目前滑动理论的弱点
有很多在滑动的冰过程硬床上面的理论模型中描述不充分。一个明显的例子是不考虑岩石颗粒之间的摩擦力基底冰和下伏基岩。为了研究这种效果,艾弗森et al .(2003)做了一个实验在Svartisen冰川下的实验室在挪威。实验室坐落在一个隧道系统基岩Engabreen(一种冰川),一个出口冰川Svartisen冰盖。隧道挖掘了一个水电项目。一个倾斜的隧道,专为科学研究,发掘上升导致冰川的底部,使访问210滑动温带冰下床。使用这种倾斜的隧道,艾弗森和他的同事们把一个仪器的面板底部的冰川。面板的上表面由一个0.09平方米光滑花岗岩平板电脑。Debris-laden冰滑在平板电脑和剪切牵引记录以及滑动速度、水压力和温度的面板。剪切牵引从60到110 kPa,面板上的不一,一度升至200 kPa。驾驶空间平均应力估计在150年到300年之间kPa,所以面板上的测量剪切牵引的一个重要部分的总阻力。平板电脑是光滑,安装固定面板的边缘充裕,剪切牵引它可能会一直免费如果冰沉积物可以忽略不计。
让我们探索高摩擦力的原因与面板之间的肮脏的冰。冰比较软,所以可以想象,一个粒子嵌入基底冰只会被推到冰而不是施加持续高企的接触力对床。然而,在温带冰川冰在床上融化,融化的部分或全部可能要排出去。来代替这个损失,冰流过去的粒子必须向床上。作为第一个被Hallet (1979 a),这个流驱动粒子向床上,保持高颗粒之间的接触力和床上。这就是为什么冰川病床都有条纹的。与流冰过去的障碍在床上,流过去的冰粒子朝床上可以分析的复冰和塑性流动。与撞在床上,粒子的大小、~ 0.1 m,被迫在床上更积极比小或大的粒子。冰更容易过去的更小的微粒,复冰和过去的大颗粒的塑性流动。
“摩擦”拖也可能出现在冰的地方变成了暂时冻结的床上。罗宾(1976)提出了两种机制等形成冷补丁。首先,他被称为“热泵效应”(图7.6),水形成的高压带
高P冷
冰流
低P
通过冻结融化冰变暖
高P冷
低P
通过冻结融化冰变暖
图7.6。形成冷补丁(罗宾之后,1976)。(一)挤出的水冰的向冰川面的边一个障碍可能枯竭,因此不可以再冰冻在低压区顶部的障碍。(b)小障碍之间压力的变化导致大变化的障碍。
图7.6。形成冷补丁(罗宾之后,1976)。(a)挤出的水冰向冰川面的一侧的一个障碍可能枯竭,因此不可以再冰冻在低压区顶部的障碍。(b)小障碍之间压力的变化导致大变化的障碍。
平均压力是一样的在这两种情况下:24.2/11 = 2.2 MPa罪犯-
10 d -
向冰川面的一侧的一个肿块,熔点是抑郁,是挤出冰通过静脉形成的三个冰晶彼此邻接(见图8.1)。当这种“冷”冰被运送到隆起的顶部,那里的压力更小,任何剩余的冰和水的遗留物界面凝结,释放冰的熔化热,因此变暖。内的水冰可能会冻结第一,紧随其后的是,接口。如果水量充足,足够的热量将发布新的温暖的冰压力融化没有冻结所有的水指向接口。但是,如果一些融水逃脱bump如图7.6所示,所有的水在接口可能会冻结,从而巩固冰川到床上。
第二个机制讨论罗宾涉及当地地区增加水压力之间的疙瘩。因为冰川的重量是恒定的,任何这样的增加将减少的压力向冰川面的疙瘩,压力已经高于平均水平。图7.6 b所示的示例中,突起之间的面积是十倍的面积疙瘩。从而增加0.1 MPa压力之间的疙瘩疙瘩1 MPa减少了压力,导致~ 0.7°C熔点增加压力。冰,在熔点的压力,冷而压力高。因此,压力的降低会导致冷冻水的存在,可能包括任何在岩界面。
