.jpg/1280px-Mackenzie_Delta_Ice-Wedge_Tuktoyaktuk_Pingo_(2).jpg)
.jpg/1280px-Mackenzie_Delta_Ice-Wedge_Tuktoyaktuk_Pingo_(3).jpg)
Ледяной клин — это трещина в земле, образованная узким или тонким куском льда , длина которого на уровне земли составляет 3–4 метра, а глубина простирается вниз на несколько метров. В зимние месяцы вода в земле замерзает и расширяется. Как только температура достигает −17 градусов по Цельсию или ниже, [ нужна цитата ] уже образовавшийся лед ведет себя как твердое тело и расширяется, образуя трещины на поверхности, известные как ледяные клинья. Поскольку этот процесс продолжается в течение многих лет, ледяные клинья могут расти, достигая размеров бассейна . [ нужна цитата ] Ледяные клинья обычно появляются в виде многоугольного рисунка, известного как многоугольники ледяных клиньев . Трещины также могут быть заполнены материалами, отличными от льда, особенно песком, и тогда их называют песчаными клиньями .
Существует множество теорий, пытающихся объяснить происхождение ледяных жил, но только одна из них последовательно поддерживается большинством выдающихся ученых: теория теплового сжатия.
Теория термического сжатия утверждает, что в зимние месяцы из-за экстремально холодной погоды образуются трещины термического сжатия шириной всего несколько см и глубиной несколько метров. [1] В течение следующих нескольких месяцев снег тает, оставшаяся вода заполняет трещины, а вечная мерзлота под поверхностью замораживает ее. Эти крошечные трещины превращаются в вечную мерзлоту. Как только наступают летние месяцы, вечная мерзлота расширяется; горизонтальное сжатие вызывает подъем замороженных осадков за счет пластической деформации. Следующей зимой холод снова замерзает и трескает уже формирующийся ледяной клин, открывая путь для тающего весеннего снега, чтобы заполнить пустую трещину. Среднегодовая температура воздуха, которая, как считается, необходима для образования ледяных клиньев, составляет от −6° до −8 °C или ниже. [2]
Существует три различных формы ледяных жил: активные, неактивные и литые. Все три формы распространены сегодня и могут быть найдены в разных частях света.
Активные ледяные жилы — это те, которые все еще развиваются и растут. В течение каждого года слой льда будет добавляться, если происходит растрескивание, но растрескивание не обязательно должно происходить каждый год, чтобы считаться активным. Область, в которой большинство ледяных жил остаются активными, находится вдоль зоны вечной мерзлоты. Количество активных ледяных жил, которые растрескиваются ежегодно, постоянно уменьшается, поскольку они становятся неактивными. [3]
Неактивные ледяные клинья — это клинья, которые больше не трескаются и не растут. В течение зимних месяцев клин не раскалывается, и поэтому летом не добавляется новая вода. [3]
В районах бывшей вечной мерзлоты ледяные клинья растаяли и больше не заполнены льдом . Клин , который теперь пуст, заполнен осадком и грязью с окружающих стен. Они называются слепками ледяных клиньев и могут быть использованы для оценки климата сотни тысяч лет назад.
Ледяные жилы исторически были разделены на две основные категории: эпигенетические и сингенетические. [4] Тип ледяного клина относится к способу, которым клин растет с течением времени. Относительно недавние полевые исследования выявили новый тип ледяного клина: антисингенетический. В настоящее время это единственные три четко классифицированных типа ледяных жил, наблюдаемых в природе. [5] Различия между моделями роста эпигенетических, сингенетических и антисингенетических клиньев затем зависят от условий поверхности земли, то есть от того, остается ли уровень земли по существу неизменным или происходит добавление или потеря материала. [4]
«Эпигенетический» в геологических терминах относится к геологическим особенностям, которые сформировались после формирования окружающих материалов. В отношении ледяных клиньев это означает, что эпигенетические ледяные клинья образуются в уже существующей вечной мерзлоте и не образуются одновременно с вечной мерзлотой, то есть они намного моложе окружающего материала. То, что ледяной клин является эпигенетическим, также относится к способу, которым они растут. Эти типы ледяных клиньев значительно расширяются в течение своей жизни, но редко становятся глубже или выше. Это означает, что эпигенетические ледяные клинья могут вырасти максимум до 3–5 метров в ширину, но оставаться примерно на той же глубине/высоте, что и при их формировании. [6] Обычно отложения по обе стороны от эпигенетического ледяного клина, прилегающие к краям клина, демонстрируют изгиб вверх. В эпигенетическом ледяном клине возраст льда на периферии мало меняется сверху вниз.
Сингенетические ледяные жилы, как и эпигенетические разновидности, берут свои корни в геологическом термине сингенетический, что означает формирование в то же время, что и окружающий материал. [6] Это происходит потому, что сингенетические ледяные жилы растут по мере того, как верхняя поверхность вечной мерзлоты поднимается в ответ на добавление материала на поверхности земли. [4] Это позволяет сингенетическим ледяным жилам расти очень глубоко, так как поверхность вокруг них поднимается с накоплением аллювия (в поймах), торфа (в тундре) и гелифлюкционных отложений (в нижней части склона), среди других материалов. [4] Сингенетические ледяные жилы могут образовываться только в том случае, если тепловое сжатие и последующий рост ледяных прожилок могут идти в ногу с добавлением нового материала. Если это так, ледяной клин может достигать глубины 25 метров, но в среднем он намного меньше. [6] В сингенетических ледяных жилах возраст льда на периферии уменьшается вверх.
Антисингенетические ледяные жилы были впервые обнаружены в 1990 году во время полевых работ Дж. Росса Маккея. Маккей обнаружил, что антисингенетические ледяные жилы росли в условиях, противоположных условиям сингенетических ледяных жил, в том смысле, что антисингенетические разновидности требовали удаления материала вместо накопления и добавления материала. [4] Антисингенетические ледяные жилы образуются только на склонах, где происходит чистая потеря эрозии материалов. Подобно сингенетическим ледяным жилам, антисингенетические ледяные жилы могут образовываться только в том случае, если скорость растрескивания при термическом сжатии и роста ледяных прожилок соответствует скорости удаления активного материала. [4] Поэтому антисингенетические ледяные жилы растут только вниз, проникая глубже в почву только по мере того, как верхние слои удаляются за счет истощения массы и эрозии. [4] В антисингенетических ледяных жилах возраст льда на периферии увеличивается вверх.
