Isbre

En isbre er en tykk masse av is og snø som har sitt opphav på jordoverflaten ved akkumulering, komprimering og omkrystallisering av snø , [ 1 ] [ 2 ] som viser tegn på strømning i fortid eller nåtid. Deres eksistens er mulig når den årlige snønedbørn overstiger den som smeltet om sommeren, og det er grunnen til at de fleste finnes i områder nær polene, selv om de finnes i andre områder, i fjell. Prosessen med brevekst og etablering kalles isbre .. Verdens isbreer er varierte og kan klassifiseres etter deres form, det være seg dal, nisje, isfelt eller etter klimatiske regimer som tropiske, tempererte eller polare, eller termiske forhold med kald base, varm base eller polytermisk. [ 3 ]

Omtrent 10 % av jorden er dekket av isbreer, og i nyere geologiske tid nådde denne prosentandelen 30 %. [ 4 ] Verdens isbreer rommer mer enn 75 % av planetens ferskvann. [ 4 ] For tiden er 91% av volumet og 84% av det totale arealet av isbreer i Antarktis , 8% av volumet og 14% av arealet på Grønland , og resten av isbreene tilsetter 4% av arealet og mindre enn 1 % av volumet. [ 5 ]

Polarhettene, kontinentale isbreer eller inlandsis, er de viktigste isbreene som for tiden eksisterer på jorden. De okkuperer totalt 15 millioner km², som betyr 90 % av områdene dekket av is. Den antarktiske iskappen er den største. [ 6 ]

Trening

Isbreer er produkter av klima [ 7 ] og utveksler stadig masse med andre deler av det hydrologiske systemet . [ 8 ] Isbreer vokser med tilsetning av snø og andre typer is og mister masse gjennom smelting av is til vann, fordampning (sublimering) og delemning av isflak . [ 8 ] Forskjellen mellom masseøkninger og tap av en bre kalles brebalansen . [ 8 ]​ Når massebalansen er negativ mister breen masse og når den er positiv får den masse ved å vokse. [ 8 ] Tilsetning av masse fra en isbre kalles akkumulering og tapet kalles ablasjon . [ 9 ]

Hovedformene for akkumulering er direkte nedbør av snø, frost , frysing av flytende vann, snø transportert av vind, snø og is brakt av snøskred , rim og frysing av vann i basallagene. [ 9 ] I isbreer trekkes vanligvis en tenkt linje kalt likevektslinjen , som deler den aktuelle isbreen i to soner, en med akkumulering og en av ablasjon i netto termer. [ 8 ]

Isdannelse

På de stedene på en isbre hvor snøakkumuleringen er større enn ablasjonen, hoper det seg opp snø fra år til år og de dypeste snølagene omdannes til is. [ 8 ] ​[ 10 ]​ Transformasjonen til isis skyldes to prosesser, en av komprimering og den andre av metamorfose . [ 7 ] Transformasjonshastigheten avhenger av fuktighet og temperatur. [ 11 ] Snøkrystaller som faller på en isbre har former som spenner fra sekskanter og nåler til mer kompliserte former, men disse formene er ustabile ettersom de samler seg enten på en isbre eller andre steder og fordamper i områder med høy eksponering. og de mottar kondens i mer beskyttede områder. steder, noe som ender opp med å gi dem et rundere utseende. [ 11 ] Før snøen blir til isis, blir snøen til neviza , som i hovedsak er snø som har overlevd i minst et år. [ 8 ]

I isbreer, hvor smelting skjer i snøakkumuleringssonen, kan snø bli til is gjennom smelting og gjenfrysing (over flere år). I Antarktis , hvor smeltingen er veldig sakte eller ikke-eksisterende (selv om sommeren), kan komprimeringen som gjør snø til is ta tusenvis av år. Det enorme trykket på iskrystallene gjør at de får en plastisk deformasjon, hvis oppførsel gjør at isbreene beveger seg sakte under tyngdekraften som om det var en enorm landstrøm. Denne iskappen i Antarktis er klassifisert som polar eller kald fordi den er totalt avkjølt, fordi den ligger ved polen og fordi den ikke går gjennom en sommersmeltesesong siden sommeren nesten ikke eksisterer.

Størrelsen på isbreene avhenger av klimaet i regionen der de finnes. Balansen mellom forskjellen mellom det som samler seg på toppen og det som smelter på bunnen kalles brebalansen. I fjellbreene er isen komprimert i cirques , som vil være akkumuleringssonen som tilsvarer det som vil være mottaksbassenget til elvene. Når det gjelder kontinentale isbreer, skjer akkumuleringen også i den øvre delen av breen, men det er enda et resultat av dannelsen av frost , det vil si direkte passasje av vanndamp fra luften til fast tilstand på grunn av den lave temperaturer på isbreene enn ved snøfall. Den akkumulerte isen komprimeres og utøver et betydelig trykk på den dypere isen. I sin tur utøver breens vekt et sentrifugaltrykk som presser isen mot ytterkanten der den smelter; denne delen er kjent som ablasjonssonen . Når de når havet, danner de isfjell ved å bryte opp på havvann, som kan sees i et Google maps satellittbilde av Melville Bay , nordvest for Grønland. I dalbreer kalles linjen som skiller disse to sonene (akkumulering og ablasjon) snølinjen eller likevektslinjen. Høyden på denne linjen varierer i henhold til temperaturene og mengden snøfall og er mye høyere i de solfylte bakkene eller bakkene enn i de skyggefulle . Den er også mye større på le enn på vind .

