הקדמה: למה דווקא בעיות של תנועת גדור

תנועת גזור היא אחד התהליכים הדינמיים והצודקים ביותר במערכת כדור הארץ מדי שנה, אלפי קרחונים ברחבי העולם מתאמתים את צורתם, התקדמותם או העברה של מסה מגבהים גבוהים לים.תנועות אלה אינן אקראיות; הן עוקבות אחר חוקים פיזיים צפויים הקשורים לעיוות קרח, חיפוי על פני כדוריות, ו הידרולוגיה תת-קרח.

מאמר זה בוחן את התהליכים הפיזיים שמניעים תנועה של קרחוני, חוקר את השיטות שמדענים משתמשים כדי להתבונן ולהעריך שינוי, ומדגיש את הגורמים המרכזיים השולטים בזרימת רמות.זה גם רואה את ההשלכות הרחבות יותר של דינמיקה של קרחונית בעולם התחממות, ציור על המחקר האחרון של glaciologist ומדענים אקלים.

תהליכים פיזיים של תנועת ג'לוני

קרחונים זורמים כי קרח, כמו כל לחץ חזק, עיוותים ותנועות.שני מנגנונים עיקריים למשול זרימה זו: FLT:0internal deformationFLT:1 (נקרא גם מצמרר) ו-FLT:2basal זחלים 3 (התרומה היחסית של כל מנגנון תלויה במשטר התרמית של הקרחון, הגיאומטריה שלו, התנאים במיטה.

גילוי פנים: Creep and Recrystallization

קרח הוא מוצק גבישי, ומתחת למשקל של שלג וקרח, גבישי קרח בודדים משתנים לאט לאט.תהליך זה, המכונה FLT:0 (creepvephcioFLT:1, כרוך בתנועת של פירוק בתוך גבישים ואת החייאה הדרגתית של גרגרי קריסטל. Deeper בתוך הקרחון, שבו הלחץ הוא גבוה ביותר, מדפי קרח מהירים יותר.

Recrystallization ממלא תפקיד כמו דפי קרח, גבישים ישנים מתפרקים וצורות חדשות, לעתים קרובות מתאים לכיוון של זרימה. אוריינטציה המועדפת זו יכולה להפוך את הקרחון רך בכיוון זרימה, מאיץ תנועה לאורך זמן.גלציולוגים מתייחסים לזה כמו FLT:0fabric DevelopmentFLT:1, והוא אזור פעיל של מחקר מודל קרח.

עיוות פנימי הוא מנגנון התנועה הדומיננטי של קרחונים מבוססי קר - אלה קפואים למיטה שלהם - ועבור האזורים הפנימיים של גליונות קרח גדולים כמו גרינלנד ואנטארקטיקה. בהגדרות אלה, קרח יכול לנוע רק כמה מטרים בשנה, אבל יותר מ מילניום זה מקפיץ כמויות עצומות של קרח מן הפנים אל שולי.

Basal Sliding and Subglacial Hydrology

עבור קרחונים רבים, במיוחד אלה באזורים ממוזגים, שטיפה בוץ היא הנהג העיקרי של התנועה. כאשר הבסיס של הקרחון נמצא בנקודה ההיתוך, סרט דק של צורות מים בין הקרח לבין הסלע הבסיסי או הספלה. זה מים מתמס פועל כמו סיכה, צמצום החיכוך ומאפשר את הקרחון להחליק.

(במדבר כ"ד) אין מדובר בתהליך אחיד: "החלל" (במדבר כ"ד): "לא מדובר בתהליך אחיד" (במדבר כ"ד) וב"ב) וב[[1924]], [[1924]]]], שם קרח מתכווץ בצד המדכא של מכשול, מים זורמים סביבו, ופורקים בצד התחתון של הקרחונים, כדי לאפשר להזיזו את הקרחונים הללו.

