Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 
 

Izdrukāt

Par šo rakstu saņemtas 15 atsauksmes
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Ledāji latvijā

M. Sc., ģeologs
Dainis Ozols


Ledāju veidošanās nav nekas sarežģīts – vajag pietiekami aukstu klimatu un bagātīgus nokrišņus ziemā. Ledāji ir ilglaicīgi veidojumi, kas pastāv desmitiem, simtiem un tūkstošiem gadu. Tos nevajadzētu jaukt ar īsāku laiku – vien vairākus gadus – pastāvošiem polāro jūru lediem. Kustīgos ledājus mēdz dēvēt par šļūdoņiem.

Varbūt neesat nemaz aizdomājušies, ka sniegam un ledum atšķirībā no citiem minerāliem un iežiem piemīt vairākas neparastas īpašības. Pirmkārt, pat ziemas spelgonī sniegs atrodas ļoti tuvu savai kušanas temperatūrai. Līdz ar to sniega slānis ir pilns ar aktīvi migrējošiem ūdens tvaikiem. Tie izraisa sniega pārkristalizāciju jeb metamorfismu, kas sākotnējo mīksto pūkaino sniedziņu ziemas gaitā pārvērš graudainā masā. Ja ziemā uzsnigušais sniegs pa vasaru nepaspēj izkust, pārkristalizācija turpinās, sniegam sablīvējoties un pārvēršoties firnā un ledāja ledū, kas vienmēr sastāvēs no prāvākiem, sākot no dažus milimet-rus līdz pat vairākus centimetrus lieliem, ledus kristāliem. Otrkārt, ledus blīvums ir aptuveni par 10% mazāks nekā ūdenim, turpretī lielākā daļa citu cieto vielu ir blīvākas nekā to kausējums. Līdz ar to jūru un ezeru ūdeņi ziemā iegūst vieglu ledus vāku, bet ledāji spēj uzpeldēt paši savā kušanas ūdenī. Treškārt, ledum piemīt plastiskas īpašības, ļaujot tam deformēties dažādu spiedienu un sprie-gumu ietekmē. Lielā masā ledus ir spējīgs plūst kā stīgrs šķidrums, piemēram, medus. Atšķirībā no tīra ledus, ar ūdeni piesātināti sasaluši ieži ir daudz izturīgāki un mazāk plastiski.


Leduslaikmetu gaita un vārdi

Zemes jaunāko laikposmu, kurā veidojās plaši mēreno platuma grādu apledojumi, sauc par kvartāra periodu, un par tā sākumu pieņem 1,6 miljonus gadu senu pagātni. Kvartāra periodu iedala pleistocēnā, t.i., laikā, kad notika apledojumi un bija starpleduslaikmeti, un holocēnā – laikā, kurā dzīvojam mēs un kas ir sācies pēc pēdējā apledojuma atkāpšanās pirms 10 tūkstošiem gadu.

Senākais leduslaikmets, kura liecības atrastas Latvijā, ir 700 tūkstošus gadu senais Latgales apledojums. Tā nogulumi konstatēti Latgalē – dziļu, aizpildītu ieleju apakšējā daļā. Virs tiem ieguļ 20 m biezi Žīdiņu starpleduslaikmetam piederošie silta ezera vides nogulumi – māls un sapropelis. Lētižas jeb starptautiskā terminoloģijā Elsteres apledojums notika pirms aptuveni 450-500 tūkstošiem gadu. Tā nogulumi ir izplatīti visā Latvijā, un tos pārsvarā veido sarkanbrūna morēna – akmeņaina mālsmilts un smilšmāls. Plašais un ilgstošais apledojums veica spēcīgu ledāja gultnes padziļināšanu, palielinot Baltijas ieplaku, tāpēc sekojošajā Pulvernieku (Holšteinas) starpleduslaikmetā Baltijas ieplakā pirmo reizi varēja izveidoties lielāka jūra. Holšteinas jūra pastāvēja ilgstoši, un tās dibenā uzkrājās biezi pelēku jūras nogulumu slāņi, kuru paliekas mūsdienās vietumis var aplūkot stāvkrastos pie Jūrkalnes.

