Войти
Пинго, образовавшийся в арктической тундре в результате периодически разнесенных ледяных линз. Ледяные линзы тела льда, образованные, когда влага, диффундировала в почву или скальную породу, накапливаются в определенной зоне. Первоначально лед накапливается в небольших расположенных рядом порах или в ранее существовавшей трещине и, пока условия остаются благоприятными, продолжает накапливаться в слое льда или в линзе льда, раскалывая почву или скалу. Ледяные линзы растут параллельно поверхности на глубину от нескольких сантиметров до нескольких дециметров (дюймов до футов) в почве или скале. Исследования, проведенные с 1990 года по настоящее время, показали, что разрушение горных пород в результате сегрегации льда (т. Е. Разрушение неповрежденной породы линзами льда, которые растут за счет вытягивания воды из окружающей среды в периоды устойчивых отрицательных температур) является более эффективным процессом выветривания, чем замерзание-оттаивание. процесс, предложенный в более ранних текстах.
Ледяные линзы играют ключевую роль в морозном пучении почв и разрушении коренных пород, которые являются фундаментальными для выветривания в холодных регионах. Морозное пучение создает обломки и драматически формирует ландшафты сложными узорами. Хотя разрушение горных пород в перигляциальных регионах (альпийских, субполярных и полярных) часто связывают с замерзанием и объемным расширением воды, находящейся в порах и трещинах, большей частью с морозным пучением и коренной породой трещина возникает в результате сегрегации льда и роста линз в приповерхностных замороженных областях. Сегрегация льда приводит к растрескиванию горных пород и морозному пучению.
Образование ледяных линз, приводящее к инея пучение в холодном климате. Морозное пучение - это процесс, при котором замерзание воды, насыщенной почвы, вызывает деформацию и тяга земли вверх. Этот процесс может исказить и растрескивать тротуар, повредить фундамент зданий и равномерно смещать грунт. Влажная мелкозернистая почва при определенных температурах наиболее подвержена морозному пучению.
Ледяные линзы в тундре. Морозное пучение является обычным явлением в арктической тундре, потому что вечная мерзлота поддерживает промерзание почвы на глубине и предотвращает стекание снега и дождя. В результате создаются оптимальные условия для образования глубокой ледяной линзы с большими скоплениями льда и значительным смещением грунта.
При наличии правильных условий возникнет дифференцированное морозное пучение, создающее сложную структуру. Обратная связь от морозного пучка за один год влияет на последствия в последующие годы. Например, небольшое увеличение вскрыши повлияет на глубину ледообразования и пучинистости в последующие годы. Модели морозного пучения, зависящие от времени, показывают, что в течение достаточно длительного периода возмущения на коротком расстоянии затухают, в то время как возмущения среднего диапазона растут и начинают доминировать в ландшафте.
Ледяная линза растет в ледниковом тилле и в коренных породах под ледниковым льдом. Под антарктическими ледяными щитами наблюдались полосы отложений или ледниковый тилл ; Считается, что они возникают в результате образования ледяных линз в обломках. В ледниковых регионах с более быстрым течением ледяной щит скользит по водонасыщенным отложениям (ледниковый тилль) или фактически плавает по слою воды. Тилла и вода служили для уменьшения трения между основанием ледяного покрова и коренной породой. Эти подледниковые воды поступают из поверхностных вод, которые сезонно стекают из-за таяния на поверхности, а также из-за таяния основания ледникового покрова.
Рост линзы льда в коренных породах под ледником прогнозируется в летние месяцы, когда есть достаточное количество воды у подножия ледника. Ледяные линзы образуются в скальной породе, накапливаясь до тех пор, пока порода не станет достаточно ослабленной, чтобы она срезала или откололась. Слои горных пород вдоль границы между ледниками и коренными породами высвобождаются, производя большую часть отложений в этих базальных областях ледников. Поскольку скорость движения ледника зависит от характеристик этого базального льда, продолжаются исследования для более точной количественной оценки этого явления.
Ледяные линзы ответственны за бледность ( рисунок) рост Основным условием сегрегации льда и морозного пучения является наличие области в почве или пористой породе, которая является относительно проницаемой, находится в диапазоне температур, который позволяет сосуществовать льду и воде (в предварительно расплавленном состоянии), и имеет градиент температуры по всему региону.
