גאומורפולוגיה קרחונית
גאומורפולוגיה קרחונית (מיוונית: מיוונית: γῆ, גאה, "אדמה"; μορφή, מורפה, "צורה"; λογία, לוגיה, "תורה") הוא תחום בגאומורפולוגיה העוסק באינטראקציה בין קרחון לקרקע, צורות פני הקרקע, משקעים המושקעים כתוצאה ממערכת יחסים זו והשתנות השטחים שבשולי אזורים קרחוניים, המשתנים, בעקיפין, בעקבות אותן תופעות קרחוניות. היא עושה כן על מנת להבין היווצרות והשתנות של נוף, באמצעות תצפיות, עריכת ניסויים ובניית מודלים נומריים. גאומורפולוגיה קרחונית היא תת-תחום במדעי כדור הארץ ומשלבת ידע מתחומים רבים - גאולוגיה, גאופיזיקה, קלימטולוגיה, גאודזיה ותורת הקרחונים.
הקרחון והתהוותו
המשקעים המגיעים אל כדור הארץ כשלג הם בעלי משקל סגולי קטן מאד (המגיע רק לעיתים ל-gr/cm3 0.02 בלבד) ובין הגבישים רווחים גדולים, המהווים עד כ-95% מנפחם הכולל. ועל כן נפח השלג הטרי יגיע לעובי של מטרים בודדים במקומות בהם הוא יורד. פתיתי השלג הם בעלי צורה פחוסה, ומתאימים להסעה אאולית[1] יעילה; השלג מוסע ברוח, מושקע ומצטבר, כך שנוצרים מישורי שלג רחבים הקוברים את תבליט השטח תחתם.
כאשר הרוח נתקלת במכשול, מושקע השלג לפניו ומאחוריו וכך נוצרים מעין לשונות שלג (ממש כמו לשונות החול).
בשלג הנותר על פני הארץ במצב מוצק (כל עוד הטמפרטורה לא תעלה על 0°C), חלים שינויים, שבסופם הוא הופך לקרח. -השלג נדחס כתוצאה ממשקל השלג שמוסיף לרדת, והרווחים הבין-גבישיים הולכים וקטנים. הגבישים מאבדים את מבנם הגבישי וצורתם הולכת ומתעגלת. גבישיו גדולים ומוצקים בהרבה משהיו בתחילה והנקבוביות בין הגבישים מגיעה ל 5% בלבד מהנפח הכללי. חומר זה נמצא במצב ביניים ומכונה "מיקפא" (firn בגרמנית או neve בצרפתית). השלג צריך לחץ מסוים כדי לעבור את תהליך הדיחוס, וכדי לעבור ממיקפא לקרח הוא זקוק לעובי של כ-30 מ' והתהליך דורש תקופה ארוכה, בה החללים הולכים ומתמעטים ותכולת האוויר מתמעטת. לבסוף כמעט לא נותר כמעט אויר בקרח (1 ק"ג קרח מכיל רק 1 סמ"ק אויר) -היות שהוא עדיין בעל מבנה גרגרי הוא עדיין לא קרח מבוגר. הגרגרים ממשיכים לגדול, המים שבין החללים קופאים תוך יצירת מעין קליפות סביב הגרגרים וגרגרים סמוכים מתמזגים. הגרגרים הקטנים, שאינם כה יציבים תחת הלחץ הרב, הופכים למים, וקופאים מחדש.
תרומות אלו מקנות לקרח גמישות ומאפשרות את תנועתו. הקרח ניחן בפלסטיות, המומחש בקידוחים, ההולכים ונסגרים ונעלמים במשך הזמן. המעבר משלג לקרח מתבטא גם בצבע: בעוד שהשלג הטרי והשלג הגרגרי הם לבנים בגלל האוויר הרב האצור בחלליו, הקרח מופיע בגוון כחלחל, ההולך ומתעמק ככל שהקרח מתגבש ומתעבה. חומר בלית, הנמצא לעיתים בקרח, משווה לו צבע אפור. הפרודות בגבישים נערכות באופקים המקבילים למשטח שדה קרח. סידור זה הוא אחת הסיבות המאפשרות את תנועת הקרח. הודות למבנה זה נחשב הקרח למעין סלע, הדומה דמיון מה לסלעי משקע מצד אחד, ולסלע מותמר מצד שני. דמיונו לסלעי המשקע מתבטא בשכוב אופקי מסוים הנובע מהרבדה חוזרת ונשנית, מתהליכי הפשרה וקפיאה בתוך הקרח ומריכוזי בועות אויר בין השכבות (אם הקרח עבר גיבוש מחודש מואץ אזי שיכוב זה אינו ניכר). הדמיון לסלע המותמר מתבטא בשינויים חוזרים וחלים במסכת הסלע עקב תהליכי לחץ ודיחוס, התגבשויות חוזרות ונשנות של חלקיקיו. מעבר לכך, אופיו משתנה עם שינויי הטמפרטורה.
תנועת הקרח
הקרח אינו נשאר במקום התהוותו לזמן בלתי מוגבל. כתוצאה מהלחץ הנוצר תחת משקלו הוא מתחיל לנוע בכיוון ההתנגדות הקטנה ביותר, לרוב במורד המדרון עליו הוא מונח. גם כיום רחוקים מלהבין על בוריים את תהליכי התנועה והזרימה של הקרח. ביסודם של כל התהליכים הקשורים בתנועות אלו מונחת העובדה שהקרח הקרוב לנקודת ההפשרה הוא חומר פלאסטי בעל תכונות מיוחדות. תכונותיו העיקריות המאפשרות את זרימתו הן:
- המבנה - הקרח מורכב מגבישים הדומים, מעצם הרבדתם והסתדרותם השכבתית, ללוחות זעירים המונחים זה על גבי זה וזה ליד זה. בסיסי הגבישים מהווים בדרך כלל משטחים פחות או יותר ישרים ותחת לחץ, עשוי הגביש האחד לנוע מעל השני, אם כי מרחק זעיר ביותר. תופעה זו אינה משנה כמעט את מבנה הגביש או את צורתו. תנועה זו, החוזרת ונשנית פעמים רבות לאין ספור, מכונה 'העברה' (translation). בעת היווצרות הקרח (גם שלא ממי-ים), מופרשות כמויות מלח זעירות שנכחו במים כמומסים. אלה עוטפים את הגבישים אך נותרים במצב נוזל, בגלל נקודת קפאונם הנמוכה מזו של המים. ציפוי זה מקטין את החיכוך בין הגבישים ומאיץ את תהליך ההעברה.
- הפשרה וקפיאה מחדש (freeze-thaw) היא תהליך תמידי המתרחש בנקודות המגע בין הגבישים. לאחר הפשרה -קופאים המים מחדש, כנספחים לגבישים גדולים ויציבים יותר. גם השינוי ביחס הנפחי (קרח -מים) די בו כדי ליצור רכיב של תנועת הזרימה.
- סיבוב - כאשר הלחץ רב (תחת עובי הקרח ועקב שיפוע של המדרון), עשויים גבישי הקרח לקבל תנועת סיבוב (rotation) המכוונת אותם למקום בו הלחץ קטן יותר. עם הסיבוב חל גם שינוי זעיר במיקומו של הגביש, מאחר שגורם המשיכה הגרוויטטיבית משפיע אף הוא על התנועה. בעת תהליכי ההחלפה ותהליכי ההפשרה וקפיאה מחדש פועל גם הסיבוב.
שלושת התהליכים הללו מסייעים לזרימת הקרח.
לצד תנועות בין-גושיות אלה, קיימות גם תנועות גדולות, כמו גלישות והחלקות של גושי הקרח, המורכבים מחלקים רבים, המצטרפים לנפחים גדולים. תנועות אלה חלות מדי פעם, כשביניהם הפסקות בלתי שוות. הם נוצרים בעיקר עקב סידוק הקרח. בכל גוש קרח רב נפח, מצויים סדקי אורך ורוחב גדולים ועמוקים, לעברם מחליקים אותם גושי קרח.
גורם נוסף המקל במידה רבה על זרימת הקרח, הוא החומר המצטבר בבסיס גוש הקרח רב הנפח, לרבות קרחונים, או בקרקעית המסולעת שתחתם. -מתאסף כאן חומר בלית רב בדרך כלל בעל אופי חרסיתי. חומר זה רווי מים ומשמש לפיכך כחומר סיכה מצוין והודות לו גולשים חלקי הקרחון, או הקרחון כולו, בעיקר במקומות בהם השיפוע תלול יותר. לכן, תנועות הקרח הן בעיקר תולדה של לחץ התלוי בעובי מכסת הקרח. אם הלחץ גדול למדי, תנועת הקרח עשויה להיות בכיוון ההפוך לשיפוע הטופוגרפי, כלומר במעלה מדרון. כך למשל, קיימים באנטארקטיקה רכסים אחדים שכוסו על ידי זרמי קרח שטיפסו עליהם.
