Туне́льна доли́на — велика, довга, U-подібна долина, що початково утворилася під льодовиком поблизу межі континентальних льодовикових щитів, подібних до того, що зараз покриває Антарктиду, які раніше охоплювали частини всіх континентів протягом останніх льодовикових періодів.

Відомі тунельні долини завдовжки до 100 км, завширшки до 4 км і 400 метрів завглибшки.

Тунельні долини утворювалися внаслідок підльодовикової ерозії скельного/осадового підґрунтя водою і слугували підльодовиковими шляхами дренажу великих обсягів талої води. Їхні поперечні перерізи демонструють круті стіни, схожі на стіни фіордів, і пласкі днища, характерні для підлідної льодовикової ерозії.

Зараз, після відступу льодовиків, вони виглядають як сухі долини, озера, западини моря і замулені осадами території. Якщо вони заповнені осадами, їх нижні шари заповнені в першу чергу льодовиковими, гляциофлювіальними або льодовиково-озерними () осадами, доповненими верхніми шарами помірного заповнювача. Вони були знайдені в районах, раніше покритих льодовиками, в тому числі в Африці, Азії, Північній Америці, Європі, Австралії та в акваторії Північного моря, Атлантичного океану і у водах поблизу Антарктиди.

У фаховій літературі, тунельні долини з'являються під кількома назвами, включаючи: тунельні канали, підльодовикові долини, крижані дороги, зміїні кільця і лінійні розрізи.

Важливість Вивчення тунельних долин важливо, тому що: вони слугують як маркер областей з потенціалом для ефективної розвідки нафти, наприклад в Африці; їх скельні кордони та заповнення льодовиковими осадами робить їх ефективними водоносними горизонтами у багатьох регіонах; інженерам ґрунтів необхідно враховувати варіації, які вони мають, при проходці тунелів та облаштуванні фундаментів; вони слугують один з кількох маркерів, що позначають кордони колишнього зледеніння. Тунельні долини відіграють корисну роль у визначенні багатих на нафту територій в Аравії і Північній Африці. Відкладення Верхнього Ордовика–Нижнього Силуру  містять багатий вуглецем шар чорних сланців приблизно 20 метрів товщиною. У цих сланцевих родовищ знаходиться близько 30 % світових запасів нафти. Хоча походження цих родовищ знаходиться в стадії дослідження, було встановлено, що сланці часто розташовані згори льодовикових і льодовиково-морських відкладень, що утворилися в ~445 млн років тому під час  Хірнантського зледеніння. Виникнення сланців було пов'язано зі збагаченням талими льодовиковими водами морського мілководдя поживними речовинами. Тому наявність тунельних долин вважається ознакою присутності нафти в цих районах.

Через тунельні долини відбувається скид значної частини всіх талих вод з льодовиків. Дренаж талої води впливає на потік льодовикової криги, що важливо для розуміння тривалості льодовикових–міжльодовикових періодів, а також допомагає у виявленні циклічності льодовиків, проблеми, яка є важливою для дослідження палео-навколишнього середовища.

Тунельні долини зазвичай прокладені ерозією в скелі і наповнені уламками різних розмірів, принесеними льодовиками. Ця конфігурація робить їх відмінними для збору і зберігання води. Тому вони грають важливу роль які водоносні горизонти на більшій частині Північної Європи, Канади і США.

Характеристики

Приховані, відкриті та частково заповнені Тунельні долини спостерігались яв відкриті долини або як долини, частково чи повністю поховані під шаром осадів, часто принесеним льодовиками. Долини можуть бути вирізані у скельній основі, піщаній чи глинистій.