מערכת הניקוז תת-קרחונית ממלאת תפקיד קריטי מים יכולים לזרום דרך ערוצים (כמו זרמים), דרך חללים מקושרים, או כסרט מבוזר דק.שינויים בלחץ המים בתוך המערכות האלה יכולים לשנות באופן דרמטי מהירות סללינג. לדוגמה, עלייה מהירה במי ההיתוך בקיץ יכולה ללחוץ על המיטה, הרמת הקרחונים מעט ולגרום להאצה פתאומית.

מעל מיטות משקעים רכות (המועילות מתחת לקרחונים ארוכי טווח ימיים וזרם קרח), שחילוץ יכול גם לכלול עיוות של המשקעים עצמם.תהליך זה, שנקרא FLT:0subglacial עד עיוות של רפורמציה 1 (ראהים), מתנהג כמו נוזל מולקווס ויכול לתרום באופן משמעותי למאמץ הקרחונים הכולל.

שיעור התנועה ויציבות זרימת

מהירויות הקרחון משתנות במידה ניכרת, החל מכמה מטרים בשנה בקרחונים המבוססים על קור איטי ועד כמה קילומטרים בשנה בזרימי קרח זורמים במהירות וקרחונים של מים גאותים. אפילו בתוך קרחונים בודדים, מהירות יכולה להשתנות עונתיים, מדי שנה, או יותר מעשור בתגובה לכריית חיצוני.

Steady Flow Versus Surging

רוב הקרחונים מציגים זרימה יציבה יחסית, עם תנודות עונתיות הדרגתיות.עם זאת, תת-קבוצה של קרחונים - הידוע כקרחונים מתפתלים - מחזורי של quiescence והתקדמות מהירה. במהלך שלב ה ⁇ (אשר עשוי להימשך עשרות שנים עד מאות שנים), הקרחונים מצטברים מסה ומתקדמים לאט.

(ההדגשה על כך) היא תוצאה של מתגים במערכת הניקוז התת-קרקעית או מהסיכויים התרמיים במיטה. קרחונים בעלי ערך ידוע כוללים:0Variegated GlacierFLT:1 באלסקה ו-FLT:2Brúarjökullph 3LT באיסלנד.

במהירות של כדורי קרח וקרחונים Tidewater

מסדרונות קרח בתוך גליונות קרח - יכולים לזרום במהירות של מאות מטרים בשנה.דוגמאות כוללות את ה-FLT:0 ג'קובבן Isbræphal1 בגרינלנד ואת ה-FLT:2Pine Island GlacierFLT 3 באנטארקטיקה.

קרחונים של Tidewater, אשר נגמר באוקיינוס, מתנהגים אחרת מקרחונים ארוכי טווח היבשה.הזרם שלהם מושפע מטמפרטורות האוקיינוס, תנאי קרח ימיים, והגיאומטריה של ה- fjord.כאשר חזית הקרח נסוגה למים עמוקים יותר, עלייה של קשקשים, והקרחונים יכולים להאיץ באופן דרמטי את התהליך הזה, הידוע בשם FLT:0marine IcebulFLT1, הוא מפתח לרמה של אטומית.

התבוננות אנושית ופיקוח: מ-Swit to Satellite

תצפית על קרחונים הגיעה מאות שנים אחורה.טבעיסטים מוקדמים רשמו את עמדותיהם של מונחי הקרחון באמצעות סימני צייר על סלעים או מפות פשוטות. בהרי האלפים, מדידות שיטתיות של התקדמות הקרחון והחלו בסוף המאה ה-19, תוך מתן כמה מן הראיות הראשונות לכך שאקלים וקרחונים קשורים זה לזה.

שיטות תצפית מודרניות הן הרבה יותר חזקות. מדענים משתמשים כעת בחבילה של טכנולוגיות כדי למדוד את תנועת הקרחונים, שינוי עובי, איזון המוני עם דיוק מדהים.

