Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эти анимации показывают движение льда в Антарктиде.
Карта скоростей Антарктиды. Можно увидеть потоки льда с возрастающей скоростью (сине-желто-белые), текущие к берегу. [1]
Изображение с радарсата ледяных потоков, впадающих в шельфовый ледник Фильхнера-Ронне .

Поток льда представляет собой область быстрого перемещения льда внутри ледового щита . Это разновидность ледника , ледяная масса, которая движется под собственным весом. [2] Они могут перемещаться вверх на 1 000 метров (3 300 футов) в год, могут достигать 50 километров (31 мили) в ширину и до сотен километров в длину. [3] Они, как правило, имеют глубину около 2 км (1,2 мили) в самом толстом месте и составляют большую часть льда, покидающего покров. В Антарктиде на ледяные потоки приходится примерно 90% потери массы листа в год и примерно 50% потери массы в Гренландии. [3]

Сдвиговые силы вызывают деформацию и рекристаллизацию, которые приводят в движение, это движение затем вызывает формирование топографических впадин и впадин после того, как весь материал в ледяном щите был выпущен. [3] Осадки также играют важную роль в скорости потока: чем мягче и легче деформируется имеющийся осадок, тем легче становится скорость потока выше. Большинство ледяных потоков содержат на дне слой воды, который смазывает поток и увеличивает скорость. [4]

Механика [ править ]

Ледяные потоки обычно встречаются в областях с низким рельефом , окруженных более медленно движущимися ледяными щитами с более высоким рельефом. Низкая топография возникает в результате различных факторов, наиболее заметным из которых является то, что вода накапливается в местах впадин. По мере накопления воды ее присутствие увеличивает базальное скольжение и, следовательно, скорость , что приводит к увеличению разряда листа. [3]Еще один фактор, вызывающий появление ледяных потоков в низинах, заключается в том, что более толстый лед приводит к большей скорости. Чем толще поток льда, тем больше движущее напряжение в слое и, следовательно, больше скорость. В дополнение к движущему напряжению ледяные потоки имеют лучшую изоляцию по мере увеличения толщины льда, поскольку они лучше удерживают более высокие температуры, они могут увеличивать скорость деформации, а также базальное скольжение. [3] По мере увеличения объема вещества требуется больше энергии на единицу объема для повышения его температуры. Одна из причин, по которой океанам так трудно замерзнуть или испариться, вода также является плохим проводником. тепла, поэтому увеличение толщины не только увеличит количество тепла, которое может удерживаться, но и даст больше энергии, необходимой для потери тепла.

Помимо толщины, воды и напряжений, отложения и коренные породы играют ключевую роль в скорости истощения ледяных потоков. Если нижележащий осадок слишком пористый , что позволяет слишком большому количеству воды просачиваться в него и, следовательно, становится насыщенным , он не сможет выдержать напряжение сдвига, которое ледяной поток создает на дне. Лучшим типом отложений для увеличения скорости дренажа является мягкий деформируемый осадок, который позволяет потоку льда течь над сочетанием отложений и почвы , поддерживая при этом напряжение сдвига . [3]Если подстилающая поверхность является коренной породой, а не отложениями, скорость уменьшится. Коренная порода замедляет ледяной поток, надрезая и деформируя его. Скорость потока ледяного потока не совсем постоянна, но в коротких временных масштабах, от дней до недель, ее можно рассматривать как таковую, в больших масштабах, однако она может быть переменной, в зависимости от того, как условия толщины, температуры, накопления воды. , напряжения и основной материал изменились. [2]

Антарктида [ править ]

Смотрите также: Список антарктических ледяных потоков

Антарктический ледниковый щит сливают в море нескольких ледяных потоков. Самый большой в Восточной Антарктиде - ледник Ламберта . В Западной Антарктиде большие ледники Пайн-Айленд и Туэйтс в настоящее время являются наиболее несбалансированными, с общей чистой потерей массы 85 гигатонн (84 миллиарда длинных тонн; 94 миллиарда коротких тонн) в год, измеренной в 2006 году [5].