Isbreene på Grønland og Antarktis er mye vanskeligere å måle, siden fremskritt og tilbaketrekking av fronten kan kompenseres av en større eller mindre akkumulering av is i den øvre delen, og presenterer en slags sykluser av frem- og tilbaketrekning som er gjensidig matet tilbake som gir opphav til en dynamisk kompensasjon i dimensjonene til breen. Med andre ord: en senking av høyden på den antarktiske isbreen, for eksempel, kan generere et større trykk utover, og samtidig en større margin for at en mengde is som ligner på den som eksisterte tidligere, kan samle seg igjen. : la vi husker at denne høyden (ca. 3 km) bestemmes av brebalansen, som har et slags bestemt tak som ikke mer is kan samle seg på på grunn av den lave mengden vanndamp i luften i stor høyde (vanligvis mer enn 3000 m).

Klassifisering

Det er flere måter å klassifisere isbreer på. [ 5 ] Når det gjelder bergbreer er det strid om de skal regnes som breer eller ikke. [ 12 ]

I henhold til temperatur

Glacialis skilles vanligvis i temperert is som har smeltetemperatur og kald is som er under denne temperaturen. Denne klassifiseringen har blitt ekstrapolert til hele isbreer med følgende kategorier som resultat: [ 13 ]

I virkeligheten er denne klassifiseringen av isbreer ikke særlig funksjonell fordi det er et mer komplekst fenomen enn det ser ut til. For eksempel er ikke polare isbreer de eneste hvor temperaturen på bremassen er under smeltepunktet. Også i fjellbreer, selv i den intertropiske sonen, er de i denne situasjonen, selv om deres masse, tykkelse og trykk som de støtter er mye mindre enn i polare isbreer. Alt dette må tas i betraktning, for i sistnevnte tilfelle har de gitt opphav til jordskred eller snøskred av enorme proporsjoner og tragiske konsekvenser, slik som skjedde i Ranrahirca- og Yungay -alluviumene i Peru og Armero i Colombia . Når det gjelder Peru, hadde katastrofene Ranrahírca (10. januar 1962) og Yungay (31. mai 1970) seismiske årsaker, siden jordskjelvene var årsaken til den voldsomme løsrivelsen av store masser fra Huascarán -breen . Og når det gjelder Armero , var årsaken et vulkanutbrudd i Nevado del Ruiz 13. november 1985. I noen tid før Armero-tragedien var vulkanen i utbrudd, noe som forårsaket den progressive oppvarmingen av bunnen av vulkanen. isbreen, som bevarte sin faste tilstand (av den grunn som allerede er nevnt at is er en dårlig varmeleder), men da basen smeltet, fungerte den som et smøremiddel og produserte det katastrofale alluvium eller løsgjøring av is, vann, jord, steiner og trær ( lahar ) som ødela byen Armero og forårsaket mer enn 20 000 dødsfall.

I henhold til morfologi

En måte er å klassifisere isbreer etter deres morfologi, selv om det må tas i betraktning at det er et kontinuum mellom de ulike morfologiene og at hver isbre er unik. [ 14 ] Basert på tidligere morfologiske klassifiseringer har glasiologene Douglas Benn og David Evans klassifisert isbreer som: [ 14 ]

Hydrologi

Siden isbreer består av vann, er de en del av den hydrologiske syklusen . Isbreer fungerer som vannreservoarer som holder tilbake en del av nedbøren . [ 15 ] Verdens isbreer inneholder 68,7 % av jordens ferskvann . [ 16 ] Flytende vann fra isbreer kan komme fra to kilder: fra smeltende snø eller is eller direkte fra regn . Det indre hydrologiske systemet til en isbre er komplekst, og varierer fra perkolasjonssteder til tunnelsystemer, sprekker og huler. [ 17 ]

Det er flere måter flytende vann kan lagres i en isbre, for eksempel i snø og firn , i sprekker , i supraglasiale laguner, englasiale og subglasiale hulrom bortsett fra det subglasiale og englasiale dreneringssystemet samt i subglasiale sedimenter . [ 18 ] Isbreer påvirker hydrologien til dreneringsbassenger selv i bassenger hvor den isbrede overflaten er redusert. [ 18 ] Utslippet av vann fra en isbre er vanligvis sesongbasert, og er høyere om sommeren. [ 18 ]

I tilfellet med tempererte isbreer er disse sent på våren dekket av snø ved smeltetemperatur. [ 15 ] I tempererte isbreer siver smeltevannet gjennom firnen til det når et nivå der firnen er mettet med flytende vann. [ 18 ] Dette vannet hindres i å fortsette å trenge ned av isen under firnen i isbreene som er praktisk talt ugjennomtrengelig . [ 18 ] Dette ender opp med å danne et åpent akvifer i firnen. [ 18 ] Tykkelsen på akviferen vil avhenge av effektiviteten til bredreneringen og også av den hydrauliske gradienten. [ 18 ] I firnstellater kan omtrent 40 % av porerommet være okkupert av vann, mens de resterende 60 % okkupert av innestengt luft. [ 18 ]


Bevegelse

Isen oppfører seg som et sprøtt fast stoff til den har en tykkelse på 50 meter. Når denne grensen er overskredet, oppfører isen seg som et plastmateriale og begynner å flyte. Glacialis består av lag med molekyler pakket oppå hverandre. Bindingene mellom lagene er svakere enn de innenfor hvert lag, så når spenningen overstiger bindingsstyrkene som holder lagene sammen, glir lagene forbi hverandre.

