Donji led. Morski led Distribucija morskog leda
Oko -1,8 °C.
Procjena količine (gustine) morskog leda data je u bodovima - od 0 (čista voda) do 10 (čvrsti led).
Svojstva
Najvažnija svojstva morskog leda su poroznost i salinitet, koji određuju njegovu gustoću (od 0,85 do 0,94 g/cm³). Zbog male gustine leda, ledene plohe se uzdižu iznad površine vode za 1/7 - 1/10 svoje debljine. Morski led počinje da se topi na temperaturama iznad -2,3°C. U poređenju sa slatkom vodom, teže se raspada na komade i elastičnija je.
Salinitet
Gustina
Morski led je složeno fizičko tijelo koje se sastoji od svježih kristala leda, slane vode, mjehurića zraka i raznih nečistoća. Odnos komponenti zavisi od uslova nastajanja leda i kasnijih procesa leda i utiče na prosečnu gustinu leda. Dakle, prisustvo mjehurića zraka (poroznost) značajno smanjuje gustinu leda. Salinitet leda ima manji uticaj na gustinu nego na poroznost. Sa salinitetom leda od 2 ppm i nultom poroznošću, gustina leda je 922 kilograma po kubnom metru, a sa poroznošću od 6 posto smanjuje se na 867. Istovremeno, sa nultom poroznošću, povećava se salinitet sa 2 na 6. ppm dovodi do povećanja gustine leda samo sa 922 na 928 kilograma po kubnom metru.
Nilas (prednji plan) na Arktiku
Termofizička svojstva
Boja morskog leda u velikim masivima varira od bijele do smeđe.
Bijeli led nastao od snijega i ima mnogo zračnih mjehurića ili ćelija slane vode.
Često ima mladi morski led zrnaste strukture sa značajnim količinama zraka i slane vode zeleno boja.
Višegodišnji humokasti led, iz kojeg su istisnute nečistoće, i mladi led, koji se smrzavao u mirnim uslovima, često ima svetlo plava ili plava boja. Led glečera i sante leda su takođe plave boje. Igličasta struktura kristala jasno je vidljiva u plavom ledu.
Brown ili žućkasti led je riječnog ili primorskog porijekla, sadrži primjese gline ili huminskih kiselina.
Početne vrste leda (ledena mast, bljuzga) imaju tamno siva boja, ponekad sa čeličnom nijansom. Kako se debljina leda povećava, njegova boja postaje svjetlija, postepeno postaje bijela. Kada se otapa, tanki komadi leda ponovo postaju sivi.
Ako led sadrži veliku količinu mineralnih ili organskih nečistoća (plankton, eolske suspenzije, bakterije), njegova boja može promijeniti u crvena, roze, žuta, do crna.
Zbog svojstva leda da zadržava dugovalno zračenje, sposoban je stvoriti efekat staklene bašte, što dovodi do zagrijavanja vode ispod sebe.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva leda znače njegovu sposobnost da se odupre deformacijama.
Tipične vrste deformacija leda: napetost, kompresija, smicanje, savijanje. Postoje tri faze deformacije leda: elastična, elastično-plastična i faza destrukcije. Uzimanje u obzir mehaničkih svojstava leda važno je pri određivanju optimalnog kursa ledolomaca, kao i pri postavljanju tereta na ledene plohe, polarne stanice i pri proračunu čvrstoće trupa broda.
Uslovi obrazovanja
Kada se formira morski led, male kapi slane vode pojavljuju se između potpuno svježih kristala leda, koji se postepeno slijevaju. Tačka smrzavanja i temperatura najveće gustine morske vode zavise od njenog saliniteta. Morska voda, čiji je salinitet ispod 24.695 ppm (tzv. bočata voda), kada se ohladi, prvo dostiže najveću gustinu, poput slatke vode, a daljim hlađenjem i bez miješanja brzo dostiže tačku smrzavanja. Ako je salinitet vode iznad 24.695 ppm (slana voda), ona se hladi do tačke smrzavanja uz konstantno povećanje gustine uz kontinuirano mešanje (razmena između gornjeg hladnog i donjeg toplijeg sloja vode), što ne stvara uslove za brzo hlađenje i smrzavanje vode, odnosno kada se pod istim vremenskim uslovima slana okeanska voda smrzava kasnije od slane vode.
