Ледяной ручей
Ледяной поток — это область быстро движущегося льда внутри ледникового щита . Это тип ледника , тело льда, которое движется под собственным весом. [2] Они могут перемещаться на высоту более 1000 метров (3300 футов) в год, иметь ширину до 50 километров (31 миль) и длину сотен километров. [3] Самая толстая их глубина обычно составляет около 2 км (1,2 мили) и составляет большую часть льда, покидающего покров. В Антарктиде на ледяные потоки приходится примерно 90% потери массы покрова в год и примерно 50% потери массы в Гренландии. [3]
Силы сдвига вызывают деформацию и рекристаллизацию, которые приводят к движению. Это движение затем приводит к образованию топографических понижений и долин после того, как весь материал ледяного покрова был разряжен. [3] Осадки также играют важную роль в скорости потока; чем мягче и легче деформируется присутствующий осадок, тем легче повысить скорость потока. Большинство ледяных потоков содержат на дне слой воды, который смазывает поток и увеличивает скорость. [4]
Механика
[ редактировать ]Ледяные потоки обычно встречаются в районах с низким рельефом , окруженные более медленно движущимися ледяными щитами с более высоким рельефом. Низкий рельеф возникает в результате различных факторов, наиболее заметным из которых является скопление воды на понижениях рельефа. По мере накопления воды ее присутствие увеличивает базальное скольжение и, следовательно, скорость , что вызывает увеличение листового расхода. [3] Еще одним фактором, вызывающим появление ледяных потоков в низких регионах, является то, что более толстый лед приводит к увеличению скорости. Чем толще поток льда, тем больше движущее напряжение на дне и, следовательно, тем больше скорость. Помимо движущего напряжения, ледяные потоки обладают лучшей изоляцией по мере увеличения толщины льда, поскольку он лучше удерживает более высокие температуры, что может увеличить скорость деформации, а также базальное скольжение. [3] По мере увеличения объема вещества ему требуется больше энергии на единицу объема, чтобы повысить его температуру, что является одной из причин, почему океанам так трудно замерзнуть или испариться. Вода также является плохим проводником тепла, поэтому увеличение толщины не только увеличит количество тепла, которое можно сохранить, но и потребует больше энергии, необходимой для потери тепла.
Помимо толщины, воды и напряжений, осадки и коренная порода играют ключевую роль в скорости истощения ледяных потоков. Если нижележащий осадок слишком пористый , в него просачивается слишком много воды и, следовательно, он становится насыщенным , он будет неспособен выдерживать напряжение сдвига, которое поток льда создает на дне. Лучшим типом отложений для увеличения скорости дренажа является мягкий, деформируемый отстой, который позволяет ледяному потоку течь по комбинации отложений и донных отложений , одновременно противодействуя напряжению сдвига . [3] Если подстилающая поверхность представляет собой коренную породу, а не состоит из отложений, скорость уменьшится. Коренная порода замедляет поток льда, врезаясь и деформируя его. Скорость течения ледяного потока не совсем постоянна, но в коротких временных масштабах от дней до недель ее можно рассматривать как таковую, в длинных масштабах она, однако, непостоянна, в зависимости от того, как складываются условия толщины, температуры, скопления воды. , напряжения и основной материал изменились. [2]
Антарктида
[ редактировать ]Антарктический ледниковый щит стекает в море несколькими ледяными потоками. Самый крупный в Восточной Антарктиде — ледник Ламберта . В Западной Антарктиде крупные ледники Пайн-Айленд и Туэйтс в настоящее время находятся в наибольшей степени разбалансированы: общая чистая потеря массы составляет 85 гигатонн (84 миллиарда длинных тонн; 94 миллиарда коротких тонн) в год, измеренная в 2006 году. [5]
В Антарктиде есть множество ледяных потоков, которые ежегодно несут в море миллиарды тонн льда. Ручьи Пайн-Айленд и Туэйтс имеют самый высокий объем чистого стока в западной Антарктиде, тогда как ледник Ламберта лидирует в Восточной Антарктиде . [6] Скорость, с которой антарктический ледниковый щит теряет массу, ускоряется [7] Прошлое и продолжающееся ускорение ледяных потоков и отводных ледников считается значительной, если не главной причиной этого недавнего дисбаланса. [5] Ледяные потоки имеют серьезные последствия для повышения уровня моря, поскольку из-за них теряется 90% массы льда Антарктиды. [2]
