Ледниковый ручей
Ледниковый поток — это канализованная область, образованная ледником, в которой скапливается и течет жидкая вода. [1] Ледниковые потоки также обычно называют «ледниковыми потоками» и/или «потоками талой ледниковой воды». На движение воды влияет и направляет гравитация и таяние льда . [1] Таяние льда образует различные типы ледниковых потоков, такие как надледниковые, англяциальные, подледниковые и прогляциальные потоки. [1] Вода попадает в надледниковые потоки, расположенные на вершине ледника, фильтруя снег в зоне аккумуляции и образуя лужи слякоти в зоне FIRN . [2] Вода скапливается на вершине ледника в надледниковых озерах и в надледниковых ручьях. [2] течет Затем талая вода через различные потоки, либо попадая внутрь ледника в ледниковые каналы, либо под ледник в подледные каналы. [2] Наконец, вода покидает ледник через прогляциальные ручьи или озера. [2] Прогляциальные потоки не только служат конечной точкой, но также могут принимать талую воду. [2] Ледниковые потоки могут играть значительную роль в энергетическом обмене и переносе талых вод и наносов . [3]
Формирование потока/канала
[ редактировать ]Ледники разрушаются и откладывают отложения, продвигаясь и отступая. [4] Эрозия происходит путем истирания и выщипывания . [4] Эти процессы зависят от множества факторов, таких как тектоническое движение плит , вулканическая активность и изменения в составе атмосферного газа. [5] Ледниковая эрозия часто приводит к образованию U-образных долин . [6] Эти долины обеспечивают направленное движение воды, как это наблюдается в ледниковых потоках с талой водой. [6] Подледная речная эрозия и ледниковый смыв происходят в результате таяния ледника и создают потоки воды, которые могут разрушать коренные породы . [4] Ледниковые потоки могут иметь ширину и высоту от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. [3] Потоки можно классифицировать по трем показателям: поверхность, разрез и каньоны. [3] На разрез и извилистость влияют расход и наклон . [3] Чем больше расход и наклон, тем быстрее разрез и выше извилистость. [3] Чем выше извилистость, тем больше долина между вершинами берегов. [3] Это приводит к образованию трапециевидных каньонообразных долин. [3] На уклон ручья влияют топография основания , толщина и поток льда, а также абляция ледника . [3] Реальный пример формирования русла потока талой воды показан на этом видео Фокса ледника .
Географическое распространение
[ редактировать ]
Ледниковые потоки встречаются по всему миру в регионах присутствия ледников. [3] часто расположены в высоких широтах или альпийских условиях. [7] Дистанционное зондирование и другие ГИС- системы часто используются для обнаружения и изучения этих потоков. [3] [8] Длина ледниковых потоков существенно различается в разных регионах, часто зависит от размера водораздела, в котором он расположен, и характеристик ледника, образовавшего русло потока . [2] [3]
Примером ледникового потока является река Рупал .
Гидрология ледниковых потоков талой воды
[ редактировать ]Расход ледниковых потоков колеблется в течение года в зависимости от таяния снегов, абляции ледников , таяния границ русла и осадков . [3] Расходы увеличиваются весной и достигают максимума летом, когда более высокие температуры способствуют притоку талой воды . [7] Талая вода вносит основной вклад в годовой водный баланс многих ледниковых ручьев. [7] Количество талой воды, которую получает ледниковый поток, зависит от размера водораздела, в котором он расположен; более крупные водоразделы, как правило, имеют большее скопление снега и, следовательно, высокие показатели талой воды и годового стока. [3] Однако в регионах с заметным присутствием ледников ледниковые потоки получают в среднем только 52% талой воды; большая часть стока талых вод поступает в трещины окружающего ледника. [3]
Ледниковые потоки часто подвергаются паводкам весной и летом из-за таяния ледников. [9] Эти импульсы паводков изменяют скорость и импульс расхода потока, часто увеличивая состав питательных веществ, растворенных веществ и растворенного газа в ледниковом потоке. [9] Продуктивность экосистемы часто бывает самой высокой в ледниковых потоках, скорость расхода которых колеблется. [9]
Экология
[ редактировать ]Тяжелое состояние ледниковых потоков обусловлено не только тем, что ледниковые потоки часто расположены на большой высоте и широте, но и постоянным вкладом таяния снега. [10] Таким образом, низкая температура воды, переменный расход воды, нестабильность грунта и русла реки, а также повышенная мутность и наносы являются типичным состоянием ледниковых потоков. [10]
Рост беспозвоночных в ледниковых потоках протекает быстрее, характеризуется большей массой тела. [10] Причины - низкий уровень конкуренции и обильный источник пищи из-за меньшего количества выживших организмов. [10] Доминирующим видом является Diamesinae из подсемейства хирономид . [10] Другие виды, способные жить в ледниковых потоках, включают Orthocladiinae , который является вторым доминирующим видом в холодных потоках, бентосные водоросли, перифитон и семейство насекомых Chironomidae . [10]
Летом ледниковые потоки испытывают сильный поток из-за таяния льда. [8] Высокий поток характеризуется высокой мутностью и переносом наносов , что снижает биомассу резидентного перифитона. [8] В конце лета таяние льда уменьшается и сток ручья уменьшается, что приводит к увеличению численности перифитона. [8]
Более того, в ледниковых потоках одинаковой широты и высоты бета-разнообразие аналогично и увеличено по сравнению с неледниковыми участками.
