Jäätikköjoki
Jäätikköjoki saa vetensä jäätiköiden sulamisvesistä, jotka kerääntyvät yhteen puroiksi ja jotka yhtyvät lopulta jäätikköjokeen jäätikön sisällä. Alussa sulamisvirtaukset kulkevat jäätikön pinnalla tai reunalla ja valuvat halkeamien tai jäätikkökaivojen kautta jäätikön alle tunneleihin. Sulamisvettä syntyy myös jäätikön pohjalla, kun jäämassojen aiheuttama paine nostaa jään sulamispisteen yli vallitsevan lämpötilan. Tunnelit mutkittelevat jään sisällä, haarautuvat ja yhtyvät toisiinsa jäätikön pohjan muotojen vaikutuksesta. Tunnelien muoto, syvyys ja kulkusuunta vaikuttavat joen ominaisuuksiin ja käyttäytymiseen suuresti. Jäätikköjoki purkautuu myöhemmin esiin jäätikön reunan alta ja vesi voi päättyä jäätikköjärveen, mereen tai se jatkaa matkaansa jäätikön reunalta alaville maille tavallisena jokena.
Jäätikköjokia esiintyy yleensä vuoristoissa, joissa kevään ja kesän sulamisvedet etsivät poispääsyä jäätiköiltä. Niitä esiintyy runsaasti mannerjäätiköillä, joita on esimerkiksi Grönlannissa ja Etelämantereella. Muinaiset jäätikköjoet ovat esiintyneet sellaisilla alueilla, joissa viimeisen jääkauden aikana jäätiköt ovat kesäisin sulaneet, ja sulamisvedet ovat jättäneet maastoon vielä nykyäänkin havaittavat jäljet.
Yleensä jäätikön pohja on kylmyydestä johtuen jäätynyt kallioon kiinni. Jos jäätä on tarpeeksi paksu kerros, aiheuttaa kasvanut paine jään sulamispisteen kohoamisen ja jää sulaa jäätikön pohjalla. Sulannut vesi kertyy kovassa paineessa sellaisiin paikkoihin, jossa paine on pienempi kuin aivan pohjalla. Sellaisia ovat murtuneen jään halkeamien yläosat, jäätikkökaivot, jäänalaiset tunnelit ja jäätikön reuna. Jään painosta syntyvä paine siis työntää vettä jäätikön pintaa tai reunaa kohti eli tavallaan ylöspäin.
Islannissa ja muilla tuliperäisillä alueilla jäätikkö sulaa altapäin maan alta kumpuavan kuumuuden vuoksi. Sulanut vesi on lämmintä ja jään alle saattaa muodostua jäänalainen järvi, joka juoksuttaa vetensä jäätikköjokia pitkin jäätikön reunalle.
Ilman lämpeneminen keväällä ja kesällä sulattaa jäätikön pinnalla olevaa lunta ja jäätä. Vesi valuu jäätikön kolohin ja muodostaa lammikoita, jotka tulviessaan valuttavat vettä puroina jäätikön pintaa pitkin alempiin kohtiin. Vesi täyttää railot ja halkeamat kunnes vesi löytää tiensä tunneliin tai muodostaa virtauksellaan itse sellaisen. Tällöin railo vetää vettä rajattomasti ja laajenee johtuen virtaavan veden aiheuttaman kitkan sulattavasta vaikutuksesta. Tällaiset halkeamat ja jäätikkökaivot kuljettavat pintavedet jäätikön pohjalle tunneleihin.
Jäätunnelissa vesi virtaa siihen suuntaan, jossa vastapaine on pienin. Tämän vuoksi vesi suuntaa samanaikaisesti ylös- ja sivuillepäin niin kauan kuin vedenpinta jäätikön sisällä joissakin kohdissa nousee. Kun sivusuunnassa puhkeaa tunnelille suuaukko jäätikön kylkeen, virtaa vesi tämän jälkeen sen kautta pois. Kun suuaukko on syntynyt ja se vetää hyvin, muodostuvat jäätikön päätunnelit jään pohjan sulamiskerrokseen tai juuri sen yläpuolelle.
Kun tunneliverkon purkausaukko on kaukana ja jäätikön pohjalla on kumpuilevia kalliopintoja, luikertelevat jäätunnelit näitä pintoja ylös ja alas johtaen sulamisvesiä kohti aukkoa. Tunnelien sisäinen paine-ero huolehtii siitä, että vesi virtaa myös kallionrinnettä ylöspäin. Tällä tavoin jäätikköjoki voi ylittää korkeitakin harjanteita jään alla. Harjanteen ylityksen jälkeinen vesien alassyöksy kiidyttää vesien virtausta uudelleen.