Klasifikacije
Morski led na svoj način lokacija i mobilnost podijeljen u tri tipa:
- plutajući (plutajući) led,
Prognoza promjena debljine leda do 2050. godine
Po fazama razvoja leda Postoji nekoliko takozvanih početnih vrsta leda (po redoslijedu vremena formiranja):
- unutarvodno (uključujući dno ili sidro), formirano na određenoj dubini i objekti koji se nalaze u vodi u uvjetima turbulentnog miješanja vode.
Dalje vrste leda u vremenu formiranja - nilas ice:
- nilas, formiran na mirnoj morskoj površini od masti i snijega (tamni nilas debljine do 5 cm, svijetli nilas debljine do 10 cm) - tanka elastična kora leda koja se lako savija na vodi ili nabubri i stvara nazubljene slojeve kada se stisne;
- tikvice nastale u desaliniziranoj vodi u mirnom moru (uglavnom u zaljevima, u blizini riječnih ušća) - krhka sjajna kora leda koja se lako lomi pod utjecajem valova i vjetra;
- Led za palačinke nastao tokom slabih talasa od ledene masnoće, snega ili bljuzgavice, ili kao posledica loma usled talasa pljoska, nila ili takozvanog mladog leda. To su ledene ploče okruglog oblika prečnika od 30 cm do 3 m i debljine 10-15 cm sa izdignutim ivicama usled trljanja i udara leda.
Dalja faza razvoja formiranja leda je mladi led, koji se dijele na sivi (10-15 cm debljine) i sivo-bijeli (15-30 cm debljine) led.
Morski led koji nastaje iz mladog leda i nije star više od jedne zime naziva se led prve godine. Ovaj prvogodišnji led može biti:
- tanak prvogodišnji led - bijeli led debljine 30-70 cm,
- prosječna debljina - 70-120 cm,
- debeli prvogodišnji led - debljine više od 120 cm.
Ako se morski led topi najmanje godinu dana, klasificira se kao stari led. Stari led se deli na:
- rezidualni prvogodišnji led - led koji se nije otopio ljeti i ponovo je u fazi smrzavanja,
- dvogodišnji - trajao je više od godinu dana (debljina doseže 2 m),
- višegodišnji - led debljine 3 m ili više, koji je preživio otapanje najmanje dvije godine. Površina takvog leda prekrivena je brojnim nepravilnostima i nasipima nastalim kao rezultat stalnog topljenja. Donja površina višegodišnjeg leda je također vrlo neravna i raznolikog oblika.
Istraživanje morskog leda na Sjevernom polu
Debljina višegodišnjeg leda u Arktičkom okeanu u nekim područjima dostiže 4 m.
Antarktičke vode uglavnom sadrže prvogodišnji led debljine do 1,5 m, koji ljeti nestaje.
Kada se površina mora ohladi do temperature smrzavanja, u gornjem sloju vode (debljine nekoliko centimetara) pojavljuje se veliki broj diskova ili ploča čistog leda, zvanih bljuzgavica. . Debljina ovih ledenih ploča je vrlo mala, prosječna veličina je otprilike 2,5 cm * 0,5 mm, a oblik može biti izuzetno raznolik - od kvadrata (ili skoro kvadrata) do heksagonalnih formacija. Optička os takve ploče uvijek je okomita na ravan njene površine. Ovi elementarni kristali leda plutaju na površini vode, tvoreći takozvanu ledenu mast, koja površini mora daje pomalo uljast izgled. U mirnoj vodi, ploče plutaju u horizontalnom položaju i jesu With- osi su usmjerene okomito. Vjetar i valovi uzrokuju da se ploče sudare, preokrenu i zauzmu različite položaje; Postepeno se smrzavajući, formiraju trajni ledeni pokrivač u kojem su pojedinačni kristali nasumično orijentirani. U prvoj fazi formiranja, mladi led je iznenađujuće fleksibilan; pod utjecajem valova koji dolaze s otvorenog mora ili uzrokovanih brodom u pokretu, savija se bez loma, a amplituda vibracija ledene površine može doseći nekoliko centimetara.