Типы потоков
[ редактировать ]Альпийские ручьи можно охарактеризовать как кырал, креналь или ритрил, и они различаются по экологии. [11]
Кирал
[ редактировать ]Ручьи Кырал - это самое верхнее течение ледниковых ручьев, расположенное над постоянной снеговой линией ледников. [11] Эти потоки питаются талой ледниковой водой и имеют температуру ниже 4°C. [11] Низкие температуры контролируют организмы, обитающие на этом участке ручья. [11] Как правило, в пределах первых нескольких метров ниже входа ледника организмы отсутствуют; Ниже по течению организмы увеличивают свою численность и разнообразие. [11] Типичными видами кыраловых ручьев являются диамезиновые хирономиды и симулииды . [11] Эти организмы питаются водорослями и аллохтонным органическим веществом. рыбы, покрытосеменные и планктон . В этом сегменте не встречаются [11]
креналь
[ редактировать ]Ручьи Кренал (также известные как Спрингбруки) можно найти на любой высоте и берут свои источники из грунтовых вод. [11] Этот источник воды обеспечивает ручью хорошо насыщенную кислородом среду с постоянным расходом и стабильной температурой, варьирующейся всего на 1-2°C в течение года. [11] Эти условия позволяют разнообразному сообществу организмов населять окружающую среду. [11] различные виды водорослей, мхов и тундровую растительность. Здесь можно встретить [11] Некоторые рыбы, такие как арктический голец , используют эти ручьи в качестве нерестилищ в зимние месяцы. [11] На возвышенностях Chironomidae , особенно Diamesa . доминирующей фауной являются [11] На более низких высотах амфиподы , изоподы и моллюски . преобладают [11]
Ритрал
[ редактировать ]Источники ритмических потоков возникают в результате таяния снегов, в результате чего вода становится мягкой, состоящей преимущественно из натрия ионов . [11] Температура варьируется в широких пределах: 5-10°C. [11] Растительность здесь представлена в основном мохообразными и макроводорослями, такими как хризофиты , хлорофиты , цианофиты и родофиты . [11] Из беспозвоночных Plecoptera , Ephemeroptera , Trichoptera , Diptera , турбеллярии , акарины , олигохеты и нематоды . в этих ручьях обычно встречаются [11] В этой среде обитает ограниченное количество видов рыб, таких как лососевые , а иногда и форель , сом или дротики . [11]
Человеческое воздействие
[ редактировать ]Изменение климата
[ редактировать ]Отступление ледников, вызванное изменением климата, может уменьшить влияние сезонного стока ручьев, а также повлиять на источники воды в ручье. [8] [12] уменьшится Ожидается, что с отступлением ледников в конечном итоге поток поверхностных вод . [8] Это связано с тем, что в высокогорных районах обычно почти нет подземных хранилищ воды и, следовательно, отсутствуют водоносные горизонты , которые могли бы обеспечить ручей надежным альтернативным источником воды. [8] ледниковые потоки могут стать прерывистыми . Это означает, что в будущем [8] Ручьи, которые имеют надежные источники воды и не пересыхают периодически, вероятно, будут иметь более высокую температуру, что позволит организмам, живущим ниже по течению, переместиться на более высокие высоты и претендовать на новую территорию. [8] Исследование, проведенное на юго-востоке Аляски, предполагает, что отступление ледников повлияет на изменения физических и химических свойств прибрежных вод, которые соединяются ниже по течению с ледниковыми потоками. [13] Эти изменения могут иметь серьезные последствия для нереста лосося, продуктивности экосистем и эвтрофикации . [13]
Загрязнение
[ редактировать ]Альпийские районы обычно считаются нетронутой природой, вдали от влияния человека. [14] Однако это не так. Переносимые по воздуху загрязнители, такие как некоторые пестициды , могут накапливаться в альпийских районах и представлять опасность для здоровья водных организмов, живущих в этой среде. [14] Загрязнение стойкими органическими загрязнителями (СОЗ) в основном происходит в результате местных выбросов и транспорта. [15] Ледниковая рецессия более старого ледникового льда, содержащего загрязняющие вещества, которые отложились на льду десятилетия назад (например, ДДТ ), попадет в экосистему ручья, где это может иметь последствия для здоровья организмов, живущих в окружающей среде или ниже по течению от нее. [15] При более высоких температурах быстрое таяние снега приведет к увеличению концентрации загрязняющих веществ, сразу попадающих в ручей. [15]
Мониторинг потока
[ редактировать ]Макробеспозвоночные (например, мошки ) являются видами-индикаторами , и их часто исследуют, чтобы определить, как люди влияют на экосистему. [16] К сожалению, недостаточно исследований экологических предпочтений макробеспозвоночных в альпийской среде, что затрудняет мониторинг изменений ледниковых потоков. [16]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Геологическая служба США. «Словарь ледниковой терминологии» . Проверено 26 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Чу, Вена (26 ноября 2014 г.). «Гидрология ледникового покрова Гренландии: обзор» . Успехи физической географии . 38 : 19–54. дои : 10.1177/0309133313507075 . S2CID 56217787 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н Сен-Жермен, Сара Л.; Мурман, Брайан Дж. (2019). «Многолетние наблюдения надледниковых потоков на арктическом леднике» . Журнал гляциологии . 65 (254): 900–911. Бибкод : 2019JGlac..65..900S . дои : 10.1017/jog.2019.60 . ISSN 0022-1430 .