En annen type bevegelse er basal slip . Dette skjer når hele breen beveger seg på landet der den ligger. I denne prosessen bidrar smeltevannet til fortrengningen av isen gjennom smøring. Flytende vann oppstår som en konsekvens av at smeltepunktet synker når trykket øker. Andre kilder for opprinnelsen til smeltevannet kan være friksjonen av isen mot bergarten, som øker temperaturen, og til slutt varmen som kommer fra jorden .

Forskyvningen av en isbre er ikke ensartet siden den er betinget av friksjon og tyngdekraften. På grunn av friksjon beveger den nedre isisen seg langsommere enn de øvre delene. I motsetning til de nedre sonene, er isen som ligger i de øvre 50 meterne, ikke utsatt for friksjon og er derfor mer stiv. Denne delen er kjent som bruddsonen . Is fra sprekkesonen går på toppen av isen under, og når den passerer gjennom ulendt terreng, skaper bruddsonen sprekker som kan være opptil 50 meter dype, hvor plastisk strømning forsegler dem. Rimaya er en spesiell type sprekk som vanligvis dannes i isbreer og har en retning som er på tvers av breens bevegelse på grunn av tyngdekraften. Man kan si at det er en sprekk som dannes på de punktene hvor snøen i bunnen av sirkuset skiller seg fra isen som fortsatt er godt festet på toppen.

Hastighet

Hastigheten på breens forskyvning bestemmes av friksjon og helning. Som kjent fører friksjon til at bunnisen beveger seg med lavere hastighet enn toppene. For alpine breer gjelder dette også friksjonen i dalveggene, slik at de sentrale strøkene har størst forskyvning. Dette ble bekreftet i eksperimenter utført på 1800-tallet der staker på linje med alpine isbreer ble brukt og deres utvikling ble analysert. Senere ble det bekreftet at de sentrale regionene hadde flyttet seg større avstander, i tillegg til at de hadde større dybde. Nøyaktig det samme skjer, men i lavere hastighet, enn vannet i elvene som beveger seg i kanalene deres. Dette er tilfellet med Malaespina-breen, hvor vi ser de sentrale lagene som indikerer en større tykkelse, vekst og hastighet i den sentrale delen, og utvikler dermed en typisk avrundet form som forekommer i deltaer eller fluviale alluviale kjegler . Imidlertid er denne ideen langt fra å være absolutt, siden det er isbreer som viser to typer atferd når de når havnivået: i det første tilfellet ender breen på en terminal morene, som gir den en avrundet form (breelefantfot) og dette området, som hviler på selve morenen, forblir isolert fra sjøvannet, så det bevarer den terminale ismassen. Det andre tilfellet oppstår når fronten av breen ender i et hav der sjøstrømmene og tidevannet i seg selv opprettholder relativt varmt vann gjennom hele året (over 0º og opp til 10º), hvor fronten av isbreen raskt bukker under for fremrykningen av isen, noe som gir den en spesiell forover-konkav form fordi havvannet, som har høyere temperatur og hastighet, effektivt smelter fronten av breen til tross for at den er den tykkeste og raskeste delen av breen.bevegelsen, som i Columbia-breen. i Alaska. Åpenbart har havvann under høyvann en høyere hastighet når det kolliderer med breen, som det smelter i sjokkfronten som oppstår der tidevannet når sitt maksimale penetrasjonsnivå i bredalen.

Gjennomsnittlig hastighet varierer. Noen har så lave hastigheter at trær kan etablere seg blant avsatt rusk . I andre tilfeller beveger de seg imidlertid flere meter per dag. Slik er tilfellet med Byrd Glacier , en overløpsbre i Antarktis som ifølge satellittstudier beveget seg fra 750 til 800 meter per år (omtrent to meter per dag).

Fremrykningen av mange isbreer kan karakteriseres av perioder med ekstremt rask fremskritt som kalles overspenninger . Isbreer som viser overspenninger oppfører seg på en normal måte til de plutselig øker bevegelsen og går tilbake til sin forrige tilstand. Under bølger er reisehastigheten opptil 100 ganger raskere enn under normale forhold.

I virkeligheten avhenger fremrykningen eller tilbaketrekkingen til en isbre, enten den er dal eller kontinental, av brebalansen. Dette betyr at noe som vanligvis ikke nevnes er at i ligningen av hastigheten og volumet til isen som smelter, er det nødvendig å ta hensyn til ikke bare tapet av isen som smelter, men også matingen, som er mye mer vanskelig å måle og dekker mye lengre perioder, vanskelig å kvantifisere, ikke bare i meteorologiske termer, men også i klimatiske termer.

Erosjon

Bergarter og sedimenter inkorporeres i breen ved ulike prosesser. Isbreer eroderer land primært på to måter: slitasje og mejsling .

