Działalność lodowców

W lodowcach na kuli ziemskiej znajduje się obecnie około 2,1 % całej wody zgromadzonej na naszej planecie. Topniejący śnieg działa erozyjnie na powierzchnię Ziemi. Proces przekształcenia powierzchni ziemi na skutek topnienia śniegu nazywany jest niwacją. Zjawisko to można spotkać na obszarach polarnych i w wyższych partiach gór, gdzie nie występują lodowce. Niwacja zachodzi w miejscach, w których opady śnieżne są zbyt małe, aby mogły powstać lodowce, a temperatura powietrza zbyt niska, by śnieg, mógł całkowicie stopnieć. W strefie niwacji śnieg leży na powierzchni terenu przez długi okres. Wody, które wypływają z topniejącego śniegu przenikają w głąb gruntu. Kiedy woda znajdująca się w gruncie zamarznie ulega on rozsadzeniu, a okruchy skalne mogą zostać wyciśnięte ku górze. W wyniku tego procesu zbocze, na którym leży śnieg może ulec spłaszczeniu. Może nawet utworzyć się niewielkie zagłębienie w podłożu, które nazywane jest niszą niwalną. Kiedy spadek terenu, na którym zalega pokrywa śnieżna jest zbyt duży, wtedy śnieg może się osuwać w dół tworząc lawiny. Wraz ze śniegiem po stoku przemieszczają się wówczas fragmenty podłoża (bloki skalne, kamienie itd.). W taki właśnie sposób zachodzi erozyjna działalność lawin.

Niszcząca działalność lodowca

Formy i osady polodowcowe można spotkać nie tylko w miejscu współczesnej obecności lodowca. Zachowały się one także na obszarach, które zostały objęte wielkimi zlodowaceniami w przeszłości. W różnych miejscach można zaobserwować skutki zarówno niszczącej, jak również budującej działalności lodowców. Niszcząca działalność lodowca polega głównie na żłobieniu podłoża, wyrywaniu okruchów i bloków skalnych, oraz na zdzieraniu powierzchni skalnej przez nasuwające się czoło lodowca. Lód poruszający się w lodowcu zawiera sporą część materiału skalnego, który pochodzi z wietrzenia mechanicznego. Materiał ten jest także wyrywany z podłoża przez lód. Wyrywanie fragmentów skał z podłoża przez lodowiec to detrakcja. Proces ten zachodzi tym intensywniej, im skała, po której przemieszcza się lodowiec jest popękana. Detersją natomiast określa się proces wygładzania i szlifowania powierzchni skalnej przez poruszające się masy lodowe. Materiał, który przedostał się do lodowca ściera skały podłoża, po których przesuwa się lodowiec. Zjawisko to nosi nazwę egzaracji lodowca. Przejawem egzaracji lodowca w dnie doliny są charakterystyczne, kopulaste formy skalne wygładzone przez lodowiec, wystające spod pokrywy roślinnej. Na takich wypolerowanych powierzchniach skalnych można zaobserwować rysy lodowcowe. Są to zadrapania powierzchni skalnych przez ostre krawędzie okruchów niesionych kiedyś przez lodowiec. Na podstawie przebiegu rys lodowcowych można odczytać kierunek ruchu dawnego lodowca. Innymi formami powstałymi na skutek erozji lodowcowej są mutony (barańce). Muton jest to rodzaj pagórka, lub wyniosłości skalnej o wysokości od kilkunastu centymetrów do kilkudziesięciu metrów.  Powstaje on w wyniku procesu mechanicznego niszczenia podłoża skalnego wywoływanego przez działalność lodowca. Mutony odznaczają się charakterystycznym podłużnym kształtem, co związane jest z kierunkiem ruchu lodowca.

