ao leito glacial e serve como lubrificante, acelerando o deslizamento do gelo.

Um fluxo de água derretida na superfície da geleira Fedchenko na zona de ablação (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

Velocidade da geleira

O naturalista e montanhista Franz Joseph Hugi fez uma das primeiras medições da velocidade do movimento do gelo em 1827, e inesperadamente para si mesmo. Uma cabana foi construída na geleira para pernoites; Quando Hugi retornou à geleira um ano depois, ficou surpreso ao descobrir que a cabana ficava em um lugar completamente diferente.

O movimento das geleiras é causado por dois processos diferentes - o deslizamento da massa glacial sob seu próprio peso ao longo do leito e o fluxo viscoplástico (ou deformação interna, quando os cristais de gelo mudam de forma sob tensão e se movem uns em relação aos outros).

Cristais de gelo (seção transversal de gelo de coquetel comum obtido sob luz polarizada). Foto: E. Podolsky, 2006; laboratório frio, microscópio Nikon Achr 0.90, câmera digital Nikon CoolPix 950

A velocidade do movimento das geleiras pode variar de alguns centímetros a mais de 10 quilômetros por ano. Assim, em 1719, o avanço das geleiras nos Alpes ocorreu tão rapidamente que os moradores foram obrigados a recorrer às autoridades com um pedido para agir e forçar as “malditas feras” (citação) a voltarem. Reclamações sobre as geleiras também foram escritas ao rei por camponeses noruegueses, cujas fazendas estavam sendo destruídas pelo avanço do gelo. Sabe-se que em 1684 dois camponeses noruegueses foram levados a tribunal local por falta de pagamento de rendas. Quando questionados por que se recusavam a pagar, os camponeses responderam que as suas pastagens de verão estavam cobertas de gelo iminente. As autoridades tiveram de fazer observações para se certificarem de que os glaciares estavam realmente a avançar - e como resultado, temos agora dados históricos sobre as flutuações destes glaciares!

O glaciar mais rápido da Terra foi considerado o Glaciar Columbia no Alasca (15 quilómetros por ano), mas mais recentemente o Glaciar Jakobshavn na Gronelândia saiu vitorioso (veja o fantástico vídeo do seu colapso apresentado numa recente conferência glaciológica). O movimento desta geleira pode ser sentido estando em sua superfície. Em 2007, este gigante rio de gelo, com 6 quilómetros de largura e mais de 300 metros de espessura, produzindo anualmente cerca de 35 mil milhões de toneladas dos icebergs mais altos do mundo, movia-se a uma velocidade de 42,5 metros por dia (15,5 quilómetros por ano)!

As geleiras pulsantes podem se mover ainda mais rápido, cujo movimento repentino pode chegar a 300 metros por dia!

A velocidade do movimento do gelo dentro dos estratos glaciais não é a mesma. Devido ao atrito com a superfície subjacente, é mínimo no leito glacial e máximo na superfície. Isto foi medido pela primeira vez depois que um tubo de aço foi imerso em um buraco de 130 metros de profundidade perfurado em uma geleira. A medição de sua curvatura permitiu construir um perfil da velocidade do movimento do gelo.

Além disso, a velocidade do gelo no centro da geleira é maior em comparação com as partes periféricas. O primeiro perfil transversal da distribuição desigual das velocidades das geleiras foi demonstrado pelo cientista suíço Jean Louis Agassiz na década de quarenta do século XIX. Ele deixou ripas na geleira, alinhando-as em linha reta; um ano depois, a linha reta se transformou em uma parábola, com seu ápice apontando a jusante da geleira.

O seguinte incidente trágico pode ser citado como um exemplo único que ilustra o movimento de uma geleira. Em 2 de agosto de 1947, um avião que fazia um vôo comercial de Buenos Aires a Santiago desapareceu sem deixar rastros 5 minutos antes de pousar. Pesquisas intensivas não levaram a lugar nenhum. O segredo só foi revelado meio século depois: em uma das encostas dos Andes, no pico Tupungato (6.800 m), na área de derretimento das geleiras, fragmentos da fuselagem e corpos de passageiros começaram a derreter. o gelo. Provavelmente em 1947, devido à pouca visibilidade, o avião caiu numa encosta, desencadeou uma avalanche e foi soterrado sob os seus depósitos na zona de acumulação glaciar. Demorou 50 anos para os destroços passarem ciclo completo substâncias glaciais.

Arado de Deus

O movimento das geleiras destrói rochas e transporta uma enorme quantidade de material mineral (a chamada morena) - desde blocos rochosos quebrados até poeira fina.

Morena mediana da geleira Fedchenko (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

Graças ao transporte de sedimentos de morenas, muitas descobertas surpreendentes foram feitas: por exemplo, os principais depósitos de minério de cobre na Finlândia foram encontrados em fragmentos de rochas transportadas por geleiras contendo inclusões de cobre. Nos EUA, nos depósitos de morenas terminais (de onde se pode julgar a antiga distribuição das geleiras), foram descobertos ouro trazido pelas geleiras (Indiana) e até diamantes pesando até 21 quilates (Wisconsin, Michigan, Ohio). Isso fez com que muitos geólogos olhassem para o norte, para o Canadá, de onde veio a geleira. Lá, entre o Lago Superior e a Baía de Hudson, foram descritas rochas de kimberlito - embora os cientistas nunca tenham conseguido encontrar tubos de kimberlito.

Pedra errática (um enorme bloco de granito perto do Lago Como, Itália). De HT De la Beche, Seções e vistas, ilustrativas de fenômenos geológicos (Londres, 1830)

A própria ideia de que os glaciares se movem nasceu de uma disputa sobre a origem de enormes rochas erráticas espalhadas por toda a Europa. Isso é o que os geólogos chamam de grandes blocos (“pedras errantes”) que são completamente diferentes em composição mineral de seus arredores (“um bloco de granito sobre calcário parece tão estranho aos olhos treinados quanto um urso polar na calçada”, gostava de dizer um pesquisador. ).

Uma dessas pedras (a famosa “Pedra do Trovão”) tornou-se o pedestal do Cavaleiro de Bronze em São Petersburgo. Na Suécia existe uma rocha calcária conhecida com 850 metros de comprimento, na Dinamarca existe um bloco gigante de argilas e areias terciárias e cretáceas com 4 quilómetros de comprimento. Na Inglaterra, no condado de Huntingdonshire, 80 km ao norte de Londres, uma vila inteira foi construída sobre uma das lajes erráticas!

Uma pedra gigante sobre um pé de gelo preservada nas sombras. Geleira Unteraar, Suíça (Biblioteca do Congresso; adaptado de Bailey, 1982)

A “arranhagem” da rocha dura por uma geleira nos Alpes pode chegar a 15 mm por ano, no Alasca - 20 mm, o que é comparável à erosão fluvial. A atividade erosiva, transportadora e acumulativa das geleiras deixa uma marca tão colossal na face da Terra que Jean-Louis Agassiz chamou as geleiras de “arado de Deus”. Muitas das paisagens do planeta são resultado da atividade das geleiras, que há 20 mil anos cobriam cerca de 30% do território terrestre.