Slitasje og uttrekk

Når breen renner over den oppsprukkede berggrunnsoverflaten, myker den opp og løfter steinblokker som den inkorporerer i isen. Denne prosessen, kjent som glacial breakout , skjer når smeltevann trenger inn i sprekker og skjøter i berggrunnen og bunnen av isbreen og fryser og rekrystalliserer. Når vannet utvider seg mens det fryser, fungerer det som en spak som frigjør steinen ved å løfte den opp. På denne måten blir sedimenter av alle størrelser en del av brebelastningen. [ 19 ]

Slitasje oppstår når is- og steinfragmenter glir over berggrunnen og fungerer som sandpapir, jevner ut og polerer overflaten under. Bergarten som er pulverisert ved abrasjon kalles steinmel. Dette melet består av steinkorn i størrelsesorden 0,002 til 0,00625  mm . Noen ganger er mengden steinmel som produseres så høy at smeltevannsstrømmene får en gråaktig farge.

Et av de synlige kjennetegnene ved breerosjon og slitasje er de brestriper som produseres på berggrunnsoverflatene; Steinfragmenter med skarpe kanter inneholdt i ismerkesporene som fine riper. Ved å kartlegge retningen til striae kan forskyvningen av brestrømmen bestemmes, som er informasjon av interesse når det gjelder eldgamle isbreer. [ 20 ]

Erosjonshastighet

Erosjonshastigheten til en isbre er svært variabel. Denne differensielle erosjonen av is kontrolleres av fire viktige faktorer:

  1. Breens bevegelseshastighet.
  2. Istykkelse.
  3. Form, overflod og hardhet på bergartene som finnes i isen ved bunnen av breen.
  4. Erosjonsevne av overflaten under breen.

Ruiner og rusk

I høyfjellsmiljøer kan isbreer presentere et kontinuerlig overfladisk detrital dekke , kjent som ruskdekket isbre . Dette laget produserer, både i akkumuleringssonen og i ablasjonssonen, en progressiv prosess med massefortynning som genererer en betydelig akkumulering av rusk i supraglasiale miljøer. [ 21 ] Disse typer avdekkede isbreer representerer mellomfasen innenfor kontinuumet av bresystemer (avhengig av ruskstrøm og is i systemet), fra nakne isbreer til steinbreer. [ 22 ]

Opprinnelsen til supraglasialt rusk er assosiert med eksistensen av en sekvens: fritt ansikt, talus på skråninger med steinete skråninger, som er svært følsomme for forvitring og utslipp av rusk direkte på isoverflaten. [ 23 ] Akkumuleringen av supraglasialt rusk påvirker direkte ablasjons- og isstrømningsprosesser, på grunn av endringer i albedo og termisk ledningsevne til breen. I denne forstand definerer Strem (1959), Naakawo & Yonng (1981, 1982) (i Ferrando, 2003) og Benn & Evans (1998) en terskel på mindre enn 1 cm i rusklaget som tykkelsen som favoriserer smelting av rusk, is og et lag med rusk 1 cm eller mer som isolasjon fra den underliggende isen. Issmeltingsprosesser kan favorisere økningen i det supraglasiale detritallaget, på grunn av inkorporering av intraglasialt materiale til mantelen til den avfallsdekkede isbreen eller isbreens detritaldekke. Denne situasjonen kan generere differensielle ablasjonsfenomener, som genererer reliefinversjonsprosesser, karakterisert ved smelting «in situ» av den interstitielle isen til detritaldekket i områdene dekket av isbreen; denne prosessen er kjent under navnet isbrekarst eller kryokarst .

Økningen av rusk på isoverflaten kan i ekstreme tilfeller forårsake ablasjonsprosesser med hastigheter som har en tendens til null, og som følgelig genererer en ineffektiv evakuering av rusk og en økende prosess med topografisk kontroll i systemets dynamikk. tillegg til en større utbygging av middels og sentral morene .

Når materialet er inkorporert i breen, kan det transporteres flere kilometer før det avsettes i ablasjonssonen. Alle forekomster etter isbreer kalles isbreer . Glacial rusk er delt av geologer i to forskjellige typer:

Store blokker som finnes i till eller fritt på overflaten kalles glasiale uregelmessigheter hvis de er forskjellige fra berggrunnen de er funnet i (dvs. deres litologi er ikke den samme som den underliggende innkapslede bergarten). De uberegnelige blokkene til en isbre er steiner som bæres og deretter blir forlatt av isstrømmen. Dens litologiske studie gjør det mulig å finne ut banen til isbreen som avsatte dem.

Morene

Morene er det vanligste navnet på de løsnede sedimentene til isbreer. Begrepet er av fransk opprinnelse og ble laget av bønder for å referere til avsatser og voller av rusk funnet nær kantene til isbreer i de franske alpene . I dag er begrepet bredere, fordi det gjelder en rekke former, som alle er sammensatt av till . I mange dalbreer kan følgende morenetyper skilles:

terminal morene En endemorene er en haug med tidligere fjernet materiale som er avsatt ved enden av en isbre. Denne typen morene dannes når isen smelter og fordamper nær bretuppen isen med en hastighet som tilsvarer breens foroverbevegelse fra fødeområdet. Selv om brespissen er stasjonær, fortsetter isen å flyte og avsette sediment som et transportbånd. bunnmorene Når ablasjonen overstiger akkumulering, begynner breen å trekke seg tilbake; mens den gjør det, fortsetter sedimenteringsprosessen til transportbåndet å etterlate et avleiring av till i form av bølgende sletter. Dette svakt bølgende flislaget kalles bunnmorenen. Terminalmorene som ble avsatt under sporadiske stabilisering av isfronten under retreater kalles 'retreat morener' . sidemorene Alpine isbreer produserer to typer morene som utelukkende vises i fjelldaler. Den første av disse kalles lateral morene. Denne typen morene produseres ved at breen glir i forhold til veggene i dalen der den er begrenset; på denne måten akkumuleres sedimentene parallelt med sidene av dalen. sentral morene Den andre typen er sentralmorene. Denne morenetypen er unik for alpine isbreer og dannes når to isbreer går sammen for å danne en enkelt isstrøm. I dette tilfellet går sidemorenene sammen for å danne en sentral mørk stripe. grunn morene De ligger på overflaten av breen. morene fra fronten De er plassert på forsiden av breen.

Terrengtransformasjon

Bredaler

Uten påvirkning av istidene har fjelldalene en karakteristisk V-form, produsert av vertikal vannerosjon . I løpet av istidene ble disse dalene imidlertid utvidet og utdypet, og skapte en U - formet isdal . I tillegg til å utdype og utvide, jevner breen også ut dalene gjennom erosjon. På denne måten eliminerer det landsporene som strekker seg inn i dalen. Trekantede klipper som kalles avkuttede sporer er skapt som et resultat av denne interaksjonen , fordi mange isbreer utdyper dalene sine mer enn de små sideelvene gjør .

Derfor, når isbreene endelig trekker seg tilbake, er dalene til sideelvbreene over hovedbredepresjonen på grunn av deres lavere erosive kraft, og kalles "suspenderte daler" . De delene av jordsmonnet som ble påvirket av opprykkingen og slitasjen kan fylles av de såkalte paternostersjøene , et navn fra latin ( Fader vår ) som refererer til en stasjon av rosenkransperlene .

I spissen av en isbre er det en veldig viktig struktur, den kalles en brecirkel og den er formet som en bøtte med bratte vegger på tre sider, men med en side som noen ganger er halvåpen og går ned mot dalen. På sirkus er det akkumulering av is. Disse starter som ujevnheter i siden av fjellet som senere økes i størrelse ved at isen kiler seg fast. Etter at isbreen smelter, fylles disse kretsene ofte av en liten fjellsjø kalt en tjære . Innsjøene som dannes i en gammel fjellbre kan skyldes to årsaker: når de demmes opp av sidemorenene og endemorenen, som ender opp med å bli åpnet av erosjonen av elven som strømmer ut fra bresjøen, slik som skjer i Mucubají lagune i Venezuela og de som skyldes overgraving av isbreen da en veldig hard stein ble funnet i dalen (gneis og granitt i de venezuelanske Andesfjellene, som kan sees i Laguna Negra). I dette tilfellet, som det skjer med lavastrømmer, kan isen samle seg i bunnen av dalen og stige når den møter en veldig hard stein, og søler nedover dalen etter å ha ryddet hindringen.

Noen ganger når det er to isbreer atskilt av et skille, og dette, som ligger mellom cirques, er erodert, dannes det en kløft eller et pass. Denne strukturen kalles et pass , pass, open eller gap, som det skjer i Brecha de Rolando i Pyreneene, mellom Gavarnie-sirkuset i Frankrike og Ordesa -sirkuset i Spania.

Isbreer er også ansvarlige for dannelsen av fjorder , dype, robuste viker som finnes på høye breddegrader. Med dybder som kan overstige en kilometer, er de forårsaket av den post-glasiale stigningen i havnivået, og derfor, ettersom den økte, trengte havvannet inn i det indre av bredalen. Den lengste skandinaviske fjorden er Sognefjorden, med mer enn 200 km innover i landet.

På lavere breddegrader ga den postglasiale stigningen i havnivået også et lignende fenomen kalt elvemunning : en dal, i dette tilfellet fluvial, okkupert av marine farvann etter den siste istiden av Pleistocen, på grunn av selve havnivåstigningen. ettersom de store kontinentale isbreene i Eurasia og Nord-Amerika har smeltet.

Rygg og horn

I tillegg til egenskapene som isbreer skaper i fjellterreng, vil du sannsynligvis også finne buktende, skarpkantede rygger kalt rygger og skarpe, pyramideformede topper kalt horn .

Begge egenskapene kan ha samme utløsende prosess: økningen i størrelsen på cirques produsert ved å rykke opp med rot og ved virkningen av isen. Når det gjelder hornene, er årsaken til at de dannes, kretsene som omgir et enkelt fjell.

Kanter oppstår på lignende måte; den eneste forskjellen er at sirkusene ikke er plassert i en sirkel, men heller på motsatte sider langs et skille. Rygger kan også produseres ved møte mellom to parallelle isbreer. I dette tilfellet smalner istungene inn skillelinjene når de eroderer og polerer de tilstøtende dalene.

Shearling rocks

De dannes ved at breen passerer når den skjærer ut små åser fra utspring av berggrunn. Et fremspring av bergart av denne typen kalles sauebergart. Saueskinnsbergarter dannes når isbreen jevner ut den slake skråningen foran møtende breis, og utbruddet øker skråningen på motsatt side når isen passerer over bulen. Disse bergartene angir strømningsretningen til breen.

