考虑到老南极冰盖,为什么它不能多厚?

Question

维基百科文章的主题”南极冰盖”说:

南极洲的冰开始于大约4550万年前的始新世中期,升级期间Eocene-Oligocene灭绝事件大约3400万年前。

这篇文章后说:

通过降水如雪冰进入表。这雪就压实形成冰川冰在重力下向海岸移动。

不过看起来,从南极洲的照片,这冰转移到海岸不是到处都发生在南极洲。相反,许多地方下似乎是一个永恒的古老的冰层覆盖。

如果沉淀回收速度连续无处不在,它不可能获得一位150万岁的核心样本(《自然》杂志的一篇文章根据)或结构,如Vostok站覆盖一个古老的湖泊。

类似的位置圆顶F,根据维基百科的年降水量约为25毫米(毫米;约。0.98英寸)。

问题是,如果我们有25毫米降水每年仅仅1000万年,我们应该有一个250公里厚的冰层覆盖。或者如果我们在500万年的时间跨度,它应该给我们一个125公里厚的冰层覆盖。

我们可以允许一些合理压缩冰但仍然记住,我们不是讨论的是一颗中子星。

为什么当前南极冰盖几英里厚吗?

Answer 1

冰漂浮与重力对低海拔,一直持续到冰原的基础变得漂浮和冰形式冰架或冰山。

由于冰川下的地形,基底融化和质量平衡,流动速度变化范围大,快流出是冰川。模式在某种程度上类似于河流运输雨水向海岸。

冰盖的厚度是由一个复杂的关系积累,消融和压实。

流动的速度措施(NASA),绘制Quantarctica

冰速度地图显示,一些地区正朝着海岸受流的影响。这些区域是无冰。也在一些内陆地区,Vostok,速度是非常缓慢的。同时,注意,这是表面速度。底部,冰流慢或不。

进一步探讨质量平衡,我建议您下载Quantarctica近看数据集。牧羊人et al (2012)是一个很好的第一次读到冰块的方法用来估计变化和现在的变化。

Answer 2

一个有趣的观点考虑来自你的假设恒定速率的降水。许多地球系统过程有重要的随机变化(或高维混沌)。考虑冰的质量守恒定律:

冰厚度变化量=(降水、质量)——(选择你最喜欢的过程,质量)。

(质量)和(质量)过程有明显的随机变化,无论是在空间和时间。当你把一个随机变量,一个特殊的事情发生了:你得到一个随机游走。下面的图显示了5个随机漫步

_{(来源:jburkardt people.sc.fsu.edu)}

注意不同的随机漫步和时间分开吗?一个随机游走的属性,标准差所有走在一起,随着时间的平方根。如,所有的传播在给定的时间点上,生长时间的平方根成正比。如果随机游走并不是随机的,而是是恒定的,你会一条直线(这是你描述的这种情况)。

这是第一点是:降水的恒定速率导致冰层厚度的线性增加,越来越没有绑定。通过添加一些随机性近似自然更好,冰层厚度增长的速度是分数随时间而不是线性的。一个真正的随机漫步仍然是无限的,所以显然有一些负面的反馈机制在起作用就像前面提到过的帖子。

第二点(实际上是回答你的问题)。这是一个2 d表面,你可以作为二维随机场模型冰川地形。没有强迫,冰川地形实际上是一个扩散的动力学方程。随机强迫扩散表面有自然(或内部)截止长度范围,或规模高于冰不会成长。然而,这个截止规模将冰表面扩散系数的函数,而不是一个系统,并迫使之间的反馈机制。这是说,它可能是一个反馈机制,也可以是系统的设置由材料内部属性。我要看看有没有人写论文。

下图显示了一个示例的一个二维随机领域。我不知道它是如何生成的,但是它基本上是一种解决方案可以从二维扩散方程的随机强迫。

Answer 3

之间有一个平衡降水一方面,升华和流出。冰直接蒸发的水蒸气,特别是在夏天。厚的冰,冰的大底部的压力由于上覆冰的重量,因此越快流出。厚的冰,降水少,因为冰层上方的大气越少。冰盖底部压力的250公里厚,甚至125公里厚,会如此之大,流出会比现在快得多,甚至很大程度上超过当前的平均降水可能每年1英寸。事实上降水将零这么厚的冰盖因为其高度将超过任何明显的气氛。甚至忽视了升华和流出,冰盖厚度不可能达到125公里,250公里要少得多,因为降水在冰盖就会消失之前这样的厚度达到。

Answer 4

根据“冰原建模”

冰的行为作为一个可变形的塑性材料,这意味着有一个临界剪切应力,下面没有应变(变形或流动)会发生……如果斜率太低,基底剪切应力不匹配的临界剪切应力,…但如雪堆积,……流将开始……这样的结果是,冰川已经平衡

基于这一理论的一个简化模型结果的高度增长约的平方根的距离优势。

雪花落在表面不停留在表面,但需要更深入之旅的冰原被随后的雪和压缩成固体冰。雪落在南极洲的最深的室内部分可以超过100000年到达大海。
美国国家航空航天局