ธารน้ำแข็ง: พวกมันก่อตัวอย่างไรและเคลื่อนที่อย่างไร?

เนื้อหา

• ธารน้ำแข็งคืออะไร
• ธารน้ำแข็งก่อตัวอย่างไร
• ธารน้ำแข็งไหลอย่างไร
• โซนของธารน้ำแข็งคืออะไร
• ทำไมธารน้ำแข็งล่วงหน้าและล่าถอย?
• การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อธารน้ำแข็งอย่างไร
• อะไรคือคุณสมบัติการกัดเซาะที่สลักโดยหุบเขาธารน้ำแข็ง?
• เกี่ยวกับผู้แต่ง

ธารน้ำแข็ง Bucher Valley ในอลาสกาแสดงให้เห็นถึงธารน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ได้รับน้ำแข็งจากธารน้ำแข็งขนาดเล็กหลายแห่งที่เข้าร่วมเหมือนธารน้ำจากลำธาร ภาพโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

ธารน้ำแข็งคืออะไร

ธารน้ำแข็งเป็นธารน้ำแข็งที่ค่อยๆไหลอย่างช้าๆและมีความสามารถในการกัดกร่อนที่เหลือเชื่อ ธารน้ำแข็งในหุบเขา (ธารน้ำแข็งบนเทือกเขาแอลป์, ธารน้ำแข็งบนภูเขา) เป็นเลิศในการแกะสลักภูเขาเป็นสันเขาขรุขระยอดเขาและหุบเขารูปตัวยูที่ลึกลงไปในขณะที่แม่น้ำน้ำแข็งที่กัดกร่อนสูงเหล่านี้ไหลลงสู่เนินเขา ธารน้ำแข็งในหุบเขามีการใช้งานในสแกนดิเนเวียเทือกเขาแอลป์เทือกเขาหิมาลัยและในภูเขาและภูเขาไฟตามแนวชายฝั่งตะวันตกของอเมริกาเหนือและใต้ ภูมิทัศน์ที่น่าตื่นตาตื่นใจและขรุขระของเทือกเขาแอลป์ทางตอนใต้ของนิวซีแลนด์ยังได้รับความอนุเคราะห์จากพลังการกัดกร่อนของธารน้ำแข็ง แสงไฟจากสัญญาณบีคอนในภาพยนตร์ The Lord of the Rings - The Return of the King รวบรวมภูมิทัศน์ที่มีชื่อเสียงนี้

ธารน้ำแข็งคอนติเนนตัล (แผ่นน้ำแข็ง, หมวกน้ำแข็ง) เป็นแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ปกคลุมผืนแผ่นดิน ธารน้ำแข็งคอนติเนนตัลกำลังกัดกร่อนลึกลงไปในพื้นหินของทวีปแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์ แผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่มีความหนาอย่างไม่น่าเชื่อและทำให้พื้นผิวของแผ่นดินต่ำกว่าระดับน้ำทะเลในหลาย ๆ พื้นที่ ตัวอย่างเช่นในแอนตาร์กติกาตะวันตกความหนาของน้ำแข็งสูงสุดคือ 4.36 กิโลเมตร (2.71 ไมล์) ทำให้พื้นผิวของแผ่นดินหดหู่ 2.54 กิโลเมตร (1.58 ไมล์) ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล! หากน้ำแข็งน้ำแข็งทั้งหมดบนทวีปแอนตาร์กติกาละลายอย่างทันทีทันใดสิ่งที่มองเห็นได้บนพื้นผิวของทวีปแอนตาร์กติกาจะเป็นผืนดินขนาดใหญ่และขนาดเล็กที่มีหมู่เกาะที่กระจัดกระจายล้อมรอบด้วยมหาสมุทรใต้

กรีนแลนด์ตอนใต้จากอวกาศ: ธารน้ำแข็งทวีปขนาดเล็กครอบคลุมเกาะกรีนแลนด์ ภาพถ่ายดาวเทียมโดย NASA และการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

การสุ่มตัวอย่างน้ำแข็งน้ำแข็ง: นักวิทยาศาสตร์รวบรวมตัวอย่างหิมะจาก Taku Glacier of Alaska ภาพโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