Asymmetriske åser eller Drumlins

Morene er ikke de eneste formene som er avsatt av isbreer. I visse områder som en gang var dekket av kontinentale isbreer, er det en spesiell variasjon av brelandskap preget av glatte, langstrakte, parallelle åser kalt skjeve åser.

Asymmetriske åser er strømlinjeformet og består hovedsakelig av till. Høyden deres varierer fra 15 til 50 meter, og de kan måle opptil 1 km i lengde. Den bratte siden av bakken vender mot retningen isen gikk frem fra, mens den lengre skråningen følger retningen isen vandret.

Asymmetriske åser vises ikke isolert, snarere er de gruppert sammen i det som kalles åsfelt . En av dem ligger i Rochester , New York , og anslås å inneholde rundt 10 000 åser.

Selv om det ikke er sikkert kjent hvordan de dannes, kan du, hvis du ser på det strømlinjeformede utseendet, antyde at de ble formet i den plastiske strømningssonen til en eldgammel isbre. Mange åser antas å ha sin opprinnelse når isbreer rykker frem over tidligere avsatt breavfall, og omformer materialet.

Stratifisert breavfall

Vannet som kommer ut fra ablasjonssonen beveger seg bort fra breen i et flatt lag som bærer fint sediment; når hastigheten avtar, begynner de inneholdte sedimentene å sette seg, og deretter begynner smeltevannet å utvikle anastomoserte kanaler . Når denne strukturen dannes i tilknytning til en hettebre, kalles den en alluvial slette , og når den i hovedsak er begrenset til en fjelldal, kalles den ofte et daltog.

De alluviale slettene og daltogene er vanligvis ledsaget av små fordypninger kjent som vannkoker eller gigantiske marmitas , som de kalles på spansk (et begrep adoptert fra fransk), selv om det er en mindre form for lettelse som dannes i fluviale strømmer. , så det bør strengt tatt ikke betraktes som et begrep relatert til isbreer, selv om de er svært hyppige i fluvioglacial terreng . Det må imidlertid tas med i betraktningen at en bremølle kan produsere gigantiske teiner i bunnen av isbreene og bli utsatt etter at de har trukket seg tilbake. Glaciale forsenkninger forekommer også i till-avsetninger. Store forsenkninger oppstår når enorme isblokker forblir stillestående i breavfallet og etter smelting etterlater hull i sedimentet , noe som nesten alltid gir opphav til et system som består av mange sammenkoblede innsjøer med langstrakte og parallelle former. med en retning mer eller mindre sammenfallende med retningen for isens fremrykning under istidene som fulgte hverandre i Pleistocen. Det er en veldig vanlig isbremorfologi i Finland (ofte kalt "landet med 10 000 innsjøer"), i Canada og i noen av USAs delstater som Alaska, Wisconsin og Minnesota. Bredden på disse forsenkningene overstiger generelt ikke 2 km, bortsett fra i Minnesota og andre steder, selv om de i noen tilfeller når 50 km i diameter. Dybdene varierer mellom 10 og 50 meter.

Avsetninger i kontakt med is

Når en isbre krymper til et kritisk punkt, stopper strømmen og isen stagnerer. I mellomtiden etterlater smeltevann som renner over, inn i og under isen lagdelte rusk . Derfor, når isen smelter, etterlater den seg lagdelte avsetninger i form av åser, terrasser og klynger. Disse typer avleiringer er kjent som iskontaktavsetninger.

Når disse avsetningene er i form av bratte åser eller hauger kalles de kames . Noen kames dannes når smeltevann avleirer sediment gjennom åpninger i det indre av isen. I andre tilfeller er de kun et resultat av vifter eller deltaer mot utsiden av isen, produsert av smeltevannet.

Når isbreen opptar en dal, kan det dannes kameterrasser langs dalsidene.

En tredje type avsetning i kontakt med isen er preget av lange, smale buktende rygger som hovedsakelig består av sand og grus . Noen av disse ryggene har høyder over 100 meter og lengdene overstiger 100 km. Dette er esker , rygger avsatt av smeltevannselver som renner under en sakte fremadstormende ismasse . Disse elvene fungerer som overløp for smeltevannet som danner breen i kontakt med bakken og opptar en slags veldig lange huler under breen. Opprinnelsen til disse langstrakte åsene ligger i den forskjellige sedimentdragekapasiteten mellom isen (som er mye større) og vannet: i bunnen av disse underjordiske elvene samler det seg materialer som trekkes av isbreen som vannet ikke kan følge med. Derfor er eskerne langstrakte åser som de indre elvene til en isbre passerte gjennom. De er svært hyppige i Finland og har vanligvis en retning i samme retning for forskyvning av breen.

Kvartær isbre

Se også: Siste istid og kvartær istid .

I 1821 sendte en sveitsisk ingeniør , Ignaz Venetz , inn et papir som antydet tilstedeværelsen av islandskapstrekk i betydelige avstander fra Alpene. Denne ideen ble avvist av en annen sveitsisk vitenskapsmann, Louis Agassiz , men da han fortsatte med å bevise dens ugyldighet, endte han faktisk med å kreditere antakelsene til denne kollegaen og andre som fulgte ham, som Saussure, Esmark og Charpentier. Faktisk, et år etter sin ekskursjon med Charpentier (1836), antok Agassiz en stor istid som ville ha hatt generelle og vidtrekkende effekter. Hans bidrag til den såkalte Glacial Theory befestet hans prestisje som naturforsker.