Rochas polidas por geleiras; pela orientação dos sulcos pode-se avaliar a direção do movimento da geleira anterior (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

Todos os geólogos reconhecem que as formações geomorfológicas mais complexas da Terra estão associadas ao crescimento, movimento e degradação dos glaciares. Aparecem acidentes geográficos de erosão, como carrinhos que parecem cadeiras de gigantes, circos glaciais e vales. Aparecem numerosos acidentes geográficos de morenas de Nunataks e rochas erráticas, eskers e depósitos fluvioglaciais. Formam-se fiordes, com paredes de até 1.500 metros de altura no Alasca e de até 1.800 metros na Groenlândia e de até 220 quilômetros de extensão na Noruega ou de até 350 quilômetros na Groenlândia (Nordvestfjord Scoresby & Sund East cost). As paredes íngremes dos fiordes são apreciadas pelos base jumpers de todo o mundo. A altura e a inclinação loucas permitem que você dê longos saltos de até 20 segundos em queda livre no vazio criado pelas geleiras.

Espessura da dinamite e da geleira

A espessura de uma geleira de montanha pode ser de dezenas ou até centenas de metros. A maior geleira de montanha da Eurásia, a geleira Fedchenko nos Pamirs (Tadjiquistão), tem 77 km de comprimento e mais de 900 m de espessura.

A geleira Fedchenko é a maior geleira da Eurásia, com 77 km de comprimento e quase um quilômetro de espessura (Pamir, Tadjiquistão; foto do autor, 2009)

Os recordistas absolutos são os mantos de gelo da Groenlândia e da Antártica. A espessura do gelo na Groenlândia foi medida pela primeira vez durante a expedição do fundador da teoria da deriva continental, Alfred Wegener, em 1929-30. Para fazer isso, a dinamite foi detonada na superfície da cúpula de gelo e foi determinado o tempo necessário para que o eco (vibrações elásticas) refletido no leito rochoso da geleira retornasse à superfície. Conhecendo a velocidade de propagação das ondas elásticas no gelo (cerca de 3700 m/s), a espessura do gelo pode ser calculada.

Hoje, os principais métodos para medir a espessura das geleiras são as sondagens sísmicas e de rádio. Foi determinado que a profundidade máxima do gelo na Groenlândia é de cerca de 3.408 m, na Antártica 4.776 m (bacia subglacial do Astrolábio)!

Lago Subglacial Vostok

Como resultado da sondagem sísmica do radar, os pesquisadores fizeram um dos últimos descobertas geográficas Século XX - o lendário Lago Subglacial Vostok.

Na escuridão absoluta, sob a pressão de uma camada de gelo de quatro quilômetros, existe um reservatório de água com área de 17,1 mil km 2 (quase tão Lago Ladoga) e uma profundidade de até 1.500 metros - os cientistas chamaram esse corpo de água de Lago Vostok. A sua existência deve-se à sua localização numa falha geológica e ao aquecimento geotérmico, que possivelmente suporta a vida de bactérias. Como outros corpos d'água na Terra, o Lago Vostok, sob a influência da gravidade da Lua e do Sol, sofre vazantes e fluxos (1–2 cm). Por este motivo e devido à diferença de profundidade e temperatura, presume-se que a água do lago circula.

Lagos subglaciais semelhantes foram descobertos na Islândia; Hoje, mais de 280 desses lagos são conhecidos na Antártica, muitos deles conectados por canais subglaciais. Mas o Lago Vostok é isolado e é o maior, por isso é de maior interesse para os cientistas. A água rica em oxigénio com uma temperatura de -2,65°C está sob uma pressão de cerca de 350 bar.

Localização e volume dos principais lagos subglaciais da Antártica (após Smith et al., 2009); a cor corresponde ao volume dos lagos (km 3), o gradiente preto indica a velocidade do movimento do gelo (m/ano)

A suposição de um teor de oxigênio muito alto (até 700–1200 mg/l) na água do lago é baseada no seguinte raciocínio: a densidade medida do gelo no limite da transição firme-gelo é de cerca de 700–750 kg/m3 . Este valor relativamente baixo é devido ao grande número de bolhas de ar. Atingindo a parte inferior dos estratos glaciais (onde a pressão é de cerca de 300 bar e quaisquer gases “se dissolvem” no gelo, formando hidratos gasosos), a densidade aumenta para 900–950 kg/m3. Isso significa que cada unidade específica de volume, derretendo no fundo, traz pelo menos 15% de ar de cada unidade específica de volume superficial (Zotikov, 2006)

O ar é liberado e dissolvido na água ou possivelmente preso sob pressão na forma de sifões de ar. Este processo ocorreu ao longo de 15 milhões de anos; Conseqüentemente, quando o lago foi formado, uma grande quantidade de ar derreteu do gelo. Não existem análogos de água com uma concentração tão elevada de oxigénio na natureza (o máximo nos lagos é de cerca de 14 mg/l). Portanto, a gama de organismos vivos que poderiam tolerar tais condições extremas é reduzida a uma estrutura oxigenofílica muito estreita; Entre as espécies conhecidas pela ciência, não existe uma única capaz de viver nessas condições.

Biólogos de todo o mundo estão extremamente interessados em obter amostras de água do Lago Vostok, uma vez que a análise de núcleos de gelo obtidos a uma profundidade de 3.667 metros como resultado de perfurações nas imediações do próprio Lago Vostok mostrou a completa ausência de quaisquer microorganismos, e estes núcleos já são de interesse que os biólogos não imaginam. Mas ainda não foi encontrada uma solução técnica para a questão da abertura e penetração num ecossistema fechado há mais de dez milhões de anos. A questão não é apenas que 50 toneladas de fluido de perfuração à base de querosene são agora despejadas no poço, o que evita que o poço seja fechado pela pressão do gelo e congelamento da broca, mas também que qualquer mecanismo feito pelo homem pode perturbar o equilíbrio biológico e poluir a água introduzindo nela microorganismos que ali existiam anteriormente.

Talvez existam lagos subglaciais semelhantes, ou mesmo mares, na lua de Júpiter, Europa, e na lua de Saturno, Encélado, sob dezenas ou mesmo centenas de quilómetros de gelo. É nestes mares hipotéticos que os astrobiólogos depositam as suas maiores esperanças na procura de vida extraterrestre dentro de sistema solar e já estão planejando como, com a ajuda da energia nuclear (o chamado criobot da NASA), será possível superar centenas de quilômetros de gelo e penetrar no espaço aquático. (Em 18 de fevereiro de 2009, a NASA e a Agência Espacial Europeia ESA anunciaram oficialmente que a Europa seria o destino da próxima missão histórica de exploração do sistema solar, programada para chegar em órbita em 2026.)

