Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Так ледник .

Цикл приливных ледников - это типично многовековое поведение приливных ледников, которое состоит из повторяющихся периодов наступления, чередующихся с быстрым отступлением и перемежающихся периодами стабильности. В течение определенных периодов своего цикла ледник приливной воды относительно нечувствителен к изменению климата .

Скорость отела приливных ледников [ править ]

Отел айсбергов из нескольких ледников приливной воды, Кейп-Йорк , Гренландия

Хотя климат является основным фактором , влияющий на поведение всех ледников, дополнительные факторы , влияющие на отел ( айсберги -продуцирующие) приливные ледники. Эти ледники прекращаются резко на границе океана, с большими кусками ледника разрыва пласта и разделения, или отела , с фронта льда в виде айсбергов.

Изменение климата вызывает сдвиг высоты линии равновесия (ELA) ледника. Это воображаемая линия на леднике, выше которой снег накапливается быстрее, чем уносится, а ниже которой все наоборот. Этот сдвиг высоты, в свою очередь, побуждает к отступлению или продвижению конечной остановки к новому установившемуся положению. Однако это изменение поведения конечной точки ледников при отеле также является функцией результирующих изменений геометрии фьорда и скорости отела на конечной точке ледника по мере того, как она меняет положение. [1] [2]

Отельные ледники отличаются от ледников, оканчивающихся сушей, изменением скорости по своей длине. По мере приближения к конечной остановке скорости движения ледника на суше снижаются. На конечной остановке происходит ускорение отела ледников. Снижение скорости около конечной остановки замедляет реакцию ледника на климат. Увеличение скорости на фронте увеличивает скорость реакции ледников на климат или динамические изменения ледников. Это наблюдается на Шпицбергене , Патагонии и Аляске . [3] [4] [5] Ледник отела требует большей площади накопления, чем ледник, заканчивающийся на суше, чтобы компенсировать эти более высокие потери от отела.

Скорость отела в значительной степени зависит от глубины воды и скорости ледника на фронте отела. Процесс отела вызывает дисбаланс сил на фронте ледников, что увеличивает скорость. [6] Глубина воды на фронте ледника - это простая мера, позволяющая оценить скорость отела, но именно степень проходимости ледника на фронте является важной конкретной физической характеристикой. [3] [4]

Глубина воды на краю ледника - ключевая переменная при прогнозировании отела ледника приливной воды. [7] [8] Поток обломков и повторное использование наносов на линии заземления ледника, особенно быстрое в умеренных ледниках Аляски, может изменить эту глубину, действуя как контроль второго порядка на конечных колебаниях. [9] Этот эффект способствует нечувствительности ледника к климату, когда его конечная точка либо отступает, либо продвигается по глубокой воде.

Austin Post был одним из первых, кто предположил, что глубина воды на границе отела сильно влияет на скорость отела айсбергов. [2] Ледники, которые заканчиваются на моренной отмели, обычно стабильны, но как только ледник отступает в воду, которая углубляется по мере того, как отступает ледяной фронт, скорость отела быстро увеличивается и приводит к резкому отступлению конечной точки. Используя данные, собранные с 13 ледников прилива на Аляске, приливных ледников, Brown et al. (1982) вывели следующую зависимость между скоростью отела и глубиной воды:, где - средняя скорость отела ( м ⋅ a −1 ), - коэффициент отела (27,1 ± 2 a −1 ), - средняя глубина воды на фронте ледника. (м) ипостоянная (0 m 0a −1 ). Пелто и Уоррен (1991) обнаружили аналогичную взаимосвязь отела с ледниками приливной воды, наблюдаемую в течение более длительных периодов времени, со слегка сниженной частотой отела по сравнению с преимущественно летними темпами, отмеченными Brown et al. (1982). [7] [8]

Отел также является важной формой абляции ледников, которые заканчиваются пресной водой . Функ и Рётлисбергер определили взаимосвязь между скоростью отела и глубиной воды на основе анализа шести ледников, которые вливаются в озера. [10] Они обнаружили, что те же самые основные отношения отела, разработанные для ледников при отёле, были верны и для пресноводных ледников отела, только коэффициенты отела приводят к 10% отела для ледников с приливной водой.

