Какие есть виды природных льдов

Лёд: классификация, температура, свойства, применение

Лёд – это вода в твердом агрегатном состоянии. Мы часто встречаем его в повседневной жизни: в холодное время лёд сковывает реки и лужи, появляется в виде ледяных узоров на окнах, сосульках на крышах. Мы можем приготовить его в любое время в холодильнике.

Лёд выполняет важную роль на Земле: участвует в круговороте воды в природе, снабжает нашу планету огромным объёмом пресной воды и сдерживает глобальный уровень воды в мировом океане.

Не только вода подвергается замораживанию. Поэтому название «лёд» получили и другие вещества. Например, существует сухой, аммиачный, метановой.

В данной статье мы подробно остановимся на природном кристаллический льде, который получается при замерзании воды. Рассмотрим: уникальные свойства, температуру, плотность, формулу и разновидности льда, которые создаются в лабораторных условиях при разном давлении и температуре.

Что такое лёд

Лёд – (вода в твердом агрегатном состоянии), твердое тело, образующееся из воды при понижении ее температуры до нуля и ниже. Образование происходит в результате кристаллизации – изменения состояния молекулярной решетки. Химическая формула — H2O. Рассмотрим строение молекулы на изображении № 1.

Кристаллическая структура напоминает структуру алмаза. Каждая молекула Н2О связана с тремя молекулами в своём слое и с одной молекулой соседнего слоя.

Лёд в природе

Изучением природных льдов во всех разновидностях на поверхности Земли, атмосфере, гидросфере, литосфере занимается наука – Гляциология.

Рассмотрим подробнее основные виды льда:

Атмосферный

Образуется в атмосфере и на земной поверхности. Выпадает на Землю в виде осадков: снега, инея, града. Также может образовать ледяные облака и туман.

Ледниковый (глетчерный)

Образуется в результате накопления и его последующего преобразования в ледяную массу. Ледники занимают 11 процентов суши. Наибольшая часть ледников расположены в Антарктиде. Самый известный шельфовый ледник Его площадь превышает 500 тыс. км2, а толщина льда достигает 700 м.

Подземный

Находится в верхней части земной коры. Основная масса находится в Северном полушарии. По подсчетам ученых запасы достигают от 0,3 до 0,5 млн км3

Морской

Образуется в море, океане при замерзании воды. Различают следующие виды:

• Припай – прикрепленный к берегу или отмели ледяной покров. Его площадь может достигать от несколько метров до тысячи километров.
• Паковый (многолетний) – морской, толщиной не менее 3 метров.
• Плавучий (дрейфующий) – это айсберги, обломки льдин.

По форме айсберги бывают столообразные и пирамидальные. Часто достигают гигантских размеров. Площадь гигантов уменьшается прогрессивно по мере их продвижения в более низкие широты.

Космический

Ледяной покров можно встретить в солнечной системе: на планетах, спутниках, кометах.

Температура

На Земле практически весь лёд относится к одному виду, названному «обычный кристаллический» или по-научному — лёд Ih.

Кристаллический лёд (Ih) образуется при t от 0 °C и ниже, соленая вода замерзает при t 1,9 °C. При нагревании тает и снова превращается в воду.

Существуют другие виды льда, созданные в экспериментальных условиях. Для них соответствует своя температура и давление. Рассмотрим изображении № 3.

Плотность

Уникальные свойства молекулы воды позволяют ей трансформироваться в разные агрегатные состояния: жидкое, твердое, газообразное. Молекула льда, как и жидкой воды, имеет один и тот же состав.

Одна молекула состоит из трех атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью.

Плотность льда (р-0,917 г/см3), жидкой воды (р-0,9982 г/см3)

Рассмотрим различия в строении молекулы на изображении № 4.

В кристалле льда между молекулами воды остаются пустоты. Объем пустот чуть больше, чем размер отдельной молекулы воды. Поэтому он имеет наименьшую плотность.

Таким образом, образующийся зимой ледяной покров не тонет, а плавает на поверхности воды, так как его плотность меньше плотности жидкой воды.

Иначе все водоемы зимой наполнились бы льдом, и в них не могли бы существовать живые организмы. Большинство других веществ увеличивают свою плотность при замерзании.