Glacioisostasia

Os volumes colossais dos mantos de gelo modernos (Groenlândia - 2,9 milhões de km 3, Antártica - 24,7 milhões de km 3) empurram a litosfera com sua massa para a astenosfera semilíquida por centenas e milhares de metros (esta é a parte superior e menos viscosa de o manto terrestre). Como resultado, algumas partes da Groenlândia estão mais de 300 m abaixo do nível do mar, e a Antártica está 2.555 m abaixo do nível do mar (Fossa Subglacial de Bentley)! Na verdade, os leitos continentais da Antártica e da Groenlândia não são maciços isolados, mas enormes arquipélagos de ilhas.

Após o desaparecimento da geleira, inicia-se o chamado levantamento glacioisostático, devido ao simples princípio de flutuabilidade descrito por Arquimedes: placas litosféricas mais leves flutuam lentamente até a superfície. Por exemplo, parte do Canadá ou da Península Escandinava, que estavam cobertas por uma camada de gelo há mais de 10 mil anos, ainda continuam a experimentar elevação isostática a uma taxa de até 11 mm por ano (sabe-se que mesmo os esquimós pagaram atenção a este fenómeno e discutimos se estava a aumentar, se era terra ou se o mar estava a afundar). Estima-se que se todo o gelo da Groenlândia derreter, a ilha aumentará cerca de 600 metros.

Seria difícil encontrar uma área habitada mais suscetível à elevação glacioisostática do que as Ilhas Replot Skerry Guard, no Golfo de Bótnia. Nos últimos duzentos anos, durante os quais as ilhas saíram da água cerca de 9 mm por ano, a área terrestre aumentou 35%. Os moradores das ilhas se reúnem uma vez a cada 50 anos e dividem alegremente novos terrenos.

Gravidade e gelo

Há apenas alguns anos, quando me licenciava na universidade, a questão do balanço de massa da Antártida e da Gronelândia no contexto do aquecimento global era controversa. Tem sido muito difícil determinar se o volume destas gigantescas cúpulas de gelo está a diminuir ou a aumentar. Foi levantada a hipótese de que talvez o aquecimento esteja a trazer mais precipitação e, como resultado, os glaciares estão a crescer em vez de diminuir. Dados obtidos dos satélites GRACE, lançados pela NASA em 2002, esclareceram a situação e refutaram estas ideias.

Quanto maior a massa, maior a gravidade. Como a superfície da Terra é heterogênea e inclui cadeias de montanhas gigantescas, vastos oceanos, desertos, etc., o campo gravitacional da Terra também é heterogêneo. Esta anomalia gravitacional e sua mudança ao longo do tempo são medidas por dois satélites - um segue o outro e registra o desvio relativo da trajetória ao sobrevoar objetos de diferentes massas. Por exemplo, grosso modo, ao sobrevoar a Antártica, a trajetória do satélite estará um pouco mais próxima da Terra, e sobre o oceano, ao contrário, mais longe.

Observações de longo prazo de voos no mesmo local permitem julgar, pelas mudanças na gravidade, como a massa mudou. Os resultados mostraram que o volume dos glaciares da Gronelândia está a diminuir anualmente em aproximadamente 248 km 3 e o dos glaciares da Antártida em 152 km 3. Aliás, de acordo com mapas compilados com o auxílio dos satélites GRACE, não só é registrado o processo de redução do volume das geleiras, mas também o já mencionado processo de elevação glacioisostática das placas continentais.

A gravidade muda em América do Norte e Groenlândia de 2003 a 2007, de acordo com dados GRACE, devido ao intenso derretimento glacial na Groenlândia e no Alasca (azul) e elevação glacioisostática (vermelho) após o derretimento do antigo manto de gelo Laurentiano (após Heki, 2008)

Por exemplo, para a parte central do Canadá, devido à elevação glacioisostática, foi registrado um aumento na massa (ou gravidade), e para a vizinha Groenlândia - uma diminuição, devido ao intenso derretimento das geleiras.

Significado planetário das geleiras

Segundo o acadêmico Kotlyakov, “o desenvolvimento do ambiente geográfico em toda a Terra é determinado pelo equilíbrio de calor e umidade, que depende em grande parte das características de distribuição e transformação do gelo. É necessária uma enorme quantidade de energia para transformar a água de sólida em líquida. Ao mesmo tempo, a transformação da água em gelo é acompanhada pela libertação de energia (aproximadamente 35% da rotação externa de calor da Terra).” O derretimento do gelo e da neve na primavera esfria a terra e evita que ela aqueça rapidamente; A formação de gelo no inverno aquece e evita que esfrie rapidamente. Se não houvesse gelo, as diferenças de temperatura na Terra seriam muito maiores, o calor do verão seria mais forte, as geadas seriam mais severas.

Levando em consideração a neve sazonal e a cobertura de gelo, pode-se presumir que de 30% a 50% da superfície da Terra é ocupada por neve e gelo. A importância mais importante do gelo para o clima do planeta está associada à sua alta refletividade - 40% (para geleiras que cobrem neve - 95%), devido à qual ocorre um resfriamento significativo da superfície em vastas áreas. Ou seja, as geleiras não são apenas reservas inestimáveis de água doce, mas também fontes de forte resfriamento da Terra.

Uma consequência interessante da redução da massa da glaciação na Groenlândia e na Antártica foi o enfraquecimento da força gravitacional que atrai enormes massas água do oceano, e mudanças no ângulo de inclinação do eixo da Terra. A primeira é uma simples consequência da lei da gravidade: quanto menos massa, menos atração; a segunda é que o manto de gelo da Groenlândia carrega o globo de forma assimétrica, e isso afeta a rotação da Terra: uma mudança nesta massa afeta a adaptação do planeta à nova simetria de massa, devido à qual o eixo da Terra muda anualmente (até 6 cm por ano).

A primeira suposição sobre a influência gravitacional da massa glaciar no nível do mar foi feita pelo matemático francês Joseph Alphonse Adhémar, 1797-1862 (ele também foi o primeiro cientista a apontar a conexão entre eras glaciais e fatores astronômicos; depois dele a teoria foi desenvolvido por Kroll (ver James Croll) e Milankovic). Adhemar tentou estimar a espessura do gelo na Antártica comparando as profundidades dos oceanos Ártico e Austral. Sua ideia era que a profundidade do Oceano Antártico é muito maior que a profundidade do Oceano Ártico devido à forte atração das massas de água pelo gigantesco campo gravitacional da calota polar antártica. Segundo seus cálculos, para manter uma diferença tão forte entre os níveis de água do norte e do sul, a espessura da cobertura de gelo da Antártida deveria ser de 90 km.

Hoje está claro que todas essas suposições estão incorretas, exceto que o fenômeno ainda ocorre, mas com menor magnitude - e seu efeito pode se espalhar radialmente por até 2.000 km. As implicações deste efeito são que o aumento do nível global do mar como resultado do derretimento dos glaciares será desigual (embora os modelos actuais assumam incorrectamente uma distribuição uniforme). Como resultado, o nível do mar subirá 5-30% acima da média em algumas zonas costeiras (nordeste do Pacífico e Parte sul Oceanos Índicos), e em alguns - inferior ( América do Sul, oeste, sul e costa oriental Eurásia) (Mitrovica et al., 2009).