Detrakcja, oraz egzaracja lodowca prowadzi to tego, iż doliny, na których obecny jest jęzor lodowcowy są do pewnej wysokości zaokrąglone, wygładzone, oraz pokryte  rysami lodowcowymi. Formy tego typu nazywane są żłobami lodowcowymi. Mają one kształt litery U, więc niekiedy nazywa się je dolinami U-kształtnymi. Doliny tego typu powstałe w wyniku przekształcenia przez lodowiec doliny o profilu poprzecznym w kształcie litery V. Doliny u-kształtne odznaczają się płaskim i szerokim dnem, oraz bardzo stromymi zboczami. Są one bardzo charakterystyczne dla obszarów wysokogórskich. Polsce doliny tego typu występują w Tatrach (Dolina Roztoki, czy Dolina Suchej Wody). Charakterystyczną formą w górach, które były objęte zlodowaceniami są także tzw. doliny wiszące zwane także dolinami zawieszonymi. Jest to rodzaj doliny bocznej, oddzielonej od doliny głównej progiem. Dno doliny bocznej znajduje się powyżej dna doliny głównej. Doliny te są widoczne tylko wtedy, kiedy lodowiec opuści dolinę. Przykładem doliny zawieszonej jest Buczynowa Dolinka w Tatrach. Jest ona zawieszona nad Doliną Roztoki. Doliny zawieszone są efektem poszerzania doliny w wyniku erozyjnej działalności lodowca. W górnych częściach dolin u-kształtnych w obszarze dawnego pola firnowego lodowca tworzą się tzw. cyrki lodowcowe (kary). Są to wielkie, półkoliste zagłębienia otoczone z trzech stron stromymi, skalistymi stokami. Opadają one najczęściej w kierunku doliny stromym progiem, który jest zaokrąglony w wyniku działalności lodowca. Ich powstanie wiąże się z poszerzeniem, pogłębieniem, oraz wygładzeniem obszarów źródłowych rzek przez lód firnowy i lód lodowcowy. Po stopieniu lodu w cyrkach bardzo często powstają jeziora zwane jeziorami cyrkowymi. Przykładami jezior cyrkowych może być Morskie Oko, lub Czarny Staw w Tatrach. Działalność erozyjna lodowców kontynentalnych polega głównie na detrakcji, egzaracji, oraz na żłobieniu, rysowaniu i wygładzaniu podłoża. Lądolody wyrywają fragmenty skał o długości kilkuset metrów  i grubości do kilkudziesięciu metrów.

O sile erozyjnej lodowca świadczyć mogą także ogromne ilości materiału skalnego zrzuconego przez wycofujący się lądolód. Na obszarach działalności lądolodów materiał mógł zostać przetransportowany na setki kilometrów i pozostawiony w momencie topnienia lądolodu w zupełnie innym miejscu. Dowodem takiej działalności są tzw. kry lodowcowe przetransportowane przez lądolód na teren Niżu Polski z Półwyspu Skandynawskiego. Najbardziej znana kra lodowcowa znajduje się w okolicy Łukowa na Podlasiu. Nazywana jest ona krą jurajską. Formami, które powstały w wyniku erozyjnej działalności lodowców są także fiordy. Są to długie i wąskie zatoki o stromych zboczach, wcinające się głęboko w ląd. W przekroju poprzecznym mają one kształt litery U. Fiordy mają bardzo dużą głębokość. Formy te powstały na skutek erozyjnej działalności przesuwających się w stronę morza jęzorów lodowcowych w czasie zlodowaceń plejstoceńskich. Fiordy występują głównie na wybrzeżach Norwegii a także w Nowej Zelandii, czy w Szkocji.

Działalność akumulacyjna lodowca

Lodowce kształtują rzeźbę powierzchni terenu nie tylko w oparciu o erozję ale także na skutek transportu i akumulacji materiału. Działalność transportowa lodowców różni się od pracy transportowej wykonywanej przez rzeki. Wielkość i ilość transportowanego materiału zależy głównie od masy lodu lodowcowego. Transportowany materiał występujący w lodzie ma różną wielkość. Może być on niesiony na powierzchni lodu, jednakże znacznie więcej materiału transportowanego jest wewnątrz lodowca. Materiał nie podlega żadnemu rozdrobnieniu na grubszy i drobniejszy jak ma to miejsce w rzekach. Formami działalności akumulacyjnej lodowca są przede wszystkim moreny. Zbudowane są one z materiału skalnego niesionego przez lodowiec. Materiał ten zostaje wytopiony w postaci osadu. Moreną jest forma terenu (pagórek, bądź ciąg wzgórz) zbudowana z tego materiału. Na skutek działalności lodowców powstające moreny możemy podzielić na moreny: boczną, środkową, czołową, oraz denną.