Физические свойства льда

1. Самое известное свойство – способность таять или расплавляться.
2. Бесцветность и прозрачность. В больших скоплениях пропускает свет и приобретает синеватый оттенок.
3. Твердость (сохраняет форму).
4. Плавучесть (плотность меньше чем воды).
5. Непрочность (хрупкость).
6. Спайность (раскалывается по кристаллографическим направлениям).
7. Необычное свойство – большинство растворенных в воде примесей не передается льду, когда он начинает расти; они вымораживаются.

Виды и фазы

В настоящее время науке известны следующие разновидности и фазы. Подробная информация предоставлена на изображении № 3.

Получение

В современном мире получение льда – процесс доступный. Достаточно взять любую емкость, наполненную водой, поставить на время в морозилку и получить твердое состояние воды.

Ледяной покров появляется при замерзании воды, при температуре от 0°C и ниже. Замерзание начинается с верхнего слоя. В ней образуются микроскопические ледяные иголочки, которые затем смерзаются между собой.

Применение

Лед имеет широкий спектр применения в разных сферах жизнедеятельности:

• для очистки питьевой воды;
• для хранения и охлаждения пищевых продуктов, напитков, медицинских препаратов;
• для изготовления ледяной гидросмеси;
• используют, как материал для строительства жилища;
• для некоторых видов спорта используются катки с искусственным охлаждением;
• помогает изучить прошлое нашей планеты и явлений космоса;
• аморфный вид используют в некоторых научных экспериментах, особенно электронной криомикроскопии.

7 интересных фактов

1. Лед снабжает планету пресной водой и сдерживает глобальный уровень воды в мировом океане
2. Обладает меньшей плотностью, чем вода. Благодаря этому морские жители продолжают свою жизнедеятельность. Большинство других веществ увеличивают свою плотность при замораживании.
3. Способен к самоочищению. Замёрзлая, вода вытесняет примеси которые были в ней растворены.
4. Более 2/3 запасов пресной воды на Земле хранится в ледниках.
5. Существует не только на Земле. Встречается в солнечной системе, на кометах, других планетах.
6. В Антарктиде сосредоточено 90% от всех льдов суши.
7. Общая площадь вечной мерзлоты на Земле — 35 млн км². Грунтовые воды находятся в виде льда, глубина иногда превышает 1000 метров.

Подведём итоги

Лед – одно из уникальных явлений природы на Земле. Он всегда приковывал к себе пристальное внимание. Ученые постоянно проводят исследования в данной области, открывая новые фазы и виды.

Вода на Земле существует в трех агрегатных состояниях: жидком — это ее преимущественное состояние, твердое (лед), газообразное (водяной пар). Благодаря этому происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле.

Источник

какие существуют виды природных льдов

По стадии развития льды делятся на начальные (ледяные иглы, сало, внутриводный лед), молодые (блинчатый, склянка, нилас, серый, белый) и многолетние (пак); по положению — на припай (неподвижный, примерзший к берегу лед) и дрейфующие льды; по происхождению — на речные, глетчерные, морские и т. д. По возрасту различают весенний лед (образовавшийся перед текущим летом), годовалый, или однолетний, лед (перезимовавший) и многолетний лед (существующий не менее двух зим). Наименьшая прочность и наибольшая соленость у весеннего льда, самая большая прочность — у многолетнего. В океане дрейфующие льды встречаются в виде ледяных полей и их обломков. Наибольшего распространения ледовый покров в океанах достигает в конце зимы: к апрелю в Арктике, где он занимает площадь около 11 млн. км2, и к сентябрю в Антарктике — около 20 млн. кмг. Кроме морских льдов в океане встречаются огромные плавающие массы материковых льдов — айсберги, или ледяные горы. Эти массы льда отрываются от береговых ледников Антарктиды, Гренландии, Шпицбергена и других полярных островов. Иногда материковые льды могут занимать и значительные участки прибрежной акватории, например шельфовый ледник Росса в Антарктиде, площадь которого превышает 500 тыс. км2, а толщина льда достигает 700 м. Этот гигантский ледник полностью вытеснил воду с океанского шельфа. Со стороны континента он питается долинными ледниками Бирдмор, Бэрда и другими, а в океан, точнее — в окраинное море Росса, обрывается почти 900-километровым ледяным барьером высотой до 50 м.

Источник

Льды Арктики: увидеть красоту Севера

Льды Арктики находятся не в самом удобном и безопасном месте нашей планеты. Этот край суров и опасен, многие отважные путешественники прошлого нашли в нем свое последнее пристанище. Конечно, в наше время путешествие на далекий север можно организовать с известной долей комфорта, однако легкой прогулкой оно точно не будет.

