Glaciärer har länge fångat både vår fantasi och vetenskapliga nyfikenhet. Utöver deras avgörande roll i att forma jordens landskap, har glaciärer också lämnat en outplånlig prägel på populärkulturen. Från storslagna, filmiska äventyr som "The Day After Tomorrow", där mänskligheten brottas med en värld gripen av is, till det kyliga skådespelet av glaciärer som kalvar i dokumentärer som "Chasing Ice", har dessa frusna jättar fascinerat och inspirerat.
Men vad är en glaciär ? Och hur bildas det? Medan vi svarar på dessa frågor, låt oss också ta en titt på rapporter om att världens glaciärer krymper för att ta reda på vad det betyder för vår framtid.
Innehåll
Glaciärer är de största rörliga föremålen på jorden. De är massiva floder av is som bildas i områden där mer snö faller varje vinter än som smälter varje sommar.
Deras skala är verkligen gigantisk:glaciärerna i Antarktis är så tunga att de faktiskt ändrar planetens form. Och, kanske viktigast av allt, 3/4 av världens totala utbud av sötvatten är fruset i glaciärer [källa:USCG].
Vissa glaciärer bildas över vilande vulkaner - när de så småningom får ett utbrott kommer het magma att explodera genom fast is och strömmar av smältvatten kommer att brusa nerför bergssidorna. Det finns en god chans att landskapet du bor på idag formats av glaciärer för tusentals år sedan, under så kallade istider då dessa isflodar täckte tre gånger så mycket yta som de gör nu.
Glaciärernas obönhörliga kraft hugger ut sjöar, maler ner berg, sprider konstiga klippformationer över landsbygden och reducerar fast berg till fint damm. Glaciala smältvatten skapade de mest spektakulära översvämningarna i vår planets historia. Vissa glaciärer dämmer upp floder och skapar sjöar bakom dem.
Idag ser forskare på glaciärer som en mätstav för global uppvärmning. Avtagande glaciärer ger skarpa visuella bevis på en värmande jord. Utbredd glaciärsmältning skulle orsaka en katastrofal höjning av havsnivån som i grunden skulle förändra planeten och orsaka förödelse för den mänskliga civilisationen.
Det finns två typer av platser på jorden där glaciärer bildas:vid polarområden, där det alltid är riktigt kallt, och på höga höjder, som stora bergskedjor.
En glaciär är i grunden en ansamling av snö som varar i mer än ett år. Det första året kallas denna snöhög för névé. När snön ligger kvar i mer än en vinter kallas det en firn.
När mer och mer snö hopar sig med åren börjar tyngden av snön på toppen att pressa ihop snön på botten och förvandla den till is. Det är precis som att ta en handfull fluffig snö och klämma sig in i en hård snöboll, bara i stor skala.
Kompressionen av glaciären fortsätter i dussintals, hundratals eller till och med tusentals år, och lägger till fler och fler lager på toppen och lägger till ännu mer vikt. Isen komprimeras så småningom så mycket att det mesta av luften tvingas ut ur den. Det är detta som gör att isisen ser blå ut.
Så småningom blir glaciären så tung att den börjar röra på sig. Det finns två former av glacial rörelse, och de flesta är en blandning av båda:
När en glaciär rör sig är det inte som ett fast isblock som ramlar nedför en kulle. En glaciär är en flod av is. Det rinner. Det beror på att de mycket komprimerade islagren är mycket flexibla (forskare använder termen "plast") under stort tryck.
De övre lagren, som inte är under lika mycket tryck, är mer spröda. Det är därför det är så farligt att gå på en glaciär — de övre lagren spricker och bildar enorma sprickor som ibland täcks av nysnö.
Forskare mäter rörelsen av olika delar av en glaciär i förhållande till varandra genom att driva in stolpar i glaciären. Under loppet av ett år förändras stolparnas positioner i förhållande till varandra, ibland med hundratals fot. Samma effekt uppstår vertikalt, eftersom olika lager av is rör sig med olika hastighet. De yttre kanterna på en glaciär tenderar att röra sig snabbast.
Att stå på en glaciär låter som att det skulle vara ganska kallt. Inte den sortens plats du skulle vilja stå naken på. Ändå är det precis vad 600 människor gjorde vid Aletschglaciären i Schweiz.
Den 18 augusti 2007 tog konstnären Spencer Tunick – känd för sina fotografier av stora skaror av nakna människor på utomhusplatser – fotografier av volontärerna som stod helt nakna på själva glaciären.