Частина тунельної долини може підніматись вгору, адже вода могла йти вгору під тиском у фактично закритій трубі, якою такі долини були під льодовиками. Наприклад у Доггерланді (затонулій суші, яка зараз є частиною дна Північного моря) існують заповнені тунельні долини, які текли з півночі на південь через заглиблення Зовнішнього Сільверпіта.Vincent Gaffney, Kenneth Thomson, Simon Finch, Mapping Doggerland: The Mesolithic Landscapes of the Southern North Sea, University of Birmingham, 2007

Розміри Тунельні долині різняться за глибиною та довжиною каналу; наприклад у Данії відомі долини шириною 0,5-4 км та довжиною 50–350 метрів. Їх глибина та висота дна над рівнем моря також змінюється вздовж їх напрямку, деколи утворюючи заглиблення, які є значно глибшими, ніж секції вгору або вниз течії від них, вони вирізані у скельній породі, а їх сторони часто асиметричні.

Тунельні долини часто утворюють відносно прямі сегменти, паралельні і незалежні один від одного. Маршрут тунельної долини може періодично перериватись; цей розрив може включати перешийок піднятого ескера, що вказує на перебіг каналу певну відстань через кригу. Менші секції переважно мають 5-30 км у довжину; у деяких випадках секції формують більший патерн безперервного каналу, який складається зі смужок заглиблень, які можуть сягати довжини 70-100 км.

Структура Верхня секція — секція, найдальше заглиблена у льодовик — складається з системи рукавів, схожої на анастомозні патерни рукавів у верхній течії річок (на противагу дендритним патернам). Тунельні долини часто раптово починаються і закінчуються. Вони мають витягнуті профілі з найбільшою глибиною та найбільшою площею перетину у середині потоку. Долини закінчуються через відносно коротку відстань піднятими віялами витоку на кордоні криги льодовика та відступними моренами. Тунельні долини часто розташовані паралельно, у регіонах, які мають ознаки льодовикової ерозії внаслідок абразії та можуть мати льодовикову штриховку та баранячі лоби. У Мічигані канали тунельних долин дещо розходяться, з середньою відстанню між ними у 6 км та стандартним відхиленням у 2,7 км.

Тунельні долини часто перетинають градієнт ділянки — і в результаті їх можуть перетинати сучасні мережі струмків. Наприклад, притоки річки Каламазу перетинають приховану тунельну долину, заповнену кригою та уламками, майже під прямим кутом. Тунельні долини, утворені наступними заледеніннями, можуть перетинати одна одну«Principles of glacier mechanics»; Roger LeB. Hooke; 2nd Edition; 2005; Cambridge.

Залишки тунельних долин часто заповнені витягнутими озерами, сформованими зникаючими ріками. Часто вони також мають ознаки пізніших відкладів, таких як ескери.

Свідчення механізмів ерозії За результатами наявних досліджень, основним джерелом ерозії тунельних долин є ерозія від потоку талої води. Одним з джерел таких потоків є періодичні єкуллойпи від підльодовикових озер; приклади цього спостерігались в Антарктиді. Хоча існують свідчення і крижаної ерозії, наприклад льодовикова штриховка скельної основи, вони спостерігаються лише у найширших тунельних долинах та вважаються другорядними за впливом.

Підльодовикове розташовування каналів таких долин переважно орієнтоване паралельно до ліній потоку льодовикової криги — тобто вони простягаються від ділянок з більш товстим льодовиковим щитом до ділянок з тоншим шаром криги. Вони можуть мати зворотні градієнти (нахил вгору), які є наслідком руху талої води під тиском через перепони — хребти та пагорби скельної основи льодовика.

Тунельні долини можуть формуватись під дуже товстим шаром льодовикової криги — приклади відомі на дні озера Верхнє та на дні океану біля Антарктиди.

Теорії формування тунельних долин Хоча існує загальний консенсус про важливість талої води для утворення тунельної долини, теорії мають різні погляди на її роль: Теорія сталого стану, запропонована Бултоном та Хіндмаршем. Вони припускають, що тунельні долини формуються у нещільних відкладах, коли тала вода під тиском тече через спочатку вузький підльодовиковий канал. При поступовому вимиванні осадів талою водою, крига льодовика під власною вагою осідає у цей канал, розширюючи і заглиблюючи його механізмом позитивної зворотної реакції, що створює тунельну долину.