Over tid, og takket være foredlingen av geologisk kunnskap, ble det funnet at det var flere perioder med fremrykk og tilbaketrekking av isbreene og at de rådende temperaturene på jorden var svært forskjellige fra dagens.

En firedobbel inndeling av den kvartære isbreen er etablert for Nord-Amerika og Europa . Disse inndelingene var hovedsakelig basert på studiet av isbreavsetninger. I Nord-Amerika ble hver av disse fire stadiene oppkalt etter staten der forekomster av det stadiet var patentert. I rekkefølge av forekomst er disse istidene ("isdannelser") av den kvartære istiden som følger: Günz (Nebraskan i Nord-Amerika), Mindel (Kansan i Nord-Amerika), Riss (Illinoisian i Nord-Amerika) og Würm (Wisconsinian i Nord-Amerika). Amerika). Denne klassifiseringen ble foredlet takket være den detaljerte studien av havbunnsedimentene. Takket være det faktum at havbunnssedimentene, i motsetning til de kontinentale, ikke påvirkes av stratigrafiske diskontinuiteter , men snarere er et resultat av en kontinuerlig prosess, er de spesielt nyttige for å bestemme planetens klimatiske sykluser.

På denne måten har de identifiserte inndelingene blitt rundt tjue og varigheten av hver av disse er omtrent 100 000 år. Alle disse syklusene er lokalisert i det som er kjent som den kvartære istiden.

I løpet av sin storhetstid satte isen sitt preg på nesten 30 % av den kontinentale overflaten som fullstendig dekker rundt 10 millioner km² i Nord-Amerika, 5 millioner km² i Europa og 4 millioner km² i Sibir . Mengden isbreer på den nordlige halvkule var dobbelt så stor som på den sørlige halvkule. Dette er berettiget fordi isen på den sørlige halvkule ikke fant mer territorium å dekke den enn det antarktiske kontinentet.

For tiden antas det at istiden begynte for mellom 2 og 3 millioner år siden, og definerer det som er kjent som Pleistocen.

Pleistocene isbreer, så vel som deres innflytelse på menneskers utseende og territorielle ekspansjon, er forklart i Gwen Schultz sin bok Glaciers and the ice age. Jorden og dens innbyggere under Pleistocen [ 24 ]

Noen effekter av kvartær isbre

Effektene av den kvartære istiden er fortsatt tydelige. Det er kjent at dyre- og plantearter ble tvunget til å migrere mens andre ikke klarte å tilpasse seg. Det viktigste beviset er imidlertid den nåværende omveltningen i Skandinavia og Nord-Amerika . For eksempel er det kjent at Hudson Bay i løpet av de siste tusen årene steg rundt 300 meter. Årsaken til denne skorpestigningen skyldes isostatisk likevekt . Denne teorien hevder at når en masse, for eksempel en isbre, spenner jordskorpen, synker sistnevnte under trykk, men når isbreen smelter, begynner jordskorpen å stige til sin opprinnelige posisjon, det vil si til nivået. seg fra vekten av selve breen. Denne typen rebound kalles også eustatisk bevegelse .

Årsaker til istider

Til tross for kunnskapen som er oppnådd de siste årene, er lite kjent om årsakene til istidene .

Utbredte istider har vært sjeldne i jordens historie. Pleistocene istid var imidlertid ikke den eneste istiden, ettersom forekomster kalt tilitter , en sedimentær bergart dannet når glacial till lithifies , har blitt identifisert.

Disse avsetningene som finnes i lag av forskjellige aldre har lignende egenskaper som stridelte bergartsfragmenter, noen overliggende polerte og riflede berggrunnsoverflater eller assosiert med sandsteiner og konglomerater som viser trekk ved flomsletteavsetninger.

To prekambriske isepisoder er identifisert , den første for omtrent 2 milliarder år siden og den andre for omtrent 600 millioner år siden. I tillegg ble en veldokumentert registrering av en tidligere istid funnet i øvre paleozoiske bergarter , omtrent 250 millioner år gamle.

Selv om det er forskjellige vitenskapelige ideer om de avgjørende faktorene for istider, er de viktigste hypotesene to: platetektonikk og variasjoner i jordens bane .

Platetektonikk

Fordi isbreer bare kan dannes på land, antyder ideen om platetektonikk at bevis på tidligere istider er tilstede i tropiske breddegrader fordi drivende tektoniske plater har fraktet kontinenter fra tropiske breddegrader. til regioner nær polene. Bevis på isbrestrukturer i Sør-Amerika , Afrika , Australia og India støtter denne ideen, på grunn av det faktum at de er kjent for å ha opplevd en istid nær slutten av paleozoikum, for rundt 250 millioner år siden.

Ideen om at bevisene på isdannelse funnet i de midtre breddegrader er nært knyttet til forskyvningen av tektoniske plater og ble bekreftet av fraværet av isbreer i samme periode for de høyeste breddegradene i Nord-Amerika og Eurasia , noe som indikerer, som det er. åpenbart at plasseringene deres var veldig forskjellige fra de nåværende. I en annen rekkefølge av ideer, tjener det faktum at det for tiden utnyttes kullgruver i Svalbard -øygruppen også til å underbygge ideen om forskyvning av tektoniske plater, siden det foreløpig ikke er tilstrekkelig vegetasjon i øygruppen til å forklare disse kullforekomstene. mineral.