Фазы ледников приливной воды [ править ]

Наблюдения за ледниками, образующими приливную воду на Аляске, побудили Остина Поста [2] описать цикл наступления / отступления ледника при отливе воды: (1) наступление, (2) стабильно-расширенное, (3) резкое отступление или (4) стабильное-втягивающееся. Ниже приводится подробный обзор цикла ледников приливной воды, полученный Постом, с многочисленными приведенными примерами; цикл основан на наблюдениях за ледниками приливной воды на Аляске, а не на выходе ледников из больших ледниковых щитов или полярных ледников.

Отношение площади накопления ледника, AAR, - это процент ледника, который является заснеженной зоной накопления в конце сезона летнего таяния. Этот процент для крупных ледников Аляски составляет от 60 до 70 для ледников без отела, от 70 до 80 для ледников с умеренным отелом и до 90 для ледников с очень высокой скоростью отела. [11] Используя данные о соотношении площадей накопления (AAR) для ледников при отливах на Аляске, Пелто (1987) [11] и Виенс (1995) [12]разработали модели, показывающие, что климат действует как контроль первого порядка в цикле наступления / отступления ледников на протяжении большей части цикла наступления отступления, но бывают и периоды, нечувствительные к климату. Пелто (1987) исследовал конечное поведение 90 ледников Аляски и обнаружил, что конечное поведение всех 90 ледников было правильно предсказано на основе AAR и скорости отела. [11]

Продвижение [ править ]

Ледник Хаббарда

Если мы начнем со стабильного втянутого положения в конце цикла ледникового прилива, у ледника будет умеренная скорость отела и высокий AAR, выше 70. Ледник образует конечную косу из наносов, что еще больше снижает скорость отела. Это улучшит баланс массы ледника, и ледник может начать продвижение из-за этого изменения или увеличения потока льда к конечной точке из-за увеличения количества снегопадов или уменьшения таяния снега. По мере продвижения конечная отмель будет вытолкнута перед ледником и продолжит нарастать, сохраняя темпы отела на низком уровне. В случае большинства ледников, таких как ледник Такуледник со временем образует конечную отмель, которая окажется над водой, и отел практически прекратится. Это устранит потерю льда с ледника, и ледник сможет продолжать продвигаться вперед. Ледник Таку и ледник Хаббарда находились в этой фазе цикла. Ледник Таку, который продвигается в течение 120 лет, больше не дает детенышей. Ледник Хаббарда все еще имеет фронт отела. [13] [14] Затем ледник будет расширяться до тех пор, пока AAR не достигнет значения от 60 до 70 и не будет достигнуто равновесие ледника без отела. Ледник не очень чувствителен к климату во время наступления, так как его AAR довольно высок, когда конечная отмель ограничивает отел.

Стабильный-расширенный [ править ]

В максимально вытянутом положении ледник снова чувствителен к изменению климата. [12] [15] Брэди Ледник и Бэрда Ледник являются примерами ледников в настоящее время в этой точке. Ледник Брейди истончается в течение последних двух десятилетий из-за более высоких высот линии равновесия, сопровождающих более теплые условия в регионе, и его вторичные концы начали отступать. Ледник может оставаться на этом месте какое-то время, по крайней мере, в случае с ледником Брейди. Обычно перед отходом от мели происходит значительное прореживание. Это позволило в 1980 году Геологической службой США (USGS) сделать прогноз отступления ледника Колумбия от его конечной отмели.[16] Ледник оставался на этом мелководье на протяжении всего ХХ века. Геологическая служба США следила за ледником из-за его близости к Валдезу, Аляска , порту для экспорта сырой нефти по трубопроводу Аляски . В какой-то момент снижение баланса массы вызовет отступление от мелководья в более глубокие воды, после чего начнется отел. [2] Основываясь на недавнем истончении, предполагается, что ледник Брейди готов отступить.

Резко отступая [ править ]

Ледник Колумбия в 2004 году

Скорость отела будет увеличиваться по мере того, как ледник отступает от мелководья в более глубокий фьорд, только что очищенный ледником во время наступления. Глубина воды первоначально увеличивается по мере того, как ледник отступает от мелководья, вызывая все более быстрое течение ледника, отел и отступление. Во время этого отступления отел ледник сравнительно нечувствителен к климату. Однако в случае ледника Сан-Рафаэль , Чили , был отмечен переход от отступления (1945–1990) к наступлению (1990–1997). [17] Текущие примеры этого отступления - ледник Колумбия и ледник Гайо . Самый известный недавний пример этого - быстрое отступление ледников Глейшер-Бей и Айси-Бей на Аляске, которое произошло быстро в результате этого процесса. [18] Ледник Мьюиротступил на 33  км с 1886 по 1968 год с постоянным отелом. В 1890–1892 гг. Он ненадолго прекратил отступление. [19] В 1968 году ледник Мьюир все еще составлял 27 км в длину, что составляло менее половины его длины в 1886 году. К 2001 году отступление продолжилось еще на 6,5 км. [20] Сегодня ледник находится недалеко от истока своего фьорда и с минимальным ледник может быть устойчивым в этом втянутом положении.