Milênios congelados – uma revolução na paleoclimatologia

Em 24 de maio de 1954, às 4 horas da manhã, o paleoclimatologista dinamarquês Willi Dansgaard correu de bicicleta pelas ruas desertas até a agência central dos correios com um enorme envelope coberto com 35 selos e endereçado aos editores da publicação científica Geochimica et Cosmoquímica Acta. O envelope continha o manuscrito de um artigo que ele tinha pressa em publicar o mais rápido possível. Ficou impressionado com uma ideia fantástica, que mais tarde revolucionaria as ciências climáticas de épocas antigas e que desenvolveria ao longo da vida.

Willie Dansgaard com um núcleo de gelo, Groenlândia, 1973

(depois de Dansgaard, 2004)

A pesquisa de Dansgaard mostrou que a quantidade de isótopos pesados nos sedimentos pode determinar a temperatura em que foram formados. E pensou: o que, de fato, nos impede de determinar a temperatura dos anos passados, simplesmente tomando e analisando composição químicaáguas daquela época? Nada! A próxima questão lógica: onde conseguir água antiga? No gelo glacial! Onde posso obter gelo glacial antigo? Na Groenlândia!

Esta ideia incrível nasceu vários anos antes do desenvolvimento da tecnologia de perfuração profunda de geleiras. Quando a questão tecnológica foi resolvida, algo incrível aconteceu: os cientistas descobriram uma maneira incrível de viajar ao passado da Terra. A cada centímetro de gelo perfurado, as lâminas das suas brocas começaram a mergulhar cada vez mais fundo na paleo-história, revelando segredos climáticos cada vez mais antigos. Cada núcleo de gelo retirado de um buraco era uma cápsula do tempo.

Exemplos de mudanças na estrutura de núcleos de gelo com profundidade, NorthGRIP, Groenlândia. Dimensões de cada seção: comprimento 1,65 m, largura 8–9 cm Profundidades mostradas (para informações adicionais, consulte a fonte original): (a) 1354,65–1356,30 m; (b) 504,80–1506,45m; (c) 1750,65–1752,30m; (d) 1836,45–1838,10m; (e) 2.534,40–2.536,05 m; (f) 2.537,70–2.539,35 m; (g) 2.651,55–2.653,20m; (h) 2.899,05–2.900,70 m; (i) 3.017,30–3.018,95 m (após Svensson et al., 2005)

Tendo decifrado a escrita secreta escrita em hieróglifos de um conjunto inteiro elementos químicos e partículas, esporos, pólen e bolhas de ar antigo com centenas de milhares de anos, você pode obter informações valiosas sobre milênios, mundos, climas e fenômenos irremediavelmente perdidos.

Máquina do tempo a 4.000 m de profundidade

A idade glacial antártica mais antiga é de profundidades máximas(mais de 3.500 metros), cuja busca ainda está em andamento, tem cerca de um milhão e meio de anos. A análise química dessas amostras permite-nos ter uma ideia do antigo clima da Terra, cuja notícia foi trazida e preservada na forma de elementos químicos por flocos de neve leves que caíram do céu há centenas de milhares de anos.

Isto é semelhante à história da viagem do Barão Munchausen pela Rússia. Durante uma caçada em algum lugar da Sibéria, houve uma geada terrível e o barão, tentando ligar para seus amigos, tocou a buzina. Mas sem sucesso, pois o som congelou na buzina e só descongelou na manhã seguinte ao sol. Praticamente a mesma coisa está acontecendo hoje nos laboratórios frios do mundo, sob microscópios de tunelamento eletrônico e espectrômetros de massa. Os núcleos de gelo da Groenlândia e da Antártica são máquinas com muitos quilômetros de extensão, que remontam a séculos e milênios. O mais profundo até hoje continua sendo o lendário poço perfurado sob a estação Vostok (3.677 metros). Graças a ele, foi demonstrada pela primeira vez a ligação entre as mudanças de temperatura e o conteúdo de dióxido de carbono na atmosfera nos últimos 400 mil anos e foi descoberta a animação suspensa de micróbios de ultralongo prazo.

Núcleo de gelo antártico de uma profundidade de 3.200 m, com cerca de 800.000 anos, Dome Concordia (foto J. Schwander, Universidade de Berna) © Museu de História Natural, Neuchâtel

Paleoreconstruções detalhadas da temperatura do ar são baseadas em uma análise da composição isotópica dos núcleos - ou seja, a porcentagem do isótopo pesado de oxigênio 18 O (seu conteúdo médio na natureza é de cerca de 0,2% de todos os átomos de oxigênio). As moléculas de água que contêm este isótopo de oxigênio são mais difíceis de evaporar e condensar mais facilmente. Portanto, por exemplo, no vapor d'água acima da superfície do mar, o teor de 18 O é menor do que em água do mar. Por outro lado, as moléculas de água contendo 18 O têm maior probabilidade de participar da condensação na superfície dos cristais de neve que se formam nas nuvens, devido ao qual seu conteúdo na precipitação é maior do que no vapor d'água a partir do qual a precipitação é formada.

Quanto menor a temperatura de formação da precipitação, mais forte se manifesta esse efeito, ou seja, mais contém 18 O. Portanto, avaliando a composição isotópica da neve ou do gelo, é possível estimar a temperatura na qual a precipitação foi formado.

Variação média diária da temperatura (curva preta) e variação de 18 O na precipitação (pontos cinza) para uma estação (2.2003–1.2004), Dome Fuji, Antártica (de acordo com Fujita e Abe, 2006). 18 O () - desvio da concentração do constituinte isotópico pesado da água (H 2 O 18) do padrão internacional (SMOW) (ver Dansgaard, 2004)

E então, usando perfis de temperatura de altitude conhecidos, estimar qual era a temperatura do ar na superfície há centenas de milhares de anos, quando um floco de neve caiu pela primeira vez na cúpula da Antártida para se transformar em gelo, que será extraído hoje de uma profundidade de vários quilômetros durante a perfuração. .

Variação da temperatura relativa a hoje nos últimos 800 mil anos com base em núcleos de gelo da estação Vostok e Dome C (EPICA) (após Rapp, 2009)

A neve que cai anualmente preserva cuidadosamente não apenas informações sobre a temperatura do ar nas pétalas dos flocos de neve. O número de parâmetros medidos em análises laboratoriais é atualmente enorme. Pequenos cristais de gelo registram sinais de erupções vulcânicas, testes nucleares, o desastre de Chernobyl, níveis antropogênicos de chumbo, tempestades de poeira, etc.