В Антарктиде много ледяных потоков, которые уносят в море миллиарды тонн льда в год. Потоки Пайн-Айленд и Туэйтс имеют самый высокий чистый сток в западной Антарктиде, в то время как ледник Ламберта лидирует в Восточной Антарктиде . [6] Скорость, с которой антарктический ледяной покров теряет массу, увеличивается [7], и прошлое и продолжающееся ускорение ледяных потоков и выходных ледников считается значительной, если не доминирующей причиной этого недавнего дисбаланса. [5] Ледяные потоки имеют серьезные последствия для повышения уровня моря, поскольку из-за них теряется 90% массы льда Антарктиды. [2]

В то время как Восточная Антарктида в целом стабильна, потеря льда в Западной Антарктиде увеличилась на 59% за последние 10 лет и на 140% на Антарктическом полуострове . [2] Ледяные потоки контролируют большую часть бюджета массы ледяного покрова, поскольку они определяют объем стока, который исходит от ледяного покрова. [6] Геоморфические особенности, такие как батиметрические впадины, указывают на то, где палео-ледяные потоки в Антарктиде простирались во время последнего ледникового максимума (LGM). [8] Анализ форм рельефа палео-ледяных потоков выявил значительную асинхронность в историях отступления отдельных ледяных потоков. [8]Это понятие важно при рассмотрении того, как лежащая в основе геоморфология ледяных потоков определяет, с какой скоростью и как они отступают. Кроме того, это усиливает важность внутренних факторов, таких как характеристики дна , уклон и размер водосборного бассейна, в определении динамики ледяного потока. [8]

Гренландия [ править ]

Ледяные потоки, истощающие ледяной покров Гренландии в море, включают ледник Хельхейм , Якобсхавн Исбро и ледник Кангердлугссуак . При значительно большем таянии поверхности только 50% массы льда теряется через ледяные потоки в Гренландии, но они по-прежнему являются одним из основных способов потери льда. [2] Северо-восточный ледяной поток Гренландии протяженностью 600 км (370 миль) истощает примерно 12% всего ледникового щита через три выходных ледника. [9]

Ледяной поток на северо-востоке Гренландии ведет себя аналогично ледяным потокам Росса в Западной Антарктиде с быстрым течением и слабым дном с низкими движущими нагрузками. [10] Базальное напряжение сдвига уравновешивает движущее напряжение на протяжении нескольких сотен километров в центре ледяного потока. [10] Далее вверх по течению возникновение ледяного потока (установленное на основе данных о скорости) вызвано слабым дном . [10]

Малые потоки [ править ]

Ледяные потоки также могут возникать на ледяных полях, которые значительно меньше ледяных щитов Антарктики и Гренландии. [11] В Патагонском регионе на юге Южной Америки есть три основных ледяных поля - Северное Патагонское ледяное поле, Южное Патагонское ледяное поле и Ледяное поле Кордильеры Дарвин, на которых видны ледяные потоки. [11]

Ледяные потоки также важны для динамики ледяного покрова ледяных полей Исландии. [12] В Исландии области с сетчатыми гребнями, ребристыми моренами и зонами стволовых потоков не продемонстрировали никакого контроля над направлением и величиной ледяных потоков. [12]

Геоморфология [ править ]

Ледяные потоки по-разному влияют на окружающее событие. Наиболее очевидным из них является развитие крупных топографических впадин и долин после того, как ледяной поток полностью сошел с самого ледяного покрова. Топографические впадины образуются в результате ледниковой эрозии, когда поток прорезает подстилающий материал, размывая его и выталкивая отложения в воду под ледяным потоком и через дренажную систему. Эти низкие топографические области могут иметь глубину до нескольких километров и до сотен километров в длину. [2] Образовавшиеся низкие области действуют как новая дренажная система для ледяного покрова, так как они позволяют перемещению материала через топографический низменность увеличиваться, поскольку поток покинул ледяной покров. [3]