Veden kulku jäätikön alla on vaikea todeta pinnalta käsin, mutta viimeisen jääkauden jäätikköjokien jälkiä ja muodostelmia tutkimalla on havainnoitu suuriakin nousuja. Esimerkki tällaisesta korkeasta ylityksestä löytyy Suomen Lapista, jossa jääkaudella itään virranneen suuren jäätikkövirran alla virranneet jäätikköjoet ylittivät Pallastunturin ja Ounastunturin Hannunkurun ja Pahakurun kohdalta. Jäätikköjoen puhtaaksi huuhtomia kuruja edeltävät ja seuraavat lukuisat jäätikköjoen kulkua seuraavat harjut.
Jäätikön alustaansa kohdistama paine sekä viettävän rinteen aiheuttama jäätikön oma virtausliike murskaa, irrottaa kiveä ja hioo kallion pintaa. Tämä kiviaines sitoutuu jäähän ja kulkeutuu jäätikön virtausten mukana sen sisään. Kun sulamisvedet valuvat jäätikön pinnalla, tuovat vedet ylhäältä kiviainesta mukanaan ja kuljettavat sitä jäätikön sisään tunneleihin. Vesi irrottaa myös halkeamien ja tunneleiden seinämistä kiviainesta, joka kulkeutuu veden mukana tunneleihin. Tunneleissa veden virtaukset voivat olla niinkin voimakkaita, että suuret kivet vierivät veden voimasta eteenpäin. Kivet kolisevat toisiaan vastaan vieriessään eteenpäin ja pyöristyvät. Hiljaisen virtauksen kohdalla suurin kiviaines pysähtyy, mutta kevyt kiviaines jatkaa matkaansa. Saman tunnelin eri kohdissa sen pohjalle saattaa kertyä kiviainesta ja toisaalta myös kulua pois.
Kun tunneli kulkee pitkin maapohjan pintaa, saattaa virtauksien aiheuttama eroosio kuluttaa moreenina kalliopintaan asti. Jos jäätikkö sulaa joskus pois, paljastuu tältä kohdalta paljas kallionpinta. Toisaalta niihin kohtiin, jonne kertyi kiviainesta, löytyisi harju, soraa tai kivikko.
Tunnelijärjestelmän keräämät vedet purkautuvat lopulta tunnelin suuaukon kautta pois jäätikön alta. Jos jäätikön reuna sijaitsee maan pinnalla, muuttuu jäätikköjoki tavalliseksi joeksi. Tällainen purkautumisaukko on talvella tyhjä ja se voi muodostaa suurenkin luolan, jonne voi kävellä sisään. Keväällä ja kesällä, sulaminen ollessa suurimmillaan, luolasta purkautuu paljon vettä ja kiviainesta. Kiviaines kertyy luolan eteen tai valuu jokiveden mukana alemmaksi joen uomaa. Jos tätä jatkuu vuosia, kehittyy siitä leveitä lajittelemattomia sora- tai hiekkakenttiä, joita kutsutaan kuivanmaan deltoiksi eli sanduureiksi.
Jos tunnelijärjestelmä purkautuu veden alle, kohtaa tunneleista purkautuva vesi vastapaineen, joka hidastaa virtauksia. Kaikki veden mukana tullut kiviaines laskeutuu vesistön pohjalle suuaukon eteen ja muodostaa siihen kivistä, sorasta ja hiekasta harjanteen. Kun harjanne kasvaa lähelle vedenpintaa, leviää se tämän jälkeen sivusuuntiin muodostaen vedenpinnan alaisen deltan. Deltan syntytapa on samanlainen kuin jokien suistoon syntyvillä deltoilla. Virtaavan veden sameat ainekset leivävät laajemmalle alueelle ja muodostavat vesistöön sedimenttejä, jotka ovat savea, hiesua tai hienoa heitaa.
Suomessa ei ole enää jäätikköjokia, mutta niitä on ollut runsaasti viime jääkauden aikana ja etenkin sen loppuvaiheessa, jolloin mannerjäätikkö perääntyi maastamme sulaen. Pääosa tiedosta jäätikköjokien käyttäytymisestä on saatu tutkimalla viimeisen jääkauden jäätikköjokien maastoon jättämiä jälkiä eli jäätikköjokimuodostumia.
Normaalisti jäätikkö kerää alleen moreenia useita metrejä paksuksi patjaksi. Jos moreenipatja puuttuu, on jäätikön alla ollut jäätikköjoen kuluttava virtaus pessyt sen pois. Lapissa tunturien laajat paljaaksi huuhtoutuneet avokalliot ovat syntyneet tällä tavoin. Mikäli jäätikköjoki kuluttaa pitkään samaa kohtaa, saattaa kallion pinta vielä hioutua sileäksi virtauksien mukanaan kuljettaman hiekan, soran ja kivien vuoksi.