Exemplos de mudanças em vários sinais químicos paleoclimáticos no gelo com profundidade (após Dansgaard, 2004). a) Flutuações sazonais de 18 O (marcadas em preto temporada de verão) permitindo a datação de núcleos (seção de profundidades de 405–420 m, estação Milcent, Groenlândia). b) A radioatividade específica é mostrada em cinza; o pico após 1962 corresponde a um maior número de testes nucleares neste período (secção superficial do núcleo até 16 m de profundidade, estação Crte, Gronelândia, 1974). c) A alteração da acidez média das camadas anuais permite avaliar a atividade vulcânica do hemisfério norte, desde 550 DC. até 1960 (Art. Cr te, Groenlândia)

A quantidade de trítio (3H) e carbono-14 (14C) pode ser usada para datar a idade do gelo. Ambos os métodos foram elegantemente demonstrados em vinhos antigos - os anos nos rótulos correspondem perfeitamente às datas calculadas a partir das análises. Mas este é um prazer caro, e muito cal vai para os testes...

As informações sobre a história da atividade solar podem ser quantificadas pelo conteúdo de nitrato (NO 3 –) do gelo glacial. Moléculas pesadas de nitrato são formadas a partir de NO nas camadas superiores da atmosfera sob a influência da radiação cósmica ionizante (prótons de explosões solares, radiação galáctica) como resultado de uma cadeia de transformações de óxido de nitrogênio (N 2 O) que entra na atmosfera de o solo, fertilizantes nitrogenados e produtos de combustão de combustíveis (N 2 O + O → 2NO). Após a formação, o ânion hidratado cai com a precipitação, parte da qual acaba enterrada na geleira junto com a próxima nevasca.

Os isótopos de berílio-10 (10Be) fornecem informações sobre a intensidade dos raios cósmicos do espaço profundo que bombardeiam a Terra e as mudanças no campo magnético do nosso planeta.

As mudanças na composição da atmosfera ao longo das últimas centenas de milhares de anos foram contadas por pequenas bolhas no gelo, como garrafas jogadas no oceano da história, preservando para nós amostras de ar antigo. Eles mostraram que nos últimos 400 mil anos, o conteúdo de dióxido de carbono (CO 2) e metano (CH 4) na atmosfera é o mais alto hoje.

Hoje, os laboratórios já armazenam milhares de metros de núcleos de gelo para análises futuras. Só na Gronelândia e na Antártida (isto é, sem contar os glaciares das montanhas), foram perfurados e recuperados um total de cerca de 30 km de núcleos de gelo!

Teoria da era do gelo

O início da glaciologia moderna foi marcado pela teoria das eras glaciais que surgiu na primeira metade do século XIX. A ideia de que os glaciares do passado se estendiam centenas ou milhares de quilómetros para sul parecia anteriormente impensável. Como escreveu um dos primeiros glaciologistas da Rússia, Pyotr Kropotkin (sim, aquele mesmo), “naquela época, a crença numa camada de gelo que chegasse à Europa era considerada uma heresia inadmissível...”.

Jean Louis Agassiz, pioneiro da pesquisa glaciológica. CF Higuel, 1887, mármore.

O fundador e principal defensor da teoria glacial foi Jean Louis Agassiz. Em 1839 ele escreveu: “O desenvolvimento destas enormes camadas de gelo deve ter levado à destruição de toda a vida orgânica na superfície. As terras da Europa, outrora cobertas de vegetação tropical e habitadas por manadas de elefantes, hipopótamos e carnívoros gigantes, foram soterradas por gelo coberto de vegetação que cobre planícies, lagos, mares e planaltos montanhosos. <...>Tudo o que restou foi o silêncio da morte... As fontes secaram, os rios congelaram e os raios do sol nascendo acima das margens congeladas... encontraram apenas um sussurro ventos do norte e o barulho das rachaduras se abrindo no meio da superfície de um gigantesco oceano de gelo.”

A maioria dos geólogos da época, pouco familiarizados com a Suíça e as montanhas, ignoraram a teoria e não conseguiram sequer acreditar na plasticidade do gelo, muito menos imaginar a espessura dos estratos glaciais descritos por Agassiz. Isto continuou até que a primeira expedição científica à Groenlândia (1853-1855), liderada por Elisha Kent Kane, relatou a glaciação completa da ilha (“um oceano de gelo de tamanho infinito”).

O reconhecimento da teoria das eras glaciais teve um impacto incrível no desenvolvimento da ciência natural moderna. A próxima questão chave foi a razão da mudança das eras glaciais e interglaciais. No início do século 20, o matemático e engenheiro sérvio Milutin Milanković desenvolveu uma teoria matemática que descreve a dependência das mudanças climáticas nas mudanças nos parâmetros orbitais do planeta, e dedicou todo o seu tempo a cálculos para provar a validade de sua teoria, nomeadamente, determinar a mudança cíclica na quantidade de radiação solar que entra na Terra (a chamada insolação). A Terra, girando no vazio, está presa em uma teia gravitacional de interações complexas entre todos os objetos do sistema solar. Como resultado de mudanças cíclicas orbitais (excentricidade da órbita da Terra, precessão e nutação da inclinação do eixo da Terra), a quantidade de energia solar que entra na Terra muda. Milankovitch encontrou os seguintes ciclos: 100 mil anos, 41 mil anos e 21 mil anos.

Infelizmente, o próprio cientista não viveu para ver o dia em que a sua visão seria comprovada de forma elegante e perfeita pelo paleoceanógrafo John Imbrie. Imbrie avaliou as mudanças de temperatura passadas estudando núcleos do fundo do Oceano Índico. A análise baseou-se no seguinte fenômeno: tipos diferentes o plâncton prefere temperaturas diferentes e estritamente definidas. Todos os anos, os esqueletos desses organismos depositam-se no fundo do oceano. Ao levantar este bolo em camadas do fundo e identificar as espécies, podemos avaliar como a temperatura mudou. As variações de paleotemperatura assim determinadas coincidiram surpreendentemente com os ciclos de Milankovitch.

Hoje sabemos que as eras glaciais frias foram seguidas por períodos interglaciais quentes. A glaciação completa do globo (de acordo com a chamada teoria da “bola de neve”) supostamente ocorreu entre 800 e 630 milhões de anos atrás. A última glaciação do período Quaternário terminou há 10 mil anos.

As cúpulas de gelo da Antártica e da Groenlândia são relíquias de glaciações passadas; se desaparecerem agora, não poderão se recuperar. Durante os períodos de glaciação, as camadas de gelo continentais cobriram até 30% da massa terrestre do globo. Então, há 150 mil anos a espessura gelo glacial sobre Moscou era cerca de um quilômetro e sobre o Canadá - cerca de 4 km!

A era em que a civilização humana vive e se desenvolve é chamada de Idade do Gelo, o período interglacial. Segundo cálculos feitos com base na teoria climática orbital de Milankovitch, a próxima glaciação ocorrerá em 20 mil anos. Mas permanece a questão se o fator orbital será capaz de superar o antropogênico. O facto é que sem o efeito de estufa natural, o nosso planeta teria temperatura média–6°C, em vez dos +15°C de hoje. Ou seja, a diferença é de 21°C. O efeito estufa sempre existiu, mas a atividade humana potencializa muito esse efeito. Agora, o teor de dióxido de carbono na atmosfera é o mais alto dos últimos 800 mil anos - 0,038% (enquanto os máximos anteriores não ultrapassavam 0,03%).