שקיפות מרחוק: פרספקטיבה גלובלית

(ב) לוויינים המצויים בחיישנים אופטיים, מכ"ם ובמשי לייזר (ה-Deltimesal altimeters) מקיפים את ה-Cheild Control (FLT) ו-(FLT:2Sentinel-2FLT:3) , מספקים תמונה גלויה וקרובה ל-Fundows-infrared, המאפשרת למדענים למפות גבולות ולחפש עמדות של קרחונים.

ראטפרפרומטריה (InSAR) מלוויינים כמו FLT:0 (Sentinel-1IRLT:1 ו-FLT:2ALOS-2FLT 3 יכול למדוד מהירות פני השטח עם דיוק ברמה גבוהה על פני אזורים גדולים.על ידי השוואת תמונות שצולמו ימים או שבועות בנפרד, מדענים יכולים ליצור מפות מפורטות של מהירות זרימת קרחונים ולזהות או דיפרציה.

נתונים לווייניים אלה זמינים כעת באופן חופשי, וכלים לעיבוד הפכו למתחכמים מספיק כדי ליצור מפות מהירות יבשתיות של גרינלנד ואנטארקטיקה.שילוב של נתונים לווייניים עם מדידות שדה מספק תמונה מקיפה של דינמיקת קרחונים.

מדדי שדה: GPS, מגנט-פוננסים רדאר, ו-קרח Cores

למרות כוחו של חישה מרחוק, מדידות שדה נותרו חיוניות. GPS תחנות ההרחבהFLT:1 מותקנות על קרחונים להקליט נתונים עמדה רציפה, לכידת אירועים לטווח קצר כגון מהירות הנגרמת על ידי הדופק מים או calving פרקים.

(FLT:0Ground-penetrating מכ"ם (GPRIRLT) מאפשר למדענים למפות את המיטה הקרחונים, למדוד עובי קרח, לזהות ערוצי תת-קרקעיים.הבנת הטופוגרפיה של המיטה היא קריטית לדגימה את זרימת הקרח ולנבא דפוסי נסיגה.

(FLT:0) ליבת ליבה של לוויינים 1:1 מציע חלון לתוך דינמיקה של אקלים וקרח העבר. על ידי ניתוח שכבת קרח, בועות גז, והריסות, חוקרים יכולים לשחזר את ההיסטוריה של הטמפרטורה, הצטברות, ותבניות זרימה מעל מאות אלפי שנים.פרספקטיבה ארוכת טווח זו מסייעת להקשר שינויים מודרניים.

מדע ההיסטוריה ואזרח

רשומות היסטוריות – משחות, מפות ותצלומים מוקדמים – מעדנות את השיא המבודפס בחזרה מאות שנים.לדוגמה, רישומים של קרחונים אלפינים מן ה- 1700 משמשים להערכת היקף הקרחון בתקופת עידן הקרח הקטן. לאחרונה, יוזמות מדע אזרחיות כמו ה-FLT:0 [הקרחונים הגלובליים של שינוי FLT:1] ותוכנית ה-FLT:2Glacier MonitoringF:3 עוסקת בראיות חזותיות, איסוף מחדש של צילום.

השילוב של כל מקורות הנתונים הללו אפשר למדענים לבנות רשומות מפורטות של התנהגות קרחונים עבור אלפי קרחונים ברחבי העולם.הרשומות הללו מסונתזות על ידי ארגונים כגון FLT:0) ניטור של שירותי הקרחונים העולמיים (Cirveration Service EvolutionFLT:1), אשר מחזיקים מסד נתונים גלובלי של איזון המוני, שינוי ונתוני מהירות.

מפתחי תנועה משפיעים על תנועת ג'ורי

גורמים הקשורים בין-תחומיים שולטים במהירות ובהתנהגות של קרחונים.הבנת הגורמים האלה חיונית לחיזוי האופן שבו קרחונים יגיבו לשינויי האקלים העתידיים.