שיפוע שדה הקרח נוטה בדרך כלל מהמקום בעל העובי הרב ביותר בגוש הקרח, לכיוון למקום בו עוביו הוא הקטן ביותר, ואינו תלוי דווקא בטופוגרפיה.
זרימת הקרח אטית ביותר ומסתכמת בסנטימטרים ספורים ליום או (במקרים קיצוניים) במטרים בודדים. היא ניכרת בשינויים במצבם של עצמים כגון סלעים על פני הקרחון. מהירות ההתקדמות תלויה בגורמים שונים, שהחשובים בהם הם השיפוע, משטר הטמפרטורות, עובי הקרח וקצב אספקת השלג ההופך לקרח.
בדומה לזרימת מים, בקרחונים הזרימה המהירה ביותר היא במרכז והיא קטנה בקרבה לשוליו. כשקיים עיקול במסלול תנועת הקרחון, תהיה הזרימה מהירה יותר בצד של הקשת הקעורה, בדומה למצוי במנהרות. על פני שיפועים תלולים תהיה הזרימה מהירה יותר. אם השיפוע תלול במידה יתרה, עשוי הקרח להישבר לגושים רבים ולהוות מפל קרח, ובמקרים מסוימים, גילשון. בדומה לזרימתו של נהר, מותנית גם זרימת הקרח במסתו. ככל שתגדל מסתו כך תגדל מהירותו, ולהפך. המהירות הקטנה ביותר תהיה שמקום בו הקרחון מתחיל להתהוות (אם השיפוע לא תלול באופן מיוחד) -ובסמוך לקצה הקרחון.
משטר הקרחונים
תהליך היווצרם של גושי קרח גדולים (קרחונים -glaciers), תנועתם והשפעתם על עיצוב הנוף, נחקר באופן המקיף ביותר בגושי קרח הנעים לאורך מסלולים קבועים (לרוב בעמקים). במקביל למונח 'משטר המים' בנהרות, קיים לגבי מאזן הקרח בקרחון המונח 'משטר קרחון' (regime of glacier) המציין בעיקר את היחס שבין הזנת הקרחון (אספקה והצטברות של קרח -accumulation), לבין איבוד שחל בו עקב התאיידות ובעיקר עקב הפשרה (פחיתה -ablation). מקורו של הקרח הנוסף לגוש הקרח הוא לא רק בשלג, גשם וברד היורדים על פני הקרחון, אלא גם על ידי אספקה ניכרת של משקעים מסביבתו. שלג, למשל, מונח באופן בלתי -יציב במדרונות המסולעים, ומדרדר מטה עקב תלילות המדרון בצורת גלישה (avalanche) או בצורה אאולית, ומושקע על הקרחון. הרוח משמשת גורם חשוב בהזנת הקרחונים, בהשקיעה על גביהם לא רק חומר שהוסר ממדרונות, אלא גם שלג, שמקורו ברמות הנמצאות לעיתים במרחק רב מעמק הקרחון. פחיתה במסת הקרח חלה כתוצאה מתהליכים שונים, שהחשובים שבהם הם: הפשרה, התאיידות ישירה מעל פני הקרח, סחיפה אאולית, שגירה[דרושה הבהרה] (בקרחונים המגיעים לגופי מים עומדים -claving: שבירת הקרח המגיע לגוף המים והפרדתו לגושים צפים, המגיעים לעיתים לממדים גדולים מאוד), חשובה במיוחד היא הפחיתה הנובעת מתנאי טמפרטורה. הפחיתה אינה אך ורק תוצאה של קרינת שמש ישירה, אלא במידה גדולה היא תוצאה של הקרינה המפוזרת, המוחזרת מהסביבה הסלעית הכהה -בעיקר בעיקר מדפנות העמק שבו נתון הקרחון. סוג אחר של פחיתה חל כאשר אוויר חם ולח עובר מעל הקרחון: עקב ריבוי אדי המים שבאוויר תחול אמנם מוספת מסוימת של משקעים, אולם שחרור האנרגיה הקשורה בעיבוי גורמת לפחיתה שחשיבותה רבה יותר.
מאזן הקרחון
המאזן בין הפחיתה לצבירה יכול להיות חיובי, שקול, או שלילי:
יחס חיובי יתקיים כאשר גוף הקרח ילך ויגדל בהתאם לעודפי הקרח המצטברים. הדבר אופייני בעיקר לקרחונים המצויים ליד ימים קוטביים, ובאזורים המקבלים כמות ניכרת של משקעים.
מאזן שקול יתקיים כאשר היחס בין הצבירה לפחיתה יהיה שווה בקירוב. במצב זה הקרחון יהיה נייח ויציב, הן בעוביו והן בשטח השתרעותו. מצב זה קיים בשטחי קרח וקרחונים המרוחקים בדרך כלל מהים, או בכאלה הנמצאים באזור אקלים יבשתי מובהק.
יחס שלילי יתקיים כאשר קצב הפחיתה יעלה על קצב הצבירה. הדבר יתבטא בהפחתת עצמת הקרח, בנסיגת הקרחון ובהצטמקותו.
כל קרחון ושטח קרח מתחלק לאזורים ביניהם יחס הצבירה ויחס הפחיתה -שונים. בראש הקרחון חלה אספקת שלג רבה יותר ובו קיים לרוב יחס חיובי, בעוד שבחלקו הסופי יהיה יחס שלילי. מאזנים אלה אינם קבועים, אלא משתנים בפרקי זמן קצרים, לרוב במידה בלתי ניכרת.
מיון הצטברויות הקרח
הצטברויות הקרח הגדולות מתחלקות לסוגים רבים, אך טרם נמצא להן מיון הולם. סיווג מפורט המקובל בתורת הקרחונים הוא המיון של צ'ארלסוורת' (charlesworth), המחלק אותן לארבע קבוצות יסוד:
- מעטי קרח:
- מעטי קרח יבשתיים -יריעות קרח
- מעטי קרח נרחבים על פני רמות גבוהות
- מעטי קרח המשתרעים על איים (כגון נוביה זמליה והארכיפלג הארקטי הקנדי)
- ראשי קרח -המכסים שיאי הרים באזורים בעלי טמפרטורות גבוהות יחסית (קלימנג'ארו, השיאים הגבוהים שבהרי האנדים וכו')
- קרחונים הרריים:
- קרחוני עמק
- קרקס קרחוני
- קרחונים תלויים
- קרחונים מסועפים (dendritic glacier) -המורכבים מקרחון ראשי על מערכת יובליו
- קרחוני שפלות:
- קרחוני הדום
- מניפות קרחון (expanded glacier)
- לוחות קרח (ice slab) -אלה הם קרחוני הדום או מניפות קרח המנותקים מקרחוני המקור המזינים -וכך הולכים ומצטמצמים
- קרחוני פיאה (חזיתות קרחונים גבוהות ותלולות בגבול בין הים ליבשה -fringing glacier)
- צורות מעבר בין קרח יבשתי לבין קרח ימי:
- מדף קרח (shelf ice)
- רגבי קרח (ice floe)
- רגלי קרחונים טבולים (ice foot)
- סיווג כללי ופשטני יותר הוא של אלמן (ahlmann), על פיו יש לחלק את הצטברויות הקרח לשלושה סוגים:
- יריעות קרח יבשתיות
- קרחוני עמק
- קרחונים המתפשטים בדמות שדות קרח קטנים מתוך אזור מקורחן.
יריעות הקרח היבשתיות (ice sheets)
קרח המתהווה על שטחים נרחבים ושטוחים, הגדולים מ-50,000 קמ"ר, נשאר מונח עליהם כמעט ללא תנועה, פרט לשוליו. כאשר מעטי הקרח משתרעים על פני יבשת שלמה (כמו אנטארקטיקה -12.5 מיליון קמ"ר), או על פני תת-יבשות (גרינלנד -180,000 קמ"ר) -הם מכונים בשם 'יריעות קרח יבשתי'. יריעות קרח ענקיות אחרות, ששטחן הכולל מגיע לכ7 מיליון קמר, מצויות באגן הארקטי והאנטארקטי והן מכסות את פני הארץ עד שאין להכיר עוד השתרעותם הממשית. רק בעשרות השנים האחרונות התברר, למשל, ש'יבשת' אנטארקטיקה מורכבת מחלק יבשתי מזרחי, ומשורת איים הנפרדים על ידי זרועות ים ומיצרים ממערב. חלקים פרודים אלו הפכו כאילו ליבשה אחת על ידי כסות הקרח שקבר תחתיו את החלקים היבשתיים והימים -כאחד. תוצרת אחרת של כיסוי קרח בקנה מידה גדול היא שאותם חלקי היבשה המכוסים קרח הם בעלי הגובה הממוצע הרב ביותר מבין היבשות: באנטארקטיקה מגיע עובי כיסוי הקרח ל-4500 מ', ובגרינלנד ל-3000מ' ויותר.