Hoje, os glaciares de todo o mundo (com algumas excepções) estão a diminuir rapidamente; o mesmo se aplica ao gelo marinho, ao permafrost e à cobertura de neve. Estima-se que metade da glaciação montanhosa do mundo desaparecerá até 2100. Cerca de 1,5 a 2 mil milhões de pessoas que vivem em vários países da Ásia, Europa e América poderão enfrentar o facto de os rios alimentados pela água do degelo dos glaciares secarem. Ao mesmo tempo, a subida do nível do mar irá roubar às pessoas as suas terras nos oceanos Pacífico e Índico, nas Caraíbas e na Europa.

Ira dos Titãs – Desastres Glaciais

O aumento do impacto tecnogénico no clima do planeta pode aumentar a probabilidade de desastres naturais associados aos glaciares. Massas de gelo têm uma energia potencial gigantesca, cuja implementação pode ter consequências monstruosas. Há algum tempo, circulou na Internet um vídeo de uma pequena coluna de gelo desabando na água e a onda subsequente que levou um grupo de turistas das rochas próximas. Ondas semelhantes de 30 metros de altura e 300 metros de comprimento foram observadas na Groenlândia.

O desastre glacial ocorrido na Ossétia do Norte em 20 de setembro de 2002 foi registrado em todos os sismógrafos do Cáucaso. O colapso da geleira Kolka provocou um gigantesco deslizamento de terra glacial - 100 milhões de m 3 de gelo, pedras e água correram pelo desfiladeiro de Karmadon a uma velocidade de 180 km por hora. Respingos de lama arrancaram sedimentos soltos das encostas do vale em locais de até 140 metros de altura. 125 pessoas morreram.

Um dos piores desastres glaciais do mundo foi o colapso da encosta norte do Monte Huascaran, no Peru, em 1970. O terremoto de magnitude 7,7 desencadeou uma avalanche de milhões de toneladas de neve, gelo e rochas (50 milhões de m3). O colapso só parou após 16 quilômetros; duas cidades soterradas pelos escombros se transformaram em valas comuns para 20 mil pessoas.

Trajetórias de avalanches de gelo Nevados Huascarán 1962 e 1970, Peru

(de acordo com DEWA/GRID-Europe do PNUMA, Genebra, Suíça)

Outro tipo de perigo glacial é a explosão de lagos glaciais represados que ocorrem entre o derretimento de uma geleira e uma morena terminal. A altura das morenas terminais pode chegar a 100 m, criando um enorme potencial para a formação de lagos e seu posterior surgimento.

Potencialmente perigoso lago periglacial represado por morenas Tsho Rolpa no Nepal, 1994 (volume: 76,6 milhões de m 3, área: 1,5 km 2, altura da morena: 120

Lago periglacial Tsho Rolpa, potencialmente perigoso, represado por uma morena, no Nepal, 1994 (volume: 76,6 milhões de m3, área: 1,5 km2, altura da morena: 120 m). A foto é cortesia de N. Takeuchi, Escola de Pós-Graduação em Ciências, Universidade de Chiba

A explosão mais dramática do lago glacial ocorreu através do Estreito de Hudson no Mar de Labrador, cerca de 12.900 anos atrás. A explosão do Lago Agassiz, cuja área era maior que o Mar Cáspio, causou um resfriamento anormalmente rápido (ao longo de 10 anos) do clima do Atlântico Norte (em 5°C na Inglaterra), conhecido como Dryas Jovem (ver Dryas Jovem) e descoberto na análise de núcleos de gelo da Groenlândia. Uma enorme quantidade de água doce interrompeu a circulação termohalina oceano Atlântico, que bloqueou a transferência de calor por correntes de baixas latitudes. Hoje, teme-se um processo tão abrupto devido ao aquecimento global, que está dessalinizando as águas do Atlântico Norte.

Hoje em dia, devido ao derretimento acelerado das geleiras do mundo, o tamanho dos lagos represados está aumentando e, consequentemente, o risco de seu rompimento está aumentando.

Aumento da área de lagos represados periglaciais nas encostas norte (esquerda) e sul (direita) da cordilheira do Himalaia (após Komori, 2008)

Só no Himalaia, onde 95% das geleiras estão derretendo rapidamente, existem cerca de 340 lagos potencialmente perigosos. Em 1994, no Butão, 10 milhões de metros cúbicos de água derramaram-se de um desses lagos e percorreram 80 quilômetros a uma velocidade tremenda, matando 21 pessoas. pessoas.

De acordo com as previsões, a explosão de lagos glaciares poderá tornar-se um desastre anual. Milhões de pessoas no Paquistão, na Índia, no Nepal, no Butão e no Tibete não só enfrentarão a inevitável perda de recursos hídricos devido ao desaparecimento dos glaciares, mas também enfrentarão o perigo mortal das explosões dos lagos. Centrais hidroeléctricas, aldeias e infra-estruturas podem ser destruídas num instante por terríveis fluxos de lama.

Uma série de imagens que demonstram o intenso recuo da geleira nepalesa AX010, região de Shürong (27°42"N, 86°34"E). (a) 30 de maio de 1978, (b) 2 de novembro de 1978. 1989, (c) 27 de outubro. 1998, (d) 21 de agosto. 2004 (Fotos de Y. Ageta, T. Kadota, K. Fujita, T. Aoki são cortesia do Laboratório de Pesquisa da Criosfera, Escola de Pós-Graduação em Estudos Ambientais, Universidade de Nagoya)

Outro tipo de desastre glacial são os lahars, que ocorrem como resultado de erupções vulcânicas cobertas por calotas polares. O encontro de gelo e lava dá origem a gigantescos fluxos de lama vulcânica, típicos do país de “fogo e gelo” da Islândia, Kamchatka, Alasca e até mesmo em Elbrus. Os Lahars podem atingir tamanhos monstruosos, sendo os maiores entre todos os tipos de fluxos de lama: seu comprimento pode chegar a 300 km e seu volume pode chegar a 500 milhões de m3.

Na noite de 13 de novembro de 1985, os moradores da cidade colombiana de Armero acordaram com um barulho louco: um fluxo de lama vulcânica varreu sua cidade, arrastando todas as casas e estruturas em seu caminho - seu líquido fervente ceifou a vida de 30 mil pessoas. Outro incidente trágico ocorreu na fatídica noite de Natal de 1953 na Nova Zelândia - o rompimento de um lago da cratera gelada de um vulcão desencadeou um lahar que destruiu uma ponte ferroviária literalmente em frente ao trem. A locomotiva e cinco vagões que transportavam 151 passageiros mergulharam e desapareceram para sempre na correnteza.