Ключевым явлением для понимания сегрегации льда в почве или пористой породе (также называемой ледяной линзой из-за ее формы) является предварительное плавление, которое представляет собой образование жидкости пленка на поверхностях и границах раздела при температурах значительно ниже их температуры плавления в объеме. Термин «предварительное плавление» используется для описания снижения температуры плавления (ниже 0 ° C), которое является результатом кривизны поверхности воды, заключенной в пористую среду (эффект Гиббса-Томсона ). Предварительно талая вода существует в виде тонкого слоя на поверхности льда. В условиях предварительного плавления лед и вода могут сосуществовать при температурах ниже -10 ° C в пористой среде. Эффект Гиббса-Томсона приводит к тому, что вода мигрирует вниз по температурному градиенту (от более высоких температур к более низким температурам); Дэш утверждает: «… материал переносится в более холодные регионы…» Это также можно рассматривать с энергетической точки зрения как более крупные частицы льда, а не более мелкие (созревание Оствальда ). В результате, когда существуют условия для сегрегации льда (образования ледяных линз), вода течет к сегрегированному льду и замерзает на поверхности, утолщая сегрегированный слой льда.
Используя эти принципы, можно разработать аналитические модели; они предсказывают следующие характеристики, которые согласуются с полевыми наблюдениями:
Ледяная формация на крупном берегу Коппер-Харбора, Верхний полуостров Мичиган. Камни обычно содержат поры различного размера и формы, независимо от их происхождения или местоположения. Пустоты в породе - это, по сути, небольшие трещины, которые служат местом, из которого трещина может распространяться, если порода подвергается растяжению. Если лед накапливается в поре асимметрично, лед заставит породу растягиваться в плоскости, перпендикулярной направлению накопления льда. Следовательно, горная порода будет трескаться в плоскости, перпендикулярной направлению скопления льда, которая фактически параллельна поверхности.
Уолдер и Халлет разработали модели, которые предсказывают места и скорости роста трещин в горных породах, согласующиеся с трещинами, фактически наблюдаемыми в поле. Их модель предсказывала, что мрамор и гранит наиболее эффективно растут трещины в диапазоне температур от -4 ° C до -15 ° C; в этом диапазоне гранит может образовывать трещины, вмещающие лед длиной 3 метра за год. Когда температура выше, образующийся лед не оказывает достаточного давления, чтобы вызвать распространение трещины. Когда температура ниже этого диапазона, вода становится менее подвижной, и трещины растут медленнее.
Мутрон подтвердил, что лед изначально образуется в порах и создает небольшие микротрещины, параллельные поверхности. По мере того как лед накапливается, слой льда вырастает наружу, образуя линзу льда, параллельную поверхности. Лед образуется в водопроницаемой породе почти так же, как в почве. Если слой льда образовался в результате охлаждения в одном направлении (например, сверху), трещина в породе имеет тенденцию лежать близко к поверхности (например, 1-2 см в мелу). Если слой льда образовался в результате промерзания с обеих сторон (например, сверху и снизу), трещина в породе имеет тенденцию залегать глубже (например, на 2–3,5 см в мелу).
Образуется взвешенный лед в сферу или слезоточивую каплю после многократного погружения в волны и замораживания окружающим воздухом. Образование ледяной сферы может произойти, когда объект находится примерно на 0,5–1,0 фута выше того места, где неоднократно достигает вода. Вода образует тонкий слой льда на любой поверхности, которой она достигает. Каждая волна - это продвижение и спад воды. Продвижение пропитывает все на берегу. Когда волна спадает, она подвергается воздействию отрицательных температур. Этот краткий момент воздействия вызывает образование тонкого слоя льда. Когда это образование подвешено в воздухе мертвой растительностью или стоящими объектами, лед начнет формировать сферу или каплевидную форму. Подобно тому, как образуется ядро конденсации, сфера нуждается в основании, которое не является водой. Чаще всего на растительности сфера начинается с точки льда на ветке или стебле. Когда волны замачивают берег в воде и ненадолго подвергают замоченные объекты воздействию отрицательных температур, точка начинает расти по мере того, как каждый тонкий слой обертывается вокруг предыдущего слоя. Со временем они образуют сферы или каплевидные образования
