קרח נמצא בכל העולם במגוון רחב של צורות. יותר פשוט מים קפואים, צורות הקרח השונות מספרות את סיפור סביבתן כשהן משתנות עם העונות ומציגות מגמות של האקלים המשתנה בכדור הארץ.
מדענים חוקרים דגימות ליבה שנמשכו ממעמקי תצורות קרח גדולות, כמו כובעי קרח וקרחונים, כדי לגלות כיצד האקלים המקומי השתנה במהלך מאות שנים וכדי לעזור לחזות כיצד האקלים ישתנה בעתיד, אמרה מליסה הייג, סביבתית מדען ועוזר פרופסור באוניברסיטת אוקספורד באוניברסיטת אמורי בג'ורג'יה.
כאן נגדיר את המונחים הנפוצים המתארים את הסוגים השונים של תצורות קרח הנמצאות ברחבי העולם.
קרחונים
קרחונים הם מסות קרח גדולות של מים מתוקים על יבשה הנוצרים משלג הנופל, שבסופו של דבר הופך להיות כה כבד עד שהוא נדחס לקרח, לפי נתוני מרכז השלג והקרח הלאומי (NSIDC). קרחונים נעים באורך של מגרש כדורגל (120 מטר, או 110 מטר) עד כמה מאות קילומטרים, וניתן למצוא אותם בכל יבשת.
מבחינה טכנית קרחונים הם צורות קטנות יותר של כובעי קרח ויריעות קרח, שכולן המוני קרח גדולים שמתגנבים אט אט על פני הנוף, ללא קשר למה שמתחת להם. ענקי הקרח הנעים באיטיות יכולים לחצות רכסי הרים שלמים ואפילו הרי געש פעילים, על פי בנג'מין אדוארדס, וולקנולוג במכללת דיקינסון בפנסילבניה, שחוקר את יחסי הגומלין בין קרחונים לבין הרי געש.
קרחונים מפסיקים לצמוח במקום שהם פוגשים את האוקיאנו ומי המלח החמים יותר נמסים את שפת המסה הקפואה של מים מתוקים. טמפרטורות האוקיאנוס המחממות העלו את קצב ההיתוך של קרחונים ותצורות קרח אחרות כמו קרחונים ומדפי קרח באוקיינוס או בסמוך לו, לפי ג'סטין ברטון, פיזיקאי ממכללת אמורי בג'ורג'יה, החוקר את הפיזיקה של אובדן קרחונים. קרחונים הם אחד האינדיקטורים הסביבתיים הטובים ביותר לשינויי אקלים, בגלל השינויים הנראים לעין שהם עוברים לאורך סולמות זמן קצרים כמו כמה ימים.
קרחונים
משטחי הקרח הם המונים גדולים וצפים של קרח מים מתוקים אשר התפרקו מקרחונים, סדיני קרח או מדפי קרח ונפלו לאוקיאנוס, על פי המינהל הלאומי לאוקיאנום והאטמוספירה (NOAA). בכדי להיקרא קרחון, מסת הקרח חייבת להתנשא לגובה של מעל 16 מטר מעל פני הים, להיות בעובי של 30 מטר עד 164 רגל (30 עד 50 מ ') ולכסות שטח של לפחות 5,382 רגל רבועה ( 500 מ"ר).
על פי נתוני NSIDC, חתיכות קרח קטנות מכדי שניתן יהיה לסווג כקרחון מקבלים שמות צבעוניים יותר. לדוגמה, "פיסות ברגיות" הן בדרך כלל חתיכות קרח אשר ניתקו את הקרחון ונמצאות פחות מ -15 מטרים. "רוטנים" הם פיסות קרח שקצת יותר קטנות, בערך בגודל של טנדר; ונתחי "קרח פרץ" הם השברים שנמצאים מתחת לגובה של מטר וחצי.
קרחונים יכולים להיות גם צורתם בצורה מעוצבת, מה שמצביע על הקרחון שנחתך מקצה מדף הקרח. צורות קרח גדולות ומלבניות, המכונות גם איי קרח באיזור הארקטי, כוללות בדרך כלל צמרות שטוחות עם צדדים כמעט בניצב.
גיליון קרח
יריעות קרח הן תצורות הקרח הגדולות בעולם. משטחי הקרח העצומים הללו מכסים יותר מ 20,000 מיילים (50,000 קמ"ר), על פי NSIDC. יש רק שלוש יריעות קרח על כדור הארץ, המכסות את גרינלנד, מערב אנטארקטיקה ומזרח אנטארקטיקה. בתקופת הקרח האחרונה כיסו יריעות הקרח אזורים נרחבים בצפון אמריקה, דרום אמריקה וצפון אירופה.
