Область голубого льда - Blue-ice area

Участок голубого льда в Miller Range с метеоритом

А область голубого льда покрытая льдом территория Антарктида где ветроэнергетический снегоход и сублимация приводят к чистой потере массы с поверхности льда в отсутствие таяния, образуя поверхность синего цвета, которая контрастирует с белым цветом поверхности Антарктики. Такие области голубого льда обычно образуются, когда движению воздуха и льда препятствуют топографические препятствия, такие как горы, которые выходят из ледяной покров, создавая особые климатические условия, при которых чистое накопление снега превышается за счет сублимации с помощью ветра и транспорта снега.

Только около 1% площади антарктических льдов можно считать зоной голубого льда, но они привлекли научный интерес из-за большого количества метеориты которые накапливаются на них; эти метеориты либо падают прямо на область голубого льда и остаются там, либо падают в другое место в ледяной покров и переносятся в область голубого льда посредством ледяной поток. Кроме того, лед возрастом до 2,7 миллиона лет был получен в районах с голубым льдом. Области голубого льда иногда используются как взлетно-посадочные полосы для самолетов.

Внешность

Участки голубого льда обычно гладкие и часто[1] волнистый вид, синий цвет[2] и редкость пузырей во льду.[3] Этот голубой цвет является следствием поглощение света льдом и пузырьками воздуха внутри него и источник названия «область голубого льда». Он заметно контрастирует с белым цветом антарктических равнин.[4] и видно из космоса и с аэрофотоснимков[3] в то время как плотность голубого льда заставляет его появляться на радар изображения в виде темного льда.[5] Зубчатые или волнистые поверхности имеют почти правильный рисунок поверхности, хотя существуют и полностью гладкие участки голубого льда.[6] а рельеф даже на волнистых поверхностях имеет очень низкую аэродинамическую шероховатость, возможно, одну из самых низких из всех постоянных естественных поверхностей.[7] Это потому, что большинство аэродинамическое сопротивление вызывается поверхностными аномалиями длиной менее сантиметра, не более крупными неровными формами.[6]

Возникновение надледниковой морены в районах с голубым льдом не сообщалось,[8] они образуются, когда обломки, содержащиеся в леднике, накапливаются на поверхности в результате таяния или сублимации.[9] Небольшие углубления во льду, известные как криоконит ямы обычны и образуются там, где камни врезались в лед,[4] но отсутствуют на более гористых участках с голубым льдом.[10]

Типичные участки голубого льда часто отличаются интенсивным стоковые ветры со средней скоростью ветра 80 километров в час (50 миль в час) и порывами до 200 километров в час (120 миль в час); такие ветры могут уносить и уносить большое количество снега.[11] Они обычно теплее, чем сопоставимые заснеженные районы, иногда до 6 ° C (11 ° F), что позволяет идентифицировать их яркостная температура визуализация. Это потепление связано с более низким альбедо синего льда по сравнению со снегом, в результате чего они поглощают больше солнечного света и сильнее нагреваются.[12] Области голубого льда также изменяют климат над ними.[13]

Как обычно определяется, участки голубого льда практически не тают или не тают.[1] исключая ледники и замерзшие озера в Антарктические сухие долины где также встречается лед с преобладанием сублимации, но который может быть более сопоставим с зонами абляции обычных ледники.[4]

Вхождение

Появление участков голубого льда (темно-синий) в Антарктиде

Участки голубого льда выявлены только в Антарктида[4] хотя похожие ледяные пятна на Гренландия было сообщено[4] и синий лед широко распространена на ледниках по всему миру.[14] Области голубого льда составляют лишь около 1% поверхностного льда Антарктики;[3] однако они распространены локально[10] и разбросаны по континенту, особенно в прибрежных или горных районах,[13] но не прямо у берега.[15]

Они были найдены в Дроннинг Мод Лэнд, водосбор Ледник Ламберта, то Трансантарктические горы и Земля Виктории.[16] Отдельные места в Антарктиде включают районы Аллан Хиллз,[10] то Горы королевы Фабиолы (ледяное поле Ямато занимает площадь 4000 квадратных километров (1500 квадратных миль) и является крупнейшим подобным сооружением),[17] Шарффенберг-Ботнен[18] и Горы Сёр-Рондане.[4]