Тем не менее, результат стоит всех затраченных усилий. Красивейшие ледники и ледяные цветы, необычные пейзажи и животные не оставят равнодушными даже самых опытных путешественников. В нашей статье мы расскажем о том, в чем необычность арктических льдов, куда нужно ехать, чтобы их увидеть, и какое снаряжение может потребоваться в такой экспедиции.

Отличия Арктики от Антарктики

Не каждый человек сможет дать четкое определение Арктике, Антарктике и Антарктиде. Три совершенно разных понятия, которые многие путают. Объединяет их лишь суровый заснеженный климат.

Виды льдов в Арктике

Но на этом основное сходство заканчивается. Чтобы понять разницу, лучше воспользоваться таблицей.

Параметры для сравнения	Арктика	Антарктика
Название	Слово происходит от греческого и означает «Медведь»	Двусоставное слово, состоящее из «Анти» — против и «Арктика» — медведь. Дословно переводится как «против медведя» — в противоположной от него стороне (от Арктики)
Место на карте мира	Север	Юг
Определение и соседствующие океаны	Северный Ледовитый. Арктика — это полярная область Земли, включающая часть материков Евразии и Северной Америки. Внешний вид напоминает замерзший океан	Индийский, Тихий, Атлантический. Географическое понятие — материк, самый высокий континент Земли.
Показатели температур	Температурный минимум составляет –68°С. Имеет более теплый климат	Минимум составляет –89°С. Максимальная летняя температура не превышает – 10−15°С
Территориальная принадлежность	Граничит с 5 странами: Россия, США, Норвегия, Канада, Дания.	Международная территория
Население	Постоянно проживают около 4 млн человек, более 100 народностей. Регулярно приезжают исследовательские группы.	Коренных жителей нет. В разные сезоны поживают только сотрудники станций, от 1000 зимой до 4000 летом
Научно-наблюдательные пункты	Ведется постоянное строительство дрейфующих станции, носящих временный характер	На данный момент 89 постоянных станций, большая часть из них не эксплуатируется
Животный мир	Обитают 2 десятка видов животных, основной представитель — белый медведь	Обитает 4 вида пингвинов, тюлени, морские леопарды и слоны, несколько видов птиц. Кроме этого, присутствует около 70 видов беспозвоночных и множество рыб

В географическом плане Антарктида — это материк, который является частью территории Антарктики. В свою очередь Антарктика состоит из суши, соседних островов и вод океана. Слово «Антарктида» происходит от романизированной версии греческого слова, означающего «напротив севера».

Отличия Арктики от Антарктики

Большинство людей под словами Антарктика и Арктика подразумевают одно и то же, т.е. равнинную область, покрытую снегом и льдами, где обитают белые медведи, пингвины и нет растительности. Но в сущности это разные места, не имеющие ничего общего. Арктический климат более «мягкий», там проживают люди, туда приезжают путешественники. Антарктида хоть и не населена людьми, но имеет богатый животный мир, в особенности изобилие рыбы.

Виды льдов в Арктике

Льды Арктики разделяют на два вида: наземные и подземные. Ледники — это природные массы льда атмосферного происхождения, образованные при взаимодействии рельефа и климата. Ледники состоят из снега и морского льда, они имеют область питания — то место, где нарост льда превышает таяние, и область расхода — уменьшение площади под воздействием солнца и естественного откалывания (образования айсбергов). Сила тяжести воздействует на лед, и он перемещается из 1-ой области во 2-ую. Скорость перемещения составляет от нескольких сотен метров в год до нескольких сотен метров в сутки.

Ледники Арктики делят на две основных группы: горные и покровные. Размер и форма первых определяются рельефом места образования, а вторые — это толстые массы, перекрывающие все неровности рельефа, такой ледник передвигается в зависимости от своего уклона. Относительно небольшие покровные ледники называют куполами.

Существуют и другие виды ледников, переходные от одной группы к другой. Например, сетчатые — образуются при слиянии горных видов.

Каждый новый образованный ледник самостоятельно создает себе условия для дальнейшего развития. Когда льды вырастают до огромных размеров, они влияют на климат, понижая температуру. Антарктида и Гренландия, как гигантские «морозильники» планеты влияют на ее климат в целом. Льды Арктики, расположенные на поверхности, относятся ко всем видам ледников Земли; самыми крупными из них являются ледники Новой и Северной Земли, Гренландии, Исландии, части островов полярного архипелага Канады и Шпицбергена.