Nakon toga, ako se temperatura ne poveća, pojedinačne ploče igraju ulogu sjemenih kristala. Mehanizam ovog procesa još nije u potpunosti proučen. Kao što se može vidjeti sa sl. 4, led se sastoji od pojedinačnih kristala, od kojih svaki ima čisto individualna svojstva, na primjer, stupanj prijenosa polarizirane svjetlosti (isto za cijeli dati kristal, „ali različito od drugih). U nekim slučajevima, strukturna ćelija leda se naziva zrnom, a ne zasebnim kristalom, jer je jasno da ima složenu podstrukturu i da se sastoji od mnogo paralelnih ploča. Odnos između ove podstrukture i prethodno spomenutog primarnog mulja je prilično očigledan. Nema sumnje da se dio zrna formira od smrznutih ploča mulja, koje se zatim čuvaju kao zasebni slojevi kristala. Međutim, očito postoji neki drugi proces, jer u nekim slučajevima kristali počinju rasti na donjoj površini prilično debelog ledenog pokrivača, a imaju i ploču nalik na strukturu. Bez obzira na mehanizam formiranja kristala, svi oni - i u morskom ledu i u slatkoj vodi - sastoje se od velikog broja ploča, tačno paralelnih jedna s drugom. Optička os kristala se nalazi okomito na ove ploče.
Zanimljivi rezultati su dobijeni proučavanjem distribucije kristala prema orijentaciji njihovih optičkih osa u zavisnosti od dubine njihovog pojavljivanja u debljini leda. Orijentaciju možemo okarakterisati sa dva ugla - polarnim, što je ugao između c-osa i vertikalno i azimutalno, tj. ugao mjeren iz nekog proizvoljnog smjera, na primjer od linije sjever-jug. Veličine azimutalnih uglova obično se ne povinuju ni jednom zakonu; rijetki izuzeci od ovog pravila mogu biti uzrokovani neobičnim pojavama plime i oseke. Polarni uglovi pokazuju određeni obrazac. Kao što je već spomenuto, orijentacija kristala u blizini površine leda je prilično promjenjiva, jer ovisi o utjecaju vjetra tokom formiranja leda. Ali kako idete dublje u led, polarni uglovi se povećavaju, a na dubini od oko 20 cm Optičke ose gotovo svih kristala su orijentirane horizontalno. Laboratorijska studija smrzavanja destilovane vode (Perey i Pounder, 1958), pod uslovom da je hlađena samo iz jednog smera i da je voda bila u mirnom stanju, dala je rezultate prikazane u tabeli. Horizontalni presjeci su uzeti sa površine leda i sa dubina 5 i 13 cm. Svaki dio je pregledan pomoću univerzalnog polariskopa. Istovremeno je određen odnos površina (u procentima) koje zauzimaju kristali sa istom - unutar intervala od 10 stepeni - orijentacijom optičkih osa.
Orijentacija kristala u ledenim pokrivačima (Pounder, 1967.)
Slična situacija je uočena u prirodnom morskom ledu koji je dostigao određenu "dob". Izuzeci se javljaju u slučajevima kada se tokom rasta ledenog pokrivača javljaju pomaci koji uzrokuju kompresiju i lomljenje leda. Dakle, najveći dio morskog leda koji postoji godinu dana ili više sastoji se od kristala, čije su optičke osi usmjerene horizontalno i orijentirane haotično po azimutu. Dužina (vertikalna visina) takvih kristala doseže 1 m i više, sa prečnikom od 1 do 5 cm. Razlozi prevladavanja kristala s horizontalnim optičkim osama u ledu pomažu u razumijevanju Sl. 4. Pošto ledeni kristal ima jednu glavnu os simetrije, on može rasti prvenstveno u dva smjera. Molekuli leda se vezuju za kristalnu rešetku bilo u ravninama (kristala) okomitim na c-osa i nazivaju se bazalnim ravnima , ili u smjeru c-ose, što zauzvrat dovodi do povećanja površine bazalnih ravnina. Na osnovu zakona termodinamike možemo doći do zaključka da bi prvi tip rasta kristala trebao biti intenzivniji od drugog, što potvrđuju eksperimenti.
Rice. 5 Prevladavanje rasta kristala s nagnutim optičkim osama, što uzrokuje postupni nestanak kristala s okomitom With-osa. (Pounder, 1967.)