  • (FLT:0) טמפרל: טמפרטורה אווירית 1:1 משפיע ישירות על ייצור מים נמס על פני השטח הקרחון. תנאי Warmer להגדיל את כמות המים המגיעים למיטה, אשר יכול להפחית את החיכוך ולהאיץ את הנפיחות.טמפרטורות משפיעות גם על פני קרח: עיוותי קרח חמים יותר בקלות מאשר קרח קר, עלייה בשיעורי עיוות פנימי.
  • (FLT:0)Slope (Surface Gradient): אנדרט ( 1:1 הלחץ המניע לזרימת קרחונים מגיע מהמשקל של הקרח שפועל במורד המדרונות, Steeper לייצר מתחים גבוהים יותר, בדרך כלל וכתוצאה מכך זרימה מהירה יותר.
  • (FLT:0) איצ'יקמיות: 1FLT:1 קרחונים ת'יקר מייצרים יותר לחץ ביסטל, אשר יכול לשפר הן עיוות פנימי והן את הנפיחות הבסטלית.עם זאת, קרח עבה מאוד יכול גם להגדיל את נקודת ההיתוך במיטה, המשפיעה על זמינות מים תת-קרחוני.בכמה הגדרות, קרח עבה למעשה נע יותר לאט כי הלחץ הגדל יותר חזק יותר לקרח כדי מיטה.
  • (FLT:0) תנאי שינה חמים: FLT:1 טבע החומר מתחת לקרחונים - בין אם סלע קשה, שריד רך, או מיטה מעורבת - משפיע באופן חזק על יעילות אחסון מים. מיטות משקעים רכים יכול לפענוח ולאפשר זרימה מהירה, בעוד מיטות קשות עם משטחים מגומצים מגבירות את ההתנגדות.
  • (FLT:0)Glacial Hydrology:FLT:1 תצורה של מערכת הניקוז תת-ממדית יכולה להשתנות במהירות, במיוחד בעונת ההמיסה או בתגובה לאירועים מניקוז האגם.מערכת מבוזרת, מופץת מקדמת ריצוף מהיר, בעוד מערכת ערוצים יעילה נוטה להפחית את לחץ המים ואת התנועה ההידרולוגית הזו היא מאחורי הרבה של יכולת הראייה במהירות הקרחונים.
  • (FLT:0Sea Level and Ocean Conditions:FLT:1 for Gallקרחונים, טמפרטורת הים ודפוסי מחזור משחקים תפקיד דומיננטי. זרמים חמים יכולים להמיס את חזית הקרח וחלקי הצוללות של הקרחון, דקר את המונח ולהפחית את קצבאות.זה לעתים קרובות גורם האצה ונסיגתם של גיאומטריה, כולל סילולים וצריים, יכול לשנות את השפעת האוקיינוס.
  • (FLT:0)Calving Dynamics: 1 (FLT:1 אובדן קרח בחזית הקרחון הגאות (הרחבה) משפיע על מאזן הכוחות.כאשר עלייה בשיעורי הקרחונים פחות התנגדות, מה שמוביל להאצה.סגנון של calving - בין אם על ידי בלוקים קטנים, קרדיונלים גדולים, או אירועים מזעזעים - תלויות בגאומטריה, בד, באוקיאנוס ובתנאי האוקיינוס.

השלכות על שינויי אקלים ורמת הים עולות

היחסים בין תנועת קרח ואקלים הם רחוב דו-צדדי.אקלים מניע התנהגות קרחונים, אבל קרחונים גם משפיעים על האקלים באמצעות משובים מעורבים albedo, טמפרטורות פני הים, ושטף מים מתוקים.הדאגה המיידית ביותר לחברה היא תרומתם של קרחונים וגליונות קרח לגבהים עולמיים.