Происхождение и процессы

Области голубого льда - это регионы, где больше снега удаляется сублимация или ветром, чем накапливается из-за осадков или ветрового транспорта,[2] приводящий к появлению (синего) льда. На большей части Антарктиды наблюдается чистая тенденция к накоплению снега, за исключением прибрежных районов Антарктиды, где происходит таяние, и участков голубого льда, где преобладает сублимация.[1] Эта сублимация происходит со скоростью 3–350 сантиметров в год (1,2–137,8 дюйма / год). водный эквивалент снега и уравновешивается потоком льда, причем скорость сублимации уменьшается с высотой[18] и увеличивается с температурой. Летом также увеличивается скорость сублимации, хотя она все еще происходит зимой.[19] Ветер удаляет снег, который лежит на поверхности, и может даже стереть обнаженный лед, хотя наличие размыва не установлено без сомнения.[20] и роль истирание тоже непонятно.[11]

Такие районы существуют даже в самых холодных частях Антарктиды,[2] и они характеризуются высокой средней скоростью ветра и небольшим количеством осадков.[17] После их образования гладкая поверхность предотвращает накопление снега, поскольку его быстро уносит ветром, а синий цвет увеличивает поглощение солнечного света и, следовательно, сублимацию; оба эти явления поддерживают область голубого льда, а перенос теплого воздуха под действием ветра может вызвать расширение области голубого льда по ветру.[21]

Районы голубого льда обычны в горных районах. Предположительно, неровный рельеф поверхности препятствует течению льда и локально создает атмосферные условия, подходящие для развития районов голубого льда. Необязательно открывать поверхность с неровной топографией для образования участков голубого льда,[10] хотя они должны влиять на топографию поверхности льда, чтобы вызвать образование участков голубого льда. Следовательно, многие области голубого льда образуются при уменьшении толщины льда, что, как предполагается, происходит во время межледниковье[21] хотя в целом прошлая история районов голубого льда малоизвестна. Такие области могли вообще не существовать в ледниковые времена, когда ледяной покров был толще.[8] Изменения средней скорости ветра вызывают кратковременные колебания на суше, покрытой участками голубого льда. Глобальное потепление прогнозируется уменьшение скорости ветра над Антарктидой, вызывая небольшое уменьшение поверхности суши, покрытой участками голубого льда.[22]

Возраст

Возраст определенных участков голубого льда был определен на основе возраста обнаруженных там метеоритов, хотя перераспределение метеоритов между различными участками через ледяной поток может привести к тому, что эта процедура даст ошибочные оценки возраста. Возраст самых старых участков голубого льда может достигать 2,5 миллионов лет.[21] и лед в них тоже может быть довольно старым, возраст которого оценивается в несколько сотен тысяч лет на основе динамики ледового потока и радиометрическое датирование и развитие горизонтального стратиграфия. Это происходит потому, что лед, заблокированный препятствиями, застаивается и движется со скоростью, соизмеримой с абляция ставка.[18] Однако был обнаружен и более молодой возраст, например, 250 000 лет в Аллан Хиллз и 75000 лет в Ямато горы.[8]

Типы

Были определены несколько подтипов,[10] которые охватывают большинство районов голубого льда.[17]

  • Форма I типа в Ли препятствия и являются наиболее распространенным типом синего льда[10] хотя обычно они покрывают лишь небольшую площадь поверхности по сравнению с тремя другими типами.[17] Они часто в 50-100 раз длиннее препятствия, которым часто является гора.[10]
  • Форма типа II, где стоковые ветры убрать снег с поверхности[10] пока не появится лед.[17] Они образуются на долинных ледниках.[10]
  • Форма типа III, когда ветры, дующие на крутых склонах или даже на плоской местности, удаляют снег с поверхности.[17]
  • Форма IV типа ветром, удаляющим снег из нижней части ледниковой впадины.[17]

Метеориты

Пути метеоритов во льду

Области голубого льда известны прежде всего метеоритами, которые там накапливаются. Первоначально они упали на лед в другом месте и были перенесены ледяными потоками в область голубого льда, где они накапливаются.[2] когда лед, в который они были заключены, улетучивается; этот механизм сравнивают с конвейерная лента который переносит метеориты в районы голубого льда.[23] Дополнительно представлены метеориты, упавшие непосредственно на участки голубого льда; из-за зачастую большого возраста поверхности некоторое количество метеоритов может накапливаться даже без транспорта во льдах.[24] К 1999 году было известно более 20 000 метеоритов из районов голубого льда, что составляет большую долю всех известных метеоритов на Земле.[2]

