Как может твердая кристаллическая масса льда спускаться по долине на расстояние многих километров, не изменяя сколько-нибудь заметно своей величины, формы и общего вида?
Трещины и расселины, которые наблюдаются на большинстве ледников, свидетельствуют о том, что лед на их поверхности хрупкий. На глубине ниже 60 м и более трещины бывают редко. На большей глубине их образованию мешает течение льда, хотя оно и очень медленное. То, что в более глубоких частях ледника лед обладает пластическими свойствами, было продемонстрировано на прорубленном во льду туннеле: стенки его изогнулись внутрь. Итак, на поверхности ледника имеется корка относительно хрупкого льда, под которой расположена зона текучего льда — источника подвижности ледника. Когда ледник Блэк Рэпидз сделал свой скачок, пластический лед стал течь с такой быстротой, что хрупкий поверхностный лед не выдержал и превратился в массу беспорядочно движущихся глыб.
Чтобы понять, как движется ледник (здесь, возможно, некоторые высказывания будут иметь предположительный характер, так как, несмотря на многолетнее изучение, природа движения ледников понята еще не полностью), мы должны начать со снежинки. Падающая снежинка — это либо отдельный снежный кристалл, либо группа кристаллов. Каждый такой кристалл является, по существу, кристаллом льда, в котором атомы сгруппированы так же симметрично, как и в любом другом кристалле льда. Атомы в снежинке располагаются точно по тем же законам, что и в кристаллах кварца или другого минерала. Поэтому лед как твердое неорганическое вещество с определенной атомной структурой фактически является минералом.
Как только выпавший снег начинает уплотняться, снежинки постепенно теряют свои звездообразные очертания и приобретают более или менее округлую форму, при этом внутреннее симметричное расположение атомов не меняется. Когда образовавшаяся в точках сжатия между кристаллами талая вода (она получается в результате таяния снега и ледникового льда) снова замерзает, новые кристаллы не создаются, а происходит только рост одних кристаллов за счет других: сам лед становится более грубым и более зернистым. Под тяжестью накапливающихся выше лежащих слоев снега и благодаря непрерывному замерзанию талой воды изо льда вытесняется воздух, и лед становится более плотным. Лед в леднике представляет собой твердую массу сцепленных кристаллов льда, многие из которых будут расти до тех пор, пока существуют. Хотя были обнаружены отдельные кристаллы ледникового льда почти 30 см длиной, редкий кристалл достигает в длину более 5 см. Так как лед состоит из совокупности минеральных зерен, он является горной породой. Как же такая твердая масса может течь?
Несмотря на то что кристаллы льда плотно сцеплены, движение всего ледника в основном зависит от них. При постоянном давлении огромные массы тончайших атомных слоев, из которых состоит каждый кристалл, способны скользить один по-другому. Источником давления служит обычно вес самого льда. Лед начинает течь только тогда, когда слои атомов у большинства кристаллов располагаются приблизительно параллельно поверхности ледника, причем перегруппировка кристаллов в «благоприятном» направлении происходит под воздействием силы тяжести. Процесс этот можно назвать рекристаллизацией, так как атомы внутри кристаллов изменили свое положение. Если бы рекристаллизации не было, то из-за непрерывного скольжения одного кристалла по другому их форма сильно исказилась бы — они вытянулись бы в длину.
Вытянутые в длину зерна ледникового льда все же наблюдаются довольно часто.
Однако, пропутешестовав много миль, кристаллы на конце ледника имеют в основном такую же форму, как и кристаллы в более отдаленных от конца частях ледника, хотя и превосходят их по величине. Несмотря на то что в одном кристалле движение между любыми двумя смежными атомными слоями незначительное, объединенное движение миллиардов таких слоев при непрерывном давлении вызывает пластическую деформацию твердого льда, которая и является причиной течения ледников.
В этом отношении лед не отличается от какой-либо другой горной породы. Глубоко под поверхностью Земли, где давление высокое, твердые породы обладают текучестью. Об этом свидетельствуют наблюдаемые во многих местах на поверхности Земли складки в горных породах, обнажившиеся в результате эрозии. Эти породы текут точно так же, как лед внутри ледника, только бесконечно медленнее. Поэтому изучение ледников помогает установить, как происходит деформация пород глубоко внутри земной коры.
У всех ледников, независимо от того, стационарны ли их концы, наступают они или отступают, лед постоянно движется вперед. Если конец ледника остается более или менее стационарным, это значит, что движение вперед самого льда уравновешивается потерями. В случае увеличения скорости таяния или испарения ледник отступает, несмотря на то что внутри него лед движется вперед. Именно это и произошло с ледником Блэк Рэпидз вскоре после того, как прекратилось его наступание.
Так как лед — твердое тело, движение ледника в какой-то степени вызывается также и скольжением некоторых его частей по другим вдоль плоскостей скалывания. Этот тип движения можно наблюдать на поверхности больших ледников, но насколько далеко этот процесс захватывает глубинные их части, еще не известно.
Хрупкий поверхностный лед, если он рассечен многочисленными трещинами и разбит на глыбы, сам по себе, вероятно, не способен двигаться вперед: его должен толкать и нести активный лед более глубоких горизонтов. Но он может отслоиться от последних и, соскальзывая с оглушительным шумом с круто наклоненного ледника, за несколько минут продвинуться на километр или больше. Такие обвалы довольно часто случаются в Каракоруме и в других горных цепях Азии. В Альпах они уничтожили много домов и деревень.