Лучшим примером на сегодняшний день является исследование ледника Колумбия, проведенное Геологической службой США . Они отметили, что средняя скорость отела с ледника Колумбия увеличилась с 3 км 3 a −1 во второй половине 1983 года до 4 км 3 a −1.в течение первых девяти месяцев 1984 года. Этот показатель был в четыре раза больше, чем в конце 1977 года, и снова увеличился в 1985 году. Ледниковый поток, то есть движение льда в сторону моря, также увеличился, он был недостаточным для идти в ногу с разрушением и изгнанием айсбергов. Вместо этого увеличение скорости, казалось, просто подало еще более быстрый конвейер к конечной точке производства айсбергов. Это побудило USGS предсказать, что ледник отступит на 32 км, прежде чем стабилизируется. [16] К 2006 году он отступил на 16 км. Вода остается глубокой, а скорость отела и скорость ледника очень высоки, что указывает на продолжение отступления. На этом этапе, как и при выплате воздушным шаром по ипотеке с регулируемой процентной ставкой, ледник должен выплатить совершенно новую часть своего баланса через айсберги. Ледник ускоряется по мере увеличения потока в процессе отела; это увеличивает вывоз айсбергов с ледника. Большие отступления отела вызваны потеплением, вызывающим истончение льда. В результате откат к новым условиям равновесия может быть гораздо более обширным, чем будет восстановлен на следующей стадии продвижения. Хорошим примером этого является ледник Мьюир.

Рядом с Глейшер-Бей, в Ледяной бухте было самое обширное отступление. В начале 20 века береговая линия была почти прямой, а залив отсутствовал. Вход в залив был заполнен приливной поверхностью ледника, который откалывал айсберги прямо в заливе Аляски. Спустя столетие отступление ледника открыло многорукую бухту длиной более 30 миль. Ледник приливной воды разделился на три независимых ледника: Яхце, Цаа и ледник Гайот. Другими примерами ледников, которые в настоящее время отступают, являются ледники Саут-Сойер и Сойер на Аляске, отступившие на 2,1 и 2,3 км соответственно с 1961 по 2005 год.

В Патагонии примером быстро отступающего ледника является ледник Хорхе Монт, который впадает в Байя Хорхе Монт в Тихом океане. Утончение льда ледника на низких высотах с 1975 по 2000 год достигло 18 м⋅a -1 на самых низких высотах. Фронт отела ледника за эти 25 лет сильно отступил на 8,5 км в результате быстрого истончения [1] .

Конюшня убрана [ править ]

В каком - то момент ледник достигает закрепляющую точку , где отел уменьшаются из - за фьордом сужению или мелел и ААР ледника составляет около 100. Это происходит с LeConte ледником и Yathse ледником . Ледник Ле Конте в настоящее время имеет AAR 90, находится в отведенном положении и, вероятно, будет настроен на продвижение после строительства конечной отмели. [21] Снижение скорости отела позволяет леднику восстановить равновесие.

Примеры поведения ледников приливной воды [ править ]

Ледник Таку [ править ]

Ледник Таку является хорошим примером этого цикла. Максимальная протяженность его была около 1750 года. В этот момент он перекрыл залив Таку . [22] Впоследствии начался ретрит по отелам. К тому времени, когда Джон Мьюир увидел ледник в 1890 году, он достиг минимальной протяженности в том месте, где фьорд сужался, а впереди стояла глубокая вода. [23] Около 1900 года его AAR равный 90 привел к началу наступления ледника Таку, в то время как оставшиеся ледники ледникового поля Джуно продолжали отступать. [15] Это продвижение продолжалось со скоростью 88 м⋅a -1 , продвигаясь на 5,3 км с минимума 1900 г. до 1948 г., все время строя, а затем поднимаясь на значительнуювымыть равнину под его телом. После 1948 г. у ледника Таку, который теперь уже не дает отела, AAR был лишь немного уменьшен (86 и 63). Это привело к дальнейшему продвижению на 1,5 км со сниженной скоростью 37 м⋅а -1 . В 1990 году AAR ледника Таку был достаточно высоким 82, чтобы побудить Пелто и Миллера сделать вывод, что ледник Таку будет продолжать развиваться в течение оставшегося десятилетия 20-го века. [15]С 1986 по 2005 год высота линии равновесия на леднике увеличивалась без значительного сдвига конечной точки, что привело к снижению AAR примерно до 72. Пелто и Миллер пришли к выводу, что текущее снижение скорости продвижения с 1970 года связано с расширяющейся в боковом направлении конечной долей. в отличие от ухудшения баланса массы, и что основная сила, стоящая за продвижением ледника Таку с 1900 года, связана с положительным балансом массы. [15] Недавнее отсутствие положительного баланса масс в конечном итоге замедлит отступление, если оно будет продолжаться.