Voimakkaan virtauksen voima saattaa irrottaa kallion murtuneita kohtia ja viedä lohkareita mukanaan. Kulutustoiminta on saattanut olla voimakastakin ja sen tuloksena on syntynyt maastossa edelleen näkyvät satulakurut, subglasiaaliset kurut, nielu-uomat, lieveuomat ja reunanläheisuomat.
Satulakurut ovat syntyneet tunturiselänteisiin, kun tunnelissa ollut vesi on ylittänyt korkealla vedenjakajana olleen harjanteen matalimman kohdan. Veden alaspäin virratessaan saama lisäenergia on vielä kiihdyttänyt eroosiota. Tuloksena on kapea jyrkkäreunainen laakso, joka laskee rinnettä alaspäin. Näitä kutsutaan subglasiaalisiksi uomiksi. Esimerkkejä tällaisista ovat Saariselällä Laanilassa oleva Rumakuru, Lemmenjoella oleva noin 20 metriä syvä Kynsileikkaamakuru ja Käsivarren alueella Coavccesoaivin puhtaaksi huuhoutunut tunturiselänne. Muut mainitut kulutusmuodot ovat syntyneet tästä samasta syystä, mutta eri kohtiin maastossa, jonka vuoksi niitä kutsutaan muilla edellä mainituilla nimillä.
Hiidenkirnut ovat syntyneet jäätikköjoen voimakkaan virtauksen voimasta. Sopivassa kohdassa, missä virtaukset kohtaavat sileän ja puhtaaksi pestyn kalliopinnan, saattaa suuri kivi jäädä virtauksen voimasta poukkoilemaan kalliokynnyksen taakse. Kiven liike hioo kallion pintaa sileäksi ja lopulta se itsensä loppuun kuluttaen kovertaa kallioon kuopan. Kun kuopassa pyörii muitakin kiviä, jatkuu prosessi niin kauan kuin vettä riittää. Jääkaudella jäätikkötunneleiden virtaukset ovat muodostaneet tällaisia kirnuja ja niitä löytyy harjujen läheltä usein ryhminä. Suomessa niitä on yhteensä tuhansia.
Jäätikköjoet kuljettavat tunneleissan ympäristöstään keräämäänsä kiviaineksen ja siitä jää raskain aines tunnelin pohjalle hiljaa virtaaviin kohtiin, kun taas kevyempi aines jatkaa matkaansa. Jäätikköjoki lajittelee tällä tavoin kiviainesta ja kuljettaa eri ainekset eri paikkoihin. Muinaiset jäätikköjokien uomat erottuvat maastossa pitkien harjujen muodossa. Ne ovat syntyneet jäätikön alla ja seuraavat jäätikön muinaista virtaussuuntaa. Suomen maaperällä kulkee harjuja keskimäärin 10−20 kilometrin välein, mikä kertookin jäätikköjokien yleisyydestä jääkaudella. Suomessa ja Ruotsissa on harjujen tihein esiintymä koko maailmassa.
Jäätiköjokeen syntyy harjuja seuraavasti. Kun kiviaines seuraa veden virtausta tunnelissa, kertyy sen pohjalle ensin suuria kiviä ja näiden joukkoon piiloutuu vielä pienempää kiviainesta. Näin tunneliin tulee ahdasta, mikä kasvattaa veden virtausta, joka sulattaa tunnelin seiniä kitkallansa. Aina kun tunneliin kertyy kiviainsesta, laajenee tunneli ylöspäin ja sen täyttyminen voi jatkua. Kun vesi saapuu jäätikön reunan lähelle, hidastuvat virtaukset ja kivisen pohjan päälle alkaa kasaantua kevyempää ainesta. Tämä prosessi jatkuu voimistuen tunnelin suunaukkoon asti, missä loput kiviaineksesta kasaantuu harjuksi. Kun jääkauden päättyessä jäätiköt sulivat ja niiden reuna perääntyi Ruotsiin päin, siirtyivät myös tunnelien suuaukot mukana. Suuaukkojen perääntyminen jätti harjun eteen tyhjää tilaa, johon uutta hiekkaa saattoi kerääntyä muodostaen uutta harjua. Perääntyvä jäätikön reuna jätti siten jälkeensä pitkän harjun, jollaisia on Suomessa paljon. Pisimmät harjut ovat satoja kilometrejä pitkiä ja ne jatkuvat Pohjanlahden pohjalla Ruotsiin asti.
Muut jäätikköjokien välilliset kasautumismuodot liittyvät tunnelin suunaukon jälkeisiin muodostelmiin. Veden alle purkautuvat jäätikköjoki muodosti lähialueille sedimenttejä, joihin laskeutui siltti- tai savikerrostumia. Jos jäätikköjoki purkautui matalaan veteen, muodostui harjusta tasalakinen hiekkakenttä eli delta. Jos se purkautui kuivalle maalle, syntyi alueelle sanduri. Muitakin reunamuodostumia voidaan luetella jäätikköjoen aiheuttamiksi.