צורתן של יריעות הקרח אינה מותנית בטופוגרפיה של השטח עליו הם משתרעים והבדלי הגובה עליהם קטנים מאד ביחס לעובי הכיסוי הקרחי. היריעות הגדולות הן בדרך כלל דמויות מגן (shield) הקמור במרכזו קימור קל בלבד -פני השטח עליהם מונחת היריעה הם דמויי קערה והולכים וגובהים בכיוון שולי יריעת הקרח. הסיבה לכך נעוצה במשקל הקרח, ההולך וגדל לכיוון מרכז השדה.
אם השתרעות השדה קטנה, ואין הוא מתפשט עד לפאות השטח היבשתי, מכונה הקרח בשם כיפת קרח, או חיפוי קרח (ice cap). לעיתים כיפות הקרח הן שרידי יריעות הקרח.
התנאי הגורם ליצירת יריעות הקרח הוא אקלים קוטבי, האופייני בתוספת רבה של משקעים מוצקים, לעומת אידוי קטן ביותר. אין פירוש הדבר כי כמות המשקעים הכוללת היא רבה- באגן האנטארקטי, מכילה האטמוספירה כעשירית מכמות הלחות בהשוואה עם אזורים בינוניים. כתוצאה ממשטר משקעים זה נחשבים באזורים הקוטביים כצחיחים, וכמות משקעי האוויר בהם -אינה עולה על כמות משקעי האוויר במדבריות (ומגיעה בממוצע ל-50 מ"מ). לחות האוויר הנמוכה מסייעת להחזר הקרינה, המגיעה באזורי הקטבים לשיעורים גבוהים במיוחד, ובכך תורמת לתנאים של שיעורי התאדות נמוכים. מתוך יריעות הקרח היבשתיות מזדקרים פה ושם ראשי הרים (נונאטאק -nunatak), שהם תלולים מכדי להחזיק שלג ולהפכו לקרח. נונאטאק שכיחים בעיקר בשולי שדות הקרח, שם המכסה הוא דק יחסית ועל כן פני השטח שקועים פחות. בנונאטאק נוצרים תנאים של בידוד גם מהאקלים הסביבתי ולעיתים נוצרות עליהם חברות אקולוגיות ייחודיות.
כיפת קרח (חיפוי קרח)
ערך מורחב – כיפת קרח
כיפות הקרח מצויות בעיקר באזורים שטוחים ונמוכים מסביבת הים הארקטי ובאזורים גבוהים ממנו, כגון בסקנדינביה, במרחק ניכר מהים; וכן באנטארקטיקה. הכיפות נוצרות מעל רמות נישאות שגובהן גורם לאספקת של רב וטרי ומשטר טמפרטורות המאפשר מאזן 'שקול' בין הצבירה והפחיתה. שטחן להגיע לרוב למאות ק"מ ועוביו של הקרח במיכסות אלה קטן מאשר ביריעות קרח. כיפות הקרח מנוקזות למקומות נמוכים יותר על ידי קרחונים. בכל הסוגים של מרבצי הקרח, נע הקרח בעיקר לעבר השוליים, עקב העומס הגדול במרכז שדה הקרח היוצר לחץ גדול הגורם להתפשטות לכל הכיוונים, ללא התחשבות בטופוגרפיה של פני הארץ.
קרחונים
- ערך מורחב – קרחון
קרחון תלוי -קרחון ארולה (arolla), האלפים השווייצריים
קרח הנוצר בכמות רבה באזורים הרריים, ינצל את השיפוע לזרימתו וכך ימלא עמקים שנוצרו טרם ההתקרחנות ויזרום בהם. התנועה בעמקים תהיה מהירה יחסית והקרח שינוע בהם יכונה 'קרחון הררי' או 'קרחון עמקים' (valley glacier, mountain glacier). מבחינים בין סוגים אחדים של קרחוני מוצא, שהחשובים שבהם הם קרחוני מוצא, וקרחונים מטיפוס אלפיני.
קרחוני מוצא
משולי מכסות הקרח היבשתיות לסוגיהם יוצאות שלוחות -קרחוני המוצא -שתנועתן מכוונת אל השטחים הנמוכים יותר. הם נעים במסלול קבוע ותנועתם מהירה מאוד, יחסית למהירות תנועת יריעות הקרח. הכוח העיקרי המכוון ומניע את קרחוני המוצא (וקרחונים בכלל) הוא כבידה, בעוד שתנועת הקרח שביריעות ובחיפויי הקרח נובעת בעיקר מלחץ העומס הגדול שבמרכזם, בעוד שתנאי השיפוע אינם משפיעים כאן במידה ניכרת. קרחוני המוצא מהווים טיפוס מעבר בין שדה הקרח הנייח ובין הקרחון.
קרחונים אלפיניים
קרחונים אלפיניים מאפיינים את כל אזורי ההרים הגבוהים, בעיקר באזור האקלים הממוזג והקר ומהווים גורם מכריע בעיצובם. באלפים מצויים כאלפיים קרחונים (כולל שדות קרח קטנים), שאורכם אינו עולה בממוצע על 3 ק"מ. הארוך שביניהם - אלטש (aletsch), מגיע לאורך של כ-24 ק"מ. הקרחון האלפיני הארוך ביותר בימינו הוא פדצ'נקו (Fedchenko) שבהרי פמיר, שאורכו עולה על 70 ק"מ.
בין קרחונים אלפיניים לקרחוני המוצא אין הבדל מהותי רב, פרט לכך שקרחוני המוצא אינם קשורים בהכרח לעמקים פלוביאטיליים קדומים.
כל קרחון אלפיני מורכב מהמקטעים הבאים:
שדה הצטברות
שטוח פחות או יותר. ברוב המקרים הוא נמצא בתוך מסגרת סלעית בצורת אמפיתיאטרון, הוא הקרקס הקרחוני (nevé). שדה ההצטברות מצוי בראש הקרחון, מהווה את חלקו הגבוה ואת אזור המאגר לשלג, ההופך כאן למיקפא. המדרונות המתנשאים מעל לקרקס חשופים ותלולים ואין באפשרותם לשאת את השלג היורד ונצבר עליהם. הוא מידרדר לקרקס, כך שמדרונותיו מהווים מקור הזנה חשוב ביותר לקרחון. פני שדה ההצטברות חלקים לרוב והקרח אינו מכיל כמות משמעותית של חומר בלית, זאת בניגוד לקרחון היוצא ממנו. הקרקס פתוח בצידו האחד, שמהווה את ראשיתו של העמק הקרחוני. המעבר בין שטח הקרקס לבין העמק הוא לרוב בצורת סף קמור מעט.
העמק הקרחוני
ראשיתו בפתח הקרקס, מעבר לסף, והוא כמעט תמיד עמק פלוביאטילי קדום. מאותה נקודה הוא משופע בתלילות רבה, אך שיפועו בלתי רגולרי ביותר. מעל קרקעיתו עשויות להזדקר בליטות סלע גבוהות, המשפיעות על הלכו של הקרח זורם בעמק. לעיתים קרובות ראשיתו של קרחון אלפיני הנע בעמק אינה בשדה הצטברות יחיד, אלא היא ניזונה ממספר שדות הצטברות העשויים להתאחד בתחתיתם בחזית רחבה או לחלופין במעברים צרים. קרחון כזה יהיה בדרך כלל רחב וגדול יותר מקרחון שמקורו בשדה הצטברות אחד. הקרחון האלפיני הנע בעמק, דומה במידת מה לנהר. הוא כונס בדרך כלל יובלים, כלומר מאסף קרחוני יובל (tributary glacier). אם הקרקעית בתחתית הקרחון הצדדי גבוהה משל הקרחון המאסף, ייווצר במקום ההתחברות קרחון תלוי (hanging glacier). בהמשך "ירכב" קרחון זה על גב המאסף וישמור על עצמאותו למרחק רב. הדומה לנהר, מתרכזת הזרימה המהירה ביותר באמצע הקרחון. משום כך פניו מוגבהות שם מעט ושופעות לעבר שתי פאותיו, כלומר, אל מדרונות העמק. דמיון נוסף הוא בכך שמהירות הזרימה קטנה יחסית לפני הקרחון ובקרבה לקרקעיתו.
זרבובית הקרחון
זרבובית הקרחון (glacier sout)-הקרח אינו מסתיים ופוחת בהדרגה, אלא מסתיים בחזית קרה ותלולה -שבתשתיתה נמצא לרוב פתח של מנהרת קרח (ice tunnel), אשר נמשכת לעיתים מרחק די ניכר תחתיו. לפתח זה יש צורת מערה (gletschertor) ודרכו יוצאים מי ההפשרה בצורת נחל. המים שהפשירו מעל פני הקרחון יורדים מטה דרך סדקים ומכתשות בקרח, עד לתשתיתו, מתקבצים -לרוב בעורק אחד, ונובעים מתוך פתח המנהרה.