Ледниковые купола зачастую покрывают целые небольшие острова. Горные и покровные группы ледников вместе представляют собой ледяные долины с расположенными на них ледяными гребнями и вершинами. Такой рельеф более присущ территории Аляски, архипелагу Шпицбергена и Канадскому. Гренландия — самый большой остров в мире, покрытый льдами.

Удивительное преображение льда в Арктике

В Арктике имеет место быть явление под названием «ледяные цветы» — это невероятной красоты природный фактор. Это похоже на хлопья или пену, плавающую на поверхности воды. «Ледяными цветами» ученые называют кристаллы, которые вырастают на тонком льде и имеют высоту в несколько сантиметров. Способов образования таких цветов несколько. Первый: воздух перенасыщен влагой, содержащаяся в нем вода на поверхности льда превращается в кристаллики. Процесс тот же самый, что при образовании инея. Второй способ: морская вода поднимается по льду, и соль кристаллизуется.

Удивительное преображение льда в Арктике

Но главная причина появления этого красивого явления Заполярья вызвана глобальным изменением в структуре самих льдов. Рост цветов изо льда возможен только на чистом тонком льду. Профессоры Кембриджского Университета кафедры теоретической геофизики Роберт Стайл и Грей Уорстер доказали, что на ледяные цветы не влияют ни соль, ни влага.

Они провели исследование, проверили расчеты в лабораториях и сошлись во мнении, что для их роста нужны два фактора – тонкий слой льда и минимум 20°С разницы между его температурой и температурой воздуха. Можно предположить, что теоретически ледяные цветы возможны и в пресной воде.

Вода может переходить из твердой фазы в газообразную, пропуская жидкую, не только на северном полюсе. Пример такой сублимации: когда стираное белье высыхает на морозе. Поэтому, имея температуру воздуха менее -20° С, а поверхности льда около 0° С, да еще если нет ветра, на ледяной поверхности образуется слой воздуха, перенасыщенный влагой. Эта влага соприкасается с морозным воздухом, за счет чего резко охлаждается и опять конденсируется на поверхности, приобретая форму кристаллов. Со временем на кристаллах оседают соляные аэрозоли. В ледяных цветах содержание соли примерно в 4 раза выше, чем в морской воде.

Благодаря Г.Уорстеру, его изучению данного явления, и появилась «соляная» теория роста кристаллов. К сожалению, ледяные цветы живут недолго. Ведь их рост возможен только на новом тонком льду, и как только его толщина начинает увеличиваться, а температура падать, цветы «умирают». Также продолжительность жизни цветов зависит от влажности слоя льда, показатель которой очень изменчив. На это влияет множество внешних атмосферных факторов.

Удивительное преображение льда в Арктике

Ученые Кембриджского Университета в своих исследованиях утверждают, что могут прогнозировать появление «ледяных цветов». Они считают, что этот процесс необходимо контролировать, так как это красивое явление, как оказалось, не такое уж безобидное. «Цветы» выделяют в атмосферу немало соединений брома, что негативно влияет на состояние озонового слоя. Точных данных, насколько это количество выделений опасно, еще нет. Но факт остается фактом: объем однолетних льдов в Арктике увеличивается. А так как цветы вырастают на свежем льде, то угроза становится очевидной.

В каких местах можно увидеть арктические льды в 2021 году

В Арктике много разных видов ледников, застывшие массы воды имеют различную форму и размеры. Про купола мы уже упоминали: они образуются из покровных ледников, которые скрывают любые неровности рельефа. Имеется много случаев, когда ледниковые купола занимают всю площадь небольших островов. Это явление часто встречается у берегов Гренландии.

Одними из самых интересных мест для наблюдения за арктическими ледниками являются полярный архипелаг Шпицберген, принадлежащий Норвегии, Новая и Северная Земли, а также Земля Франца-Иосифа, где расположен заповедник с таким же названием.

Остров-ледник Гренландия расположен в арктической зоне. Имеет холодный климат, с перепадами температур от -10 °C до -30 °C, поэтому лед в центральной части острова не тает даже летом. Страна полярного холода простирается больше чем на 20 градусов широты, и около 80 % ее территории покрыто льдами. Их масса так велика, что поверхность в центре острова в буквальном смысле прогнулась и опустилась ниже уровня моря.