Ice Interface -vode
Proučavanje podloge rastućeg morskog leda pomaže razumjeti kako se voda smrzava. Donji 1-2 cm Ledeni slojevi se sastoje od ploča čistog (svježeg) leda sa slojevima slane vode između njih. Ploče koje čine dio zasebnog kristala paralelne su jedna s drugom i obično se nalaze okomito. Ovo je takozvani skeletni (ili okvirni) sloj. Mehanička čvrstoća ovog sloja je obično izuzetno niska. Daljnjim smrzavanjem ploče se nešto zgušnjavaju, između njih se pojavljuju ledeni mostovi i postepeno nastaje čvrsti led u kojem se salamura nalazi u obliku kapi ili ćelija između ploča. Smanjenje temperature leda dovodi do smanjenja veličine ćelija ispunjenih slanom otopinom, koje u poprečnom presjeku imaju oblik dugih vertikalnih cilindara gotovo mikroskopskih dimenzija. Takve ćelije se mogu naći na sl. 4 u obliku redova crnih tačaka koje se nalaze duž linija između ploča. Određeni broj ćelija salamure takođe je prisutan na granicama između kristala, ali najveći deo salamure se nalazi unutar pojedinačnih zrna. Na sl. U tabeli 5 prikazani su rezultati statističke studije debljine ploča u uzorku godišnjeg morskog leda. Može se vidjeti da ploče imaju ujednačenu debljinu, u prosjeku u rasponu od 0,5-0,6 mm. Prečnik gnijezda u kojem se nalazi slanica je obično oko 0,05 mm.
Rice. 6
Još uvijek nema dovoljno podataka o dužini takvih gnijezda; poznato je samo da fluktuira u mnogo širim granicama od prečnika. Otprilike možemo pretpostaviti da je dužina gnijezda oko 3 cm.
Dakle, vidimo da se morski led u većini slučajeva sastoji od makroskopskih kristala sa složenom unutrašnjom strukturom - sadrži ploče čistog leda i veliki broj ćelija koje sadrže slanu vodu. Osim toga, led obično sadrži mnogo malih sfernih mjehurića zraka formiranih od zraka otopljenog u vodi, koji se oslobađaju tokom procesa zamrzavanja. Dio zapremine morskog leda koji zauzima tečna slana voda je izuzetno važan parametar koji se naziva sadržaj slane vode v (slika 6). Može se izračunati poznavanjem saliniteta, temperature i gustine morskog leda. Na osnovu poznavanja faznih odnosa rastvora soli sadržanih u morskoj vodi na niskim temperaturama, (Assur, 1958) izračunao je v za one vrednosti saliniteta i temperature leda koje se nalaze na zemaljskoj kugli. Rezultati koje je dobio Assur ne uzimaju u obzir prisustvo mjehurića zraka u ledu, ali se njihov učinak na vrijednost v može eksperimentalno odrediti poređenjem gustine uzorka morskog leda sa gustinom slatkovodnog leda. na istoj temperaturi. (Pounder, 1967.)
Rice. 7 Migracija salamure duž temperaturnog gradijenta (Pounder, 1967.)
Uvod
Najvažnija karakteristika mora polarnih i umjerenih geografskih širina je prisustvo manje ili više stabilnog ledenog pokrivača. Praktični razvoj područja značajno zavisi od toga koliko je proučavan ovaj stalno delujući prirodni faktor.
Jasno je da je dovoljno cjelovit prikaz ledenog pokrivača pri rješavanju oceanoloških, tehničkih i drugih problema nemoguć bez detaljnog proučavanja fizičkih svojstava i dinamike morskog leda.
Velika količina podataka iz terenskih opservacija i eksperimenata, teorijskih istraživanja, kao i uvođenje kompjuterske tehnologije trenutno doprinosi dubinskom proučavanju morskog leda.
Veliki broj radova različitih autora posvećen je proučavanju pojedinih posebnih problema ovog problema. Objavljeno je više monografija u kojima se detaljno obrađuje fizika ledenog pokrivača. Međutim, u većini ovih radova morski led se proučava ili sa stanovišta fizike čvrstog stanja (V.V. Lavrov, P.A. Shuisky, itd.) ili sa stajališta inženjerskih primjena (I.S. Peschansky).
U ovom predmetnom radu led se razmatra kao fizički objekat čije postojanje i svojstva određuju procesi interakcije okeana i atmosfere. Formiranje i otapanje leda, promjene njegove debljine i čvrstoće zavise od svojstava leda kao čvrste tvari. Istovremeno, distribucija leda, njegov drift, nosivost ledenog pokrivača i niz drugih karakteristika pojavljuju se samo u uslovima njegove interakcije sa vodenim i vazdušnim okruženjem.
Ne ostavljajući po strani fizičke i tehničke aspekte problema u cjelini, svoj glavni zadatak vidim u što potpunijem otkrivanju svojstava morskog ledenog pokrivača kao jednog od hidroloških elemenata ledenih mora.
Svrha nastavnog radaRad je sagledavanje fenomena leda u morima i okeanima.