שגירה
באזורים קוטביים, בהם רוב הקרחונים הם קרחוני מוצא, חלה שגירה אשר לה השפעה מורפולוגית מסוימת. כאשר הקרחון מגיע אל הים (לרוב תצא זרבוביתו לתוך פיורד), לא נפסקת תנועתו. הוא ממשיך לנוע למרחק ניכר לעבר הים עד שבסופו של דבר מתגבר הלחץ המופעל על ידי המים, בעלי המשקל הסגולי הגבוה יותר. הקרח אז ישבר וחלק מהזרבובית תיקרע מגוף הקרחון, דבר שיגרום לזיעזוע חזק של המים, שימשך עד שהגוש הנשבר יגיע למצב של תנוחה. לתנועת גלי המים הנגרמת עקב השגירה, נודעת השפעה הרסנית בעיצוב החופים הסמוכים. באזורים מסוימים כמו אלסקה, עשויים מדרונות החופים להיות מכוסים ביער עד לפני המים, אולם גלי השגירה משמידים בדרך כלל את היער עד לגובה ניכר מעל מפלס המים. הגובה אליו מגיעים גלי הזעזוע מתבטא בקו המפריד בין המדרון המיוער למדרון החשוף, או, אם עבר מספיק זמן מעת השגירה האחרונה, אופייניים לחלק התחתון של המדרון עצים צעירים יותר.
הדומי קרח או קרחוני הדום
- ערך מורחב – הדום קרח
מעבר שני הסוגים העיקריים של הצטברויות קרח (מעטי הקרח והקרחונים), קיים סוג שלישי, משני בחשיבותו, והוא צורת ביניים בין קרחונים לבין שדות קרח קטנים. סוג זה מכונה 'הדומי קרח' או 'קרחוני הדום' (piedmont glacier), והם מניפות קרח נרחבות, הנוצרות מקרחונים אלפיניים או מקרחוני מוצא שהגיעו אל שטח מישורי או לרגלי ההר. מניפות הקרח יתחברו יחד ויתאחדו לשדה קרח קטן לרגלי השטח המקורחן. קרחוני הדום נבדלים מקרחוני עמק בכך שהם אינם זורמים בעמק מוגדר, אלא מתפשטים על פני שטח נרחב ומהווים מעין שדה קרח משני (כגון קרחון ההדום 'מלספינה' (malaspina) וקרחון 'ברינג' (bering) שבמדינת אלסקה). תנועתו של קרחון ההדום איטית בהרבה מתנועתו של קרחון העמק. הוא שונה מחיפויי הקרח במהירותו הגדולה יותר, ואינו מתפצל לכיוונים שונים. כמו כן קטנים קרחוני ההדום מהחיפויים לסוגיהם.
בקיעי קרח
בתוך הקרחון נוצרים בקיעים (carevasse) רבים, חלקם אורכיים וחלקם רוחביים. הם נוצרים כתוצאה מהתנועה, עקב חיכוך הקרח הנע בצלעות המסולעות של העמק, או כתוצאה מחיכוך בקרקעית העמק. בקיעי הקרח, על סוגיהם השונים, משמשים מקומות מאגר למים המפשירים והקופאים בחלקם שוב. הבקיעים נוטלים חלק חשוב בתהליכי פחיתת הקרחון בהעבירם את מי ההפשרה מפני הקרחון מטה, לעיתים עד לתשתיתו, תוך חיבורם על ידי יצירת תעלות זרימה גם לאורך צידי הקרחון. בקרחוני הרי אסיה המרכזית למשל, מתפתחים זרמי מים אף בגודל של נהרות, הזורמים לאורך הבקיעים המצויים לאורך הקרחון. לבסוף מתחברים מי הבקיעים עם המים היוצאים מפתח זרבובית הקרחון וזורמים עמם במרוכז.
סחיפה קרחית
מהותה ועצמתה של הסחיפה הקרחית עדיין לא נודעו די הצורך. הסיבה לכך היא שסוג זה של ארוזיה אינו ניתן לבדיקה ישירה, מאחר ששטח פעולתה סמוי תחת הקרח. את אופיה ניתן לאמוד, אם כך, בעיקר מתוך ניתוח הצורות הייחודיות המופיעות באזורים מקורחים, מכמות החומר הבלית ומהרכבו. בעיקר קשה לעמוד על פעולת השחיקה הקרחית ועל היחס בינה לבין הארוזיה על ידי מי ההפשרה המלווים את פעולות הקרח. עוד פחות אפשר לדעת על תפקיד הבלייה הקרה בעיצוב. עד לפני זמן קצר היו קיימות שתי הערכות מנוגדות אודות תפקיד הקרח בעיצוב פני הארץ. הראשונה טענה שכיסוי הקרח שומר על פני הארץ מבלייה חיצונית. לקרח הנע ניתנה משמעות אירוזיבית מסוימת ואת עיצוב השטחים המכוסים בקרח קשרו בעיקר לזרמי מי ההפשרה, הנותרים תחת ובסמוך לכיסויי הקרח. ההערכה השנייה רואה בקרח את אחד הגורמים המכריעים בעיצוב פני הארץ. היום הצטמצם הוויכוח לשאלת המידה והעצמה של פעולת הקרח כשלעצמה, תוך הכרה בתפקיד המכריע שממלאים מי ההפשרה. מניחים כיום הבדל ניכר בין הכושר הארוזיבי של קרחוני העמקים לבין זה של מעטי הקרח השונים. למעטי הקרח השונים משויכת ביחס עצמה ארוזיבית קטנה יותר.
בין הארוזיה על ידי המים לבין הארוזיה הקרחית, קיימים הבדלים ניכרים מאוד, אם כי התנאים המווסתים את עצמת הארוזיה (שיפוע, כמות החומר המוסע והתנאים הליתולוגיים) -דומים. ההבדל העקרי מקורו במאסה; היות שהחקרח נע באיטיות רבה בהרבה מהמים, עשוי הוא להגיע עשוי הוא להגיע לעובי הגדול פי מאות אחדות מאשר המים. הקרחון ממלא את העמק לגובה רב יותר מאשר היו המים ממלאים אותו אי פעם. הפעולה הארוזיבית לעומק היא חזקה אמנם, אך עולה עליה הסחיפה לרוחב, הפועלת על דפנות העמק. הסחיפה לעומק היא אמנם חזקה, אך עולה עליה הסחיפה לרוחב, הפועלת על דפנות העמק. הסחיפה לעומק מופרעת במידת מה עקב עצמת הקרח כשלעצמה, משום שהתנועה הסמוכה לתשתית אטית למדי בהשוואה עם מים (עד שנפסקת תחת תנאים מסוימים) ואינה מערבלית.
עובי הקרח נשאר פחות או יותר קבוע, בהשוואה עם משטר המים, בהם קיימות תנודות ספיקה משמעותיות, בהתאם לעונות ולתנאי גאות ושפל. הבדלים אלה הם אלה שסיפקו ספקות באשר לכוחו הארוזיבי של הקרח. כנגד זה מעידות כמויות הבלית הקרחית העצומות -על עצמת הקרח כגורם ארוזיבי, אם כי ניתן להסביר את הדבר גם בכך שבשטחים גדולים, שהיו נתונים להשפעת ארוזיה של קרח, הוסר לבסוף סחף שהוכן על ידי הסחיפה של המים הזורמים. הבדל חשוב נוסף הוא שהקרח יכול להסיע בתוכו גושים עצומים, הגדולים לעין שיעור מאלה המוסעים על ידי נהר. יתרה מכך -לגושים אלה אין חופש תנועה ואין הם משנים את מקומם בתוכו כמו מטען של נהר. הגושים תקועים בקרח, המקיפם ומחזיקם מכל צד, כך שהשחיקה הנגרמת על ידם חזקה בהרבה מזו של גושים בעלי נפח דומה הנישאים במים. משום כך גדול בהרבה כח ההקצעה והגזירה (shearing) של הקרח הנע; עמקי קרחונים יהיו ישרים בהרבה מעמקי המים הזורמים; יישור זה הוא תולדה של קיטום הדורבנות (spur truncation) הרבים שהיו בעמק הפלוביאטילי אותו יירש הקרחון. -דברים אלו נכונים בעיקר לגבי הקרחונים העמקיים. בשדות ויריעות הקרח, בהם קיימת תנועה בלתי מתועלת אטית ביותר בכיוון פאות השדה, כושר הארוזיה חלש למדי. יתר על כן: פני הארץ המכוסים במשטח קרח יבשתי -מוגנים הם באופן יעיל מפני ארוזיה הקשורה בגורמי אויר ובעיקר מפני הבלייה. מלבד עובי מאסת הקרחון, מותנית הסחיפה הקרחית במהירות התנועה של הקרח. היות שמהירות הקרח הנע היא קטנה בדרך כלל בהשוואה לזו של המים, הרי שעיקר הסחיפה נובע מהלחץ המופעל על ידי מאסת הקרח. לרוחב העמק בו נע הקרחון ישנה משמעות מכרעת על עיצובו האירוזיבי. ככל שהעמק מצר -כך הסחיפה יגדל -עקב ריכוזו על שטח קטן, ולהפך.
