Лёд: свойства, описание
ЛЁД – (1) минерал редкий для стран с жарким климатом, распространён в Арктике и Антарктике, в России широко представлен в холодное время года или в районах вечной мерзлоты, вода в твёрдом состоянии; (2) мономинеральная горная порода, состоящая из минерала лёд.
Минерал лёд встречается в виде атмосферного льда, снежного покрова, морского льда, айсбергов, ледников, подземного льда и других разностей.
Глетчер (glacier) = Ледник, от немецкого Gletscher
Глетчерный реликтовый лёд (glacier relict ice) – разновидность пластового льда, относительно чистый и мореносодержащий, сохранился в арктических регионах с окончания плейстоценового оледенения
Град (hail) – атмосферные осадки в виде частичек плотного льда, выпадающие в тёплое время года из мощных кучево-дождевых облаков; наблюдается при грозе вместе с ливневым дождём, отдельные градины имеют различную форму и размеры от 5 до 200 мм в поперечнике
Девичий лёд (fraueneis) – гипс (Кривовичев В.Г., 2008, с.119)
Донный лёд (bottom ice) – лёд, образующийся на дне водоемов и скреплённый с грунтом, имеет рыхлую пористую структуру
Жильный лёд (vein ice) – подземный лёд, образующийся при замерзании свободной воды, содержащейся в трещинах горных пород, в том числе пластовой, а также поступающей извне
Зернистый лёд (granular ice) = Фирновый лёд
Изморозь – отложение льда на различных предметах; бывает кристаллической и зернистой; кристаллическая – образуется в результате сублимации водяного пара (как правило, на длинных и тонких предметах: ветвях деревьев, проводах; обычная толщина слоя – до 1 см); зернистая – образуется при намерзании капель переохлажденного тумана, снеговидный "рыхлый" лёд, нарастающий с наветренной стороны предметов (может достигать в толщину 50 см и более)
Иней (rime) – тонкий слой кристалликов минерала лёд, образующихся из водяного пара воздуха; оседает на поверхности почвы, травы, снежного покрова и иных предметах, имеющих неположительную температуру, более низкую, чем температура окружающего воздуха
Интерстиционный лёд (interstitial ice) – лёд, образовавшийся в результате замерзания воды, находящейся в трещинах, порах и в других пустотах горной породы; к этой категории относят и погребённый лёд
Инъекционный лёд (injected ice) – генетический тип конституционного льда, образуется при кристаллизации внедрившихся в мёрзлую толщу подмерзлотных напорных подземных вод
Конжелит (congelite) – лёд, образовавшийся в результате замерзания поверхностной или подземной воды, от латинского congelo – замораживаю
Конституционный лёд (constitutional ice) – генетический тип подземного льда: внутригрунтовый лёд, образующийся во влажных горных породах; встречается как в областях развития многолетнемёрзлых пород, так и в породах сезонно-талого слоя; среди конституционных льдов различают лёд-цемент, инъекционный лёд и сегрегационный лёд
Конжеляционный лёд (congelation ice) = Конжелит
Континентальный ледник (continental glacier) – ледниковый щит, полностью покрывающий большую часть континента или площадь не менее 50 тыс. км2 (пример – ледяные покровы Антарктиды и Гренландии)
Криогенные породы (cryogenic rocks) – горные породы, вода и водяной пар которых претерпевали фазовые переходы в лёд, термин объединяет ледяные (криолиты) и льдистые (криолититы) многолетне- и сезонномёрзлые горные породы, а также продукты криогенного выветривания (криогенный элювий)
Криолит (cryolite) – термин, введенный для ледяных мономинеральных горных пород, поскольку термин лёд неоднозначен; криолиты подразделяют на конжелиты (конжеляционные льды) и хионолиты (осадочные льды); также название минерального вида, Na2NaAlF6
Криолитит (cryolithite) – льдистая горная порода, содержащая лёд-цемент, сегрегационный лёд или инъекционный лёд
Лёд-цемент (ice cement) – разновидность конституционного льда, образуется при промерзании увлажнённой горной породы и располагается между её минеральными зёрнами, цементируя их в монолитную массу
Ледник – движущееся естественное скопление льда атмосферного происхождения на земной поверхности, образуется из твёрдых атмосферных осадков там, где в течение года их отлагается больше, чем тает и испаряется (БСЭ)
Ледниковый дебрис (glacial debris) – обломочный материал, который транспортируется ледником либо включен в айсберги или в погребённый мёртвый лёд
Ледниковый стол (glacial table) – массивная каменная глыба или плита, лежащая на ледяной подставке на поверхности ледника; глыба не прогревается солнцем до её нижней поверхности и предохраняет от таяния находящийся под ней лёд
Ледяная соль (ice salt) – галит (Кривовичев В.Г., 2008, с.195)
Ледяной камень (ice stone) – минерал криолит (Кривовичев В.Г., 2008, с.195)
Ледяной полевой шпат (ice feldspar) – санидин (Кривовичев В.Г., 2008, с.195)
Ледяной шпат (ice spar) – санидин (Кривовичев В.Г., 2008, с.195)
Материковый ледник = Континентальный ледник
Мёртвый лёд (dead ice) – часть ледника, потерявшая связь с областью питания и прекратившая движение