Za postizanje cilja postavljeno je sljedeće zadataka:
.Opis ledenih pojava i njihovih vrsta
.Proučavanje koncepta ledenog režima
.Proučavanje svojstava i strukture morskog leda
.Analiza klasifikacija morskog leda
Nastavni rad se sastoji od uvoda, 3 poglavlja, zaključka, liste literature i dodatka. Ukupan obim rada je 29 strana. Tekst je ilustrovan tabelama, slikama i dijagramima.
1. Ledeni fenomeni
Ledeni fenomeni - elementi ledenog režima mora i okeana, karakteristike stanja vodnih tijela u pogledu ledenog režima, faze nastanka, razvoja i nestajanja različitih vrsta leda. Obično ledene pojave uključuju i ledene formacije, koje su oblici postojanja leda u vodnim tijelima. Ovisno o kontekstu, ponekad je ipak preporučljivo razdvojiti koncepte ledenih pojava i ledenih formacija. Na primjer, ledene formacije - bljuzgavica, ledeni pokrivač, ledene plohe i ledena polja; ledene pojave, odnosno - bljuzgavica, smrzavanje, zanošenje leda.
Ledene pojave i ledene formacije dijele se u 3 grupe:
period jesenjih ledenih pojava;
smrzavanje;
pojava prolećnog leda.
1.1 . Ledene pojave i formiranje leda tokom perioda smrzavanja
Vrste ledenih pojava:
Zaberegi su trake leda zaleđene do obale kada glavni dio vodnog tijela nije zaleđen. Postoje tri vrste obalnih linija: primarne, nastale smrzavanjem vode u blizini obale; aluvijalne, koje nastaju smrzavanjem leda i bljuzgavice na obalu tokom snošenja leda ili snošenja leda; ostaci, koji ostaju uz obalu kada se ledeni pokrivač uništi. Na velikim jezerima ove ledene formacije se nazivaju brzi led.
Masnoća - površinske primarne ledene formacije, koje se sastoje od igličastih i pločastih, labavo međusobno povezanih kristala leda, koji po izgledu podsjećaju na mrlje smrznute masti (otuda ime) i pretvaraju se u tanke ledene filmove kako rastu. Formira se u površinskom prehlađenom (tj. ima temperaturu ispod 0°C) sloju vode. Uočava se s početkom negativnih temperatura zraka.
Unutrašnji led - kristali leda ili njihove nakupine u obliku spužvaste, neprozirne mase u vodenom stupcu ili na dnu; plutajući kopneni led na površini vode izgleda kao snježno bijele grudice raznih oblika.
Suga - akumulacije unutrašnjeg leda (Sl. 1). Jesenji drift je kretanje ledenih ploča i ledenih polja u okeanu i morima.
Rice. 1 Shuga (Fotografija M.P. Protskaya)
Kretanje mulja je kretanje mulja na površini ili unutar vodenog toka. Ponekad se s vremenom pojedinačne grudice zamrznu zajedno, formirajući polja mulja, zbog čega je teško razlikovati odnošenje mulja od nanošenja leda.
Snežura je snežni pokrivač na vodi, koji nastaje kada veliki sneg pada na površinu vode blizu tačke smrzavanja. Brzo se zasiti vodom i formira kašastu viskoznu masu. Kada se smrzne, stvara bljuzgavicu. (sl. 2)
Rice. 2 Snezhura (Fotografija Yu.P. Zamoshsky)
Led za palačinke su plutajuće okrugle ledene plohe prečnika od 0,5 do 3 m, sa rolnama usitnjenog leda po ivicama. Nastaje kada se smrzavaju mast, mulj i male ledene plohe.
Polomljeni led su plutajuće ledene plohe nepravilnog oblika. Postoje krupni (od 20 do 100 m) i sitni lomljeni (ploče leda veličine od 2 do 20 m) led i komadi leda (od 0,5 do 2 m).
Ledena kaša je mešavina zdrobljenog leda, ponekad sa bljuzgavicom i snežnom bljuzgavicom. Akumulira se na rubu leda ili obala u gustom sloju od nekoliko metara.
Ledena polja su ledene plohe veće od 100 m. Postoje mala ledena polja najveće veličine od 100 do 500 m i velika ledena polja - preko 500 m.
Ledena okna su ledene formacije u obliku grebena sastavljenih od bljuzgavice i lomljenog leda. Nastaju tokom jesenjeg snošenja leda duž obale. Visina okna doseže 1 m; rijeka teče kao po ledenim obalama.
Ledeni most je kratak dio ledenog pokrivača koji nastaje na mjestima spajanja obala ili kao rezultat zaustavljanja i smrzavanja plutajućeg leda i bljuzgavice.