Morena boczna powstaje w wyniku nasypywania się na brzegi cyrku i jęzora lodowcowego produktów wietrzenia skał, z których zbudowane jest otoczenie cyrku i zbocza doliny. Po wytopieniu się lodu produkty te tworzą wały w dolnych partiach zboczy dolin. Wał moreny bocznej powstaje wzdłuż bocznej krawędzi jęzora lodowcowego. Moreny boczne można spotkać w Polsce w Tatrach np. w Dolinie Kościeliskiej. Kiedy jęzory lodowcowe połączą się ze sobą, wewnętrzne moreny boczne obu jęzorów także łączą się ze sobą i tworzą jeden wał biegnący środkiem jęzora głównego, czyli morenę środkową, która jest często szybko rozmywana przez wody wypływające z lodowca. Moreny boczne i środkowe są formami charakterystycznymi dla lodowców górskich. Ze wszystkich osadów transportowanych przez lodowiec powstają u jego czoła pagóry w postaci moreny czołowej. Powstaje ona wtedy, gdy czoło lodowca przez dłuższy czas nie przemieszcza się. Dzięki temu materiał skalny, który wytapia się z lodowca może być osadzany cały czas w jednym miejscu. Kiedy następuje proces cofania się czoła lodowca etapami, wówczas może powstać kilka wałów moreny czołowej. Moreny czołowe w dolinach górskich po zaniknięciu lodowca górskiego są wymywane przez wody płynące. Moreny czołowe mają przeważnie od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów wysokości. Najwyższą moreną czołową jest morena powstała u czoła lodowca Franciszka Józefa w Nowej Zelandii. Ma ona 430 metrów wysokości. Najwyższe moreny czołowe na terenie Polski występują na Pojezierzu Pomorskim, Pojezierzu Mazurskim, oraz na Pojezierzu Suwalskim. Najwyższym wzniesieniem morenowym na Niżu Środkowoeuropejskim jest Wieżyca o wysokości 329 m n.p.m. Materiał budujący moreny czołowe to piaski, gliny, żwiry, oraz różnej wielkości głazy narzutowe. Po całkowitym wycofaniu się lodowca, bądź lądolodu na powierzchni terenów widoczna jest warstwa osadów złożona z różnorodnych okruchów skalnych różnej wielkości zwana moreną denną. Może ona przybierać płaski, falisty, bądź pagórkowaty kształt. Buduje ją glina zwałowa. Na powierzchni moreny dennej występują często formy, które powstały w lądolodzie na skutek działalności wód roztopowych. Niekiedy z osadów lodowcowych pozostają tylko samotne głazy zwane głazami narzutowymi (eratykami). Na terenie naszego kraju pośród głazów narzutowych zaobserwować można także skały charakterystyczne dla Europy Północnej takie jak: porfir czerwony, czy porfir alandzki. Na podstawie występowania eratyków można również zrekonstruować kierunki ruchu lodu, oraz ustalić gdzie znajdowała się centralna cześć zlodowacenia. W czasie zlodowacenia plejstoceńskiego centrum zlodowacenia znajdowało się na obszarze Półwyspu Skandynawskiego. Eratyki mogą odznaczać się ogromnymi rozmiarami np. głaz Trygław na Pobrzeżu Słowińskim ma średnicę 17 metrów. Wąskie wzgórza, które zbudowane są z osadów lodowcowych nazywają się drumliny. Mogą one osiągać nawet 59 metrów wysokości, a ich długość może przekraczać 1 km. Wzgórza te są wydłużone w kierunku ruchu lodu, natomiast ich stok jest zwrócony w kierunku przeciwnym do kierunku lodu i jest zazwyczaj bardziej stromy. Drumliny bardzo często występują  w grupach tworząc tzw. pola drumlinowe. Drumliny powstały głównie w wyniku żłobienia osadów morenowych przez przesuwający się lodowiec. Wody płynące pod lodowcem, w lodowcu, bądź na jego powierzchni nie tylko erodują, lecz także osadzają niesiony przez siebie materiał. Gdy wody lodowcowe wypłyną spod lodowca następuje osadzanie niesionego przez nie materiału. Przy czole lodowca gromadzą się grubsze okruchy skalne, w dalszej odległości od niego akumulują się okruchy drobniejsze. Na skutek tego procesu na przedpolu lodowca powstają wielkie stożki napływowe, które następnie łączą się ze sobą w formy zwane sandrami. Są one zbudowane z materiału piaszczysto- żwirowego. Pola sandrowe w Polsce występują w Puszczy Kurpiowskiej, Borach Tucholskich, czy w Puszczy Piskiej.

