Течение льда

/>Течение льда

Течение льда носит скорее пластический характер, чем вязкий (Nye, 1952). Если мы используем сделанное Орояном (1949 г.) допущение, что лед ведет себя как чисто пластическое вещество с определенной реакцией на давление, мы сможем приближенно выразить условия текучести для массы, состоящей из ледяных кристаллов, в виде и прочности). Значение k будет приблизительно равно 1 бар при сдвиге и 2 бар при сжатии. Поскольку вполне допустимо считать лед пластичным веществом, мы должны ожидать, что такое течение происходит внутри верхних слоев снега и фирна на ледниковом щите. При условии сделанных выше допущений чистый лед будет течь начиная с глубины около 20 м. Поскольку деформация пропорциональна по меньшей мере третьей степени давления (Glen, 1952), значение пластического течения с глубиной увеличивается. Когда внутри ледяной массы поры не соединены и. представляют собой разрозненные пузырьки воздуха, разница между давлением нагрузки и давлением изнутри пузырьков оказывает воздействие на уплотнение; с увеличением глубины влияние этого явления уменьшается (Langway, 1958).

Когда кристаллы срастаются друг с другом при постоянной нагрузке, площадь контакта увеличивается и соответственно уменьшается энергия деформации. Однако в зонах аккумуляции нагрузка на единицу объема снежной (или фирновой) толщи непостоянна; она возрастает при выпадении новых слоев снега. С увеличением давления взаимная передача материала между ледяными зернами также возрастает, что объясняется увеличением градиента давления, способствующего течению льда, градиента химического потенциала, от которого зависит таяние, и градиента напряжения или свободного пространства (то и другое входят в градиент химического потенциала), от которого зависит диффузия. При постоянной аккумуляции нагрузка на каждый слой со временем увеличивается линейно. Следовательно, если нагрузка на данный кристалл непрерывно растет, увеличение площади контакта со временем должно быть меньше, чем в случае линейной зависимости.

Данные о прочности как функции плотности; на одной из осей здесь нанесено время, а на другой — возраст снега (время, прошедшее с момента отложения данного слоя). Изменение переменных (плотности и времени) определялось при исследовании стратиграфических слоев в глубокой шахте SIPRE. Статические условия, создаваемые постоянной аккумуляцией, также дают возможность вычислить возраст льда непосредственно по данным о глубине и плотности. Действительная прочность снега, а, таким образом, по-видимому, и площадь контакта до достижения критической плотности увеличиваются пропорционально г0-84; при этом давление на кристаллы растет приблизительно пропорционально. Когда плотность становится больше критической, прочность увеличивается пропорционально г068, а давление на кристаллы — пропорционально г0.32. В промежутке от поверхности снега до критической глубины давление на ледяные зерна ослабляется главным образом за счет перестановки зерен и их уплотнения. При достижении критической плотности давление на зерна внутри структурной решетки может ослабляться только путем срастания зерен по несколько штук вместе. Процессы, стимулирующие срастание кристаллов, происходят более медленно, чем уплотнение зерен, поэтому при плотности больше критической давление на ледяные частицы возрастает быстрее, чем при меньших величинах плотности. Очевидно, что в обоих случаях, когда глубина либо больше, либо меньше критической, давление на ледяные зерна увеличивается значительно медленнее, чем общая глубина. Непрерывное увеличение площади контакта между зернами показывает, что провести испытания при действительно постоянном давлении чрезвычайно сложно. В этом заключается причина того, что общепринятые испытания снега на «ползучесть» в данной работе не были использованы.

/> />

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

Свежие записи