Мёрзлые горные породы – природные минеральные и органо-минеральные геологические тела, содержащие лёд; образуются в самом верхнем слое земной коры при его кратковременном, сезонном или многолетнем промерзании; по длительности непрерывного пребывания в мёрзлом состоянии делятся на кратковременно- и сезонномёрзлые (менее одного года), перелетки (от одного года до двух лет) и многолетнемёрзлые горные породы (более двух лет) (БСЭ)
Миграционный лёд = Сегрегационный лёд
Многолетнемёрзлая горная порода – порода, не менее двух лет подряд содержащая лёд и составляющая основную массу мёрзлой зоны литосферы (БСЭ)
Мореносодержащий лёд (ice-loaded drift) – лёд со значительной примесью моренного материала, слагающий почти непрерывные горизонты в придонных частях ледников
Морозные горные породы – горные породы, охлаждённые ниже 0°С, но не содержащие льда (БСЭ)
Морской лёд (marine ice, sea ice) – лёд, образующийся при замерзании морской воды; состоит из кристаллов пресноводного льда, между которыми содержится рассол, получаемый при вымораживании морской воды; температура замерзания от -0,3 до -2,2°С; бывает неподвижным и дрейфующим
Наслуд (glimmer ice) – молодой тонкий лёд на поверхности более старого, образовавшийся из воды, которая вышла на лёд или скопилась на нём при оттепели
Осадочный лёд = Хионолит
Паковый лёд (pack ice) – морской лёд, не прикреплённый к берегу
Пещерный лёд (cave ice) – генетический тип подземного льда, образуется в подземных полостях, может иметь различные размеры, форму и строение
Плёночный лёд (sheet ice) – лёд, который образует гладкий, относительно маломощный слой и возникает в результате внезапного замерзания поверхностного слоя воды в водоёме
Погребённый лёд (buried ice) – лёд, образовавшийся на земной поверхности и затем перекрытый толщами осадочных горных пород; подразделяется на автохтонный – захороненный на месте образования, и аллохтонный – принесённый и позднее перекрытый
Подземный лёд (subsurface ice, subterranian ice) – лёд, заключённый в толщах мёрзлых горных пород (грунтов); выделяют три основных генетических типа подземных льдов: конституционный лёд, жильный лёд и погребённый лёд; по первичному происхождению бывает речным, озёрным, морским, ледниковым, техногенным и другим
Пластовый лёд – подземный лёд, образующий залежи пластовой и линзовидной формы
Речной лёд (river ice) – лёд, образующийся в результате замерзания речной воды; среди речного льда различают сало, внутриводный лёд и шугу
Внутриводный лёд – лёд, образующийся внутри водной массы реки под влиянием её переохлаждения
Сало – тонкая плёнка льда, плывущая по реке в начале её замерзания
Сегрегационный лёд (segregation ice) – разновидность конституционного льда, представленная в виде нитевидных включений, небольших гнёзд, линз и прослоев мощностью от мм до 0,5 м; образуется при замерзании воды, мигрирующей к фронту промерзания
Снег (snow) – твёрдые атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде снежинок
Снежинки – кристаллики минерала лёд, очень разнообразные по форме, но имеющие в основе шестиугольную пластинку или шестигранный столбик; диаметр снежинок от долей мм до нескольких мм; при штиле и температуре воздуха около 0°С снежинки могут при соударении соединяться в крупные хлопья диаметром до нескольких см; средняя масса отдельных снежинок от 0,0001 до 0,003 г, крупных снежных хлопьев – до 0,2-0,5 г
Фирн (firn) – крупнозернистый уплотнённый снег, состоящий из связанных между собой ледяных зёрен, переходная стадия между снегом и льдом; образуется в горных областях, расположенных выше снеговой границы, и в полярных странах, где атмосферные осадки выпадают преимущественно в виде снега и за лето не успевают растаять; снег превращается в фирн под воздействием солнечной радиации, оттепелей, в результате перекристаллизации и сублимации водяного пара; плотность фирна – 0,45-0,8 г/см3; различают инфильтрационный фирн, возникающий при повторном замерзании воды в снеге, и рекристаллизационный фирн, образующийся в результате метаморфизма снега без участия жидкой воды; от старонемецкого firni – прошлогодний, старый
Фирновый лёд (firn ice) – лёд, образующийся в области перехода фирна в кристаллический лёд ледника, отличающийся большей плотностью и незначительным содержанием пузырьков воздуха; имеет зернистую структуру, размер зёрен меняется от нескольких мм до 1-15 см
Хионолит (chionolite) – лёд, сформировавшийся из снега, а затем погребённый осадками, от греческого "хион" – снег
Шугá (frazil slush) – скопление на поверхности воды пористых белых комков внутриводного льда диаметром в несколько см, образуется из ледяного сала, снежуры, иногда из всплывшего донного льда, чаще всего в реках; может находиться в состоянии движения (шугоход) или забивать живое сечение потока, образуя зажор
(Если не указано иное, источник – Геологический словарь ВСЕГЕИ)
Природный лёд бесцветный, иногда белый или голубоватый, зеленовато-голубой (Геологический словарь ВСЕГЕИ)
Плотность льда – 0,9181 (Смольянинов Н.А., 1972, с.79); 0,9168 при 0°C (Геологический словарь, отв. ред. Паффенгольц К.Н., 1973, том 1, с.386)
При постоянной нагрузке лёд течёт (движение ледников), при мгновенной – разрушается.