Kurzemes jeb Zāles apledojuma maksimums bija pirms 150 tūkstošiem gadu. Šā leduslaikmeta nogulumu īpatnība Rietumlatvijā ir to pelēkā krāsa, kam cēlonis ir ledāja nogulumos pārstrādātais jūras materiāls. Līdzīgus pelēkus morēnas slāņus nogulsnēja arī Latvijas (Vislas) apledojuma pirmās ledus mēles pirms 25-30 tūkstošiem gadu. Vislas šļūdonis šķērsoja Baltijas ieplaku pēc Felicianovas (Ēmas) starpleduslaikmeta, kura laikā arī pastāvēja jūra. Plašāko izplatību Latvijas apledojuma ledus sega sasniedza leduslaik-meta noslēgumā, kad, šļūdonim vairākkārt virzoties uz priekšu, erozija notika sarkanīgajos devona mālos un smilšakmeņos un veidojās izteikti sarkanbrūna morēna.

Ne katrs klimatiskais 100 tūkstošu gadu cikls līdz mums atnesa šļūdoņu ledus. Tikai intensīvāko un ilgstošāko apledojumu ledāji sasniedza Latvijas teritoriju.

Pēta glaciologi un ģeologi

Ledāju darbību un tās rezultātus pasaulē izzina un cenšas izskaidrot divu zinātņu pārstāvji.

Pirmkārt, tie ir glaciologi, kas pēta mūsdienu ledājus: veic ledāju lauka novērojumus, mēra dažādus fizikālos parametrus un apkopo datus par pasaules ledājiem mūsdienās. Otra pētnieku grupa ir ģeologi, kas strādā seno apledojumu teritorijās un pēta ledāju darbības sekas, piemēram, nogulumus un reljefu, veic paleoģeogrāfiskas rekonstrukcijas. Viedokļi par ledāju pārvietošanos un to iedarbību laika gaitā ir vairākkārt krasi mainījušies.

Ledāju kustība – kas tā ir un kā notiek

Dziļāka izpratne par ledāju kustību ģeologu vidē sāka rasties pagājušā gadsimta 70. un 80. gados. Austrumeiropas ģeoloģijā to iezīmēja Krievijas ģeologa Jurija Lavrušina darbs «Kontinentālo ledāju pamatmorēnu uzbūve un veidošanās» (1976). Atbilstoši šiem priekšstatiem ledāja kustība notiek, ledum plastiski tekot, slīdot pa ledāja plaisām – slīpi augšup vērstiem uzbīdījumiem – un ledāja augšdaļai pārējā ledus kustības rezultātā pārvietojoties kā cietam ķermenim. Pa uzbīdījumu virsmām ledāja ķermenī tiek ierauti (asimilēti) irdenie ieži vai akmeņi, kas vēlāk, kad drupu materiāla relatīvais daudzums kļūst liels, zaudē saistību ar kustīgo ledāju un apstājas. Veidojas pamatmorēna – viens no izplatītākajiem ledāju nogulumu veidiem. Šāda izpratne tai laikā bija liels solis uz priekšu ledāju darbības skaidrojumā, un to pieņēma arī Latvijā.

Tomēr šī teorija nonāk grūtībās, kad jāpamato seno segledāju pārvietošanās līdz 1000 km un lielākos attālumos. Šādā gadījumā būtu jāpieņem, ka gandrīz visā segledāju izplatības areālā ledāju biezumi bijuši mērāmi kilometros. Tādam pieņēmumam neatbilst aplēses par ūdens daudzumiem, kādi bijuši iesaistīti segledāju veidošanā. Tāpat būtiska ir pretruna, kas izriet no sasalušu nogulumu mehāniskajām īpašībām. To izturība gandrīz visos gadījumos ir lielāka nekā tīram ledum. Līdz ar to kļūst apšaubāmi skaidrojumi par morēnas un reljefa formu veidošanos, ledum deformējot, asimilējot un iesaistot kustībā sasalušus iežus un nogulumus.

Tajā pašā laikā glaciologu novērojumi mūsdienu ledājos norādīja uz būtisko kušanas ūdeņu lomu ledus kustībā. Tie liecināja, ka ledāju kustības ātruma palielināšanās sakrīt ar visa ledāja pacelšanos, un ir konstatēta neapšaubāma un tieša zemledāja ūdeņu spiediena un ledāja slīdēšanas ātruma sakarība. Ziemeļamerikā un Kanādā sāka attīstīties teorijas, kas lielas daļas leduslaikmeta veidojumu izcelsmi saistīja ar katastrofisku zemledāja plūdu darbību. Kā radikālāko un izteiktāko šādu uzskatu paudēju var minēt Dž. Šovu (piemēram, Shaw. 1996. A meltwater model for Laurentide subglacial landscapes. International Association of Geomorphologists: International geomorphology conference. Edited by: S.B. McCann and D.C. Ford. John Wiley & Sons 6: 181-236).