Além disso, os vulcões podem simplesmente destruir geleiras - por exemplo, a monstruosa erupção do vulcão norte-americano Santa Helena destruiu 400 metros de altura da montanha junto com 70% do volume das geleiras.

Pessoas de gelo

As duras condições em que os glaciologistas têm de trabalhar são talvez algumas das mais difíceis que os cientistas modernos enfrentam. A maioria das observações de campo envolve trabalhar em partes frias, inacessíveis e remotas do globo, com condições adversas. radiação solar e oxigênio insuficiente. Além disso, a glaciologia muitas vezes combina o montanhismo com a ciência, tornando a profissão mortal.

Acampamento base da expedição ao glaciar Fedchenko, Pamir; altitude aproximadamente 5.000 m acima do nível do mar; há cerca de 900 m de gelo sob as barracas (foto do autor, 2009)

O congelamento é familiar para muitos glaciologistas, e é por isso que, por exemplo, um ex-professor do meu instituto teve os dedos das mãos e dos pés amputados. Mesmo num laboratório confortável, as temperaturas podem cair até -50°C. Nas regiões polares, veículos todo-o-terreno e motos de neve às vezes caem em fendas de 30 a 40 metros; fortes tempestades de neve muitas vezes tornam os dias de trabalho dos pesquisadores em grandes altitudes um verdadeiro inferno e ceifam mais de uma vida por ano. Este é um trabalho para pessoas fortes e resilientes, sinceramente devotadas ao seu trabalho e à beleza infinita das montanhas e pólos.

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Comentário de raposa

Em breve meu Outer Haven estará aqui, a partir daqui começarei minha jornada para criar meu próprio país. Portanto, não se surpreenda se de repente eu roubar sua fazenda ou seu café da manhã, ou talvez você. É verdade que o governo provavelmente enviará algum tipo de cobra para mim. Mas se você quiser entrar, então venha, eu tenho Ocelot e Metal Gears, todo o resto ainda não está preenchido. Até todo mundo, B* B*** estava com vocês (nome criptografado para sua segurança) *subiu na caixa*

P.S. se você não gostou das minhas bobagens, fique à vontade para colocar um sinal de menos, já que tudo isso é completamente inapropriado aqui, estou apenas escrevendo com base nas emoções de uma das minhas séries de jogos favoritas, Paz para todos;)

Comentário de raposa

Meu Outer Haven logo estará pronto, pronto. Escondam seus cafés da manhã e a si mesmos, Fulton não conhece fronteiras.

Comentário de raposa

Capítulo 1. Esta é minha guarnição!
Isso aconteceu na quinta-feira, dia 13 do 11º mês do ano de 2014 da Natividade de Cristo. Estava frio lá fora, me parece, eu queria voltar rapidamente para casa do meu péssimo trabalho e conhecer o novo mundo, cujo nome é Draenor. Não houve problemas com a entrada. Achei que o IM finalmente conseguiu sobreviver sem problemas no lançamento. Quando entrei no jogo fui recebido por uma carta de Hadggar, ele dizia que eu sou o maior guerreiro de Azeroth, que só eu posso salvar a todos. Fui até o portal onde fui recebido pelos grandes heróis das duas facções. Juntos atravessamos o portal e vimos as grandes hordas da Horda de Ferro. Achei que estava tudo perdido, mas também fiquei feliz por ELES terem conseguido fazer um épico tão grande. Ajudei os Grandes Heróis a repelir o ataque e destruir o portal, as forças de ZhO não ameaçavam mais Azeroth. Conhecemos os cruéis líderes do ZhO e tivemos que fugir. Corremos e corremos até finalmente chegarmos aos navios JO. Roubamos um deles e fomos para o outro lado do continente. E então começa...
*Acende um cigarro* O tempo lá fora piorou, ficou cada vez mais escuro, o bom humor começou a diminuir e apenas os pensamentos em Draenor o trouxeram de volta. O carregamento ocorreu e descobriu-se que o navio caiu. Eu fugi da costa com Thrall. Mais tarde conhecemos o Grande Chefe Durotan do Clã Lobo do Gelo. Felizmente, este clã era contra ZhO e decidimos unir forças para repelir as forças de ZhO. Tudo correu bem até que finalmente cheguei ao local onde planejávamos construir um acampamento para mim. Como comandante das forças da Horda, tive que construir aqui uma fortaleza e consolidar a influência da Horda neste continente, a partir daqui deveria começar a verdadeira campanha contra as forças do ZhO. As duas primeiras tarefas atribuídas pelo meu gerente e arquiteto apenas trouxeram um sorriso. Eles eram tão simples. Claro, antes disso eu tive que procurá-lo por muito tempo em uma pilha de alguns milhares de outros heróis. Assim que me afastei desta pilha, coisas verdadeiramente mágicas começaram a acontecer. Vi dezenas de cadáveres de gronn - criaturas que tiveram que ser mortas para construir a Guarnição. Eles estavam todos em um ponto e não desapareceram. Aí não prestei atenção... Mas depois de alguns minutos vi que o lançamento de qualquer item demorava 30 segundos ou até um minuto a mais. Foi aqui que vi a luz! Eu vi que o gronn que ataquei não reagiu a mim de jeito nenhum! Mas depois de um minuto ele sofreu danos e descobri que havia dezenas de outros heróis por perto. Depois de uma hora completando as duas primeiras tarefas, fiz mais algumas e peguei ELE! Todo o tormento foi justamente para ELE! Achei que todos os problemas iriam desaparecer assim que o tão elogiado Garrison aparecesse. Afinal, havia um sistema de fases e não deveria haver atrasos ou respostas por alguns minutos, talvez apenas um pouco. Mas nunca estive tão errado na minha vida (c) Os primeiros 34! A abordagem finalmente deu resultados e, assim que os valentes defensores da guarnição começaram a chegar, vi o que havia na Minha Guarnição! ainda havia MIL HERÓIS!
*Acende 6 cigarros em uma hora e meia* Este mundo está atolado em corrupção, as forças malignas dos Deuses Antigos penetraram em meu cérebro e me mostraram essas ilusões, pensei. A precipitação fora da janela intensificou-se, a escuridão tornou-se cada vez mais intensa. Enquanto isso, na Guarnição gritavam apenas uma coisa: “Esta é a minha guarnição!” “Tirem os n&@ da minha guarnição” “Que tipo de imigrantes ilegais são esses na minha guarnição”” foi o que gritaram... A inimizade se intensificou, uma guerra destruidora estava pronta para começar na Horda e na Aliança. Mas tudo mudou no patch com os murlocs! Então montado em Gamon O defensor de todo o Universo - Hogger - chegou! Ele salvou todos da guerra. E dois dias depois o conflito acabou. Os valentes heróis das duas facções repeliram as forças de ZhO em todas as direções, mas é claro que a vitória ainda estava longe.
Durante a guerra interna, heróis como Velen, Orgrim, Maraad, Ga"nar foram perdidos...

