Терминология и характерные признаки процесса

Терминология и характерные признаки процесса

Преобразования, происходящие в выпавшем снеге при изменении условий, в которых он находится, были впервые детально описаны Паульке, хотя за последние 100 лет этому явлению уделяли внимание и другие авторы. Используя терминологию осадочной петрографии, Паульке назвал процесс «диагенезом», в то время как Ниггли и его сотрудники называли его «метаморфизмом»; последний термин подразумевает более радикальные преобразования (растворение и новая кристаллизация) кристаллического вещества. Оба термина кажутся достаточно оправданными. Мы предпочитаем «метаморфизм» как более емкий.

Метаморфизм характеризуется следующими тремя процессами, проявляющимися в совокупности или каждый в отдельности:

1. Перераспределение ледяной материи, непосредственно прилегающей к кристаллу, возникает в результате термодинамической нестабильности поверхности кристалла.

2. Интенсивный переход льда, превращающегося в пар, возникает благодаря разности температур и разной концентрации водяного пара в различных точках внутри снежной толщи.

3. Таяние кристаллов снега и замерзание талой воды.

Назвал первые два процесса соответственно «деструктивным» и «конструктивным» метаморфизмом; третий процесс можно назвать «метаморфизмом плавления». В настоящей статье рассматривается метаморфизм только сезонного снежного покрова.

Деструктивный метаморфизм. Деструктивный метаморфизм начинается с того, что крупные звездообразные кристаллы снега распадаются на отдельные части. После этого наиболее мел кие частицы испаряются, а пар конденсируется на более крупных, которые при этом увеличиваются в размерах, превращаясь в округлые изометрические, продолговатые или неправильной формы зерна примерно одинаковой величины. В процессе этих преобразований происходит непрерывное увеличение внутренних сил сцепления в снежной толще, особенно если сближению зерен способствуют внешние силы.

Конструктивный метаморфизм характеризуется интенсивным ростом некоторых расположенных в благоприятном для этого положении кристаллов за счет поглощения ими других, ориентированных иначе. Таким образом, число зерен в единице объема снега непрерывно уменьшается. Поскольку связи между зернами увеличиваются медленнее, чем происходит рост кристаллов, часто наблюдается ослабление внутреннего сцепления. Когда мы говорим о метаморфизме, понятия «зерно» и «величина зерна» в известной степени условны, поскольку зерна возникают в результате механического разрушения одних кристаллов и поглощения их другими, и часто одно зерно может состоять из двух или большего количества сросшихся отдельных кристаллов.

Помимо роста кристаллов, наиболее характерной особенностью конструктивного метаморфизма является изменение их формы. Из неправильных зерен в процессе метаморфизма часто вырастают кристаллы самых различных видов. Сначала на углах кристалла образуются типичные наросты. В более поздней стадии возникают пустотелые чашеобразные кристаллы гексагональной формы (оси с параллельны осям чаш) или обломки таких кристаллов. Структура этих кристаллов весьма оригинальна. Часто обнаруживается, что базисные плоскости чашечек расположены на разных уровнях. На призматических гранях также могут появляться наросты (прямоугольное расположение). Всю эту хрупкую смесь называют «глубинной изморозью». Наилучшими условиями формирования глубинной изморози обладают самые нижние слои снежного покрова, однако и промежуточные слои могут обнаруживать тенденцию к возникновению конструктивного метаморфизма, особенно в периоды холодной и сухой погоды. Все же наиболее благоприятные условия для развития конструктивного метаморфизма (разность температур, прогрессирующий деструктивный метаморфизм и т. д.) обычно создаются в приземном слое. Вырастающие здесь кристаллы отличаются по форме от тех, которые возникают в более высоких слоях, и среди них преобладают кристаллы в виде пластинок или призм. Такой снег характеризуется слабым внутренним сцеплением и, в частности, мало отвердевает при уплотнении. Лыжники называют его «хороший рыхлый снег» или «отстоявшийся снег».

Метаморфизм плавления. Среда, в которой развивается метаморфизм плавления, представляет собой изотермическую систему изо льда, воды и водяного пара. Происходит ли в этом случае преобразование твердой составляющей снега, пока не известно. В ледниках зоны умеренного климата рекристаллизация и перекристаллизация изучены значительно лучше. При первом же таянии снега наблюдается ослабление внутреннего сцепления. При последующем замерзании — явление, частое в альпийском климате,- наблюдаются заметные изменения в форме и величине зерен, а также и в связях между ними. Повторения процесса, соответствующего «альпийской фирнизации» (в отличие от полярной фирнизации), приводят к тому, что образуется структура в виде бусинок или полусфер (сегментов). При этом связи между отдельными кристаллами могут отсутствовать.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.