Хотя Восточная Антарктида в целом стабильна, потеря льда в Западной Антарктиде за последние 10 лет увеличилась на 59%, а на Антарктическом полуострове - на 140% . [2] Ледяные потоки контролируют большую часть баланса массы ледникового покрова , поскольку они определяют количество стоков , выходящих с ледникового покрова. [6] Геоморфные особенности, такие как батиметрические впадины, указывают на места распространения палеоледяных потоков в Антарктиде во время последнего ледникового максимума (LGM). [8] Анализ форм рельефа, диагностирующих палеоледяные потоки, выявил значительную асинхронность в истории отступления отдельных ледяных потоков. [8] Это понятие важно при рассмотрении того, как основная 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
[ редактировать ]Ледяные потоки, которые истощают ледниковый щит Гренландии в море, включают ледник Хельхейм , Якобсхавн Исбре 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 длиной 600 км (370 миль) истощает примерно 12% всего ледникового покрова через три выводных ледника. [9] Ранее, в голоцене, система ледяных потоков северо-восточной Гренландии проникала гораздо дальше во внутренние районы Гренландии по сравнению с сегодняшним днем. [10]
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. Базальное напряжение сдвига уравновешивает движущее напряжение на протяжении нескольких сотен километров в центре ледяного потока. Далее вверх по течению возникновение ледяного потока (установлено на основе данных о скорости) вызвано слабым дном . [11]
Малые потоки
[ редактировать ]Ледяные потоки также могут возникать на ледяных полях, которые значительно меньше ледяных щитов Антарктики и Гренландии. [12] В Патагонском регионе на юге Южной Америки есть три основных ледяных поля - Северо-Патагонское ледяное поле, Южно-Патагонское ледяное поле и Ледяное поле Кордильеры-Дарвина, на которых наблюдаются ледяные потоки. [12]
Ледяные потоки также важны для динамики ледяного щита ледяных полей Исландии. [13] В Исландии районы с сетчатыми хребтами, ребристыми моренами и зонами стволовых потоков не продемонстрировали контроля над направлением и величиной ледяных потоков. [13]
Геоморфология
[ редактировать ]Ледяные потоки оказывают различное воздействие на окружающее событие. Наиболее очевидным из них является образование крупных топографических понижений и долин после того, как ледяной поток полностью сошел с самого ледникового покрова. Топографические понижения образуются в результате ледниковой эрозии , когда поток прорезает подстилающий материал, размывая его и выталкивая осадки в воду под ледяным потоком и через дренажную систему. Эти низкие топографические области могут иметь глубину до нескольких километров и длину до сотен километров. [2] Образовавшиеся в результате низкие регионы действуют как новая дренажная система для ледникового щита, поскольку позволяют увеличить движение материала через топографическую низменность, поскольку поток покинул ледниковый покров. [3]
Другая проблема возникает из-за разгрузки покрова через потоки льда, что может быть одним из многих факторов, вызывающих обрушение покрова на небольших стадиях. Помимо этого коллапса, ледяные потоки также способствуют повышению уровня мирового моря . [14] Стекание ледяных потоков в окружающий океан приводит не только к повышению уровня моря за счет смещения ледяного стока, но и за счет увеличения объемного содержания самих океанов, но это почти незначительно. [14] 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. [14] Этот подъем уровня моря влияет как на топографию, так и на батиметрию регионов, непосредственно затронутых рассматриваемым ледяным потоком. В результате этого повышения уровня моря, хотя и медленного и почти незначительного в коротких масштабах, но значительного в более длинных масштабах, ландшафт изменится. Повышение уровня моря выветривает окружающий покров и вызывает эрозию и деформацию самого покрова, тем самым изменяя ландшафт и морфологию.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бамбер Дж.Л.; Воган Д.Г.; Джоуин И. (2000). «Распространенное сложное течение во внутренней части Антарктического ледникового щита». Наука . 287 (5456): 1248–1250. Бибкод : 2000Sci...287.1248B . дои : 10.1126/science.287.5456.1248 . PMID 10678828 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Стоукс, Крис Р. (2018). «Геоморфология подо льдом: переход от формы к процессу» . Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 43 (1): 85–123. Бибкод : 2018ESPL...43...85S . дои : 10.1002/особенно 4259 . ISSN 1096-9837 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Дэвис, Бетан (22 июня 2020 г.). «Ледяные потоки» . Антарктические ледники.org . Проверено 25 ноября 2020 г.