Niekiedy koryta rzek płynących pod lodowcem, bądź w jego wnętrzu zasypywane są przez materiał piaszczysty na tyle ciężki, że woda nie jest w stanie go unieść. Dzięki temu po ustąpieniu lodowca powstają długie piaszczyste wały nazywane ozami. Formy te bardzo często można spotkać na przedłużeniach jezior rynnowych. Utworami o wyglądzie podobnym do ozów są kemy. Wytworzyły się one w otwartych szczelinach lodowcowych, w momencie kiedy lodowiec nie poruszał się, lub rozpadał się na odosobnione niewielkie bryły lodu. Kemy stanowią pagórki o nieregularnej powierzchni. Zbudowane są one z warstw piasków i żwirów.

Erozja wód lodowcowych

W procesie erozji lodowcowej istotne jest działanie wód pochodzących z topniejącego lodowca. Główna różnica pomiędzy erozją wód rzecznych a erozją wód lodowcowych polega na tym, iż wody rzeczne spływają zgodnie z siłą ciężkości, natomiast przebieg wód lodowcowych następuje w różnych kierunkach i jest uwarunkowany ciśnieniem. Na skutek tego wody lodowcowe mogą drążyć podłoże głębiej, a także wypływać do góry. Duże znaczenie w procesie erozji lodowcowej mają krążące w szczelinach i tunelach lodowcowych wody. Spadają one studniami na podłoże skalne drążąc głębokie, owalne, lecz niezbyt głębokie kotły (garnce lodowcowe). Ich geneza  jest bardzo podobna do powstawania rzecznych kotłów eworsyjnych. Większymi formami powstałymi w wyniku erozji wód polodowcowych są jeziora rynnowe. Są to długie, wąskie o wysokich brzegach jeziora, które powstały na skutek wyrzeźbienia rynien w skałach podłoża przez wody płynące pod powierzchnią lodowca. Obecność lodowca ponad tymi wodami uniemożliwiła zasypanie tych form osadami Jeziora rynnowe znajdują się w Polsce głównie na Pomorzu, oraz na Pojezierzu Mazurskim. Najdłuższe jezioro rynnowe w naszym kraju to Jeziorak położone na Pojezierzu Iławskim. Działalność erozyjna wód wypływających spod lodowca na jego przedpole jest zbliżona do działalności rzek. W plejstocenie, kiedy część obszaru Europy objęta była zlodowaceniem, wody wypływające spod lodowców łączyły się ze sobą tworząc znaczne rzeki. Wody te spływały zgodnie z nachyleniem terenu, równolegle do czoła lodowca. Rzeki wyżłobiły więc szerokie doliny zwane pradolinami. Pradoliny są charakterystyczne dla rzeźby Polski Nizinnej. Rzeki płynące pradolinami odprowadzały zarówno wody roztopowe od lądolodu, jak i wody rzeczne płynące z południa. Jako że rzeki te transportowały bardzo dużą ilość materiału, ich koryto miało charakter roztokowy (rzeka posiadała wiele płytkich koryt rozciętych licznymi wyspami). Wody płynące pradolinami były nagrzane, więc erozja zachodziła intensywnie, co powodowało systematyczne poszerzanie doliny. Szerokość pradoliny może przekraczać kilkanaście kilometrów, a głębokość- nawet kilkadziesiąt metrów. Największe Polskie pradoliny to: Wrocławsko- Magdeburska, Toruńsko- Eberswaldzka, oraz Warszawsko- Berlińska. Po wytopieniu lądolodu pradoliny wykorzystywane są przez o wiele mniejsze rzeki. Pomiędzy pradolinami znajdują się obszary położone wyżej zbudowane głównie z osadów moreny dennej zwane wysoczyznami. Wysoczyzna jest to rozległe niewysokie wzniesienie utworzone z materiału morenowego, otoczone przeważnie pradolinami. Wody, które pochodzą z topniejącego lodowca nazywa się wodami fluwioglacjalnymi. Sieć rzeczna poszczególnych glacjałów (okresów zlodowaceń) kształtowana była nie tylko w oparciu o uwarunkowania klimatyczne, ale była także formowana w związku z zatamowaniem przez lądolody swobodnego spływu wód w kierunku wielkiego zagłębienia wypełnionego obecnie przez wody Morza Bałtyckiego. Topnienie lodowca może być powodowane także przez cofanie się jego czoła, lub dzieleniem się na nieruchome fragmenty tzw. bryły martwego lodu. Bryły martwego lodu znajdują się w osadach przez długi czas po stopieniu się lądolodu. Kiedy formy te wytopią się pozostaną po nich liczne półkoliste zagłębienia o średnicy kilkudziesięciu metrów zwane oczkami wytopiskowymi. Są one obecnie często wypełnione wodami niewielkich jezior.

