Ледяной клин
Ледяной клин — это трещина в земле, образованная узким или тонким куском льда длиной до 3–4 метров на уровне земли и уходящим вниз в землю на несколько метров. В зимние месяцы вода в земле замерзает и расширяется. Как только температура достигнет -17 градусов по Цельсию или ниже, [ нужна ссылка ] уже образовавшийся лед действует как твердое тело и расширяется, образуя трещины на поверхности, известные как ледяные клинья. Поскольку этот процесс продолжается в течение многих лет, клинья льда могут вырасти до размеров плавательного бассейна . [ нужна ссылка ] Ледяные клинья обычно имеют многоугольную форму, известную как многоугольники ледяных клиньев . Трещины также могут быть заполнены другими материалами, кроме льда, особенно песком, и тогда их называют песчаными клиньями .
Формирование
[ редактировать ]Существует множество теорий, которые пытаются объяснить происхождение ледяных клиньев, но наиболее выдающиеся ученые последовательно поддерживают только одну: теорию теплового сжатия.
Теория теплового сжатия
[ редактировать ]Теория термического сжатия утверждает, что в зимние месяцы из-за чрезвычайно холодной погоды образуются трещины термического сжатия шириной всего несколько см и глубиной несколько метров. [1] В течение следующих нескольких месяцев снег тает, оставшаяся вода заполняет трещины, а вечная мерзлота под поверхностью замерзает. Эти крошечные трещины превращаются в вечную мерзлоту. С наступлением летних месяцев вечная мерзлота расширяется; Горизонтальное сжатие вызывает подъем замерзшего осадка за счет пластической деформации. Следующей зимой холод снова замерзает и трескает уже образовавшийся ледяной клин, открывая путь тающему весеннему снегу, чтобы заполнить пустую трещину. Предполагается, что средняя годовая температура воздуха, необходимая для образования клиньев льда, составляет от -6 ° до -8 ° C или ниже. [2]
Формы
[ редактировать ]Существует три различных формы ледяных клиньев: активные, неактивные и бросаемые. Все три формы широко распространены сегодня и могут быть найдены в разных частях мира.
Активный
[ редактировать ]Активные жилы льда – это те, которые все еще развиваются и растут. В течение каждого года, если происходит растрескивание, будет добавляться слой льда, но растрескивание не обязательно происходит каждый год, чтобы считаться активным. Область, в которой большинство ледяных жил остается активными, находится в зоне вечной мерзлоты. Число активных ледяных жил, которые ежегодно раскалываются, постоянно сокращается по мере того, как они становятся неактивными. [3]
Неактивный
[ редактировать ]Неактивные ледяные клинья — это клинья, которые больше не трескаются и не растут. В зимние месяцы клин не раскалывается, поэтому летом новую воду не добавляют. [3]
В ролях
[ редактировать ]В районах, где когда-то была вечная мерзлота, жилы льда растаяли и больше не заполнены льдом . Клин , который сейчас пуст, заполнен осадком и грязью с окружающих стен. Их называют слепками ледяных клиньев, и с их помощью можно оценить климат сотни тысяч лет назад.
Типы
[ редактировать ]Ледяные жилы исторически делились на две основные категории: эпигенетические и сингенетические. [4] Тип ледяных клиньев относится к тому, как клин растет с течением времени. Сравнительно недавние полевые исследования выявили новый тип ледяного клина: антисингенетический. В настоящее время это единственные три четко классифицированных типа ледяных жил, наблюдаемых в природе. [5] Тогда различия в характере роста эпигенетических, сингенетических и антисингенетических клиньев зависят от состояния поверхности земли, т.е. остается ли уровень земли существенно неизменным или происходит добавление или потеря материала. [4]
Эпигенетический
[ редактировать ]«Эпигенетический» в геологических терминах относится к геологическим особенностям, которые сформировались после образования окружающих материалов. Применительно к жильям льда это означает, что эпигенетические жилы льда образуются в ранее существовавшей вечной мерзлоте, а не образуются одновременно с вечной мерзлотой, а это означает, что они намного моложе окружающего материала. Эпигенетика ледяных клиньев также относится к способу их роста. Эти типы ледяных жил за время своего существования становятся значительно шире, но редко становятся глубже или выше. Это означает, что эпигенетические клинья льда могут вырасти максимум до 3–5 метров в ширину, но оставаться примерно той же глубины/высоты, что и при их формировании. [6] Обычно отложения по обе стороны от эпигенетического ледяного клина, прилегающие к краям клина, имеют изгиб вверх. В эпигенетическом жиле льда возраст льда на периферии мало меняется сверху вниз.