ธารน้ำแข็งก่อตัวอย่างไร

การสะสมของหิมะจำนวนมากเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับน้ำแข็งในการก่อตัว มีความจำเป็นที่หิมะจำนวนมากจะสะสมในฤดูหนาวมากกว่าหิมะที่ละลายในช่วงฤดูร้อน เกล็ดหิมะเป็นผลึกหกเหลี่ยมของน้ำแช่แข็ง อย่างไรก็ตามชั้นของเกล็ดหิมะปุยไม่ใช่น้ำแข็งเยือกแข็ง…ยังไม่น้อย

เมื่อชั้นหิมะหนาขึ้นสะสมเกล็ดหิมะที่ฝังลึกกลายเป็นก้อนแน่นขึ้นเรื่อย ๆ การบรรจุอย่างแน่นหนาทำให้เกล็ดหิมะกลายเป็นรูปทรงกลมเมื่อรูปร่างหกเหลี่ยมของเกล็ดหิมะถูกทำลาย ด้วยเวลาที่พอเพียงเม็ดที่ฝังลึกและมีลักษณะโค้งมนจะมีความหนาแน่นมากซึ่งจะช่วยไล่อากาศส่วนใหญ่ที่ติดอยู่ระหว่างเม็ดออก เม็ดหิมะเกล็ดถูกเรียกว่า firn และใช้เวลาประมาณสองปีในการก่อตัว

สโนว์แพ็คที่หนาและวางตัวมากนั้นมีแรงกดดันอย่างมากต่อชั้นของต้นสนที่ถูกฝังและเมล็ดเหล่านี้จะเริ่มหลอมละลายเล็กน้อย ต้นสนและนํ้าแข็งจะค่อยๆตกผลึกอีกครั้งเพื่อสร้างน้ำแข็งเยือกแข็ง กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้อาจใช้เวลาหลายทศวรรษถึงหลายร้อยปีเนื่องจากอัตราการก่อตัวของน้ำแข็งแข็งขึ้นอยู่กับปริมาณหิมะ (กระบวนการตกผลึกหมายความว่าน้ำแข็งในน้ำแข็งนั้นเป็นหินแปรชนิดหนึ่ง)

ธารน้ำแข็ง Tazlina Valley: รอยแยกจะปรากฏให้เห็นใกล้กับปลายทางที่ผอมบางในเขตการสูญเสีย โปรดทราบว่าพื้นผิวน้ำแข็งสกปรกเนื่องจากการสะสมของทรายและก้อนกรวด Tazlina Valley Glacier ใน Alaska กำลังถอยกลับ รูปภาพโดย Bruce F. Molnia, USGS คลิกที่ภาพเพื่อขยาย

โซนของธารน้ำแข็ง: ภาพตัดขวางการ์ตูนผ่านธารน้ำแข็งแสดงโซนการสะสมและโซนการสูญเสีย ภาพโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

ธารน้ำแข็งไหลอย่างไร

ธารน้ำแข็งเริ่มไหลเมื่อน้ำแข็งมวลหนาเริ่มเปลี่ยนรูปพลาสติกภายใต้น้ำหนักของมันเอง กระบวนการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกนี้ (การเปลี่ยนรูปแบบภายใน) เกิดขึ้นเนื่องจากผลึกน้ำแข็งสามารถที่จะโค้งงอและเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างช้าๆโดยไม่แตกหรือแตก การเสียรูปพลาสติกเกิดขึ้นต่ำกว่าความลึก 50 เมตร (164 ฟุต) จากพื้นผิวของธารน้ำแข็ง

น้ำแข็งที่แข็งตัวหนานั้นค่อนข้างหนักและน้ำหนักที่มากของธารน้ำแข็งอาจทำให้น้ำแข็งที่อยู่ตามฐานของธารน้ำแข็งละลาย การหลอมจะเกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่น้ำแข็งละลายลดลงเนื่องจากความดันที่กระทำโดยน้ำหนักของน้ำแข็งน้ำแข็งที่วางตัว ความร้อนจากพื้นผิวโลกอาจทำให้น้ำแข็งละลายไปตามฐานของธารน้ำแข็ง กระบวนการของการเลื่อนแบบฐานเกิดขึ้นเมื่อชั้นน้ำหล่อเย็นบาง ๆ สะสมอยู่ระหว่างน้ำแข็งฐานและพื้นผิวโลก ฟังก์ชั่นน้ำหล่อเย็นเป็นสารหล่อลื่นช่วยให้ธารน้ำแข็งสามารถเลื่อนผ่านชั้นหินและตะกอนได้ง่ายขึ้น

