Yleinen geologia

Jäätiköt

Jäätiköt



Bucherin laakson jäätikkö Alaskassa edustaa kauniisti suurta jäätikköä, joka vastaanottaa jäätä useista pienemmistä jäätiköistä, jotka liittävät siihen kuin puron sivujoet. Kuva Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskukselta.

Mikä on jäätikkö?

Jäätikkö on hitaasti virtaava jäämassa, jolla on uskomattomia eroosiokykyjä. Laakson jäätiköt (alppien jäätiköt, vuoristojäätiköt) tekevät erinomaisen kuvan veistettäessä vuoria rosoisiksi harjuiksi, huippuiksi ja syväksi U: n muotoisiksi laaksoiksi, koska nämä voimakkaasti eroosiot aiheuttavat jääjoet etenevät vuoristoisilla rinteillä. Laakson jäätiköt ovat tällä hetkellä aktiivisia Skandinaviassa, Alpeilla, Himalajassa sekä Pohjois- ja Etelä-Amerikan länsirannikkojen vuorilla ja tulivuorilla. Uuden-Seelannin eteläisten Alppien hämmästyttävä, rosoinen maisema on myös jäätiköiden eroosiovoiman kohtelias. Signaalimajakkien valaistus elokuvassa Lord of the Rings - The King of Return 1 vangitsee tämän kuuluisan maiseman.

Mannerjäätiköt (jäälevyt, jäälakit) ovat massiivisia jäätikköjä, jotka peittävät maanmittoja. Mannerjäätiköt ovat heikentyneet tällä hetkellä syvästi Antarktikan ja Grönlannin kallioperään. Suuret jäälevyt ovat uskomattoman paksuja ja ovat siten masentaneet maan pintaa merenpinnan alapuolella monissa paikoissa. Esimerkiksi Länsi-Antarktikassa suurin jääpaksuus on 4,36 kilometriä (2,71 mailia), mikä aiheuttaa maanpinnan laskun 2,54 kilometrin (1,58 mailia) merenpinnan alapuolelle! 2 Jos Antarktikan kaikki jäätiköt sulaisivat hetkessä, kaikki mitä Antarktikan maanpinnasta näkyisi, olisivat suuret ja pienet maamessut hajanaisten saarten kanssa, joita ympäröi eteläinen valtameri.

Eteläinen Grönlanti avaruudesta: Pieni mannermainen jäätikkö kattaa Grönlannin. NASA: n ja Yhdysvaltojen geologisen tutkimuksen satelliittikuva.

Näytteenotto jäätiköstä: Tutkija kerää luminäytteitä Alaskan Taku-jäätiköltä. Kuva Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskukselta.

Kuinka jäätiköt muodostuvat?

Jäätikön muodostumiseen tarvitaan huomattava määrä lunta. On välttämätöntä, että talvella kerääntyy enemmän lunta kuin mitä kesällä sulaa. Lumihiutaleet ovat jäädytetyn veden kuusikulmaisia ​​kiteitä; kerrokset pörröisiä lumihiutaleita eivät kuitenkaan ole jääjäätä ... ei ainakaan vielä.

Kun paksuja luntakerroksia kerääntyy, syvälle haudatut lumihiutaleet pakkautuvat yhä tiiviimmin toisiinsa. Tiheä pakkaus saa lumihiutaleet pyöristyneiksi, kun kuusikulmainen lumihiutalemuoto tuhoutuu. Riittävän ajan kuluessa syvälle haudatut, hyvin pyöristetyt jyvät pakkautuvat erittäin tiheästi, poistaen suurimman osan jyvien väliin jäävästä ilmasta. Rakeisia lumihiukkasia kutsutaan firniksi, ja niiden muodostuminen vie noin kaksi vuotta. 3

Paksu, päällä oleva lumipakka kohdistaa valtavan paineen haudatun kuusikerroksen kerroksiin, ja nämä jyvät alkavat sulaa pienikin. Kuusi ja sulavesi kiteytyvät hitaasti uudelleen muodostaen jääjäätä. Tämä muutosprosessi voi viedä useita vuosikymmeniä tai satoja vuosia, koska jäätikön muodostumisnopeus riippuu suuresti lumisateen määrästä. (Uudelleenkiteytysprosessi tarkoittaa, että jääjää on todella eräänlainen metamorfinen kivi.)