Sērdžu mehānisms – ledāja un ūdens mijiedarbība

Ledāja pulsāciju jeb sērdžu teorija, kas sevi piesaka no pagājušā gadsimta pēdējās desmitgades, akceptē kušanas ūdeņu ļoti lielo nozīmi ledāja kustībā un darbībā. Atbilstoši šai teorijai segledāju attīstība iedalāma vairākās stadijās.

Sākotnējā attīstība kalnos. Skandināvijas segledāja veidošanās sākotnēji noritēja kalnos, kur ledus bija piesalis pie grunts un, plastiski tekot, pārvietojās no kalniem uz ieplaku. Gan ledus pieplūduma, gan nokrišņu rezultātā kalnu piekājē, Botnijas līča teritorijā, ledāja biezums aizvien palielinājās.

Laika gaitā ledus segas izolējošā ietekme kļuva pietiekama, lai Zemes iekšējā siltuma ietekmē sāktos kušana. Tas notiek tāpēc, ka ar katriem 100 metriem temperatūra Zemes dzīlēs pieaug par 2-3°C (ģeotermiskais gradients). Ledus siltuma vadīšanas spēja ir līdzīga kā vairumam iežu vai nedaudz zemāka. Leduslaikmetā gada vidējā temperatūra mūsu platuma grādos varēja būt 0 līdz -10°C robežās. Līdz ar to zem ledāja, kura biezums pārsniedza 400 m, jebkurā gadījumā sasalums atkusa. Tas notika lēni – tūkstošiem gadu laikā.

Ar laiku zemledāja kušanas ūdeņi sasniedza ievērojamu apjomu, kas izraisīja visas ledāja malas nestabilitāti un kustības sākumu.

Vairāki Amerikas zinātnieki, piemēram, Jūdžins Šūmeikers (Shoemaker E. M. Subglacial water-sheet floods, drumlins and ice-sheet lobes. Journal of Glaciology 45 (150): 201-213. 1999), uzskata, ka zem Labrenča ledus segas Hudzona līcis un Lielo ezeru baseins darbojās kā kušanas ūdeņu uzkrāšanās rezervuārs un ka zemledāja plūdu starplaikos ūdeņu uzkrāšanās ledāja gultnes pazeminājumos ir tipiska parādība. Ļoti ticams, ka šāds ūdeņu rezervuārs starpsērdžu laikos veidojās arī Baltijas jūras ieplakā Botnijas līča rajonā.

Ledāja aktīvā pārvietošanās. Uzpeldējusī daļa ledāja virsmā izpaužas kā pacēlums, kas pārvietojas ledāja malas virzienā, iesaistot kustībā aizvien jaunus ledāja malas iecirkņus (1. att.). Ledus kustība virs kušanas ūdeņu slāņa ļāva relatīvi plānai ledāja malas zonai izplatīties lielos attālumos, jo ūdens starpkārta lielā mērā mazināja berzi, kāda pretējā gadījumā pastāvētu starp ledāju un tā gultni.

Ledājam uzpeldot, tā pamatnes atraušanās no gultnes notika līdz ar piesalušiem nogulumiem. Tie pārvietojās kopā ar ledāju un atslāņojoties nonāca ūdeņos un nogulās. Zemledāja straumes varēja būt ārkārtīgi spēcīgas, veicot eroziju, nesot un noapaļojot pat laukakmeņu izmēra atlūzas (2. att.).

Ledāja kustības noslēgumā veidojās biezāka dubļu masa (ar akmeņu ieslēgumiem), ledājam beržoties pret ūdens piesātinātu nogulu veidotu gultni. Šāda dubļu masa nespēja patstāvīgi plūst, bet tika ledāja vilkta un pārvietojās kā lamināra (slānis pa slānītim – dažādos ātrumos) plūsma (3. att.). Būtiski, ka šādi dubļu plūsmas nogulumi plašās teritorijās spēj veidoties vienīgi zem kustīga ledāja. Tradicionāli tos dēvē par morēnu vai pamatmorēnu. Tie sastāv no akmeņainas mālsmilts vai smilšmāla un zemes virsmā sastopami lielākajā daļā Latvijas.

