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Introduzione: I giganti della criosfera
I fogli di ghiaccio sono la caratteristica dominante del criosfera terrestre, che conserva un immenso volume di acqua dolce e esercita una profonda influenza sul clima globale e sul livello del mare. Definito come una massa di ghiaccio terrestre glaciale che si estende su 50.000 chilometri quadrati, solo due tali corpi esistono oggi: il Greenland Ice Sheet e l'Antarctic Ice Sheet.
La Genesi: Accumulazione persistente della neve
La formazione di un foglio di ghiaccio non richiede solo freddo estremo; richiede un equilibrio climatico specifico dove l'accumulo di neve[ costantemente supera ablation (la perdita di ghiaccio attraverso la fusione, la sublimazione, o il calcolo) durante millenni. Questa condizione è principalmente soddisfatta in regioni polari di neve ad alta quota e ad alta quota
La neve si accumula in modo relativamente delicato sul vasto, gli interni piatti della Groenlandia e dell'Antartide. In questi interni, i tassi di precipitazioni sono sorprendentemente bassi, comparabili a un deserto, perché l'aria fredda contiene pochissima umidità. La neve che cade è spesso costruita e soffiata dal vento, accumulando in una coperta relativamente uniforme.
Firnificazione: Lo Stato intermedio
La neve appena caduta è leggera e soffice, con una densità spesso inferiore a 50 a 100 kg/m3. Come è sepolto dalle nevicate successive, è sottoposto ad una pressione crescente dal peso sopra. Questo inizia un processo di metamorfosi noto come firnificazione]. Le strutture cristalline delicate e intricate dei nuovi rami di neve sono termodinamicamente instabili.
La fibra si sviluppa come una funzione di sovrabbondante pressione e temperatura. Negli strati superiori del pacchetto di neve, il metamorfo distruttivo domina, abbattendo le forme di cristallo originali. Sotto i pochi metri di altezza, il metamorfo costruttivo prende il sopravvento, dove i grani crescono lentamente nella dimensione e si uniscono attraverso la sinterizzazione. La densità aumenta costantemente con profondità, passando da ~ 300 kg/m3 a circa 830 kg/m3.
Il primo piano: Trapping dell'atmosfera in Ghiaccio glaciale
Il passaggio dal ghiacciato al solido si verifica a una profondità specifica dove i passaggi interconnessi tra i grani di firn crollano e si bloccano sotto la crescente pressione idrostatica. Questo punto è noto come il firn-ice transizione o la profondità "close-off".
L'aria racchiusa in queste bolle rappresenta un campione incontaminato dell'atmosfera antica al momento della formazione del ghiaccio. Estraendo i nuclei di ghiaccio in profondità dai fogli di ghiaccio, gli scienziati possono misurare direttamente le concentrazioni passate di gas serra come l'anidride carbonica (CO2), il metano (CH4), e l'ossido nitroso (N2O), così come la composizione isotopica del ciclo di informazioni chiave
Dinamica del foglio di ghiaccio: gravità, flusso e forma
Una volta che si è accumulato uno spessore sufficiente di ghiaccio, non rimane fermo. Il ghiaccio glaciale si comporta come un fluido viscoso non newtoniano[ su lunghe scale di tempo, deformando e fluendo sotto il suo peso immenso in risposta alla gravità. Il flusso di un ghiacciaio è governato in definitiva dalla legge Glen-Nye flusso di sforzo [Flotta[Flotta]
Forze di guida: Deformazione interna e scorrevolezza basale
Il movimento del foglio di ghiaccio è ottenuto attraverso due meccanismi principali: deformazione interna (creep) e scorrimento basale. Deformazione interna] si verifica quando i cristalli di ghiaccio all'interno del foglio dislocano e ricristallzzano in risposta allo stress imposto dal ghiaccio sovrastante. Questo processo causa il ghiaccio a strisciare lentamente, un po 'come un mucchio di friggi che si diffonde verso l' verso l' verso l'esterno.
