潮汐氷河の氷の奥深くに閉じ込められた加圧された泡は、これらの巨大な構造物から溶けた水がどのように放出されるかに重要な役割を果たしています。 それが、米国の科学者らの結論です。 ミーガン・ウェングローブ オレゴン州立大学で。 研究チームは、その発見は研究者が将来の氷河の融解を現在よりもはるかに正確に予測するのに役立つだろうと述べている。
気候変動の結果、多くの氷河が着実に後退しつつあります。 これらには、氷が海に直接流れ込むほど気温が低い高緯度で見られる潮汐氷河が含まれます。
現在、氷河学者は、氷の融解、氷河の流れ、海洋循環の間のフィードバックによってこの損失が加速していることを理解しています。 しかし、これらの効果がモデルに組み込まれている場合でも、計算では常に融解速度が過小評価されます。
はじける泡
ウェングローブ氏は次のように説明しています。「これらのモデルには欠けている、潮汐氷河の融解方法に関連する重要な物理的メカニズムがいくつかあると考えられます。 そのうちの2015つはバブルの崩壊と上昇である可能性があります。」 このアイデアは XNUMX 年に初めて浮上しました。 エリン・ペティットらもオレゴン州立大学で、閉じ込められた気泡の放出が氷河の融解にどのような影響を与えるかを観察した。
これらの泡は、氷河の上に落ちる雪の結晶の隙間に形成されます。 これらの気泡は、新しく形成された氷の体積の約 10% を占めます。 その後、新雪が積もると圧縮され、氷河の底に沈むにつれて最終的には 20 気圧もの高い圧力に達します。
ウェングローブ氏は、この圧力が最終的に空気が解放されるときに劇的な効果をもたらすと説明しています。「ペティット氏は、潮汐氷河が海に達すると、氷が溶けるときにパチパチという音を立てることを発見しました。 これは、海水と内部の泡の圧力の差により、氷の中に閉じ込められた泡が水中に爆発するためです。」
乱流混合物
気泡は、流体がどのように混ざり合うかに重要な影響を与えることが知られており、たとえば、さまざまな工業プロセスに影響を与えます。 ウェングローブ氏によると、この影響は、冷たい融解水と暖かい海水の混合を伴う氷河の融解にも同様に関係しているはずだという。 しかしこれまで、氷河の融解に対する泡の影響はほとんど考慮されていなかった。
ペティットの発見に基づいて、ウェングローブとペティットとその同僚は、氷河学、海洋学、ウェングローブ自身の専門である流体力学などの分野をカバーする多分野の観点からその影響を研究しました。
「私たちの研究では、本物の氷河の氷が溶けている付近の水柱速度と乱流を測定しましたが、これまでに行われたことはありませんでした」とウェングローブ氏は説明する。 「私たちはまた、過去の融解実験がどのように行われたかを模倣するために、透明で気泡のない氷を使った XNUMX 番目の実験セットと結果を比較しました。」
氷の中に閉じ込められた:氷河で発見された驚くほど高レベルの人工放射性同位体
モデルに泡の破裂を含めることで、研究チームは観察された潮汐氷河の融解を以前の研究よりもはるかに詳しく記述することができました。 「研究室の環境では、氷河の氷は泡のない透明な氷よりも 2.25 倍早く溶けることがわかりました」とウェングローブ氏は言います。 「また、氷河の氷は透明な氷に比べて20倍の運動エネルギーとXNUMX倍の乱流運動エネルギーを生成することもわかりました。」
これらの観察に基づいて、研究者らは、泡が破裂して海面に上昇する際の融解プロセスに寄与するエネルギー量を含む新しいモデルを開発しました。 彼らはまた、このエネルギーが泡と水の圧力の両方によってどのように変化するかも検討しました。
ウェングローブ氏のチームは、彼らの研究が、現在可能であるよりもはるかに正確に潮汐氷河の融解をモデル化する将来の研究を促進することを期待している。 これが成功すれば、今後数十年間における地球の海洋と大気への地球規模の変化についてのより良い理解につながる重要な情報が科学者に提供されることになる。
研究はで説明されています ネイチャージオサイエンス.
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