סחיפת הקרקע מתבטאת בכמה אופנים:
- שיחוק קרחוני -הקרח הנע מעל לחומר סלעי ובא במגע עמו, שוחק ומקציע את הסלע, בעיקר כשהוא מצויד בחלקיקי חומר מוצק. כתוצאה מפעולה זו נראים סלעים רבים כאילו מלוטשים -תופעה הידועה בשם מרט קרחוני (glacial polish). המרט נגרם בעיקר על ידי שחיקה של חומר דק -גרגר המוחזק בקרח הנע. פה ושם יופיעו חריצים על פני שטח הסלע שעליהם עבר הקרחון, המקבילים פחות או יותר האחד למשניהו. -אלו הן השריטות (stria) שנגרמו על ידי החומר גס הגרגר (כגון החצץ) האצור בקרחון. גם חריצים מסוג אחר אופייניים לצידי עמקי הקרחונים. כאן יופיעו לעיתים קרובות צנירים רחבים ומעמיקים, שנוצרו בשחיקה. אם הסלע רך, עשויים הצנירים לחדור לעומק של עשרות מטרים אל תוך המדרון. הטיב הליתולוגי ישפיע במידה רבה על אופי השחיקה. בחומר סלעי קשה (כגון גרניט) שעליו עבר הקרח, מצוי ליטוש ומרט רב, בעוד שבחומר רך יותר (כמו גיר, פצלים) יופיעו בדרך כלל שריטות בלבד.
- שיבוב קרחוני -בניגוד לקרקעית הנהר, עשויות להתהוות ולהישמר בקרקעית עמק הקרחון בליטות ניכרות, המתרוממות לגובה של עשרות מטרים. בליטות אלו לא יחסמו את הקרחון, היות שזה יזרום מעליהן -הקרחון לא מסלק אותן מדרכו מאחר שאין היא מעכבת את התקדמותו הכללית. השטח הקעור שבמעלה הבליטה, תפוס על ידי קרח נייח עד לגובה הבליטה -ישמש כמסלול תנועה רציף לקרח שמעל. -עובדה זו מסבירה את קיום מקוואות המים העומדים, מכל קנה מידה וסדר גודל, בעמקי קרחונים שפונו מקרח ובשטחים שכוסו על ידי קרח, כמו במזרח קנדה (barren grounds). הקרח הנע יגרום לשינוי צורת הבליטה; הצלע הפונה אל מעלה הקרחון תהיה נתונה לשחיקה, בעוד שהמדרון הנגדי יהיה נתון לשיבוב (glacier detraction, plucking); כלומר יעקרו ממנו גושים העשויים להגיע לנפח ניכר. חלק ניכר מהגושים הגדולים הנישאים בתוך הקרח מקורם בפעולת השיבוב. המדרון הפונה כלפי מעלה יהיה מתון, בעוד שהמדרון שהיה נתון לשיבוב יהיה תלול, עד כדי יצירת מצוקים זעירים. בליטות המגולפות בצורה זו ייקראו גבנוני -כבשים (roche mountonné), עקב דמיונן לגבות כבשים, אולם קיימות גם בליטות שנוצרו בתהליכים שונים, אך נכללות באותו המושג. כאשר הסלע קשה ואינו ניתן לשיבוב הוא מקבל צורה מעוגלת היכולה להיות הדומיננטית על גבי שטח שיכול להגיע לעשרות קמ"ר, בגלל גילוף הקרח שעבר מעליו ומצידיו -גם בליטות אלו ידועות כ'גבנוני כבשים' והן יוצרות את אחד הנופים האופייניים באזורים המקורחנים.
- חריש (exaration)-לשון הקרח הקדמית פועלת כמעין דחפור, ה'חורש' בחזית רחבה את פני הארץ, דוחס אותם לפניו ואף מקמט אותם במקצת, אם הם בנויים מחומר פלאסטי כגון חרסית. אם החומר הנמצא תחת משטר לחץ זה אינו מלוכד, עשויים להווצר מעין רכסים, המשתרעים בניצב לכיוון התקדמות הקרח והדומים במידה רבה ל'מורינות קצה'. דיחוס זה פועל בחזית קרחוני העמק.
הובלת סחף על ידי קרחון
שטחי הקרח, ובראשם הקרחונים, אינם מורכבים אך ורק מקרח נקי. בתוך הקרח מצויות תמיד כמויות שונות של חומר מוצק בגדלים שונים. חומר זה מכונה בשם סחף קרחוני או שפוכת הקרחון (glacial drift). בשטחי הקרח הנייח, כמויות השפוכת אפסיות יחסית לקרחוני העמק, בהם תופס הסחף אחוז ניכר למדי מנפח הקרחון.
עיקר הסחף הוא מארבע מקורות:
- המורינות
- מדרונות העמק
- הרוח
- ופעילותו הארוזיבית של הקרחון.
שלושת האחרונים הם הספקים העיקריים.
תוך כדי תנועתו עוקר הקרחון כמות רבה של חומר סלעי מתשתית ועמק ומצעותיו ונשאהו עמו. לא פחות חשובים הם מדרונות העמק המתנשאים מעל לקרחון. הם חשופים במידה רבה לבלייה קרה, שכתוצאה ממנה מתפורר סלע המדרונות לבלית של גושים גדולי ממדים ועד חומר אבקתי. חומר זה מושקע בקרחון הממלא את העמק על ידי תנועות הבלית (דרדרת, גלישות, החלקים) החלות על המדרונות החשופים והמספקות כמות ניכרת של חומר המושקע בקרחון. הרוח, שעצמתה רבה בדרך כלל באזורים הרריים, מביאה אף היא כמות רבה של חומר גם ממרחקים ניכרים וגם הוא מושקע על הקרחון שבעמק. באזור מקורחן שבו מצויים הרי געש, ידועים מקרים רבים של אפר וולקני המכסה כליל את פני הקרחונים. אספקה מסוימת של חומר מוצק מקבל הקרחון מגלשונים (avalanche), המחליקים על צלעותיו התלולים של העמק הקרחוני (בעיקר 'גלשון בלול' -גלשון של שלג טרי).
•איתור הסחף
על פי המיקום בקרחון, מבדילים בין שלושה סוגים של סחף:
- סחף על -קרחוני (epiglacial drift)
- סחף תוך -קרחוני (inglacial drift)
- סחף תת--קרחוני (subglacial drift)
קיים חילוף של חומר בין שלושת הסוגים: סחף על -קרחוני הופך עקב משקלו, אגב הפשרת הקרח, לסחף תוך -קרחוני -ולהפך: על ידי לחץ בתוך הקרחון, עשוי חומר הנמצא בתשתית ובעיקר בתוך הקרחון, להגיע לפניו. הסחף עשוי להגיע למקומו בכמה אופנים. גושי סלע כהים קולטים כמות קרינה רבה מאשר סביבתם ומחממים את התשתית הקרחית שעליה הם מונחים. הקרח מפשיר במידת מה וגושי הסלע שוקעים וחודרים לתוכו. בתוך בקיעי הקרח מושקע סחף רב, הן על ידי הרוח והן על ידי דרדור ממדרונות העמק. כאשר הבקיע נסגר במשך הזמן, נשארת הבלית בתוך הקרחון. חומר זה יהווה בהמשך את ה'מורנות התוך קרחוניות'. גם חומק מוצק מקרקעית העמק יכול 'לעלות' ולהגיע אל פנים הקרחון. תופעה זו תתרחש בעיקר אם קרקעית העמק אינה ישרה ומצויים בה בליטות ונקעים. כשהקרחון 'מטפס' מעל בליטה שבקרקעית העמק, הוא גורף עמו את החומר המוצק שבתשתיתו. תוך כדי חליצתם עשויים גושי החומר להיחלץ מפני הקרקע ולהתקבע בגוף הקרחון.
•טיל קרחוני
עקב אופי המכניזם והחומר הקרחוני, אין באפשרותו של חומר לנוע בחופשיות בתוך הקרחון. בניגוד להסעה נחלית, אין בארוזיה הקרחונית מיון על פי גודל הגרגר וצורתו. הסחף עשוי להיות מורכב מגושי סלע עצומים (שמשקלם מגיע לטונות רבות) ועד לטיל וחרסיות. משקעים בלתי ממויינים אלה נקראים בשם הכולל טיל קרחוני (glacial till -'מרבץ מורנה') או בשם המציין את הרכבו של חומר זה, 'חרסית גרורות' (boulder clay). אין פירוש הדבר כי בכל משקע קרחוני קיימים גושים עצומי נפח לצד אבקה בלית. קיימות הצטברויות אשר הרוב המכריע של מרכיביהן הוא דק גרגר, לרבות חרסיות, אך בדרך כלל הסחף הוא ערבוב של חומר בלתי ממוין, על כל גדליו, ללא שיכוב או מעבר הדרגתי. כיום פזורים גושי סלע עצומים במקומות רבים שהיו מקורחנים בעבר. פניהם מעוגלים וממורקים ועליהם שריטות וחריטות. גושים אלה מכונים גרורות תועים (erratic block /rock), והם מצויים במרחק רב ממקום מוצאם ולרוב בסביבה זרה לגמרי לאופיים הליתולוגי. הגרורות התועים הושקעו כנראה יחד עם חומר דק גרגר רב בזמן הפשרת הקרחונים.