בשילוב, יותר מ- 99 אחוז מהמים המתוקים על פני כדור הארץ מוחזקים כיום ביריעות הקרח של גרינלנד ואנטארקטיקה, כך על פי NSIDC. מדענים מעריכים שאם סתם ירידת הקרח של גרינלנד נמסה, פני הים היו עולים כ -6 רגל (6 מ '), ואם שתי יריעות הקרח באנטארקטיקה היו נמסות, פני הים היו עולים 200 רגל (60 מ'). עם זאת, נדרשו כמה מאות שנים עד שגיליונות הקרח הללו יתמוססו.
במהלך העשורים האחרונים נמסו בהתמדה חלקים מגיליון הקרח מעל אנטארקטיקה. אמנם נראה כי רק כמות קטנה יחסית של יריעת הקרח נמסה, אך זה די בכך שגרם לגידול של היבשת, בדומה לאיסלנד בסוף עידן הקרח האחרון, אמר אדוארדס ל- Live Science. איסלנד עברה תקופה של התפרצויות געשיות במהלך אותה תקופה, פוטנציאלית כתוצאה מההתנגדות של הקרום לאחר שהקרח כבר לא הכביד אותו. אותה תוצאה עשויה להפוך לדאגה למערב אנטארקטיקה, אמר אדוארדס, "למרות שאנחנו לא באמת מבינים את האזור הזה מספיק כדי לדעת בוודאות."
כובעי קרח ושדות קרח
כובעי קרח הם יריעות קרח הקטנות מ -20,000 מ"ר (50,000 קמ"ר). מבני קרח אלה בדרך כלל נוצרים באזורים קוטביים שהם ברובם שטוחים ובגובה רב, על פי NSIDC. איסלנד, למשל, מכוסה בעיקר על ידי מכסי קרח. כובע הקרח של Vatnajökull בצד המזרחי של איסלנד הוא כובע הקרח הגדול ביותר באירופה, משתרע על פני 3,127 מיילים (8,100 קמ"ר) ועובי של 400 מטר הוא בממוצע.
שדות הקרח וכובעי הקרח דומים מאוד בגודלם ובמיקומם, והם נבדלים זה מזה רק בהשפעת זרימת הקרח מסביבתה, על פי שירות הפארק הלאומי (NPS). שדות קרח מכילים הרים ורכסים היוצאים מעל פני הקרח ומשנים את האופן בו הקרח זורם, כמו סלע גדול המציץ מעל פני נחל, וגורם למים לזרום סביבו. כובעי קרח, לעומת זאת, בונים את עצמם על כל שטח פנים ומתפשטים ממרכזם.
קרח מלנגה
מרנגה קרח הוא בעצם סלעי ענק המופיע בתוך פיורדים קרחוניים המורכבים מקרח ים, קרחונים וקרובי משפחה קטנים יותר של קרחונים, לפי ברטון. המלאנגה נוצרת כאשר זרמי אוקיינוס או רוחות פני שטח אינם מצליחים להעביר את מסת הקרח אל מחוץ לפיורד, ויוצרים גבול חלקי בין הקרחון לאוקיאנוס.
ברטונים נחשבים לחומר הגרגירי הגדול בעולם בגלל הכמות הגדולה של משקעים ונוזלים תלויים שנמצאים בתוך רפש הקרח.
מכיוון שתילי קרח אינם קרח מוצק, מי האוקיאנוס החמים יחסית יכולים לחלחל דרך הקרח אל פני הקרחון. מאפיין זה אומר שלמלאנג 'הקרח השפעה רבה על כמה קרחון מתפרק וכמה מים מתוקים נכנסים לפיורד.
מדף קרח
מרבית מדפי הקרח של כדור הארץ נמצאים סביב חופי אנטארקטיקה, אך ניתן למצוא בהם גם בכל מקום שנוחת קרח, כמו קרחון, זורם לאוקיאנוס הקר, על פי NSIDC. המדפים עשויים מיריעות קרח צפות המתחברות לאזור אדמה. הם נוצרים כאשר קרח זורם לאט לאט מקרחונים ונחלי קרח אל האוקיאנוס, אך הקרח לא נמס מיד בגלל טמפרטורות הים הקרות. המדפים אז נבנים מקרח נוסף הזורם מהקרחונים.