หากน้ำแข็งละลายจำนวนมากสะสมอยู่ใต้น้ำแข็งธารน้ำแข็งอาจเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วราวกับคลื่น บางครั้งเรียกว่าธารน้ำแข็งควบ (galloping glacier) ธารน้ำแข็งที่พุ่งพล่านไหลในอัตราที่รวดเร็วมาก ตัวอย่างเช่นในช่วงฤดูร้อนปี 2555 จาคอบส์เชินกลาเซียร์ซึ่งตั้งอยู่บนชายฝั่งตะวันออกของกรีนแลนด์ได้รับการวัดว่ากำลังจะก้าวสู่ระดับ 46 เมตรต่อวัน (151 ฟุต / วัน) ธารน้ำแข็ง Jakobshavn เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าเป็นผู้รับผิดชอบในการสร้างภูเขาน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่จมลงในท้ายที่สุด Titanic ในปี 1912

ก่อนและหลังภาพถ่าย: ภาพถ่ายที่ถ่ายในสถานที่เดียวกันในอุทยานแห่งชาติ Glacier Bay และเขตอนุรักษ์ใน Alaska ภาพถ่ายด้านบนแสดง Muir Glacier ในปี 1880 และรูปด้านล่างแสดงทางเข้าเดียวกันในปี 2005 Muir Glacier ได้ถอยกลับไป 50 กิโลเมตร (31 ไมล์) ภาพทั้งสองโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาสหรัฐอเมริกา

โซนของธารน้ำแข็งคืออะไร

การก่อตัวของน้ำแข็งน้ำแข็งเรียกว่าเขตการสะสม ในโซนนี้มีหิมะตกสะสมในแต่ละฤดูหนาวมากกว่าที่ละลายในช่วงฤดูร้อน การสะสมของหิมะกลายเป็นเฟิร์มและในที่สุดก็กลายเป็นน้ำแข็งอีกครั้ง น้ำแข็งน้ำแข็งไหลออกไปจากเขตของการสะสมเมื่อน้ำแข็งหนาทำให้เสียรูปพลาสติกภายใต้น้ำหนักของตัวเอง ในธารน้ำแข็งในหุบเขาน้ำแข็งจะไหลลงมาจากโซนการสะสมในขณะที่ธารน้ำแข็งแบบคอนติเนนตัลนั้นน้ำแข็งจะไหลออกด้านนอกและด้านข้างออกจากโซนการสะสม

พื้นที่ของธารน้ำแข็งที่มีปริมาณการหลอมมากกว่าน้ำแข็งที่ก่อตัวเป็นน้ำแข็งเรียกว่าโซนการสูญเสีย (โซนการระเหย) ในโซนนี้เมื่อน้ำแข็งละลายออกไปทรายและก้อนกรวดบนพื้นผิวของธารน้ำแข็งจะถูกทิ้งไว้ข้างหลัง โปรดทราบว่าน้ำแข็งน้ำแข็งจะเติมเต็มโซนนี้เสมอเนื่องจากน้ำแข็งน้ำแข็งยังคงไหลออกมาจากโซนการสะสม

เส้นที่แยกโซนของการสะสมออกจากโซนของการสูญเสียเรียกว่าสายหิมะ (เส้นสมดุล) บรรทัดหิมะอาจปรากฏให้เห็นในตอนท้ายของฤดูร้อนระหว่างพื้นผิวน้ำแข็งที่สะอาดของโซนการสะสมและพื้นผิวที่สกปรกและปกคลุมไปด้วยตะกอนของโซนการสูญเสีย

ระดับความสูง 50 เมตรบนพื้นผิวของธารน้ำแข็งซึ่งน้ำแข็งไม่ได้รับการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกเรียกว่าเขตการแตกหัก ในโซนนี้น้ำแข็งจะเปราะและเสียรูปเพียงโดยการแตกการแตกและการแตกหัก รอยแยกเป็นรอยแตกหรือแตกในน้ำแข็งที่อาจมีความยาวหลายร้อยเมตรและลึกถึง 50 เมตร

ปลายหรือนิ้วเท้าของธารน้ำแข็งเรียกว่าปลายทางและเป็นส่วนหนึ่งของโซนการสูญเสีย เมื่อจุดประสงค์ของธารน้ำแข็งไหลลงสู่แหล่งน้ำน้ำแข็งที่ปลายเท้าน่องหรือแตกออกเป็นก้อนน้ำแข็งลอยที่เรียกว่าภูเขาน้ำแข็ง