Verket beställdes av miljögruppen Greenpeace för att uppmärksamma den globala uppvärmningen. Aletschglaciären drog sig tillbaka 400 fot (122 meter) 2006. Och situationen kan försämras avsevärt under de kommande decennierna. Om den nuvarande smälthastigheten fortsätter kan Aletschglaciärens yta eventuellt krympa från dess 2010 mätning på 118 kvadratkilometer (45 kvadratkilometer) till bara 35 kvadratkilometer (13,5 kvadrat miles) i slutet av detta århundrade.
Detta skulle resultera i en isvolym på cirka 1,7 kubikkilometer (0,4 kubikmil), vilket motsvarar mindre än 10 procent av dess nuvarande volym.
Glaciärer har två huvudsektioner:ackumuleringsområdet och ablationsområdet. Ansamlingsområdet är där temperaturen är kalla och snö samlas, vilket tillför massa till glaciären. Ablationsområdet är där temperaturen är varmare, så en del av glaciären smälter. Ablationsområdet kan också vara den punkt där glaciären möter havet.
När glaciären sträcker sig ut på vattnet flyter isen och skapar en ishylla. Tidvattenkrafter böjer ishyllan upp och ner tills den slutligen ger vika. När enorma isbitar faller från en glaciär i havet kallas det kalvning. De resulterande flytande isbitarna kallas isberg.
Gränsen mellan ablations- och ackumuleringsområdena förskjuts säsongsmässigt. På våren och sommaren är det mer smältning (ablation) på gång, så ablationsområdet är större. På vintern växer ansamlingsytan.
Den genomsnittliga balansen mellan områden avgör glaciärens stabilitet. En glaciär med en mycket större genomsnittlig ackumuleringsarea växer, medan en med en större ablationsarea är en glaciär som krymper och så småningom kan försvinna.
När de två områdena är ungefär lika, anses det vara en stabil glaciär. Klimatförändringar kan påverka glaciärens stabilitet på lång sikt. De senaste trenderna tyder på att många av världens glaciärer krymper i oroväckande takt:2/3 av världens glaciärer kan försvinna år 2100, enligt en färsk studie [källa:PBS].
Framsidan av en glaciär är känd som terminus. Om det är en stabil glaciär kommer ändstationen alltid att vara på samma plats. Glaciären rör sig fortfarande, men lika mycket is läggs till och smälter bort från glaciären varje år.
Förutom sprickor skapar de termiska och dynamiska krafterna som verkar på en glaciär flera andra intressanta egenskaper.
Det finns två huvudtyper av glaciärer:alpina glaciärer och inlandsisar. Det finns bara ett fåtal riktiga inlandsisar, men de är otroligt stora. En täcker Antarktis, och Grönlands inlandsis täcker, ja, Grönland ... och ett stort område av Ishavet [källa:National Geographic].
Inlandsisar rör sig främst genom att de sprids och kan faktiskt bestå av flera mindre glaciärer som bildar ett konglomerat.
Alpina glaciärer bildas på höga höjder (inte bara Alperna) och "flyter" nerför berget, vanligtvis genom en glaciärdal. Deras rörelse orsakas av basal glidning.
Glaciärer är så tunga att de dramatiskt ändrar formen på landet de vilar på och rör sig över. Faktum är att en av de största effekterna av någon glaciär på planeten kräver ingen rörelse alls, bara vikt.
Den antarktiska inlandsisen är så tung att den trycker ihop jorden vid sydpolen. Som ett resultat är jorden något päronformad, med sydpolen plattare än nordpolen.
Alla glaciärer har en liknande effekt på landet de vilar på. De trycker ner på jordskorpan, vilket tvingar en del av vätskan i jordens mantel ur vägen. Detta är känt som en isostatisk depression.
Om glaciären senare drar sig tillbaka kommer manteln gradvis att fylla utrymmet igen och trycka upp skorpan tillbaka till sitt ursprungliga läge. Detta är känt som isostatisk rebound. Återhämtningen kan ta tusentals år. Vissa delar av området kring de stora sjöarna i Nordamerika återhämtar sig fortfarande från den senaste istiden.
Alpina glaciärer rör sig genom dalar och river ut klippan när de går. Resultatet är en U-formad dalgång med en platt dalbotten, istället för den vanliga vassa V-formen. De flesta glaciärer har också en tendens att expandera vissa geologiska egenskaper när de passerar över dem; de vidgar dalar och fördjupar sjöar.