Максимальная толщина ледников в этой зоне доходит до 400 метров, которые, сливаясь, представляют собой ледяные щиты. Но не смотря на не совсем комфортные условия для проживания, на ледниках есть жизнь. Там обнаружено несколько видов водорослей и, как ни странно, один вид блох. Части ледников Арктики периодически откалываются, превращаясь в плавучие айсберги, которые сопровождают ледоколы и буксиры в море.

В каких местах можно увидеть арктические льды в 2021 году

Начать любоваться арктическими ледниками можно от Северного полярного круга, для этого не обязательно уходить глубоко на север. В зону Арктики попадают территории пяти государств: США, Норвегии, Дании Канады и России. Российская часть арктических земель самая большая. Те, кому интересен мир льдов и кто желает посетить полярные районы, могут приехать в природный заповедник «Земля Франца-Иосифа».

Он расположен выше 80° северной широты — это самый северный участок Евразии и до Северного полюса оттуда ближе. Внутри заповедника расположены массивные ледники, которые точно произведут впечатление на каждого. Кроме «Земли Франца Иосифа», можно направиться в национальный парк «Русская Арктика» — самая северная и самая большая охраняемая природная территория России.

Для тех, кто может себе позволить существенные денежные расходы и получить настоящее наслаждение от просмотра ледников Арктики, есть возможность отправиться в путешествие на Северный полюс. Атомные ледоколы регулярно совершают туда экспедиции.

Какое снаряжение нужно взять для путешествия к ледникам Арктики

Безусловно, отправляясь в Арктику, нужно запастись теплыми вещами. Какая одежда и вещи понадобятся:

• теплая верхняя одежда: непромокаемая и непродуваемая куртка, штаны или комбинезон;
• обязательно теплый головной убор;
• удобная обувь: выбор лучше сделать в пользу материала из этиленвинилацетата (Эва);
• шерстяные носки, чулки, колготки, которые защитят от холода и сильного ветра;
• функциональное нижнее белье, сохраняющее тепло: сорочки, футболки, майки, кальсоны, трусы;
• толстовки — практичная и удобная одежда, подойдет флисовая ткань;
• варежки или перчатки — такой аксессуар просто необходим в Арктике, если вы планируете много фотографировать. Оптимально будет надеть сначала тонкие перчатки, а поверх теплые варежки — в таком случае пальцы будут всегда защищены;
• косметичка — положите в нее жирный питательный крем для кожи рук и лица и обязательно защитное средство от УФ-лучей. Солнце в арктических льдах очень коварно и обжигает в два раза сильнее, отражаясь от снега;
• походная аптечка — стандартный набор лекарственных средств в дорожной аптечке нужно увеличить за счет мазей/бальзамов от возможных травм и растяжений, простудных и жаропонижающих препаратов, а также других средств, которые могут помочь при простуде;
• небольшой чемоданчик под сувениры.

Если вы планируете путешествие к полярным льдам Арктики на снегоходах, то список будет немного другим:

• термобелье;
• костюм или свитер с высоким горлом из теплых материалов;
• термоноски — две пары на смену;
• хлопковые носки — три пары;
• шерстяные носки — одна пара;
• зимний костюм или комбинезон из плотной непродуваемой ткани, как верхняя одежда. Лучше, если он будет специальный, пригодный для езды на снегоходе. Костюм должен полностью перекрывать «открытые» участки тела, а низ штанов иметь резиновую подкладку, которая плотно соприкасается с обувью. В области колен и седалища должен быть уплотненный материал. Защитная одежда выдерживает температуру до -35 градусов;
• зимние сапоги из EVA-материала с теплыми гольфами или колготами. Такая обувь имеет малый вес, увеличенную толщину подошвы, удобную морозостойкую вставку, которые обеспечивают термокомфорт ног при температуре до -50 градусов;
• флисовые или хлопчатобумажные перчатки и специальные варежки, защищающие от ветра и влаги;
• теплый шарф и шапка, плотно закрывающая уши;
• балаклава;
• удобная снегоходная сидушка, которая состоит из нескольких слоев пенополиэтилена;
• пенополиэтиленовый походный коврик — он обеспечивает отличную теплоизоляцию, водоотталкивающий, эластичный и износостойкий. Толщина коврика должна быть более 10 мм;
• спальник, предназначенный для экспедиций к льдам Арктики и выдерживающий экстремальные морозы;
• рюкзак или мешок-баул: достаточный объем до 100 литров;
• фонарь, который закрепляется на голове, и запасные батарейки;
• специальные очки для езды с высокой степенью защиты от УФ-лучей и футляр к ним;
• очки для зрения или линзы, если носите.

Источник