John Muir เขียนเกี่ยวกับหนึ่งในการผจญภัยของเขาในปี 1880 ในอลาสก้าเมื่อเขาและสุนัขในค่าย Stickeen เดินขึ้นไปบนธารน้ำแข็งหุบเขาอันยาวเหยียด ในการเดินทางกลับเส้นทางของพวกเขาถูกระงับโดยรอยแยกและจอห์นจะต้องเดินเป็นระยะทางไกลจนเขาค้นพบสะพานน้ำแข็งแคบ ๆ ที่ล่อแหลมซึ่งทอดตัวเป็นรอยแยกลึก เป็นที่เข้าใจได้ว่า Stickeen ค่อนข้างลังเลที่จะสำรวจสะพานน้ำแข็งที่อันตรายและจอห์นใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการเกลี้ยกล่อมสุนัขที่น่ากลัวเพื่อข้าม ในที่สุด Stickeen และ John ก็กลับไปที่ค่ายได้อย่างปลอดภัยเท่านั้นที่จะถูก accosted โดยเพื่อนร่วมค่ายของเขาที่ค่อนข้างไม่พอใจกับเขา จอห์นล้มเหลวที่จะให้ใครรู้ว่าเขากำลังจะไปไหน!

cirques: cirques ที่มีธารน้ำแข็งหุบเขาเล็ก ๆ คั่นด้วยarête อุทยานแห่งชาติ Glacier Bay, Alaska ภาพโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

ทำไมธารน้ำแข็งล่วงหน้าและล่าถอย?

ธารน้ำแข็งมีงบประมาณหิมะเหมือนบัญชีธนาคารทางการเงิน ยิ่งฝากเงินเข้าบัญชีธนาคารมากเท่าไหร่บัญชีก็ยิ่งมากขึ้น อย่างไรก็ตามหากมีการลบเงินมากกว่าที่ฝากไว้ในบัญชีจำนวนเงินที่มีจะลดลงมาก ความก้าวหน้าน้ำแข็งน้ำแข็งและการล่าถอยค่อนข้างคล้ายกัน

เมื่อน้ำแข็งแข็งกว่าก่อตัวในบริเวณที่มีการสะสมมากกว่าที่จะละลายในบริเวณที่มีการสูญเสียธารน้ำแข็งก็จะเติบโตและก้าวหน้า จุดประสงค์ของธารน้ำแข็งที่กำลังพัฒนาจะไกลออกไปจากบริเวณที่มีการสะสมและทำให้ธารน้ำแข็งยาวขึ้น

ธารน้ำแข็งจะสงบลงเมื่อน้ำแข็งละลายในช่วงฤดูร้อนมากกว่าที่ก่อตัวในช่วงฤดูหนาว ธารน้ำแข็งลดขนาดลงเมื่อน้ำแข็งในเขตการสูญเสียละลาย น้ำแข็งน้ำแข็งที่กำลังถอยกลับจะไม่ไหลย้อนกลับอย่างแท้จริง น้ำแข็งละลายได้เร็วกว่าการเติมน้ำแข็งจากการก่อตัวของน้ำแข็งใหม่ในโซนการสะสม

หากปริมาณการก่อตัวของน้ำแข็งแข็งในโซนของการสะสมเท่ากับจำนวนการละลายในโซนของการสูญเสียแล้วธารน้ำแข็งจะไม่เลื่อนหรือถอย ในขณะที่น้ำแข็งในธารน้ำแข็งยังคงไหลออกมาจากแหล่งที่มาสู่เทอร์มินัสนิ้วเท้าของธารน้ำแข็งจะยืนนิ่งเพราะงบประมาณน้ำแข็งน้ำแข็งสมดุลระหว่างสองโซน