- ^ Кирк-Смит, Т.М; Кац, РФ; Фаулер, AC (8 января 2014 г.). «Подледная гидрология и образование ледяных потоков» . Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 470 (2161). дои : 10.1098/rspa.2013.0494 . ISSN 1364-5021 . ПМЦ 3857858 . ПМИД 24399921 .
- ^ Перейти обратно: а б Риньо, Э.; Бамбер, Дж.Л.; Ван Ден Брук, MR; Дэвис, К.; Ли, Ю.; Ван Де Берг, WJ; Ван Мейгаард, Э. (2008). «Недавняя потеря массы льда в Антарктике в результате радиолокационной интерферометрии и моделирования регионального климата» . Природа Геонауки . 1 (2): 106. Бибкод : 2008NatGe...1..106R . дои : 10.1038/ngeo102 . S2CID 784105 .
- ^ Перейти обратно: а б «Геонауки о природе» . Исследовательские ворота .
- ^ Белл, Робин Э.; Серусси, Элен (2020). «История, потеря массы, структура и динамическое поведение Антарктического ледникового щита» . Наука . 367 (6484): 1321–1325. Бибкод : 2020Sci...367.1321B . дои : 10.1126/science.aaz5489 . ПМИД 32193319 . S2CID 213191762 .
- ^ Перейти обратно: а б с Ливингстон, Стивен Дж.; О Кофей, Колм; Стоукс, Крис Р.; Хилленбранд, Клаус-Дитер; Виели, Андреас; Джеймисон, Стюарт С.Р. (1 февраля 2012 г.). «Антарктические палеоледовые потоки» . Обзоры наук о Земле . 111 (1): 90–128. Бибкод : 2012ESRv..111...90L . doi : 10.1016/j.earscirev.2011.10.003 . ISSN 0012-8252 . S2CID 129048010 .
- ^ Ларсен, Николай К.; Леви, Лаура Б.; Карлсон, Андерс Э.; Бьюзерт, Христо; Олсен, Джеспер; Странк, Астрид; Бьорк, Андерс А.; Сков, Дэниел С. (14 мая 2018 г.). «Нестабильность ледяного потока северо-восточной Гренландии за последние 45 000 лет» . Природные коммуникации . 9 (1): 1872. Бибкод : 2018NatCo...9.1872L . дои : 10.1038/s41467-018-04312-7 . ISSN 2041-1723 . ПМК 5951810 . ПМИД 29760384 .
- ^ Франке, Стивен; Бонс, Пол Д.; Вестхофф, Жюльен; Вейкусат, Илька; Биндер, Тобиас; Стренг, Кира; Штайнхаге, Дэниел; Хельм, Вейт; Эйзен, Олаф; Паден, Джон Д.; Иглз, Грэм; Янсен, Даниэла (5 декабря 2022 г.). «Закрытие ледникового потока в голоцене и реконфигурация водосборного бассейна на северо-востоке Гренландии» . Природа Геонауки . 15 (1): 995–1001. Бибкод : 2022NatGe..15..995F . дои : 10.1038/s41561-022-01082-2 .
- ^ Джоуин, Ян; Фанесток, Марк; МакЭил, Дуг; Бамбер, Джонатан Л.; Гогинени, Прасад (1 декабря 2001 г.). «Наблюдение и анализ течения льда в крупнейшем ледяном потоке Гренландии» . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 106 (Д24): 34021–34034. Бибкод : 2001JGR...10634021J . дои : 10.1029/2001JD900087 . ISSN 2156-2202 .
- ^ Перейти обратно: а б Бендл, Джейкоб (22 июня 2020 г.). «Патагонские ледяные поля сегодня» . Антарктические ледники.org . Проверено 22 ноября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Геологический факультет Лундского университета» .
- ^ Перейти обратно: а б с «Краткая информация о шельфовых ледниках | Национальный центр данных по снегу и льду» . nsidc.org . Проверено 25 ноября 2020 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