Flussi di ghiaccio e ghiacciai Outlet
I ghiacciai sono spesso disperati, ma i ghiacciai sono molto più veloci di quelli che si trovano in un canale di ghiaccio.
Il ruolo degli elfi del ghiaccio
Se i ghiacciai e i flussi di ghiaccio incontrano l'oceano, spesso galleggiano per formare vasti ripiani .. Queste piattaforme galleggianti di ghiaccio sono una componente critica della stabilità del ghiacciaio. Mentre non contribuiscono direttamente all'aumento del livello del mare quando si sciolgono (da quando si spostano il proprio peso in acqua), agiscono come una potente forza di matrattamento.
L'Equazione del Bilanciamento di Massa: Accumulazione vs. Ablazione
L'evoluzione di un foglio di ghiaccio nel tempo è determinata dal suo equilibrio di massa[, che è la differenza netta tra la massa acquisita attraverso l'accumulo e la massa persa attraverso l'ablazione. L'accumulazione si verifica principalmente attraverso la nevicata.
Nei campi di sviluppo del ghiaccio, l'ablazione è bassa e il foglio di ghiaccio guadagna massa nel tempo. Nei margini, in particolare nella Groenlandia durante l'estate, si verifica un'ampia fusione di superficie.
Profili dei giganti moderni
Mentre spesso raggruppati insieme, le Groenlandia e le Foglie di Ghiaccio Antartico sono sistemi geologicamente e climatologicamente distinti, ciascuno con le proprie vulnerabilità uniche e contributi al sistema globale.
La carta del ghiaccio della Groenlandia
Il Greenland Ice Sheet copre circa 1,7 milioni di chilometri quadrati e raggiunge uno spessore di oltre 3 chilometri. È il secondo più grande corpo di ghiaccio del mondo. La sua evoluzione è fortemente influenzata dalla sua geografia circostante; è delimitata dall'Oceano Artico ed è fortemente influenzata dalle condizioni atmosferiche artiche e dalle acque atlantiche più calde.
La scheda di ghiaccio antartico
Il ghiacciaio è il più grande corpo di ghiaccio sulla Terra, che copre quasi 14 milioni di chilometri quadrati. È diviso in due settori distinti: il East Antarctic Ice Sheet (EAIS)[FLT: 1] e il West Antarctic Ice Sheet (WAIS), separato dai Monti Transantartici.
Processi Paleoclimatici: lettura dell'archivio del nucleo del ghiaccio
Le lastre di ghiaccio non sono solo caratteristiche statiche del paesaggio; sono archivi attivi della storia climatica della Terra. Nuclei di ghiaccio profondi, come quelli del EPICA Dome C] sito in Antartide e la GRIP/GISP2pes] che forniscono i siti di concentrazione di ghiaccio in Groenlandia, forniscono informazioni inessinfinite di clima.
I dati relativi al ghiaccio indicano che il livello di accoppiamento tra temperatura e gas serra è notevolmente più elevato rispetto ai cicli glaciali-interglaciali.
Traiettorie attuali e evoluzione futura
L'evoluzione dei ghiacciai nel XXI secolo e oltre rappresenta una delle più grandi incertezze e dei rischi più significativi associati al cambiamento climatico. I dati osservazionali attuali provenienti da satelliti, aerei e studi sul campo indicano chiaramente che sia la Groenlandia che le calotte glaciali antartiche stanno perdendo massa ad un ritmo accelerante. I principali driver stanno riscaldando le temperature atmosferiche sulla Groenlandia e riscaldando le acque oceaniche che sciolgono gli scaffali di ghiaccio antartici dal basso.
La futura evoluzione di queste masse di ghiaccio dipenderà dalla traiettoria delle emissioni globali di gas serra. In base agli scenari di bassa emissione, il tasso di perdita di massa dovrebbe continuare ad un ritmo simile ad oggi per i prossimi decenni.