Переход из твёрдого состояния в жидкое происходит при 0°C при нормальном атмосферном давлении (с повышением давления эта температура понижается). При этом лёд становится пластичным. Превращение воды в лёд сопровождается значительным выделением тепла (79,4 кал на 1 г воды) и увеличением объёма (~9%).
Природный лёд обычно значительно чище, чем вода, так как растворимость веществ (кроме NH4F) во льду крайне плохая (БСЭ).
Искусственный аналог минерала лёд легко изготовить в морозильнике – опасайтесь подделок!))
Кристаллы в виде гексагональных призм; кроме того, минерал лёд образует зернистые и плотные массы, натёки, корки, градины, снежинки (Смольянинов Н.А., 1972, с.79)
Существуют различные модификации льда: лёд I – обыкновенный, гексагональный; льды II, III, IV, V и VI устойчивы при давлении более 2000 атм; лёд VII устойчив при давлении более 40 000 атм. Все модификации льда, кроме I и IV, имеют удельный вес больший, чем вода. Кристаллы льда I призматические, пластинчатые, игольчатые, шестилучевые, звёздочки разнообразной формы, скелетные и другие формы; агрегаты: дендриты, зернистые – снег, фирн и другие; натёчные – сосульки, сталактиты, сталагмиты, наледи; концентрически-слоистые – град; выцветы – иней (Геологический словарь, отв. ред. Паффенгольц К.Н., 1973, том 1, с.386)
Известно 10 кристаллических модификаций льда и аморфный лёд. При этом лёд I – единственная модификация льда, обнаруженная в природе (БСЭ).
В зависимости от происхождения различают лёд сингенетический и эпигенетический. Первый подразделяется на донный, промёрзших водоемов, снежников, наледей, ледниковый, речной, озёрный и морской. Ко второму относятся подземные льды (сегрегационный, инъекционный, собственно жильный и повторно-жильный). По времени образования различают лёд современный и ископаемый (Геологический словарь ВСЕГЕИ).
Минерал лёд (при достаточной его распространённости) используется для передвижения на коньках, лыжах и санях;
в тундре и заболоченном редколесье российского Севера оборудуют зимние дороги (зимники); по замерзшей водной поверхности в холодных регионах проходят ледяные дороги.
Раньше природный лёд применяли для хранения и охлаждения пищевых продуктов.
С минералом лёд связан ряд стихийных явлений с вредными и разрушительными последствиями: обледенение судов, летательных аппаратов, сооружений, дорожного полотна и почвы, градобития, метели и снежные заносы, речные заторы и зажоры с наводнениями, ледяные обвалы, сходы снежных лавин, вспучивание грунтов, разрыв корней растений при образовании слоёв льда в почве и другие.
Лёд как горная порода сыграл значительную роль в формировании рельефа, особенно в ледниковые эпохи.
Интересные факты
Альпы растут примерно на 1-2 мм в год. Согласно компьютерному моделированию, до 90% вклада в процесс поднятия Альп может вносить таяние ледников (Nature Communications, 2016, v.7, article N13382)
Когда в Северном полушарии наступает зима, Австралия сдвигается на 1 мм к северо-западу, при этом северо-западная её оконечность погружается на 2-3 миллиметра, а юго-восточная, наоборот, поднимается на те же 2-3 миллиметра, но через полгода континент возвращается в исходное положение (ScienceDaily/2016/11/16)