O dinheiro não tem sentido agora. As pessoas pagam com sentimentos. Alguns ganharam muito, enquanto outros aproveitaram os sentimentos que a natureza lhes proporcionou. Em particular, eles estavam certos de que isso perturbava o funcionamento da glândula pituitária e do hipotálamo.
João era muito preguiçoso. Ele não queria trabalhar, mas ao mesmo tempo queria rolar como queijo na manteiga. Viver no luxo é o seu sonho. Ele queria comprar um carro para esse fim. Ele veio a uma concessionária de automóveis. E ele olhou de soslaio para a etiqueta de preço - alegria e felicidade. A contradição fervilhava dentro dele; viver no luxo ou viver como um homem. Percebendo o interesse do cliente, o consultor o abordou.
- Você gostaria de comprar? O consultor perguntou.
- Com licença, você tem um mais barato? John perguntou tenso.
- É mais barato na garagem do meu avô e tem estilo retrô, rodas de titânio, garantia de 10 anos, consumo de gasolina de 5 litros por 100 km. Gravador de rádio, recheio completo. Então o consultor tentou, usando fatos sobre o carro e vários jargões, entender que status social John poderia ter.
- Bem, você aceita?
- Não me apresse! Como comprei um apartamento por confiança e orgulho, não tenho certeza de nada.
John olhou para o carro.
- Posso ter algo para minha consciência?
- Pfft, amor, agora o que você pode comprar para a sua consciência é no máximo fósforos. O consultor apoiou-se em seu ombro como se fossem velhos amigos.
- Ah, que diabos não está brincando!
- Vamos! Ele fechou os olhos e estendeu a mão para pagar.
o consultor pegou um terminal de pagamento, sorriu sarcasticamente e disse maliciosamente;
- Você está feliz e feliz.
Agora John dirige um lindo carro. Ele quer ser feliz, mas não consegue.

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Gelo transparente e duro, brincando com os raios do sol, congela nossos rios e lagos todo inverno, congela nas cristas dos telhados em longos pingentes de gelo e transforma poças de outono em pistas de patinação lisas e escorregadias para crianças.

Você pode fazer gelo no freezer da geladeira mesmo no meio de um verão quente. Pode parecer vidro transparente ou plástico branco turvo. Quase todo mundo sabe o que é o gelo e como ele se forma - é apenas água congelada. Mas o que realmente sabemos sobre esta substância incrível?

O que é gelo?

Em primeiro lugar, deve-se dizer que a afirmação de que o gelo se forma a partir da água não é totalmente correta. Além do gelo de água, há também amônia, metano e o chamado gelo “seco”, que se forma quando o dióxido de carbono é congelado. Chamaram-no de seco porque quando derrete não forma poças: o dióxido de carbono evapora instantaneamente diretamente do seu estado congelado.

Mas falaremos apenas do gelo que se forma a partir da água. Seus cristais são caracterizados pelo chamado sistema hexagonal, quando todas as moléculas de água estão dispostas em uma rede volumétrica regular, com uma molécula conectada às quatro mais próximas. Esta estrutura é comum a muitos pedras preciosas e minerais - diamante, quartzo, turmalina, corindo, berilo, etc. A rede cristalina mantém as moléculas distantes umas das outras, de modo que a densidade do gelo é menor que a densidade da água a partir da qual ele é formado. Pedaços de gelo flutuam na superfície da água em vez de afundar.

Segundo a pesquisa, existem hoje cerca de 30 milhões de quilômetros quadrados de gelo em nosso planeta. A maior parte concentra-se nas calotas polares - ali a espessura da camada de gelo em alguns lugares chega a 4 quilômetros.

Como o gelo é formado?

Conseguir gelo é muito simples: basta baixar a temperatura da água, deixando-a cair abaixo de zero grau. Ao mesmo tempo, o processo de cristalização começa na água: suas moléculas estão dispostas em uma estrutura ordenada, chamada rede cristalina. Este processo ocorre igualmente num congelador, numa poça e no oceano.

O congelamento sempre começa na camada superior da água. Primeiro, formam-se nele agulhas microscópicas de gelo, que depois congelam juntas, formando uma espécie de película na superfície da coluna d'água. Em grandes massas de água, o vento vibra a superfície da água, formando ondas sobre ela, de modo que o congelamento demora mais do que em água parada.

Se a perturbação continuar, os filmes são transformados em panquecas de gelo de até 30 centímetros de diâmetro, que são então congeladas em uma única camada de pelo menos 10 centímetros de espessura. Posteriormente, o gelo novo congela nesta camada, chamada gelo jovem, por baixo e às vezes por cima, formando uma cobertura bastante forte e espessa.

A força do gelo depende do seu tipo: o gelo transparente é uma vez e meia mais forte que o gelo branco turvo. Acredita-se que uma camada de gelo de 5 centímetros já pode suportar o peso de uma pessoa, e uma camada de 10 centímetros pode suportar o peso de um carro de passeio. Mas ainda é indesejável entrar no gelo do reservatório até que sua espessura atinja 12 a 15 centímetros.

Propriedades do Gelo

A propriedade mais famosa e importante do gelo para nós é a capacidade de derreter com relativa facilidade, transformando-se em água a temperatura zero. Do ponto de vista científico, também possui outras qualidades:

— transparência, a capacidade de transmitir bem a luz;

— incolor– o gelo em si não tem cor, mas pode ser colorido por aditivos corantes;

— dureza, a capacidade de manter sua forma sem casca externa;

— fluidez- mas esta propriedade é inerente apenas a algumas modificações;

— fragilidade– um pedaço de gelo quebra mesmo com pouca força;

— decote, ou seja capacidade de se dividir ao longo de linhas cristalográficas.

A composição do gelo é caracterizada por um alto grau de pureza, uma vez que não há espaço para moléculas estranhas na rede cristalina. Quando a água congela, ela desloca as impurezas que nela estavam dissolvidas. Mas muitas substâncias dissolvidas na água inibem o congelamento - por exemplo, na água do mar, o gelo se forma a uma temperatura mais baixa do que o normal e, quando congelado, o sal é expulso da água, formando pequenos cristais de sal. Quando derretem, dissolvem-se novamente em água. Na verdade, o processo de congelamento anual da água mantém sua autopurificação de diversas impurezas por milhões de anos consecutivos.

Onde o gelo é encontrado na natureza?

No nosso planeta, o gelo pode ser encontrado onde quer que a temperatura esteja ambiente cai abaixo de zero graus (Celsius):

- na atmosfera na forma de pequenos cristais - neve ou geada, bem como grânulos maiores -;

- na superfície do planeta em forma de geleiras - acumulações centenárias localizadas nos Pólos Norte e Sul, bem como nos topos das cadeias montanhosas mais altas;

- subterrâneo na forma de permafrost - na camada superior crosta da terrra em volta .

Além disso, de acordo com pesquisas de astrônomos, o gelo, ou seja, Água congelada foi descoberta em muitos planetas do sistema solar. É encontrado em pequenas quantidades em Marte e em vários planetas anões, bem como nos satélites de Júpiter e Saturno.