אובדן המונים ותיקון: A Dangerous Feedback

כמו האווירה והאוקיאנוסים חמים, קרחונים רבים מאבדים מסה בקצב מצטבר. ⁇ מקטין את גובה פני השטח של הקרחון, חשיפתו לטמפרטורות חמות יותר בגובה נמוך יותר (תהליך המכונה FLT:0.0.0.גובה-massמאזן משובי פני השטח של הקרחון) עבור קרחונים גאותים, דקות יכולה לגרום לקרח לסגת למים עמוקים יותר, להגדיל את קצב ההתחממות והמהירות הדינמית הזו כבר גרינלנדית.

הדו"ח השישי של ה-FLT:0.2017, הסיק כי קרחונים ברחבי העולם איבדו כ-267 מיליארד טון קרח בשנה בין 2000 ל-2019, עם הפסדים המצטברים לאורך התקופה.הקרח הגרינלנד והאנטארקטי יחד מפסידים כ-430 מיליארד טון מדי שנה, מספיק כדי להעלות את רמת הים בכ-1,2 מ"מ בשנה.

חוסר ודאות בתחזיות עתידיות

אחת הוודאויות הגדולות ביותר בתחזיות גבהים היא התנהגות של זרמי קרח זורמים במהירות באנטארקטיקה.ה-FLT:0Thwaites GlacierFLT:1 הוא מוקד עיקרי של מחקר כי הוא יושב על מדרון הפוך והוא פגיע לאי יציבות קרח ימית.

בדומה לכך, ג'ייקובסבבן איסבנדנדנדפל (Jakobshavn IsbræFLT) 1 בגרינלנד הציג שינויים דרמטיים בתגובה להתחממות האוקיינוס ולחזית ה ⁇ .מודלים נאבקים ללכוד את המגוון המלא של דינמיות אפשריות, במיוחד את האינטראקציות בין האוקיינוס, הרדיולוגיה התת-קרקעית והדינמיקה.

התבוננות כדרך לשיפור החיזוי

(ההתבוננות המתמשכת אינה רק פעילות מדעית; היא הכרח מעשי לקביעת אסטרטגיות מדיניות והתאמה.משימות לוויין כגון:0NASA's Surface Water and Ocean Topography (SWOT)BuildFLT:1 ו-FLT:2Copernicus Polar and Snow Topography (POLAR)F3) יספק נתונים ברזולוציה גבוהה יותר על פני קרחונים ו-GreenFet, ניטור של רשתות קרח ו-GreenFet, כגון מדפייתמי קרח ו-Rateography).

תצפיות אלה ניזונות ישירות למודלים שמצביעים על התנהגות קרחונים ומייצרות תחזיות של שינוי עתידי.הטוב יותר שאנו מבינים את התהליכים הפיזיים המניעים תנועה על-ידי קרחוני, כך אנו בטוחים יותר שנוכל להיות בתחזיות שלנו – וככל שנוכל להתכונן לעולם עם ים עולים ואספקת מים.

מסקנה: המדע הבלתי-מעודכן של הקרחון Dynamics

תנועה גזורית היא נושא מדעי עשיר ומורכב שיושב בצומת של פיזיקה, קלמטולוגיה, הידרולוגיה. מן הצוק המיקרוסקופי של גבישי קרח ועד לגלימות בקנה מידה של קרח שלם, התהליכים השולטים בזרימת קרח חושפים את הקשר העמוק בין הכישוף לבין מערכת האקלים העולמית.

ברור שהקרחונים שאנו רואים כיום משתנים בדרכים שלא נראו אלפי שנים, התנועה שלהם אינה רק סקרנות של ההרים הגבוהים והאזורים הקוטביים; זהו כוח מרכזי בעיצוב קו החוף ומשאבים המים שמיליארדים של אנשים מסתמכים עליהם.המשך ללמוד ולעקוב אחר דינמיקות קרחוניות הוא אחד ההשקעות המדעיות החשובות ביותר שאנו יכולים לעשות למען העתיד.