מורינות
- ערך מורחב – מורנה (גאוגרפיה)
תשתית הקרחון ופניו מצופים שכבה עבה של חומר מוצק. ציפוי זה אינו מחולק באופן שווה במרחב הקרחון, ובעיקר לא לאורכו. בחלקו העילי של הקרחון, שבחלק שבו עולה ההצטברות על הפחיתה -קטנה כמות החומר המוצק ולא ניתן לראותו כמעט, מאחר ששלג מכסה את הבלית. כמות החומר שבתשתית -מתרבה עם ההתקדמות במורד. עקב הלחץ הרב הרובץ על החומר הסלעי ועקב התנועה -הוא נטחן עד לגודל של גרגרי אבק -קמח סלעי (rock flour). המים היוצאים הזרבובית הקרחון הם לבנבנים לרוב, כתוצאה של תכולת החומר הסלעי הרבה. היכן שהולך הקרחון וקטן, כלומר בקצה הקרחון, החומר בתשתית נעשה מגון יותר מבחינת גודל מרכיביו ועשוי לעלות בנפחו על הקרח. כאן מעורבב הקמח הסלעי בכמות רבה של גושים גדולים שנעקרו מהתשתית, וסלעים שחדרו לגוף הקרחון דרך בקיעיו. הן החומר המוצק המוסע על ידי הקרחון והן הצורות הרבות הנוצרות על ידי הרבדתו -מכונות מורינות (moraine). הצטברויות החומר בתשתית הקרחון מכונות בשם מורינות בסיסיות (ground moraine), והן מורכבות מחול, סילט וחלוקים חרושי שריטות עקב פעילות השחיקה.
- מורנה צידית (lateral moraine) מורכבת מחומר בלית גס, מזוות ולא ממוין, שהושקע מחומר שנסחף עם הקרחון, בצידי תנועתו.
- מורנה תיכונה (median moraine) כשקרחון נפגש עם קרחון יובל, יש השתנות באחר המורנות, שתשאר קבועה במקומה באזור האמצע של המפגש.
המורינה הצידית, ובעיקר התיכונה, נישאות בגובהן הרבה מעל פני הקרחון. בגובהה הרב, עקב הפשרה חוזרת של הקרחון וגלישה בזכות הכבידה -חומר בלית יפול מטה. בצורה זו, לעיתים, ייפול על פני הקרחון גוש סלע -שיגן על תשתיתו הקרחית מהמסה. בצורה זו, תווצר בליטה קרחונית, התנשא בגובהה מעל הקרחון. זאת תקרא 'פטריית קרחון' (glacier table). גובהה של המורנה יכול להנשא לעשרות מטרים, אך בסופו של דבר יפול החומר -עם זווית התנוחה. עם הזמן יכולה המורינה התיכונה להתרחב עד כדי כיסויו של הקרחון כולו בחומר בלית, וידועים מקרים בהם שטחי יערות גדולים -גדלים על פני שפוכת קרחונית מסוג זה (חומר רב וגס).
כאשר הקרח המפשיר מסיע חלק מהשפוכת על ידי מי ההמסה. החומר הגס יותר, הכבד מסחיפה בכח הזורם, יערם ויצור את המורינה הקצווית (terminal moraine). החומר לא יערם אל מעל לגובה הקרחון. אם הקרחון יקבל אספקה עונתית גדולה, או אם ההמסה תיפסק במידת מה, הקרחון יתקדם ויסיע את המורינה הקצווית לפניו. לעיתים קרובות 'יעלה' הקרחון על גביה תוך השקעת חומר נוסף. בשטח, יראו שורות אחדות של מורינות קצוויות, לרוב סימטריות, שיסמנו שלבים שונים של תנועה ותנוחה בחיי הקרחון. אלו יהיו מורינות נסיגה (recessional moraine); המורינה הקיצונית במורד העמק תסמן את גבול ההתקדמות המקסימלי. האחרות, הפנימיות, מעידות על שלבים בהם חזית הקרחון התה פחות או יותר נייחת. ככל שהתקדם הקרחון הוא עשוי היה להרוס את המורינות הקצוויות הקודמות, ולכן מספרן אינו משקף את כל מחזורי ההתקדמות והנסיעה של הקרחון.
התבליט הקרחוני
רוב צורות הנוף שייווצרו תחת פעולות הקרח יתגלו רק עם נסיגתו. שטחים גדולים בכדור הארץ מראים תבליט קרחוני מובהק.
את העיצוב הקרחי ניתן לחלק לשלוש קבוצות;
- צורת שהן תולדה של תהליכי הסרה והתחתרות
- צורת שנוצרו כתוצאה מצבירה קרחית
- נוף שנוצר בהשפעת שני הגורמים -צורות שיורת
•צורת שהן תולדה של תהליכי הסרה והתחתרות
-תהליכים הנובעים מצבירת וזרימת הקרח, שבעיקר נצפית בעמקים הקרחוניים ומובחנים בצדודית האורך והרוחב. צדודית האורך תכלול שקערוריות, מדרגות, מקטעים שטוחים ובליטות. הסיבות להיווצרות צורות אלו הן בעיקר הבדלים ליתולוגיים הנתונים במורד העמק (שתלויות באופי המסלע המשתנה במורד), שינויים בעובי הקרח (שמתבטאים בצפיפות היווצרותן של צורות נוף כאלו במעלה, ופיחות בהופעתן במורד, עם הירידה בעובי הקרחון), ויש המייחסים את היווצרות הצורות להימצאות מעין 'נקעים' במורד, שנוצרו בעת תקופה שקדמה לקרחון. כאשר העמק יחזור לאופיו הפלוביאטילי יווצרו בשקעים ובשקערוריות מערכת ימות (paternoster lakes). צדודית הרוחב תאופיין בהרחבה רבה של העמק הקרחוני, לעיתים הרחבה רבה אף מהעמקת העמק בתהליכי הבליה וההסעה. ההרחבה תתרחש עד לגובה הקרחון (שיכול ויגיע גם לרום של מאות מטרים). בצורה זו יופעל לחץ גדול על דפנות העמק וצורתו תשתנה בהתאם. חתך הרוחב מקבל צורת אבוס אופיינית והעמק יהפוך לעמק דמוי שוקת (through valley) שצדודיתי דמוית האות U; מדרונותיו תלולים ביותר וקרקעיתו רחבה ומישורית -צורה הנוחה לאופי זרימת הקרח -יש חוקרים הסבורים היווצרות נוף זו היא תוצר של בלייה מכנית הנוצרת במגע הקרח והסלע. -בשעת המגע, תחת הלחץ, ימס הקרחון ומימיו יחדרו לסדקים בסלע, שם יקפאו שנית ויגרמו לפני הסלע להתפורר. הבלית תוסע עם תנועת הקרחון ופני סלע חדשים יתגלו. מדרונות העמק דמוי השוקת לרוב אינם חלקים; מצויים בהם מעין זיזים וביניהם שקערוריות מוארכות בצורת צנירים רחבים.
עמקים תלויים -נוצרים כאשר עמק צידי מתחבר עם עמק קרחוני נוסף -ברוב המקרים הוא בעל שפך תלוי; מפלס אפיקו, במקום השפך, יהיה גבוה מקרקעית האפיק הראשי. הסיבה לכך היא עוביו הקטן יחסית של קרחון היובל. מעוביו נגזרת עצמתו הארוזיבית, הפחותה מעצמתו הארוזיבית של האפיק הראשי; הפרש שיצור מעין מדרגה בין שפך היובל לעמק הראשי. בשעה שעמקים אלו היו מלאי קרח -לא בלט הפרש זה, מאחר שגובה הקרחון הראשי הגיע על פי רוב, לגובה קרחון היובל. לעיתים תחול פחיתה נמרצת בקרחון המאסף, בעוד שביובליו יוותר עוד קרח, והם ישארו תלויים מעליו.