Tazlinan laakson jäätikkö: Ravinnat ovat nähtävissä harvennusalueen lähellä hukkavyöhykkeellä. Huomaa, että jään pinta on likainen hiekan ja soran hiukkasten kertymisen vuoksi. Alaskan Tazlinan laakson jäätikkö palaa. Kuva Bruce F. Molnia, USGS. Napsauta kuvaa suurentaaksesi.

Jäätikön alueet: Sarjakuva, poikkileikkaus jäätikön läpi, osoittaen kertymisalueen ja hukkavyöhykkeen. Kuva Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskukselta.

Kuinka jäätiköt virtaavat?

Jäätikkö alkaa valua, kun paksu jään massa alkaa muovautua plastisesti oman painonsa alla. Tämä plastisen muodonmuutoksen prosessi (sisäinen muodonmuutos) tapahtuu, koska jääkiteet kykenevät hitaasti taipumaan ja muuttamaan muotoaan rikkomatta tai murtumatta. Plastinen muodonmuutos tapahtuu 50 metrin (164 jalkaa) alapuolella jäätikön pinnasta. 4

Paksu jäätikkö on melko raskasta, ja jäätikön suuri paino voi aiheuttaa jäätikön pohjan jään sulamisen. Sulaminen tapahtuu, koska lämpötilaa, jossa jään sulaa, alennetaan johtuvan paineen vaikutuksesta, joka kohdistuu päällä olevan jäätikön painoon. Maan pinnalta tuleva lämpö voi myös aiheuttaa jään sulamisen jäätikön pohjaa pitkin. Perusliukumisen prosessi tapahtuu, kun ohut kerros sulatevettä kerääntyy perusjään ja Maan pinnan väliin. Sulavesi toimii voiteluaineena, joka antaa jäätikölle liukua helpommin kallioperän ja sedimenttien yli.

Jos jään alle kerääntyy paljon liukas sulavettä, jäätikkö voi alkaa etenemässä nopeasti nousuna. Joskus kutsutaan galloping jäätiköksi, nouseva jäätikkö virtaa erittäin nopeasti. Esimerkiksi kesällä 2012 Grönlannin itärannikolla sijaitsevan Jakobshavnin jäätikön mitattiin etenevän nopeudella 46 metriä päivässä (151 jalkaa päivässä). 5 Jakobshavnin jäätikön uskotaan yleisesti olevan vastuussa suuren jäävuoren tuotannosta, joka lopulta Titanicin vuonna 1912 upposi.

Ennen ja jälkeen valokuvia: Valokuvat on otettu samassa paikassa Glacier Bayn kansallispuistossa ja Alaskan säilö. Yläkuvassa näkyy Muir-jäätikkö 1880-luvulla ja alakuvassa sama tulo vuonna 2005. Muir-jäätikkö on palannut 50 kilometriä (31 mailia). Molemmat kuvat Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskukselta.

Mitkä ovat jäätikön alueet?

Jäätikään muodostumisen aluetta kutsutaan kertymisalueeksi. Tällä vyöhykkeellä kertyy talvella enemmän lunta kuin kesällä sulaa. Haudatut lumen kerääntymiset muuttuvat kuusiksi ja kiteytyvät lopulta jääjääksi. Jäätikköjään virtaus kertymisvyöhykkeeltä tapahtuu, kun paksu jää deformoituu plastisesti oman painonsa alla. Laaksonjäätikössä jään virtaus laskee vyöryytysvyöhykkeeltä, kun taas mannerjäätikön osalta jää virtaa sivusuunnassa ulospäin ja pois kertymisvyöhykkeeltä.

Tätä jäätikön aluetta, joka sulaa enemmän kuin jääjää, muodostuu hukkavyöhykkeeksi (ablaatiovyöhyke). Tällä vyöhykkeellä, kun jään sulaa, jäätikön pinnalle jää hiekkaa ja soraa jäämiä. On tärkeätä huomata, että jäätikköjää täydentää tätä vyöhykettä aina, kun jäätikkö virtaa edelleen kertymisalueelta.

Linjaa, joka erottaa kertymisvyöhykkeen hukkavyöhykkeestä, kutsutaan lumiviivaksi (tasapainoviiva). Lumilinja voi olla näkyvissä kesän lopulla kerääntymisvyöhykkeen puhtaan jäisen pinnan ja hukkavyöhykkeen likaisen, sedimentin peittämän pinnan välillä.