Находки метеоритов происходят только на небольшой части всех участков голубого льда.[14] и в основном ограничиваются внутренними районами голубого льда, тогда как прибрежные, как правило, не имеют метеоритов.[3] Это может отражать тот факт, что на малой высоте лед, окружающий метеориты, может таять из-за солнечного нагрева метеорита, тем самым скрывая его от поля зрения.[25]

История исследований

Самые ранние исследования в районах голубого льда проводились во время Норвежско-британо-шведская антарктическая экспедиция в 1949–1952 годах, после чего последовали два десятилетия в основном геологических и геоморфологических исследований. Открытие метеоритов в голубой ледяной области Ямато горы привел к всплеску научного интереса; начался ряд программ по сбору метеоритов. Это также привело к увеличению исследований в области гляциологии.[2] и динамические свойства участков голубого льда, а затем и их метеорологический и климатологические последствия.[1]

Использовать

Твердые, плоские и гладкие поверхности участков голубого льда использовались в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов (Взлетно-посадочные полосы с голубым льдом ) в некоторых частях Антарктиды.[13] Очень старый лед в районах с голубым льдом использовался для реконструкции климата прошлого, и временное разрешение может быть больше, чем в глубоких ледниках. ледяные керны.[13] Участки голубого льда являются кандидатами для бурения керна льда с целью извлечения льда возрастом 1,5 миллиона лет.[26] и 2,7 миллиона лет назад было извлечено из таких районов.[27]

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ а б c d Бинтанджа 1999, п. 338.
  2. ^ а б c d е ж Бинтанджа 1999, п. 337.
  3. ^ а б c d Харви 2003, п. 100.
  4. ^ а б c d е ж Бинтанджа 1999, п. 340.
  5. ^ Харви, Мейбом и Хаак 2001, п. 809.
  6. ^ а б Бинтанджа 1999, п. 353.
  7. ^ Бинтанджа 1999, п. 352.
  8. ^ а б c Хеттестранд и Йохансен 2005, п. 228.
  9. ^ Хеттестранд и Йохансен 2005, п. 231.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я Бинтанджа 1999, п. 341.
  11. ^ а б Харви 2003, п. 103.
  12. ^ Бинтанджа 1999, п. 351.
  13. ^ а б c d Wang et al. 2014 г., п. 129.
  14. ^ а б Харви, Мейбом и Хаак 2001, п. 808.
  15. ^ Бинтанджа 1999, п. 356.
  16. ^ Wang et al. 2014 г., п. 135.
  17. ^ а б c d е ж грамм Бинтанджа 1999, п. 343.
  18. ^ а б c Бинтанджа 1999, п. 345.
  19. ^ Бинтанджа 1999, п. 346.
  20. ^ Бинтанджа 1999, п. 347.
  21. ^ а б c Бинтанджа 1999, п. 344.
  22. ^ Бинтанджа 1999, п. 355.
  23. ^ Харви 2003, п. 102.
  24. ^ Харви 2003 С. 104–105.
  25. ^ Харви 2003, п. 111.
  26. ^ Курбатов А .; Brook, E .; Кэмпбелл, С. У .; Conway, H .; Dunbar, N.W .; Хиггинс, Дж. А .; Iverson, N.A .; Kehrl, L.M .; McIntosh, W. C .; Сполдинг, Н.Е .; Ян, Ю .; Маевский, П. А. (1 декабря 2016 г.). «Плейстоценовый ледовый проект Аллан Хиллс (ПИП)». Тезисы осеннего собрания AGU. 2016: 31B – 2272. Bibcode:2016AGUFMPP31B2272K.
  27. ^ Воозен, Пол (18 августа 2017 г.). «Лед возрастом 2,7 миллиона лет открывает окно в прошлое». Наука. 357 (6352): 630–631. Bibcode:2017Научный ... 357..630В. Дои:10.1126 / science.357.6352.630. ISSN  0036-8075. PMID  28818920.

Источники