I delstaten New York, till exempel, förvandlade glaciärer en serie små floder till sjöar. New Yorks Finger Lakes är 11 smala, djupa sjöar som alla är orienterade med sin långa axel i nord/sydlig riktning. Glaciärer skar ut bäckarna under den senaste nedisningen [källa:NASA].
När en glaciär rör sig plockar den upp stenar, några av dem mycket stora. De upprepade smält-/fryscyklerna som sker inuti och under en glaciär bänder dem från marken. Stenarna på botten slipas ihop när de bärs med. Glaciärens tyngd bryter ner stenarna begravda djupt inne i isen.
Glaciärer är så bra på att krossa stenar att de mal dem till ett fint pulver som kallas stenmjöl. Bevis på stenmjöl kan ses i det mjölkaktiga, gråaktiga smältvattnet som rinner ut ur vissa glaciärer.
Alla stenar mals inte ner. Vissa är för stora eller stannar vid glaciärens omkrets. När en glaciär drar sig tillbaka (genom att smälta), lämnar den stenarna den bar bakom sig. Om du någon gång ser ett fält eller en sluttning full av stenblock som ser ut som om någon precis slängt dem dit, var den skyldige förmodligen en glaciär.
Låt oss ta reda på vad mer en glaciär kan göra med landet, från fårformer till de största översvämningarna på jorden.
Glaciärer passerar inte genom landet tyst. Här är några andra geologiska tecken på att en glaciär har stannat vid:
När glaciären bär stenar, skrapar dessa stenar mot berggrunden nedanför. Detta orsakar långa skåror i berggrunden. Om den burna stenen "hoppar" längs berggrunden, kallas de intermittenta skårorna för skrammelmärken.
Föreställ dig en glaciär som en plog som rör sig genom lös jord. Jorden hopar sig på plogens sidor och framför den. När du tar bort plogen finns små åsar av jord kvar. Moräner är dessa åsar som består av stenavfall som bärs av glaciären.
Laterala moräner bildas från skräp som faller från glaciärens sidor. Ändmoräner bildas i slutet av glaciären och kan användas för att bestämma den längsta utbredningen av glaciären i det förflutna.
Glaciärrörelser kan skapa dessa asymmetriska klippformationer och kullar. Glaciären sliter gradvis ner stenarna och bildar en slät, sluttande sida, men drar bort stenar från den andra sidan när den passerar över och bildar en skarpare, mer taggig sluttning.
Dessa formationer kan användas för att bestämma riktningen för glaciärens rörelse. Folk trodde en gång att dessa såg ut som ryggar på får, så de kallade dem "roche Moutonnée ," som är franska för "fårrygg."
Drumlins är formad som fårryggar, förutom att de är större och vänder sig åt motsatt håll. Geologer är inte helt säkra på hur de bildas. De kan likna de krusningar som finns i sanden på stranden när vatten rinner över den. Ingen är säker på om de bildas genom inverkan av själva glaciären, eller en översvämning som inträffar när glaciären smälter.
Det finns också horn och arêtes, som är formationer av mycket brant sten. De bildas när flera glaciärer möts, hugger ut stenen i olika områden och lämnar spiror av sten eller branta åsar efter sig. Ibland får en glaciärs vikt att en del av berggrunden under den kollapsar och bildar en bassäng som kallas en cirque. Om glaciären smälter kan cirquen bli en sjö.
De flesta geologiska effekterna av glaciationen äger rum under tusentals år, men inte alla. Ett Jökulhlaup är en plötslig, förödande översvämning som inträffar när en glaciärsjö plötsligt frigörs. Termen kommer från Island – en plats som har både vulkaner och glaciärer i överflöd – och refererade ursprungligen till ett plötsligt utsläpp av vatten genom vulkanutbrott.
Smältvatten byggs upp bakom vissa delar av glaciärer, ibland fylls det ut för att skapa sjöar. Eller så kan glaciären avancera över en flod, dämma upp floden och skapa en sjö på det sättet. När en vulkan får utbrott under en glaciär kan den förstöra en isdamm eller släppa ut enorma volymer smältvatten enbart med värme.