Сингенетический
[ редактировать ]Сингенетические жилы льда, как и эпигенетическая разновидность, берут свое начало в геологическом термине «сингенетический», что означает формирование одновременно с окружающим материалом. [6] Это связано с тем, что сингенетические жилы льда растут по мере поднятия верхней поверхности вечной мерзлоты в ответ на добавление материала на поверхность земли. [4] Это позволяет сингенетическим жильям льда расти очень глубоко, поскольку поверхность вокруг них поднимается с накоплением аллювия (в поймах), торфа (в тундре) и гелифлюкционных отложений (внизу склона) и других материалов. [4] Сингенетические жилы льда могут образоваться только в том случае, если тепловое сжатие и последующий рост ледяных прожилок могут идти в ногу с добавлением нового материала. Если это так, ледяной клин может достигать глубины 25 метров, но в среднем гораздо меньше. [6] В сингенетичном ледяном жиле возраст льда на периферии уменьшается вверх.
Антисингенетический
[ редактировать ]Антисингенетические жилы льда были впервые обнаружены в 1990 году во время полевых исследований Дж. Росса Маккея. Маккей обнаружил, что антисингенетические виды растут в условиях, противоположных условиям сингенетических ледяных клиньев, поскольку антисингенетические разновидности требуют удаления материала вместо накопления и добавления материала. [4] Антисингенетические жилы льда образуются только на склонах, где происходит чистая потеря материалов в результате эрозии. Подобно сингенетическим ледяным жилам, антисингенетические ледяные жилы могут возникать только в том случае, если скорость растрескивания при термическом сокращении и рост ледяных прожилок идут в ногу с удалением активного материала. [4] Таким образом, антисингенетические клинья льда растут только вниз, проникая глубже в почву только по мере того, как верхние слои удаляются в результате массового истощения и эрозии. [4] В антисингенетическом жиле льда возраст льда на периферии увеличивается вверх.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ «Ледяные клинья, полигоны и пинго» . Арктический национальный заповедник . Служба рыболовства и дикой природы США – Аляска. 14 февраля 2006 г. Архивировано из оригинала 18 мая 2008 г. Проверено 26 мая 2008 г.
- ^ «Вечная мерзлота: Истоки» . Британская онлайн-энциклопедия . Проверено 26 мая 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Вечная мерзлота: активные клинья, неактивные клинья и слепки ледяных клиньев» . Британская онлайн-энциклопедия . Проверено 26 мая 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Маккей, Дж. Росс (1990). «Некоторые наблюдения за ростом и деформацией эпигенетических, сингенетических и антисингенетических клиньев льда». Вечная мерзлота и перигляциальные процессы . 1 (1): 15–29. Бибкод : 1990ПППр....1...15М . дои : 10.1002/ppp.3430010104 .
- ^ Харипрасад К. (2011) Эпигенетический лед. В: Сингх В.П., Сингх П., Хариташья Великобритания (ред.) Энциклопедия снега, льда и ледников. Серия Энциклопедия наук о Земле. Спрингер, Дордрехт
- ^ Перейти обратно: а б с Подкомитет, П., 1988. Глоссарий вечной мерзлоты и связанных с ней терминов, связанных с подземным льдом. Ассоциированный комитет по геотехническим исследованиям, Национальный исследовательский совет Канады, Оттава, 156.