Другая проблема возникает из-за разгрузки листа через ледяные потоки, что может быть одним из многих факторов, вызывающих обрушение небольшой ступени. Помимо этого обрушения, ледяные потоки также повышают уровень мирового океана. [13] По мере того, как ледяные потоки стекают в окружающий океан, это не только увеличивает уровень моря из-за смещения ледяного стока, но также из-за увеличения объемного содержания самих океанов, но это почти незначительно. [13] По мере того, как ледяные потоки уменьшаются в размерах, давление, которое они оказывают на окружающие объекты, такие как ледники, уменьшается, позволяя леднику, который впадает в море, ускоряться и быстрее разряжаться, повышая уровень моря. [13] Повышение уровня моря влияет как на топографию, так и набатиметрия в регионах, непосредственно затронутых рассматриваемым ледовым потоком. В результате этого повышения уровня моря, пусть медленного и почти минутного в коротких масштабах, но большого в более длинных масштабах, ландшафт изменится. Повышение уровня моря приведет к выветриванию окружающего полотна и вызовет эрозию и деформацию самого полотна, изменяя ландшафт и морфологию.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бамбер JL; Vaughan DG; Джоуин И. (2000). «Широко распространенный сложный поток в недрах Антарктического ледового щита». Наука . 287 (5456): 1248–1250. Bibcode : 2000Sci ... 287.1248B . DOI : 10.1126 / science.287.5456.1248 . PMID 10678828 . 
  2. ^ Б с д е е Стокса, Крис Р. (2018). «Геоморфология под ледяными потоками: переход от формы к процессу» . Процессы земной поверхности и формы рельефа . 43 (1): 85–123. Bibcode : 2018ESPL ... 43 ... 85S . DOI : 10.1002 / esp.4259 . ISSN 1096-9837 . 
  3. ^ a b c d e f g Дэвис, Бетан. «Ледяные потоки» . AntarcticGlaciers.org . Проверено 25 ноября 2020 .
  4. ^ Кирке-Смит, Т. М.; Katz, R.F; Фаулер, A.C (2014-01-08). «Подледниковая гидрология и образование ледяных потоков» . Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 470 (2161). DOI : 10,1098 / rspa.2013.0494 . ISSN 1364-5021 . PMC 3857858 . PMID 24399921 .   
  5. ^ a b Rignot, E .; Bamber, JL; Ван Ден Брук, MR; Дэвис, С .; Li, Y .; Ван Де Берг, WJ; Ван Мейджгаард, Э. (2008). «Недавняя потеря массы льда в Антарктике в результате радиолокационной интерферометрии и моделирования регионального климата» . Природа Геонауки . 1 (2): 106. Bibcode : 2008NatGe ... 1..106R . DOI : 10.1038 / ngeo102 .
  6. ^ а б "Природа Земли" . Исследовательские ворота .
  7. ^ https://science.sciencemag.org/content/367/6484/1321
  8. ^ a b c Ливингстон, Стивен Дж .; Ó Кофай, Колм; Стоукс, Крис Р .; Хилленбранд, Клаус-Дитер; Виели, Андреас; Джеймисон, Стюарт С.Р. (01.02.2012). «Антарктические палео-ледовые потоки» . Обзоры наук о Земле . 111 (1): 90–128. Bibcode : 2012ESRv..111 ... 90L . DOI : 10.1016 / j.earscirev.2011.10.003 . ISSN 0012-8252 . 
  9. ^ Ларсен, Николай К .; Леви, Лаура Б .; Карлсон, Андерс Э .; Buizert, Christo; Олсен, Джеспер; Странк, Астрид; Bjørk, Anders A .; Сков, Даниэль С. (2018-05-14). «Неустойчивость ледникового потока на северо-востоке Гренландии за последние 45 000 лет» . Nature Communications . 9 (1): 1872. Bibcode : 2018NatCo ... 9.1872L . DOI : 10.1038 / s41467-018-04312-7 . ISSN 2041-1723 . PMC 5951810 . PMID 29760384 .   
  10. ^ a b c Джоухин, Ян; Фанесток, Марк; Макайил, Дуг; Бамбер, Джонатан Л .; Гогинени, Прасад (2001). «Наблюдение и анализ течения льда в крупнейшем ледяном потоке Гренландии» . Журнал геофизических исследований: атмосферы . 106 (D24): 34021–34034. Bibcode : 2001JGR ... 10634021J . DOI : 10.1029 / 2001JD900087 . ISSN 2156-2202 . 
  11. ^ a b Бендл, Джейкоб. «Патагонские ледяные поля сегодня» . AntarcticGlaciers.org . Проверено 22 ноября 2020 .
  12. ^ a b «Геологический факультет Лундского университета» .
  13. ^ a b c «Краткие сведения о шельфовых ледниках | Национальный центр данных по снегу и льду» . nsidc.org . Проверено 25 ноября 2020 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Подходит и начинается - Что регулирует течение огромных ледяных потоков?