פיורדים (fjords) -לעיתים ימשכו העמקים הקרחוניים אחרי קו הים, לתוך האדן היבשתי תחת פני הים. עמקים שמי הים חדרו לתוכם וכיסום, יכונו 'פיורדים באזור הררי', ו'פיארדים' (fjards) באזור שטוח. הפיורדים מאפיינים בעיקר את החופים המערביים של היבשות -הבנויים מגושים הרריים אשר חלה בהם התקרחנות. המובהקים שבהם מצויים בחופי נורווגיה, קנדה, צ'ילה, איסלנד הדרום -מערבית חצי האי הדרומי של ניו זילנד ובסקוטלנד (שם הם יקראו לוך (loch). בקצהו הפנימי של הפיורד קיים בדרך כלל שטח מישורי הבנוי חומר אלוביאלי שהושקע על ידי פעולות הצבירה של הנהר - הנמצא בהמשכו היבשתי של הפיורד. הפיורדים מגיעים לעומק רב (1200 מטרים ואף יותר). עומק רב זה אינו מוסבר רק על ידי עליית פני הים מאז ההתקרחנות הראשונה, שכן זאת הייתה עליה של 160 מטרים -לכל היותר. יש להביא בחשבון את עקרון ה אִיזוֹסְטַזְיָה - הקובע שקיים שווי משקל כללי בתוך קרום כדור הארץ, באופן בו שהגושים הקלים יותר מתרוממים יותר מגושים סמוכים בעלי צפיפות גבוהה יותר. וכך, תחת עומס הקרח חלה גם שקיעה של היבשות; לפי מדידות שנעשו, התברר שחלקים ניכרים של אנטרקרטיקה, ואולי גם של גרינלנד, מצויים כמה מאות מטרים מתחת לפני הים, ורק כיסוי הקרח שמעליהם -מקנה להם אופי של יבשה. מאז ההתקרחנות חלה עליה של היבשות אשר היו בעבר מכוסות קרח, אך עליה זו עדיין לא נסתיימה. גם עקרון האיזוסטזיה אין בו די כדי להסביר את עומק הפיורדים הרב. ייתכן שעמקים רבים היו עמוקים עוד טרם תקופת ההתקרחנות. אזורי הפיורדים מלווים בדרך כלל במספר גדול של איים קטנים בעלי צורה מעוגלת, הטיפוסית לשיבוב קרחוני, המכונים שיירים (skerry) ואשר פניהם מתנשאים מעל לפני המים.
קרקסים קרחוניים -הן אחת מהצורות השכיחות ביותר באזורים ההרריים שהיו מקורחנים בעבר. המורכבים משטח שקערורי בדמות חצי גורן, ומעליו, בעיקר בעורפו, מתנשאים מדרונות תלולים וחשופים. הקרקס הוא אזור ההזנה של הקרחון. קרקעיתו קעורה, ורוחבה נע בין מטרים ספורים ועד לקילומטר ואף יותר, והיא מוקפת מדרונות מסביב מלבד מפתח, ממנו מתחיל העמק הקרחוני. הלילות המדרון בכיוון העמק -גדלה ביחס למדרונות האחרים. הקרקסים עשויים להיות בודדים, אך לרוב הם מופיעים בקבוצות; אחד מעל לשני תוך הרכבת 'סולם של קרקסים'. גודל הקרקס וצורתו מותנים באופיו הליתולוגי של הסלע, בשיעור צבירת הקרח ובאופי הטופוגרפי. הקרקס עשוי להיווצר בכל מקום גבוה שהייתה קיימת בו שקערורית המתאימה לצבירה קרחית. ההצטברות אינה נעה בזרימה קרחית, אלא תצטבר ותשפיע על הקרקעית, ובעיקר על מדרונות האגן -המתעמקים ומתרחבים תחת העומס והופכים בסוף לקרקס. כאשר נוצרים מספר קרקסים במדרונותיו של גוש הררי שצורתו כיפה, הוא מקבל צורת פירמידה, או אף צורה מחודדת יותר, המכונה קרן (horn). עקב התארכות הקרקסים, המתפשטים לאחור זה מול זה ו"מכרסמים" את מדרונות הסלע על ידי בלייה. בסוף התהליך, הקרן תשאר כמחיצה בין הקרקסים ופניה שסועים ומשוננים.
•צורת שנוצרו כתוצאה מצבירה קרחית-בכל האזורים שכוסו קרח, ובראשן, אלה שכוסו בשדות קרח, מצויות מורינות. מורינות הבסיס, לעיתים מתפרסות שטחים בני מאות אלפי קמ"ר. הטיל הקרחוני שיצטבר בהם יכסה את התבליט הקודם בעובי ממוצע של עשרות מטרים, ויגיע אף ליותר. בשטחים המורכבים ברובם מחומר חרסיתי, נוצרים מישורים שטוחים מאוד, המתחלפים לעיתים השטחים בעלי תבליט גלי במקצת (till plain). תחום ההתפשטות של הטיל לא יסמן את תחום ההתפשטות הקרחונית; כאשר הטיל החרסיתי סופח מים הוא הופך לחומר פלסטי בעל כושר ניידות, ועשוי להתפשט על פני שטחים נרחבים. בחלקם העליון מצופים מישורי הטיל בחצץ שהוסע והורבד על ידי המים הזורמים. שטחים נרחבים אלו ידועים בשם האיסלנדי סאנדר (sandur). הסאנדר הם מניפות סחף חצצי המחוברות לרוב בבסיסן, והנפרדות בקודקודיהן. תחומיהם מסמנים את תחום התפשטות הקרח.
הצורות הנפוצות ביותר במישורי הטיל הן הדרומלין (drumlin). הן גבעות סגלגלות, הרחבות בצידן האחד, והולכות וצרות בכיוון השני; הצד הרחב יסמן את הכיוון ממנו זרם הקרח (stoss) ואילו החלק הצר יסמן את כיוון מורד הזרימה. שיפוע הדרומלין הפונה לשדה הקרח שהיה קיים בעבר יהיה תלול בהרבה מן השיפוע הנגדי. גובה הדרומלין אינו רב, ולרוב לא יעלה על 100 מטרים. לעומת זאת, אורך הדרומלין עשוי להגיע אף לקילומטרים אחדים. היחס בין גובה הדרומלין לגובהו הוא בדרך כלל 1:3. הרכב הסחף שירכיב את הדרומלין יהיה מורכב מחומר גם ודק גרגר -ללא מיון, וסיבת היווצרותם אינה ידועה אך משוערת, ומנומקת באופן שונה על פי הסברות השונות. -תלויה בטופוגרפיה ומאפייני הקרקע, שייצרו נקודות של צבירת חומר מרובה יותר, התקדמות בלתי שווה של חזית הקרחון, בקיעי קרח קרחוניים עמוקים בהם נצבר חומר רב שעם ההפשרה נותר במקומו כגבעות מוארכות, או שהוא נוצר מתוך מורינה קצווית הנגזרה לגבעה מאורכת, אגב התקדמות הקרח.
•צורות פלוביוקרחוניות -צורות שיורת -מנוקז בעיקר על ידי מי הפשרה -על קרחוניים או תת-קרחוניים. מים הזורמים בתשתית הקרחון יזרמו תחת לחץ רב וישחררו אנרגיה רבה בזרימתם ובתנועתם. כושרם הסחיפתי רב והם עשויים ליצור עמקים רחבים בתשתית הקרחון. מכאן יוסע חומר בתהליך נהרי -לכל דבר. המים יקלטו כמות רבה של חומר. משיעברו את המורינה הקצווית קולטים הם כמות נוספת רבה של חומר וכך הם עמוסים כבר גמרי. לזרימה העמוסה מיוחס חלק רב בתהליך שחיקת העמק הקרחוני.