Jäätikön pinnan 50 metriä ylemmästä kohdasta, jossa jään ei tapahdu plastista muodonmuutosta, viitataan murtuma-alueeksi. Tässä vyöhykkeessä jää on hauras ja muodonmuutos muuttuu vain halkeamalla, murtumalla ja murtumalla. Ravinnat ovat murtumia tai murtumia jäässä, jotka voivat olla satoja metrejä ja enintään 50 metriä syviä. 4

Jäätikön päätä tai varpaa kutsutaan päätyksi ja se on osa hukkavyöhykettä. Kun jäätikön pääty virtaa vesimuodostumaan, varpaiden jää vasikoi tai murtuu muodostaen kelluvia jääpalasia, joita kutsutaan jäävuoriksi.

John Muir kirjoitti yhdestä 1880-vuotisesta seikkailustaan ​​Alaskassa, kun hän ja leirikoira Stickeen matkustivat pitkälle retkelle laaksossa sijaitsevalle jäätikölle 6. Paluumatkalla ranskalaiset estivät heidän matkansa, ja Johnin piti kävellä huomattava etäisyydellä, kunnes hän löysi epävarman, kapean jääsillan, joka ulottui syvän raon päälle. Ymmärrettävästi Stickeen oli melko haluttomia kulkemaan vaarallisen jään sillan läpi, ja John vietti huomattavasti aikaa ja vaivaa houkutellakseen pelottavaa koiraa ylittämään. Stickeen ja John palasivat lopulta turvallisesti leiriin vain hänen leiriytyneidensä suostuessa. John ei ollut ilmoittanut kenellekään, mihin hän oli menossa!

kattilalaaksot: Kaksi sirkuksia, jotka sisältävät pieniä laaksojäätiköitä, on erotettu arhetalla. Glacier Bayn kansallispuisto, Alaska. Kuva Yhdysvaltain geologial Survey.

Miksi jäätiköt etenevät ja vetäytyvät?

Jäätiköillä on lumibudjetti, aivan kuten rahapankkitili. Mitä enemmän rahaa tallettaa pankkitilille, sitä suurempi tili kasvaa. Jos kuitenkin rahaa poistetaan enemmän kuin tilille talletetaan, käytettävissä olevan rahan määrä vähenee huomattavasti. Jäätiköiden eteneminen ja vetäytyminen on melko samanlaista.

Kun kertymisvyöhykkeellä muodostuu enemmän jääjäätä kuin mitä häviöalueella sulaa, jäätikkö kasvaa ja etenee. Etenevän jäätikön pääty etenee kauempana kertymisalueelta ja pidentää siten jäätikköä.

Jäätikkö taantuu, kun kesällä sulaa enemmän jäätä kuin talvella. Jäätikön koko pienenee, kun hukkavyöhykkeen jää sulaa. Taantuva jäätikköjää ei koskaan todella virtaa taaksepäin; jää sulaa yksinkertaisesti nopeammin kuin täydentyy uusista jäätiköiden muodostumisista kertymisalueella.

Jos jäätikön muodostumisen määrä kertymisalueella on yhtä suuri kuin sulamisen määrä hukkavyöhykkeellä, jäätikkö ei etene tai vetäytyy. Kun jäätikön sisällä oleva jää virtaa edelleen lähteestä kohti päätepistettä, jäätikön kärki pysyy paikallaan, koska jääjääbudjetti tasapainottuu kahden vyöhykkeen välillä.

Jäätikkömaisema: Useita pieniä sirkuksia on näkyvissä ja kukin niistä on pienen laakson jäätikön kertymisalue tai syntymäpaikka. Kaksi laakson jäätikköä virtaa pienen sarven ympärillä ja sulautuvat yhteen muodostaen suuremman laakson jäätikön. Olipa kerran laajempi laakson jäätikkö virtaa koko laakson pituudelta ja vei U-muotoisen laakson. Jäätikkö on perääntymässä, koska vain osa jäätiköiden kaiverretusta U-muotoisesta laaksosta sisältää jäätä. Sulavesivirta lähtee jäätikön päästä ja virtaa alas laakson jäättömän osan. Kuva Chugach-vuorilta, Alaska, kirjoittanut Bruce F. Molnia, USGS

Kuinka ilmastomuutos vaikuttaa jäätiköihin?