Ledāja apstāšanās. Šļūdoņa kustība aprima brīdī, kad izbeidzās zemledāja ūdeņu pieplūde vai kad mala sasniedza vietu, kur kušanas ūdeņi varēja brīvi noplūst. Sērdžu etapi mijās ar garākiem miera periodiem, kuru laikā segledāja centrālajā daļā notika ledus masas papildināšanās, pieauga ledāja biezums un uzkrājās kušanas ūdeņi ledāja pamatnē, kamēr perifērijā lēni kusa mirušā ledus lauki. Pēdējā apledojuma Latviju šķērsojušo ledāja mēļu malas zonas atrodas tālāk uz dienvidiem – Lietuvā (piemēram, izteiksmīgais valnis Linkuvas gala morēna) un Baltkrievijā, bet noslēdzošo ledāja pulsāciju malas veidojumi ieskauj Latvijas augstienes.

Mūsdienu analogi. Mūsdienās kalnu ledājos sērdžus jeb pulsācijas novēro kā īslaicīgas straujas ledāja mēļu uzvirzīšanās. Līdzīgas parādības tiek novērotas atsevišķās vietās Grenlandes segledāja malā. Antarktīdas milzīgais segledājs atrodas virs ļoti šķēršļota kalnu reljefa, kas ierobežo ledus kustību. Toties to drenējošās ledus straumes pārvietojas virs 10-20 cm bieza ūdens slāņa, tādējādi nepārtraukti atrodoties aktīvā sērdža režīmā (4. att.). Par Antarktīdas zemledāja plūdiem liecina no satelītiem virs zemledāja gultnēm novērotas periodiskas (ar vairāku mēnešu un gadu intervāliem) ledāja virsmas augstuma svārstības 5-10 m amplitūdā (Fricker H. A., Scambos T., Bindschadler R., Padman L., 2007. An Active Subglacial Water System in West Antarctica Mapped from Space. Science Express. Vol. 315. no. 5818, pp. 1544-1548).

Šļūdoņu ceļi, erozija. Skandināvijas kalnos un to tuvumā, kur bija aukstāks, apledojumu maksimumos ledus biezumi, visticamāk, ir bijuši līdzīgi tagadējās Antarktīdas ledus biezumiem, t.i., līdz 3-4 km. Par to liecina intensīvā Zemes garozas celšanās, kas kopš leduslaikmeta beigām joprojām turpinās.

No ledus biezuma novērtēšanas viedokļa segledāja perifērijā, interesants šķiet fakts, ka augstāko ledāja veidoto reljefa formu absolūtie augstumi tikai nedaudz pārsniedz 300 m atzīmi (Gaiziņkalns 311 m, Munameģis 318 m, Lielais Liepukalns 289 m, ledāja malas zonā – Valdaja augstienē – līdz 347 m). To veidojušā ledāja virsmai būtu vajadzējis atrasties nedaudz augstāk. Vienkāršas aplēses ļauj pieņemt, ka apledojuma maksimumā ledus biezums ledāja perifērijā bija 300-400 m, bet noslēdzošajās šļūdoņa pulsācijās tikai nedaudz virs 100 metriem.

Pēdējā apledojuma noslēgumā mūsu reģiona lielākā ledus plūsma pārvietojās pa Baltijas jūras ieplaku, pagriežoties Dānijas virzienā. Paralēli lielajai mazākas ledus plūsmas virzījās pa Rīgas līča un Peipusa ezera ieplakām, un no tām atdalījās mēles, kas ievirzījās Ventas–Usmas ieplakā, Burtnieka ieplakā, Virtsjarva ieplakā un Austrumlatvijas zemienē (5. att.).

Lai izgrauztu Rīgas līča ieplaku, pleistocēna ledājiem nācās erodēt aptuveni 200 metrus iežu un nogulumu, bet, piemēram, lai izveidotu Burtnieka ieplaku – tuvu 100 metriem. Caurmērā katrā apledojumā Rīgas līča ieplakā zemes virsma pazeminājās par 25 metriem, bet mazākajās ledāja mēlēs (kā Burtnieka ieplakā) – par 10-15 metriem. Tajā pašā laikā virs augstieņu pacēlumiem ledājs kustējās mazāk un erozija bija neliela. Tādējādi secīgu apledojumu gaitā palielinājās augstuma starpības starp zemienēm un augstienēm, un zemienes, tostarp arī Baltijas jūras ieplaku, varam uzskatīt lielā mērā par ledāja veidojumiem. •