ภูมิทัศน์น้ำแข็ง: มีวงกลมขนาดเล็กหลายแห่งที่มองเห็นได้และแต่ละแห่งก็เป็นโซนของการสะสมหรือแหล่งกำเนิดของธารน้ำแข็งหุบเขาเล็ก ๆ ธารน้ำแข็งในหุบเขาสองแห่งไหลผ่านฮอร์นตัวเล็กและรวมเข้าด้วยกันเพื่อก่อตัวเป็นธารน้ำแข็งในหุบเขาที่มีขนาดใหญ่กว่า กาลครั้งหนึ่งธารน้ำแข็งขนาดใหญ่ไหลลงมาตลอดความยาวของหุบเขาแกะสลักหุบเขารูปตัวยู ธารน้ำแข็งกำลังหลบหนีเพราะมีเพียงส่วนหนึ่งของการแกะสลักอย่างแข็งหุบเขารูปตัวยูมีน้ำแข็ง กระแสนํ้าแข็งจากจุดประสงค์ของธารน้ำแข็งและไหลลงสู่ส่วนที่ปราศจากน้ำแข็งของหุบเขา รูปภาพจากเทือกเขา Chugach, Alaska โดย Bruce F. Molnia, USGS

การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อธารน้ำแข็งอย่างไร

การผลิตก๊าซเรือนกระจก (เช่นคาร์บอนไดออกไซด์และมีเธน) มีส่วนทำให้อุณหภูมิโลกเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าน้ำแข็งน้ำแข็งตอนนี้ละลายในอัตราที่สูงขึ้นกว่าเดิม ธารน้ำแข็งในหุบเขาขนาดเล็กทั่วโลกมีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลกมากที่สุด จากข้อมูลของศูนย์ข้อมูลหิมะและน้ำแข็งแห่งชาติพบว่าประมาณเก้าสิบเปอร์เซ็นต์ของธารน้ำแข็งที่ถูกตรวจสอบทั้งหมดนั้นกำลังหลบหนี ตัวอย่างเช่นในปี 1910 มีธารน้ำแข็งประมาณ 150 แห่งตั้งอยู่ภายในอุทยานแห่งชาติกลาเซียร์ในสหรัฐอเมริกา ในปี 2010 มีธารน้ำแข็งที่ใช้งานเหลือเพียง 25 ตัวเท่านั้นและธารน้ำแข็งที่เหลืออยู่บางส่วนกำลังตกอยู่ในอันตรายจากการหายตัวไปในปี 2030 น้ำแข็งน้ำแข็งในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกาตะวันตกก็มีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นกัน ตัวอย่างเช่นน้ำแข็งกรีนแลนด์กำลังประสบกับอัตราการละลายที่สูงขึ้นโดยมีการบันทึกลงในแคตาล็อกในปี 2545 หากน้ำแข็งน้ำแข็งของกรีนแลนด์ทั้งหมดละลายหรือแผ่นน้ำแข็งขั้วโลกแอนตาร์กติกตะวันตกละลายระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้น 5 เมตร (16 ฟุต) แนวโน้มโดยรวมในการล่าถอยของธารน้ำแข็งทั่วโลกสะท้อนให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก

อะไรคือคุณสมบัติการกัดเซาะที่สลักโดยหุบเขาธารน้ำแข็ง?

วงกลมเป็นภาวะซึมเศร้าที่มีรูปร่างคล้ายชามหรืออัฒจันทร์ Arêteเป็นสันเขาที่แคบชันและขรุขระของข้อเท็จจริงที่ถูกกัดเซาะ ฮอร์นเป็นยอดเขาสลักน้ำแข็งที่ล้อมรอบด้วยวงแหวนและarêtes (ฮอร์นที่มีชื่อเสียงในเทือกเขาสวิสแอลป์คือ Matterhorn) หุบเขารูปตัวยูเกิดขึ้นเมื่อธารน้ำแข็งในหุบเขาไหลลงสู่หุบเขาลำธารและพลังการกัดกร่อนของธารน้ำแข็งที่ไหลไปนั้นจะปรับเปลี่ยนหุบเขาลำธารรูปตัว V ให้กลายเป็นที่ราบ หุบเขารูปตัวยู

ครั้งต่อไปที่คุณดูแสงไฟจากสัญญาณบีคอนในภาพยนตร์ The Lord of the Rings - The Return of the King ให้ลองและระบุคุณสมบัติการสึกที่น่าทึ่งเหล่านี้

เกี่ยวกับผู้แต่ง

Sara Bennett สอนวิชาธรณีวิทยาที่ Western Illinois University และสนุกกับการเดินป่าในอุทยานแห่งชาติ เธอสนับสนุนให้ทุกคนออกไปเดินเล่นในสถานที่ธรรมชาติและดื่มด่ำกับความงามของโลก