Formy lodowcowe w miarę upływu czasu zanikają, pagórki i wzgórza ulegają zrównaniu, a jeziora przekształcają się w torfowiska. Urozmaicona rzeźba polodowcowa zachowała się na obszarze naszego kraju jedynie na obszarze zasięgu zlodowacenia bałtyckiego. Formy tam powstałe nazywamy rzeźbą młodoglacjalną. Jest ona typowa dla obecnych pojezierzy polskich. Intensywne procesy erozyjne doprowadziły do zaniku rzeźby polodowcowej zlodowacenia środkowopolskiego. Wielkie wzgórza morenowe zostały zrównane. Powstały rozległe równiny porozcinane siecią pradolin i wysoczyzn. Wykształciła się w ten sposób rzeźba staroglacjalna, która jest charakterystyczna dla obecnych Nizin Środkowopolskich.

W ciągu ostatnich setek tysięcy lat lądolód wielokrotnie pokrywał znaczną część obszaru naszego kraju przekształcając rzeźbę Polski. Okresy zlodowacenia (glacjały), występowały naprzemiennie z okresami cieplejszymi (interglacjały), kiedy lądolód zanikał. Zasięgi lądolodu w poszczególnych zlodowaceniach były różne. Zlodowacenia fragmentów powierzchni Ziemi nie były charakterystyczne jedynie dla plejstocenu. Zdarzały się one w różnych okresach dziejów Ziemi. W ordowiku lądolodem  byłą pokryta dzisiejsza pustynia Sahara. Bezpośrednią przyczyną występowania zlodowaceń jest obniżenie się średniej temperatury powietrza na Ziemi, spowodowane czynnikami klimatycznymi. Istnieją różne hipotezy odnoszące się do przyczyn zlodowaceń plejstoceńskich, które nastąpiły przecież w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Niektórzy badacze nadejście zlodowaceń plejstoceńskich tłumaczą okresowymi wahaniami w dopływie promieniowania słonecznego do Ziemi, wywołane zmianami kierunku orbity naszej planety. Inni badacze przyczyn zlodowaceń upatrują w związku procesów klimatycznych z działalnością wulkaniczną. Wielkie zlodowacenia w dziejach naszej planety prawie zawsze następowały po globalnych ruchach górotwórczych, którym towarzyszą silne erupcje wulkaniczne. Na skutek olbrzymiej erupcji wulkanicznej popioły, które wydostają się z wulkanu mogą znacznie ograniczyć dopływ promieniowania słonecznego i tym samym globalne ochłodzenie klimatu. Duże znaczenie wśród czynników wywołujących zlodowacenia jest także pionowe i poziome ukształtowanie powierzchni naszej planety.