Kasvihuonekaasujen (esimerkiksi hiilidioksidin ja metaanin) tuotanto myötävaikuttaa hintojen nousuun maailman lämpötiloissa hitaasti. NASA: n tutkijoiden mukaan jääjää sulaa nyt nopeammin kuin koskaan ennen. 7 Pienet laakson jäätiköt ympäri maailmaa ovat alttiimpia globaalille ilmastonmuutokselle. Kansallisen lumi- ja jäätietokeskuksen mukaan noin yhdeksänkymmentä prosenttia kaikista tarkkailtavista jäätiköistä on perääntymässä. 8 Esimerkiksi vuonna 1910 Yhdysvalloissa Glacierin kansallispuistossa oli noin 150 laaksonjäätikköä. Vuonna 2010 aktiivista jäätikköä oli jäljellä vain 25, ja osa näistä jäljellä olevista jäätiköistä on vaarassa kadota vuoteen 2030 mennessä. 9 Grönlannin ja Länsi-Antarktikan jäätiköt ovat myös alttiita ilmastonmuutokselle. Esimerkiksi Grönlannin jään sulamisnopeudet ovat korkeammat, kun ennätyssulat luetteloidaan vuonna 2002. Jos joko koko Grönlannin jäätikkö sulaisi tai Länsi-Etelämantereen jäälevy sulaa, merenpinta nousee 5 metriä (16 jalkaa). 10 Jäätiköiden yleistymisen yleinen suuntaus maailmanlaajuisesti heijastaa globaalien lämpötilojen nousua.

Jäätikköviitteet
1 Renkaiden herra - Kuninkaan paluu: Ohjaaja Peter Jackson, esittäjinä Elijah Wood, Ian McKellen ja Viggo Mortensen, New Line Cinema ja Three Foot Six, 2004, DVD.
2 Etelämanner-viitekartta: julkaissut The American Geophysical Society.
3 All About Jäätiköt: Miten jäätiköt muodostuvat ?: artikkeli julkaistiin kansallisessa lumi- ja jäädatakeskuksen verkkosivustolla, luettavissa kesäkuussa 2015.
4 Glacier: artikkeli New World Encyclopediassa, julkaistu kesäkuussa 2015.
5 Jakobshavn Isbræin jatkokausi kesällä: I. Joughin, B.E. Smith, D.E. Shean ja D. Floricioiu; Lyhyt tiedonanto julkaistu julkaisussa The Cryosphere, 2014, saapunut kesäkuussa 2015.
6 matkaa Alaskassa: John Muir, ReadaClassic.com, 172 sivua, 2012.
7 at the Edge: Jäätiköiden tarkkailu globaalin muutoksen seuraamiseksi: John Weier, artikkeli NASA: n Earth Observatory -sivustolla, 1999, luettu kesäkuussa 2015.
8 All About Glaciers: Life of a Glacier: artikkeli julkaistiin kansallisessa lumi- ja jäädatakeskuksen verkkosivustolla, luettelo kesäkuussa 2015.
9 Jäätiköiden vetäytyminen Glacierin kansallispuistossa: artikkeli julkaistiin Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen verkkosivustolla, luettelo kesäkuussa 2015.
10 Aika hyllyllä: David Herring, NASA: n Earth Observatory -sivustolla julkaistu artikkeli 2005, julkaistu kesäkuussa 2015.

Mitkä ovat Valley-jäätiköiden veistämät eroosioominaisuudet?

Cirque on pieni kulho- tai amfiteatterinmuotoinen masennus. Arête on kapea, jyrkkä, rosoinen eroottisen kallioperän harjanne. Sarvi on terävä, jääveistetty vuorenhuippu, jota ympäröivät sirkut ja arhetit. (Kuuluisa sarvi Sveitsin Alpeilla on Matterhorn.) U-muotoinen laakso muodostuu, kun laakson jäätikkö virtaa alas virtauslaaksoon ja virtaavan jäätikön eroosiovoima muuttaa V: n muotoisen virtauslaakson tasaiseksi, jyrkkaseinäiseksi U-muotoinen laakso.

Kun seuraavan kerran katsot signaalimajakkisekvenssien valaistusta elokuvassa Lord of the Rings - Kuninkaan paluu 1, kokeile tunnistaa joitakin näistä upeista eroosio-ominaisuuksista.

Kirjailijasta

Sara Bennett opettaa geologiatunteja Länsi-Illinoisin yliopistossa ja nauttii retkeilystä kansallispuistoissa. Hän rohkaisee kaikkia menemään kävelylle luonnollisissa paikoissa ja uppoutumaan maan kauneuteen.