Последствия изменения климата [ править ]

Размер приливных ледников таков, что цикл приливов и приливов длится несколько сотен лет. Ледник приливной воды нечувствителен к климату во время наступления и резкого отступления фаз своего цикла. В том же регионе разные конечные реакции наблюдаются среди ледников, образующих приливные воды, но не концевых ледников на суше. Примером могут служить 17 крупных ледников ледового поля Джуно , 5 отступили более чем на 500 м с 1948 г., 11 - более чем на 1000 м, а один ледник Таку продвинулся вперед. Это различие подчеркивает уникальное влияние на конечное поведение ледникового цикла приливной воды, которое привело к тому, что ледник Таку стал нечувствительным к изменению климата за последние 60 лет. Одновременно как в Патагонии [17], так и на Аляске [7] есть ледники приливной воды, которые развивались в течение значительного периода времени, приливные ледники быстро отступают и стабильные приливные ледники.

Ссылки [ править ]

Сноски [ править ]

  1. ^ Мерсер, JH (1961). «Реакция ледников фьорда на изменение фирновой границы» . Журнал гляциологии . 3/29 (29): 850–858. Bibcode : 1961JGlac ... 3..850M . DOI : 10.1017 / S0022143000027222 .
  2. ^ a b c d Остин, Пост (1975). «Предварительная гидрография и исторические конечные изменения ледника Колумбия». Атлас гидрологических исследований Геологической службы США HA-559. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ a b Vieli, A .; J. Jania; Х. Блаттер; М. Функ (2004). «Кратковременные изменения скорости на Hansbreen, леднике приливной воды на Шпицбергене» . Журнал гляциологии . 50 (170): 389–398. Bibcode : 2004JGlac..50..389V . DOI : 10.3189 / 172756504781829963 .
  4. ^ a b van der Veen, CJ (2004). «Приливный отел». Журнал гляциологии . 42 : 375–386.
  5. ^ Уоррен, CR; NF Glasser; А. Р. Керр; С. Харрисон; В. Винчестер; А. Ривера (1995). «Характеристики отела приливной воды на леднике Сан-Рафаэль, Чили» . Журнал гляциологии . 41 (138): 273–289. DOI : 10.1017 / S0022143000016178 .
  6. ^ Хьюз, Теренс (1988). «Откалывание ледяных стен» . Анналы гляциологии . 12 : 74–80. DOI : 10.1017 / S0260305500006984 .
  7. ^ а б в Браун, CS; MF Meier; и А. Пост (1982). «Скорость отела ледников приливной воды Аляски, применительно к леднику Колумбия». Профессиональная газета геологической службы США . Геологическая служба США. 1044–9612: C1 – C13.
  8. ^ а б Пелто, MS; Уоррен, CR (1991). «Взаимосвязь между скоростью отела приливного ледника и глубиной отела на фронте отела» . Анналы гляциологии . Международное гляциологическое общество. 15 : 115–118. Bibcode : 1991AnGla..15..115P . DOI : 10.1017 / S0260305500009617 .
  9. Перейти ↑ Powell, RD (1991). «Системы заземления как средства контроля второго порядка на колебаниях границ приливных вод умеренных ледников» . Ледниковые морские отложения; Палеоклиматическое значение . Специальные статьи Геологического общества Америки. 261 : 75–93. DOI : 10.1130 / SPE261-p75 . ISBN 978-0-8137-2261-0.
  10. ^ Funk, M .; Рётлисбергер, Ф. (1989). «Прогнозирование воздействия планируемого водохранилища, которое частично затопит язык Унтераарглетчер в Швейцарии» . Анналы гляциологии . Международное гляциологическое общество . 13 : 76–81. Bibcode : 1989AnGla..13 ... 76F . DOI : 10.1017 / S0260305500007679 .