נחלי קרח
נחלי קרח הם נהרות של יריעות קרח הזורמות יחסית מהר מהקרח שמסביב, ונעות בדרך כלל כחצי מייל (800 מ ') בשנה, בממוצע.
קרחון יאקובסן בגרינלנד, הקרחון הזורם המהיר ביותר בעולם, מסווג לעיתים כנחל קרח. על פי מאמר משנת 2014 שפורסם בכתב העת Cryosphere, יעקובשוון נע בקצב של כ- 17.5 מיילים לשנה.
קרח ים
קרח הים הוא מי מלח קפואים ונמצא באוקיינוסים קוטביים מרוחקים. על פי NSIDC, הוא מכסה כ- 9.65 מיליון מ"ר (25 מיליון קמ"ר) בשנה.
קרח הים הוא חיוני למערכות האקולוגיות והאקלים של אזורי הקוטב ויכול גם להשפיע על זרימת האוקיאנוס ומזג האוויר, על פי מצפה הכוכבים של נאס"א. נתחי קרח מי מלח אלה מצמצמים את שחיקת מדפי הקרח והקרחונים הסמוכים לקווי החוף על ידי צמצום גלים ורוח ויוצרים משטח מבודד כדי להפחית את אידוי המים ואובדן החום לאטמוספירה. במהלך חודשי הקיץ החמים יותר, קרח הים הנמס משחרר חומרים מזינים לאוקיאנוס וחושף את פני האוקיאנוס לאור השמש, אשר שניהם מעוררים את צמיחתו של פיטופלנקטון המהווים את יסוד רשת המזון הימית.
כאשר האקלים של כדור הארץ עובר שינויים מהירים, קרח הים נמס בקצב מהיר יותר מכפי שהוא יכול להקפיא. הדבר בולט במיוחד באזור הארקטי, שם טמפרטורות האוקיאנוס והיבשה עולות מהר יותר מאשר בכל מקום אחר בכדור הארץ, אמר אדוארדס.
כדור שלג כדור הארץ
כדור הארץ הקפוא, שכונה כדור הארץ שלג, מתייחס לתקופות זמן ברשומה הגיאולוגית, כאשר הרוב, אם לא כולם, של הכוכב היה קפוא, על פי כתב העת המדעי לתואר ראשון במדע של דרטמות '.
"ארבע עידני קרח, בין 750 ל -580 מיליון שנה, עשויים להיות כה חמורים עד כי כל פני כדור הארץ, מקוטב לקוטב, כולל האוקיינוסים, קפאו לחלוטין", אמר הייג '. "ברגע שהאוקיינוסים הקוטביים התחילו להקפיא, יותר אור שמש השתקף ממשטחי הקרח הלבן והתעצמה הקירור."
מדענים מעריכים כי הטמפרטורה הממוצעת בכדור הארץ צנחה למינוס 58 מעלות פרנהייט (מינוס 50 מעלות צלזיוס) בתקופות אלה וכי מחזור המים (המחזור בו מים עוברים בין האטמוספירה, הארץ והאוקיאנוסים) נסגר.
אך יש ויכוח אם כדור הארץ היה מוצק לחלוטין קפוא או שמא היו עדיין טלאי מים רפויים או פתוחים בקו המשווה, שם אור השמש יכול להיכנס למים ולאפשר לאורגניזמים מסוימים לשרוד.
מדענים מאמינים כי בשלב מסוים עלו רמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, ככל הנראה בגלל הרי געש, שהעלו את הטמפרטורה מספיק כדי להפעיל מחדש את מחזור המים. הכמות המוגברת של אדי מים באוויר, בנוסף לפחמן הדו-חמצני, הפעילה תקופה של חימום בורח, והעלתה את הטמפרטורות הגלובליות ל -50 מעלות צלזיוס במהלך כמה מאות שנים, אמר הייג '. שינויי אור קלים במסלול כדור הארץ או בהטיה הצירית הביאו בסופו של דבר את הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ לטמפרטורה התומכת הנוכחית של 58.6 מעלות צלזיוס.
מחקרים מראים כי פיצוץ חיים אדיר, המכונה הפיצוץ הקמברי, התרחש בסוף תקופת כדור השלג, כך על פי המוזיאון לפליאונטולוגיה באוניברסיטת קליפורניה. זוהי התקופה המוקדמת ביותר הידועה בתוך התיעוד המאובני בו מופיעות לראשונה קבוצות של בעלי חיים (כגון ברכיפודים וטרילוביטים) בפרק זמן קצר מבחינה גיאולוגית (כ- 40 מיליון שנה).