Ця теорія фактично є розширенням на більші масштаби відомих механізмів руху талих вод льодовиків помірних та субполярних широт. У таких льодовиках, тала вода рухається струмками по поверхні льодовика поки не знайде вертикальну шахту (млин, ) у ньому. Через неї вона потрапляє під льодовик, де приєднується до підльодовикової води, утвореної геотермальним теплом. Частина води просочується у підземні водоносні горизонти під льодовиком, а надлишок рухається або каналами, які створені ерозією у скельній основі або осадах під льодовиком (так звані канали НаяНевеликі канали Ная названі на часть британського фізика Джона Ная ().), або вгору і вбік каналами у кризі льодовика (так звані канали Ротлісбергера), і врешті витікає на кінці льодовика.

Хоча ця теорія сталого стану приваблива масштабуванням теорії формування каналів Ная у осадах, її слабкість в тому, що вона передбачає формування тунельних долин лише потоком води у неконсолідованих осадах, як зазначено вище, починаючи з вузького каналу з подальшою деформацією криги під власною вагою та формуванням все більшої тунельної долини. Однак теорія сталого стану не пояснює ерозії скельної основи, яка широко спостерігається.

Ерозія внаслідок єкуллойпу. Петровський запропонував теорію, що у деяких випадках льодовикові щити можуть мати холодну основу — коли вони наповзають на замерзлу землю (вічну мерзлоту) і їх основа над нею також замерзає на вічну мерзлоту. Тала вода накопичується позаду завершення цієї замерзлої криги доки не утвориться достатній тиск для прориву криги; тоді утворюється катострофічний потік талої води (наприклад ісландські єкуллойпи), який пробиває тунельну долину у скельній чи осадовій основі.

Існують свідчення періодичності витоків талої води; їх причиною може бути таким процес: під дією гравітації тала вода просочується вниз і збирається у басейнах під кригою, крига поступово піднімається, площа та об'єм підльодовикового озера зростають, — врешті решт піднімається достатньо криги, щоб відкрити шлях (канал) до витоку води з-під льодовика. Але якщо попереднього каналу не існувало, потік води спочатку утворює широкий єкуллойп, який може мати ширину до десятків кілометрів, але в міру потоку він еродує скельну основу та кригу згори, утворюючи канал, а зниження тиску на кригу льодовика опускає його на попередню поверхню, що у сукупності закриває широкий потік та спрямовує його залишки у новоутворений канал. Напрямок каналу переважно визначається товщиною криги над потоком, і лише в другу чергу — градієнтом основи, тому потік може «текти вгору», коли тиск криги спрямовує воду у регіони меншої товщини льодовика доки вона не потрапить на його поверхню або не знайде інший шлях назовніОскільки спочатку піднімаються ділянки відносно більш тонкого шару криги, вода може рухатись вгору по підльодовиковій поверхні, якщо там шар криги тонший. Аналогією може слугувати водяний матрас — вода рухається під тиском криги так само як вода у матраці рухається під тиском маси тіла, яке на нього лягає.. Відповідно конфігурація тунельних долин різних заледенінь дає уявлення про товщину льодовика на час їх утворення, особливо якщо початковий рельєф поверхні під льодовиком не був різноманітним.

За аналізом Петровського, річний типовий обсяг накопичення талої води 642 млн м³ виливався через пов'язану з ним тунельну долину менше ніж за 48 годин. Уламки, які знаходять у тунельних долинах, часто складаються з необроблених валунів — що вказує на великі швидкості потоку та дуже ерозійне середовище.

Ерозія вгору по льодовику Вінгфілд запропонував теорію, що тунельні долини утворюються поступово, коли верхівя долини поступово відступає вгору в напрямку витоку льодовика у процесі дегляціації.Wingfield R.; The origin of major incisions within the Pleistocene deposits of the North Sea (1990) Marine Geology, 91 (1–2), pp. 31–52.

Спільні риси теорій тунельних долин