- ^ Jump up to: а б с «Как ледники меняют ландшафт (Служба национальных парков США)» . www.nps.gov . Проверено 26 марта 2021 г.
- ^ Фанесток, Роберт К. (1963). «Морфология и гидрология ледникового потока - Уайт-Ривер, гора Рейнир, Вашингтон» (PDF) . Проверено 26 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Как ледники влияют на землю? | Национальный центр данных по снегу и льду» . nsidc.org . Проверено 26 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Мао, Л.; Делл'Аньезе, А.; Комити, Ф. (15 августа 2017 г.). «Движение и скорость отложений в потоке, питаемом ледником» . Геоморфология . 291 : 69–79. Бибкод : 2017Геомо.291...69М . дои : 10.1016/j.geomorph.2016.09.008 . ISSN 0169-555X .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Юлингер, У.; Робинсон, Коннектикут; Хибер, М.; Зах, Р. (2010). «Физико-химическая модель обитания перифитона в альпийских ледниковых ручьях в условиях меняющегося климата» . Гидробиология . 657 (1): 107–121. дои : 10.1007/s10750-009-9963-x . hdl : 20.500.11850/23355 . ISSN 1573-5117 . S2CID 24352757 .
- ^ Jump up to: а б с Кох, Дж. К.; Макнайт, DM; Нойпауэр, РМ (2011). «Моделирование нестационарного потока, анаветвления и гипореической динамики в потоке талой ледниковой воды с использованием совместной модели маршрутизации поверхностных вод и модели потока подземных вод» . Исследования водных ресурсов . 47 (5): W05530. Бибкод : 2011WRR....47.5530K . дои : 10.1029/2010WR009508 . ISSN 1944-7973 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Фюредер, Леопольд; Нидрист, Георг Х. (2020). «Экология ледникового потока: структурные и функциональные активы» . Вода . 12 (2): 376. дои : 10.3390/w12020376 . ISSN 2073-4441 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с Уорд, СП (1994). «Экология высокогорных ручьев» . Пресноводная биология . 32 (2): 277–294. дои : 10.1111/j.1365-2427.1994.tb01126.x . ISSN 0046-5070 .
- ^ МакГрегор, Г.; Петтс, GE; Гурнелл, AM ; Милнер, AM (1995). «Чувствительность экосистем альпийских ручьев к изменению климата и воздействию человека» . Охрана водных ресурсов: морские и пресноводные экосистемы . 5 (3): 233–247. дои : 10.1002/aqc.3270050306 . ISSN 1052-7613 .
- ^ Jump up to: а б Худ, Эран; Бернер, Логан (2009). «Влияние изменения ледникового покрова на физические и биогеохимические свойства прибрежных ручьев на юго-востоке Аляски» . Журнал геофизических исследований: Биогеонауки . 114 (Г3): G03001. Бибкод : 2009JGRG..114.3001H . дои : 10.1029/2009JG000971 . ISSN 2156-2202 .
- ^ Jump up to: а б Рицци, К.; Финицио, А.; Магги, В.; Вилла, С. (2019). «Пространственно-временной анализ и характеристика риска применения пестицидов в альпийских ледниковых потоках» . Загрязнение окружающей среды . 248 : 659–666. дои : 10.1016/j.envpol.2019.02.067 . hdl : 10281/222920 . ПМИД 30849583 . S2CID 73513638 .
- ^ Jump up to: а б с Биццотто, ЕС; Вилла, С.; Вай, К.; Виги, М. (2009). «Сравнение ледниковых и неледниковых ручьев для оценки нагрузки стойких органических загрязнителей в результате сезонного таяния снега/льда» . Хемосфера . 74 (7): 924–930. Бибкод : 2009Chmsp..74..924B . doi : 10.1016/j.chemSphere.2008.10.013 . ISSN 0045-6535 . ПМИД 19054540 .
- ^ Jump up to: а б Нидрист, Георг Х.; Фюредер, Леопольд (2016). «К определению экологических ниш в альпийских ручьях с учетом предпочтений видов хирономид» . Гидробиология . 781 (1): 143–160. дои : 10.1007/s10750-016-2836-1 . ISSN 1573-5117 .