Klimaendringer er også relatert til posisjonene til kontinentene, så de har variert i forbindelse med forskyvningen av plater som i tillegg påvirket mønstrene til havstrømmene , som igjen førte til endringer i overføringen av varme og fuktighet. Fordi kontinentene beveger seg veldig sakte (omtrent 2 centimeter i året), skjer slike endringer sannsynligvis over perioder på millioner av år.

Variasjoner i jordens bane

Fordi forskyvningen av tektoniske plater er veldig sakte, kan ikke denne forklaringen brukes til å forklare vekslingen mellom is- og interglasialt klima som skjedde under Pleistocen . Av denne grunn mener forskere at slike pleistocene klimatiske svingninger må være knyttet til variasjoner i jordens bane. Denne hypotesen ble formulert av jugoslaven Milutin Milankovitch og er basert på forutsetningen om at variasjoner i innkommende solstråling utgjør en grunnleggende faktor i kontrollen av jordens klima.

Modellen er basert på tre elementer:

  1. Variasjoner i eksentrisiteten til jordens bane rundt solen ;
  2. endringer i skråstilling, det vil si endringer i vinkelen som aksen lager med planet til jordens bane, og
  3. Svingningen av jordens akse, kjent som presesjon .

Selv om Milankovitch-forholdene ikke ser ut til å rettferdiggjøre store endringer i den innfallende strålingen, merkes endringen fordi graden av årstidenes kontrast endres.

En studie av marine sedimenter som inneholdt visse klimatisk sensitive mikroorganismer inntil for en halv million år siden ble sammenlignet med studier av geometrien til jordens bane, resultatet var avgjørende: klimatiske endringer er nært knyttet til perioder med skjevhet, presesjon og eksentrisitet av Jordens bane.

Generelt, med dataene som er samlet inn, kan det slås fast at platetektonikk bare er anvendelig i svært lange perioder, mens Milankovitchs forslag, støttet av andre arbeider, er justert til de periodiske vekslingene av is- og interglasiale episoder av Pleistocen. Det skal bemerkes at disse forslagene er gjenstand for kritikk. Det er foreløpig ikke kjent med sikkerhet om andre faktorer er involvert.

Se også

Referanser

  1. ↑ Ruiz, Mercedes Sanchez; Friar, Rubén Solís (2015-06). PMAR - Vitenskapelig og matematisk felt II . Editex. ISBN  978-84-9078-607-9 . Hentet 10. desember 2019 . 
  2. ↑ "Breer. Fremtidens vann» . 
  3. ↑ Rice R.J. (1983). "elleve". Grunnlaget for geomorfologi . Auditorium. 
  4. ^ a b Knight, Peter G. 1999. Isbreer . Stanley Thornes Ltd. Introduksjon.
  5. ^ a b Knight, Peter G. 1999. Isbreer . Stanley Thornes Ltd. S. 2-8.
  6. ↑ New Thematic Encyclopedia Byblos 2000, euromexico-utgaver, 2006-utgaven, The polar caps, side 62
  7. ↑ a b Holmlund, Peru; Janson, Peter. Glasiologi . Stockholms universitet . 2002. Side 17-49.
  8. ^ a b c d e f g Benn, Douglas I. og Evands, David JA 1998. Glaciers and glaciation . Arnold. Side 66-90
  9. ^ a b Knight, Peter G. 1999. Isbreer . Stanley Thornes Ltd. Side 21-38
  10. ^ "Fremtidens brevann" . 
  11. ↑ a b Dannelse og egenskaper ved isbreen. Encyclopaedia Britannica. Akademisk utgave. Anmeldt. 10. august 2011.
  12. ↑ Knight, Peter G. 1999. Glaciers . Stanley Thornes Ltd. S. 6 og 7.
  13. ^ Benn, Douglas I. og Evands, David JA 1998. Glaciers and glaciation . Arnold. P. 93-96.
  14. ^ a b Benn, Douglas I. og Evands, David JA 1998. Glaciers and glaciation . Arnold. Side 15-25
  15. ^ a b "Breens hydrologi." Encyclopaedia Britannica . Akademisk utgave. Revidert 2. august 2011.
  16. ↑ Jordens vannfordeling , USGS .
  17. ↑ Holmlund, Peru; Janson, Peter. Glasiologi . Stockholms universitet . 2002. Side 67-91.
  18. ↑ abcdefgh Jansson , Peter ; _ _ _ _ Hock, Regine og Schieder, Thomas. 2003. Konseptet med brelagring: en gjennomgang. Journal of Hydrologi
  19. ↑ ( Erosjon og transport av en isbre i Strahler 1997:470)
  20. ↑ ( Erosjon og transport av en isbre i Strahler 1997:470-471)
  21. ↑ (BENN & EVANS, 1998).
  22. ↑ (ACKERT JR., 1998).
  23. ↑ (CLARK et al, 1998)
  24. ↑ Gwen Schultz. Isbreer og istidene. Jorden og dens innbyggere under Pleistocen. New York: Holt, Rinehart & Winston, 1963.

Bildegalleri

Supplerende bibliografi

Eksterne lenker