除了增加冰川和床之间的阻力,这种冷补丁可能是一种有效的侵蚀机理。岩石碎片已经从床上放松但不项目上面明显分开的冰融化的电影。只要融化电影存在,他们可能会在床上举行rock-to-rock超过阻力产生的摩擦力冰通过这部电影。然而,这样的碎片可能携入的如果融化电影变得冻结。
周围还有许多的问题上面的简单复冰理论提出的使用。奈(1973)指出,例如,在任何时候一个障碍,融化率(或冻结速率)所需的运动障碍的冰过去重新结冰是完全确定的几何障碍,特别是倾向的运动的方向。融化率决定了热源和下沉,所以温度分布是已知的,因此压力分布。融化和冻结率也确定水通量必需的。尴尬的事实是,对于正常的床上几何图形,压力分布预测的简单理论一般不提供压力梯度的融化电影与水通量要求一致。为了解决这个矛盾,必须考虑空间变化融化薄膜的厚度和温度梯度。
杂质为复冰理论提供了第二个问题。水在融化电影越过障碍在床上可以吸收离子从床上或从床和冰之间的石粉。这些杂质降低冰点。因此,温度低于李的障碍的情况纯水,温度梯度通过障碍是相应的减少(见图7.2)。这减少了热通量通过障碍,从而降低了Sr。
当杂质收集的冷冻水电影李的肿块,分馏发生;一些杂质冲走了形式的冰,其余留在融化的电影。稳态情况就是影片中杂质的浓度是去除离子的速率从李在寒冷等于离子在水中的涌入来自向冰川面的一侧的肿块。从而形成不洁净的冰将会融化在接下来的合适的凹凸downglacier重新结冰发生,以及由此产生的不洁净的融水将获得更多的杂质。几个这样的周期后,离子在水中的浓度在李的障碍变得足够高的诱导沉淀。最常见的这类沉淀碳酸钙,但铁/锰涂层也观察到。Hallet (1976 a, 1979 b), Hallet et al。(1978),和Ng Hallet(2002)做了详细研究碳酸钙的沉淀,和Hallet (1976 b)计算的程度基底滑动在一个假想的床由正弦的单一波长
“哦,
“哦,
图7.7。溶质对滑动速度的影响在一个正弦肿块。(Hallet之后,1976 b。经作者许可复制和国际社会冰河学。)
波长,米
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图7.7。溶质对滑动速度的影响在一个正弦肿块。(Hallet之后,1976 b。经作者许可复制和国际社会冰河学。)
减少各种浓度的CaCOj融化电影(图7.7)。注意,在图7.7中,波长的年代是一个最小值,这是一个。c,从0.6减少的情况下没有溶质为溶质浓度最高的0.2米。这是因为溶质减少重新结冰过程的有效性,有效转移Sr向下的曲线如图7.3。
进一步影响溶质被重新结冰实验中观察到电线(德雷克发挥,1973)。随着压力驱动重新结冰的增加,压强的李丝减少,并可能达到三相点的压力。此时蒸汽口袋形式和温度不能进一步提高。因为温度向冰川面的一侧可以继续降低随着压力的增加,线周围的平均气温小于远场温度和热将从环境向线流。这增加的速度融化,但也意味着一些融水形成的高压侧丝不会再冰冻在背风面。这水收集在口袋,然后留下冰,像之后,进步。这样一个过程可能发生在冰川地区相对较高的基底剪力的牵引。
最后,流变学的基底冰可能有些不同,冰远高于床上,从而改变塑性流动的作用,和李的蛀牙可能形成障碍。下面将讨论这些影响。
继续阅读:冰川下的变形,直到
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