בשטחים נרחבים אשר כוסו שלג בעבר, ניראות כיום גבעות בדמות סוללה או גב, שאורכן עולה לעיתים על 100 קילומטרים. גובהן נע בין עשרות מטרים למטרים אחדים, אך אין גובהן ואין אורכן אינו אחיד ורצוף. צורות אלו יכונו אסקר (esker) והן יסמנו צורות נוף שאינן ישרות או קשתיות כמו הדרומלין והמורינות הקצוויות, אלא ימשכו בעיקולים ופיתולים. האסקר מראה חוסר תלות בתנאים הטופוגרפיים; הם עשויים לחצות עמקים, לטפס על מדרונות, ואף לעבור קווי פרשות מים (אם כי לרוב דרך אוכפים בלבד). לסוללות אלה מצטרפות לעיתים סוללות צידיות בזווית הקטנה מ -90° הנראות כמעין 'היפוך' של מערכת הניקוז. האסקר בנויים משפוכת קרחונית. בחלקם הקדמי הפונה אל הקרחון שנסוג -הם מורכבים מטריד גס ("טריד קרחוני" – מאסף של סלעים וחלקיקים הנכלאים בו ומוסעים באמצעותו), המכיל מלבד חצץ כמות גרורות גדולה. לעבר החלק האחורי נעשה החומר בעל גרגר דק יותר ומכיל אחוז חרסיות גבוה. בחלק זה בולטת צורת שיכוב מדורגת. מניחים כי האסקר נוצר מזרמים תת-קרחוניים, עם ניוונו של כיסוי הקרח, ויעידו על כך כמה אלמנטים; הדרומלין אינו מופיע באזורי רום אלפיניים או באזורי תבליט עז, אלא באזורים נמוכים, שהסימנים האחרים מעידים על כיסויים הקדום בכיסוי קרח נרחב. אורכו הרב של האסקר, מעיד על היווצרותו מתוך כיסוי קרחי (מאחר שממדים אלה נדירים בקרב קרחוני העמק). בתוך ומתחת שטחי קרח יתפתחו מנהרות שירכזו את מי ההפשרה. במנהרות אלה יזרמו המים בכח רב, הנובע בעיקר מהלחץ ההידרוסטטי הגבוה. זרימתם תהיה מהירה, ערבלית, ובעלת כושר הסעה רב. חלק ניכר מהחומר שהובע -יורבד בשעה שלמנהרה אין שיפוע -או אף כשמהלכה כלפי מעלה. הלחץ ההידרוסטטי הרב עשוי להסביר כיצד אסקרים 'מטפסים' במעלות או כיצד הם חוצים פרשות מים. הסבר נוסף היא העובדה, שאלה המנהרות נתהוו בחלקן בתוך גוף הקרח ולא בתשתיתו. תוך כדי הפשרתו הלך החומר והושקע על פני הקרקע ללא תלות בגורמי שיפוע. נראה שהאסקרים לא נוצרו בגופי קרח עבים, מאחר שהיווצרות מנהרות לא יכולה להתקיים בגופים הגדולים יותר, בגלל תכונותיהם הפלסטיות.
קים (kame) -הם מדרגות והתערמויות חומר בלית שהושקע על ידי מי הפשרת הקרחון, בשולי העמקים ובפתחם. החומר שבהם מראה מיון והקצאה האופייניים למים. בדרך כלל מתמזגים הקים עם מדרגות שנוצרו על ידי המורינות הצידיות ועם צורות עמקיות נוספות, עד כדי שקשה להבחין בהם כצורה עצמאית. הקים אינם נמשכים למרחק רב, ואורכם יעלה רק לעיתים רחוקות על 10 קילומטרים. ברוב המקרים יופיע הקים בזוגות תואמים -משני צדי העמק, אם כי מדרגה מצידו האחד של העמק -תמיד תהיה גדולה ומפותחת מזו שבצד השני. הקים נוצרים בתעלות שלאורך צדי הקרחון (fosse), שמלוות את הקרחון למרחקים לא גדולים לרוב, ואשר נוצרו כתוצאה של הפשרה שנבעה מהתחממות המדרונות המסולעים בידי הקרינה. מים עמוסי טעונת וחומר גס ישקיעו חומר תוך יצירת מדרגה. פני הקים מחוררים לעיתים קרובות -שכן החומר המושקע לא הפשיר מיד. סוג נוסף של קים הן תלוליות שנוצרו בהשקעה בשקערוריות ובבקיעים שבקרח המפשיר. הן יתמלאו מים עמוסי טעונת ובהפשרה יווצרו תלוליות בעלות חומר ממויין. כשתחלש הזרימה יכול ויושקע בהם כמויות גדולות של חומר.
עמקי פיאה קרחיים -לאורך פיאותיהם של שדות הקרח הגדולים, מי ההפשרה יוצרים אפיקים מקבילים לשולי גוף הקרח. אפיקים אלה אינם תלויים בתוואי הניקוז שקדם לתקופת ההתקרחנות, ולעיתים אף מנוגדים לו בכיוונם, מאחר שאספקת מי ההפשרה, החותרים ומתחתרים בהם, אינה סדירה ותוואי הניקוז משתנה עם כל תזוזה של גוף הקרח. באופן זה ייווצרו אפיקים סמוכים ומקבילים, המסמנים תקופות שונות (וארוכות) של נייחות גוף הקרח. היום ממולאים האפיקים ברובם בחוליות על צורותיהם האפייניות. רצועת האפיקים עשויה להגיע ברוחבה לעשרות קילומטרים. לעיתים הולכת רצועת החוליות ומתרחבת באופן ניכר, לרוב לציון מיקומו של אגן קדום, שנוצר עם התרחבות האפיק, או עם הפסקת הזרימה. בחלקים נרחבים של ההמיספירה הצפונית מהוות רצועות האפיקים רצועות האפיקים צורת תבליט חשובה, המשפיעה על רשת הניקוז הנוכחית.
אגמים -הם אחת מצורותיה הבולטות ביותר של ההתקרחנות. לאורך פאות שטחי הקרח נוצרים מקוואות רבות, בסדרי גודל משתנים; משלוליות ועד אגמים, ששטחם מסתכם באלפי קמ"ר. חלקם הגדול הולך ונעלם עם נסיגת הקרח, אך לעומתו, נתמלאו במים כל אותם שקערוריות שנתחתרו תחת הקרח. אין להניח שאלו התקימו בתקופות גאולוגיות קדם קרחוניות. הקרח העמיק והרחיב את השקערוריות הקיימות, ואף יצר חדשות, שנתמלאו בזמן נסיגת הקרחונים במי המסתם. דבר זה בולט במיוחד באגמים הגדולים בגבול ארצות הברית וקנדה, המשתרעים בגבול בין שדה הקרח העצום לבין השטח הגבוה, שמדרום. דוגמה נוספת הן עשרות אלפי האגמים בקנדה או בפינלנד, התופסים יותר מ -11% משטחה. פחות נפוצים הם האגמים שנוצרו בתוך העמקים האלפיניים, שנוצרו מהתעמקות העמק או מחסימת פתחו.
מורפולוגיה פיריגלציאלית
שטחים נרחבים על פני כדור הארץ מכוסים שלג וקרח במשך חלק ניכר של השנה, אך מפשירים בשלהי האביב ובקיץ. בניגוד לאזורים אחרים, קיימים בשטחים אלה הבדלים ניכרים בין שתי עונות השנה: העונה הקרה ארוכה בדרך כלל מעונת ההפשרה ויותר גדול בה משרע הטמפרטורות. עונת הקפאון אינה רציפה ועוד פחות מכן -עונת ההפשרה. לתהליכים אקלימיים דו -עונתיים אלה השפעה מכרעת על עיצוב פני הארץ, והם יוצרים שלל צורות מיוחדות המכונות 'פיריגלציאליות' (periglacial). כיום משתרעים השטחים הפיריגלציאלים על פני כשישית מפני כדור הארץ היבשתיים. באזור הממוזג עדיין נשתמרו צורות מובהקות רבות של עיצוב פיריגלציאלי שאינן קשורות בתהליכי הקיפאון וההפשרה הפעילים בהווה. הקרקעות הנתונות לעיצוב פיריגלציאלי לרוב אינן אוטוכתוניות; שטחים פיריגלציאלים נרחבים שמשו ומשמשים גם כיום משטחי הרבדה לחומר שהובא אליהם על ידי מים ורוח מהאזורים המקורחים. חומר זה, בעיקר לס וחולות, מאפיין חלק ניכר של הנוף הפיריגלציאלי. האזור הפיריגלציאלי מעוצב כאמור בידי תהליכי קפיאה והפשרה תכופים. המים קופאים בתוך סלע מפורר (כגון רגולית או קרקע), קופאים ברווחים הבין -גרגריים ומצמידים אותם עד לליכודם לחומר מוצק ובלתי מחלחל. חשובה יותר העובדה שבתוך הקרקע עשויים להתפתח לעיתים גושי קרח גדולים. גושים אלה גדלים כל עוד שוררים תנאי טמפרטורה ואספקת מים מתאימים. כתוצאה מהתהוות קרח בקרקע, חל גידול בנפחה ופניה עשויים להתקמט קימוט זעיר. רוב הצורות המאפיינות את האזור הפיריגלציאלי הן תולדה של היווצרות קרח בקרקע.
ראו גם
לקריאה נוספת
- יצחק שטנר, גיאומורפולוגיה: העיצוב החיצון של התבליט, קריית ספר, ירושלים, תש"ל, עמ' 295–321
- I. Peter Martini, Michael E. Brookfield, and Steven Sadura, Principles of glacial geomorphology and geology, Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall, c2001
- Glacial and polar geomorphology: proceedings on the Second International Conference on Geomorphology: Geomorphology and Geoecology, Frankfurt,Main 1989, volume VIII, edited by G. Stablein, H.M. French and M.G. Marcus
- Donald R. Coates, Glacial geomorphology, London: Allen & Unwin, C1982
קישורים חיצוניים
- מורפולוגיה פיריגלציאלית - PhysicalGeography.net
- התחממות גלובאלית והמסת הקרחונים - nationalgeographic.com
- ההיסטוריה של חקר הקרחונים - scientificamerican.com
הערות שוליים
- ^ אאולית= רוחית, שנגרמת על ידי פעולת ותנועת הרוח
25827729גאומורפולוגיה קרחונית