علوم آزمایشگاهی

جریان یخ بیش از آنچه قبلا تصور می شد به تنش حساس است

تغییر در یک معادله کلیدی جریان یخ می تواند تخمین های افزایش سطح دریا را اصلاح کند

بر اساس مطالعه جدیدی که توسط محققان MIT انجام شده است که معادله چند دهه ای را که برای توصیف جریان یخ استفاده می شود، تغییر می دهد ، سرعت جریان یخ یخچالی نسبت به تنش حساس تر از محاسبه قبلی است .

استرس در این مورد به نیروهایی اطلاق می‌شود که بر یخچال‌های قطب جنوب تأثیر می‌گذارند، که عمدتاً تحت تأثیر گرانش هستند که یخ را به سمت ارتفاعات پایین‌تر می‌کشاند. جوآنا میلشتاین، دانشجوی دکترا در گروه دینامیک و سنجش از دور یخچال‌ها و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد که یخ‌های چسبناک یخچال «واقعاً شبیه عسل» جریان دارند. “اگر عسل را در مرکز یک تکه نان تست فشار دهید و قبل از بیرون ریختن عسل روی آن انباشته شود، دقیقاً همان حرکتی است که برای یخ اتفاق می افتد.”

تجدید نظر در معادله پیشنهاد شده توسط میلشتاین و همکارانش باید مدل‌هایی را برای پیش‌بینی جریان یخ یخچال‌ها بهبود بخشد. این می‌تواند به یخ‌شناسان کمک کند تا پیش‌بینی کنند که جریان یخ قطب جنوب چگونه می‌تواند به افزایش سطح آب دریاها در آینده کمک کند، اگرچه میلشتاین گفت که تغییر معادله بعید است تخمین‌های افزایش سطح دریا را فراتر از حداکثر سطوح پیش‌بینی‌شده در مدل‌های تغییرات آب و هوایی افزایش دهد.

او می‌گوید: «تقریباً تمام عدم قطعیت‌های ما در مورد افزایش سطح دریا که از قطب جنوب می‌آید به فیزیک جریان یخ مربوط می‌شود، بنابراین امیدواریم که این محدودیتی برای این عدم قطعیت باشد».

از دیگر نویسندگان این مقاله که در Nature Communications Earth and Environment منتشر شده است، می توان به برنت مینچو، استاد توسعه شغلی سبز سیسیل و آیدا در گروه علوم زمین، جو و سیاره MIT و ساموئل پگلر، عضو دانشگاهی در دانشگاه اشاره کرد. لیدز.

مزایای داده های بزرگ

معادله مورد بحث که قانون جریان گلن نام دارد، پرکاربردترین معادله برای توصیف جریان یخ چسبناک است. به گفته میلشتاین، در سال 1958 توسط دانشمند بریتانیایی جی دبلیو گلن، یکی از معدود یخبندان شناسانی که بر روی فیزیک جریان یخ در دهه 1950 کار می کرد، توسعه یافت.

با توجه به تعداد نسبتاً کمی از دانشمندانی که تا همین اواخر در این زمینه کار می کردند، همراه با دوردست بودن و غیرقابل دسترس بودن بیشتر صفحات یخی بزرگ یخچال های طبیعی، تا همین اواخر تلاش های کمی برای کالیبره کردن قانون جریان گلن در خارج از آزمایشگاه صورت گرفت. در مطالعه اخیر، میلشتاین و همکارانش از انبوهی از تصاویر ماهواره‌ای جدید بر روی قفسه‌های یخی قطب جنوب، امتدادهای شناور ورقه یخی این قاره، برای تجدید نظر در نماگر تنش قانون جریان استفاده کردند.

او می‌گوید: «در سال 2002، این قفسه یخی بزرگ [لارسن بی] در قطب جنوب فرو ریخت، و تنها چیزی که از آن فروپاشی داریم، دو تصویر ماهواره‌ای است که یک ماه از هم فاصله دارند. اکنون، در همان منطقه ما می توانیم هر شش روز یک بار [تصاویر] دریافت کنیم.»

میلشتاین می‌گوید: «تحلیل جدید نشان می‌دهد که «جریان یخ در پویاترین و سریع‌ترین نواحی قطب جنوب – قفسه‌های یخی که اساساً داخل یخ‌های قاره را نگه می‌دارند و در آغوش می‌گیرند – نسبت به استرس حساس‌تر از حد معمول است». . او خوش‌بین است که رکورد رو به رشد داده‌های ماهواره‌ای به ثبت تغییرات سریع قطب جنوب در آینده کمک می‌کند و بینش‌هایی در مورد فرآیندهای فیزیکی زیربنایی یخچال‌ها ارائه می‌کند.

اما محققان خاطرنشان می کنند که استرس تنها چیزی نیست که بر جریان یخ تأثیر می گذارد. بخش‌های دیگر معادله قانون جریان، تفاوت‌هایی را در دما، اندازه و جهت‌گیری دانه‌های یخ، و ناخالصی‌ها و آب موجود در یخ نشان می‌دهند که همگی می‌توانند سرعت جریان را تغییر دهند. میلشتاین می‌گوید که عواملی مانند دما می‌توانند به ویژه در درک چگونگی تأثیر جریان یخ بر افزایش سطح دریا در آینده مهم باشند.

ترک خوردگی تحت فشار

میلشتاین و همکارانش همچنین در حال مطالعه مکانیک فروپاشی صفحه یخ هستند که شامل مدل‌های فیزیکی متفاوتی نسبت به مدل‌هایی است که برای درک مشکل جریان یخ استفاده می‌شوند. میلشتاین می‌گوید: «شکستن و شکستن یخ چیزی است که ما اکنون با استفاده از مشاهدات نرخ کرنش روی آن کار می‌کنیم.

محققان از InSAR، تصاویر راداری از سطح زمین که توسط ماهواره ها جمع آوری شده است، برای مشاهده تغییر شکل صفحات یخی استفاده می کنند که می تواند برای اندازه گیری دقیق فشار استفاده شود. آنها امیدوارند با مشاهده مناطقی از یخ با نرخ کرنش بالا، سرعت انتشار شکاف‌ها و شکاف‌ها برای ایجاد فروپاشی را بهتر درک کنند.

این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم پشتیبانی شد.

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت موسسه فناوری ماساچوست منتشر شد

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.