Andra isdammar förstörs av erosion, eller för att sjön bakom dem blir så hög att dammen flyter. Geologer använder Jökulhlaup för att beskriva alla dessa katastrofala glaciala översvämningar, inte bara vulkaniska sådana.
Nära gränserna till delstaterna Washington, Idaho och Oregon ligger Glacial Lake Missoula. Geologer har bestämt att under tidigare istider skapade isdammar en sjö som innehöll över 500 kubikmil (2 084 km) vatten [källa:USGS]. Det är ungefär halva volymen av Lake Michigan [källa:IN.gov].
Isdammen flöt så småningom och brast isär och släppte ut allt vatten på en gång. Den resulterande syndafloden var förmodligen en av de mest massiva översvämningarna i jordens historia. Det hände flera gånger när glaciären kröp tillbaka över floden och bildade en ny damm, bara för att bryta isär när vattennivån bakom den blev tillräckligt hög.
Jordens klimat är inte statiskt. Den har upplevt perioder av värme och perioder av extrem kyla som sträcker sig hundratals miljoner år tillbaka i tiden.
Faktum är att forskare tror att för mer än 500 miljoner år sedan gick jorden igenom flera perioder då hela planeten var helt inkapslad i is. De hänvisar till detta som "snowball Earth" [källa:Astronomy]. Så småningom lät vulkaner som spydde ut koldioxid i atmosfären planeten värmas upp.
Populär användning har gjort termen "istid" lite förvirrande. I strikt vetenskaplig användning hänvisar det till en lång period (tiotals miljoner år) då jorden blir tillräckligt kall för att permanenta inlandsisar ska existera. Man tror att jorden vanligtvis har väldigt lite permanent is.
Du tänker förmodligen:"Ja, du pratade precis om Grönlands inlandsisar. Betyder det att vi lever i en istid?" Svaret är ja. Vi befinner oss i en kylningsperiod som började för mer än 30 miljoner år sedan [källa:NOVA].
Inom varje lång istid finns perioder av relativ värme, när glaciärer drar sig tillbaka och perioder då det blir kallare och glaciärer går fram. Dessa perioder är kända som interglaciala respektive glaciala. Vi befinner oss just nu i en interglacial period. När de flesta hänvisar till "istiden" talar de om den sista istiden.
Ingen är helt säker på vad som orsakar dessa långa cykliska förändringar i jordens klimat. Det är troligen en kombination av många faktorer:
Det sista skälet är det viktigaste. Kommer du ihåg tidigare när vi nämnde att vulkaner värmde upp "snöbollsjorden" genom att fylla atmosfären med koldioxid? Det visar sig att det är nyckeln till att förstå våra nuvarande problem med global uppvärmning.
Alla dessa tidigare istider och uppvärmningsperioder orsakades av naturliga händelser, och det tog tusentals eller miljoner år att hända. Sedan den industriella revolutionen har vi själva hällt ut koldioxid i atmosfären. Resultatet verkar vara en ökning av jordens temperatur som sker mycket snabbare än naturliga processer skulle göra ensamma.
Vad betyder detta för världens glaciärer? Det finns gott om bevis som visar att de krymper. Studier som förlitar sig på data som samlats in av Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)-satelliterna som sträcker sig från 2002 till 2017, och som sedan fortsatte av GRACE Follow-On sedan 2018, avslöjar att Antarktis förlorade cirka 150 gigaton is årligen mellan 2002 och 2020. förlust bidrog till en årlig havsnivåhöjning på 0,4 millimeter (0,02 tum) under samma period på global skala [källa:NASA].
Iskappor i kanadensiska Arktis har krympt 50 procent under det senaste århundradet och kan vara borta helt inom decennier [källa:ScienceDaily]. Omfattande fotografiska bevis visar glacial reträtt över hela världen [källa:Nichols College]. En glaciär i Peru förlorade 22 procent av sin yta på mindre än 40 år [källa:New Scientist].
Förlusten av glaciärer kommer inte bara att höja havsnivån till möjligen katastrofala nivåer för många kuststäder. Det kommer också att påskynda den globala uppvärmningen ytterligare.
Stora inlandsisar reflekterar solenergi bort från jorden. Ju mer is vi förlorar, desto mer solenergi kommer jorden att absorbera. Dessutom representerar glaciärer en "bank" av sötvatten för många regioner. Glaciärt smältvatten är avgörande för människans existens. Förlusten av dessa glaciärer kommer att orsaka svår torka.
Den här artikeln har uppdaterats i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.