  11. ^ a b c Пелто, MS (1987). «Массовый баланс ледников юго-востока Аляски и северо-запада Британской Колумбии с 1976 по 1984 год: методы и результаты» (PDF) . Анналы гляциологии . 9 : 189–193. DOI : 10.3189 / S0260305500000598 .
  12. ^ a b Виенс, RJ (1995). «Динамика и баланс массы приливных вод, образующих ледники южной Аляски (неопубликованная магистерская диссертация)». Вашингтонский университет. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  13. ^ Пелто, Маури S .; Мэтт Бидл; Мейнард М. Миллер (2005). "Измерения баланса массы ледника Таку, ледниковое поле Джуно, Аляска, 1946-2005" . Программа исследований Джуно Айсфилд . Проверено 11 октября 2007 .
  14. ^ "Обзор программы / Зачем изучать ледник Хаббарда?" . Ледник Хаббарда, Аляска . Геологическая служба США. 3 января 2007 . Проверено 11 октября 2007 .
  15. ^ a b c d Pelto, M .; М.М. Миллер (1990). «Баланс массы ледника Таку, Аляска с 1946 по 1986 год». Северо-западная наука . 64 (3): 121–130.
  16. ^ а б Мейер, MF; Почта; Л.А. Расмуссен; WG Sikonia; Л. Р. Мэйо (1980). «Отступление ледника Колумбия на Аляске - предварительный прогноз». 80–10. Отчет USGS по открытому файлу. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  17. ^ a b Уоррен, CR (1993). «Недавние быстрые колебания отела ледника Сан-Рафаэль, Чилийская Патагония: климатические или неклиматические?». Geografiska Annaler . 75А (3): 111–125. DOI : 10.1080 / 04353676.1993.11880389 .
  18. Перейти ↑ Powell, RD (1991). «Системы заземления как средства контроля второго порядка на колебаниях границ приливных вод умеренных ледников». В JB Андерсон и GM Эшли (ред.). Ледниковые морские отложения: палеоклиматическое значение; Специальная бумага 261 . Денвер: Геологическое общество Америки. С. 74–94.
  19. Перейти ↑ Field, WO (1975). "Ледники прибрежных гор: пограничные хребты (Аляска, Британская Колумбия и территория Юкон". В WO Field (ред.). Горные ледники Северного полушария . Ганновер, Нью-Хэмпшир: Исследовательская и инженерная лаборатория холодных регионов армии. Стр. 299 –492.
  20. ^ Molnia, BF (2006). «Поведение ледников Аляски в конце девятнадцатого - начале двадцать первого века как индикаторы изменения регионального климата». Глобальные и планетарные изменения . Elsevier BV 56 (1-2): 23-56. ASIN B000PDTHNS . DOI : 10.1016 / j.gloplacha.2006.07.011 . 
  21. ^ Мотыка, RJ; L Хантер; К. Эчельмейер; C Коннор (2003). «Подводная лодка, тающая на краю ледника умеренного прилива, ледник ЛеКонт, Аляска» (PDF) . Анналы гляциологии . Международное гляциологическое общество. 36 : 57. Bibcode : 2003AnGla..36 ... 57M . DOI : 10.3189 / 172756403781816374 . Архивировано из оригинального (PDF) 8 июля 2008 года . Проверено 27 октября 2007 .
  22. ^ Мотыка, RJ; Бегет, Дж. Э. (1996). «Ледник Таку, юго-восток Аляски, США: поздняя голоценовая история приливно-водного ледника». Арктические и альпийские исследования . 28 (1): 42–51. DOI : 10.2307 / 1552084 . JSTOR 1552084 . 
  23. ^ Мьюир, Джон (1915). Путешествует по Аляске . Бостон: Хоутон Миффлин. ISBN 0-87156-783-0.

Другие ссылки [ править ]

  • Виенс, Р. 2001. Изменение климата в позднем голоцене и колебания отела ледников вдоль юго-западной окраины ледникового поля Стикин , У. АЛАСКА, У. Вашингтон, докторская диссертация. [2]
  • Пост, А .; Мотыка, RJ (1995). «Ледники Таку и Ле Конте, Аляска: контроль скорости отела асинхронных наступлений и отступлений в позднем голоцене». Физическая география . 16 : 59–82. DOI : 10.1080 / 02723646.1995.10642543 .