Роль метаморфизма в эволюции снежного покрова

Роль метаморфизма в эволюции снежного покрова

Практическое значение метаморфизма заключается в его воздействии на механические свойства снега, в частности:

1) на прочность (сжатие, растяжение, сдвиг);

2) на способность увеличивать прочность;

3) на пластичность.

Свежевыпавший снег имеет определенную (правда, небольшую) прочность, зависящую частью от сцепления между собой ветвистых кристаллов, а частью от структурных связей.

Благодаря тому что ветвистые кристаллы сцепляются между собой, свежевыпавший снег может ложиться на очень крутые склоны и часто образует нависающие выступы с подветренной стороны хребтов (снежные карнизы.- Перев.). По мере развития деструктивного метаморфизма зубчики на кристаллах испаряются и сцепление между кристаллами ослабляется. Если рост структурных связей происходит медленно, то слой свежевыпавшего снега, лежащий на крутом склоне или образующий снежный карниз, может соскользнуть, как это происходит с рыхлым снегом. В то же время, если благодаря воздействию каких-либо внешних сил снег успевает уплотниться до возникновения конструктивного метаморфизма, такой слой может оказаться весьма прочным.

С развитием конструктивного метаморфизма пластичность снега и в еще большей степени его способность к уплотнению резко уменьшаются. Если каким-либо способом уплотнить метаморфизованный снег, то по прошествии некоторого периода времени прочность его снова станет такой, какой она была до уплотнения, либо несколько большей, однако в любом случае она будет меньше, чем у свежевыпавшего снега. Особый случай представляет перемешивание метаморфизованного снега в роторном снегоочистителе или в лавине. Здесь происходит распыление метаморфизованного снега и перемешивание его с другими фракциями; такая смесь отвердевает в течение нескольких часов.

Деструктивный и конструктивный метаморфизм в сочетании с давлением создает различия в прочности и других свойствах внутри снежного покрова. При сильных снегопадах. (когда выпадает снега 50 см и более) снег обычно быстро уплотняется и образует прочные слои; отдельные небольшие снегопады, разделенные периодами сухой и холодной погоды, приводят к появлению рыхлых, механически слабых прослоек в профиле снежной толщи. Прочность приземных слоев снежного покрова, где конструктивный метаморфизм развивается особенно быстро, к середине зимы, когда в результате зимних снегопадов нагрузка увеличивается, обычно бывает низкой. Более поздно выпавшие слои снега уплотняются лучше.

Каждая зима имеет свои особенности, поэтому в типах профилей снежной толщи наблюдаются весьма резкие различия. Это особенно характерно для альпийских условий; в полярном фирне метаморфизм хотя и наблюдается, но в значительно меньшей степени. Видоизменения внутри естественного снежного покрова часто приводят к образованию лавин. Рыхлые слои снежной толщи являются причиной возникновения лавин из снежной плиты; они же образуют горизонты скольжения обрушивающегося снега. Под действием нормального давления в слоях разрыхленного метаморфизмом снега или глубинной изморози происходит полное структуры, за которым следует сдвиговый излом. При разрушении структуры прочность снега на сдвиг резко уменьшается .

Метаморфизм, кроме того, играет важную роль в тех случаях, когда необходимо уплотнить снег при прокладке путей для транспорта. Разумеется, в обычных условиях снег с дорог или взлетно-посадочных полос на аэродромах сметают, однако бывают случаи, когда необходимо уплотнить снег для движения транспорта. При постоянном движении транспорта (или соответствующем этому периодическом уплотнении снега с помощью каких-либо технических средств) такие укатанные поверхности могут сохранять свою прочность в течение длительного времени и теряют ее лишь с наступлением периода таяния. Однако нижние слои снега под уплотненной поверхностью подвергаются угрозе развития в них конструктивного метаморфизма. Однажды начавшийся процесс остановить чрезвычайно трудно, и в скором времени машины на такой поверхности начинают продавливать своим весом верхнюю, относительно прочную корку. Накопленный опыт позволяет уменьшить или хотя бы замедлить формирование глубинной изморози; для этого необходимо либо уплотнять каждый слой свежевыпавшего снега (сразу после окончания снегопада), либо тщательно перемешивать снег каким-либо механическим способом. Причины ослабления метаморфизма при уплотнении или перемешивании снега можно уяснить из рассмотрения процесса метаморфизма.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.