Ledeni breg je veliki slobodno plutajući komad leda u okeanu i moru (slika 3) U pravilu se odvaja od ledenih polica. Kako je gustina leda 920 kg/m³, a gustina morske vode oko 1025 kg/m³, oko 90% zapremine sante leda je pod vodom.
Oblik sante leda zavisi od njegovog porekla:
· Ledeni bregovi iz izlaznih glečera imaju oblik stola sa blago konveksnom gornjom površinom koja je raščlanjena raznim vrstama nepravilnosti i pukotina. Karakteristično za južni okean.
· Ledene sante s pokrovnih glečera odlikuju se činjenicom da njihova gornja površina praktički nikada nije ravna. Blago je nagnut, poput kosog krova. Njihove su veličine, u poređenju sa drugim vrstama santi leda u Južnom okeanu, najmanje.
· Ledeni bregovi ledenih polica, u pravilu, imaju značajne horizontalne dimenzije (desetine, pa čak i stotine kilometara). Njihova prosečna visina je 35-50 m. Imaju ravnu horizontalnu površinu, skoro strogo vertikalne i glatke bočne zidove.
Rice. 3 Pogled na santu leda pod vodom (#"justify"> Ledene pojave i formiranje leda tokom perioda smrzavanja
Ledeni pokrivač - led u obliku kontinuiranog, nepokretnog pokrivača na površini vodenih tijela.
Hummocks su gomile leda na ledenom pokrivaču, nastale kao rezultat kretanja i sabijanja ledenog pokrivača (slika 4)
Rice. 4 Greben humki (Foto Sergei Lyakhovts).
Polynya je prostor sa otvorenom vodenom površinom u ledenom pokrivaču.
Pukotine su pukotine ledenog pokrivača koje nastaju pod uticajem kolebanja temperature vazduha i nivoa vode, kretanja i drugih razloga. Postoje površinske suhe pukotine i kroz pukotine ispunjene vodom.
Ledena brana je formiranje leda koje nastaje kao posljedica dospijeća vode na površinu leda i njenog smrzavanja zbog ograničavanja vodenog dijela rastućim ledenim pokrivačem i smrzavanja korita rijeke na plitkim mjestima. U nekim slučajevima nastaje kada podzemna voda teče sa padina obala na površinu ledenog pokrivača.
Put bljuzgavice je dio ledenog pokrivača formiranog od smrznute bljuzgavice u obliku uzdužne trake između obala. Led na stazi mulja je obično grbav.
Taloženi osušeni led je dio ledenog pokrivača u blizini obale ili u plitkoj vodi koji se slijegao na dno kako se nivo vode smanjuje.
Pahulja je voda na ledu nastala kao rezultat topljenja snijega tokom dugotrajnog odmrzavanja.
Slojeviti led - dvoslojne i višeslojne ledene ploče nastale kada se ledene plohe kreću jedna na drugu. Višeslojne ledene plohe dostižu debljinu od 2-3 m ili više.
Ledene pojave i ledene formacije tokom perioda lomljenja
Rubovi su trake otvorene vode duž obala, nastale prije pucanja kao rezultat topljenja leda, porasta vodostaja, a također i zbog povećanog priliva podzemnih voda.
Voda na ledu - nakupine stajaće vode na ledu, nastale usled topljenja snijega ili zbog vode koja viri ispod ledenog pokrivača. Led podignut - plutanje i odvajanje ledenog pokrivača od obala bez lomljenja pri porastu vodostaja; ako je led bio podignut bez odvajanja od obala, led je nabujao. Kretanje leda je mala pomjeranja ledenog pokrivača na određenim dijelovima rijeke, koja nastaju pod uticajem struja, vjetra i porasta nivoa. Može biti jedan ili više pokreta.
Naslud je led koji nastaje kada se otopljena voda zaledi na ledenom pokrivaču nakon odmrzavanja (pojam sličnog zvučanja nasluz znači potpuno drugačiju formaciju - slabo prozirni vodeno-snježni led nastao od snijega na prozirnom sloju jezerskog leda). Čistina je prostor otvorene vode u ledenom pokrivaču, nastao kao rezultat kretanja leda.
Ledene gomile su gomile leda, često u obliku šahtova na obalama i u poplavnoj ravnici rijeke, nastale tokom proljećnog snošenja leda. Posebno velike veličine dostižu na područjima nekadašnjih ledenih gužvi. Preostale obale su trake nepokretnog leda koje se ostavljaju u blizini obale u proljeće kada se ledeni pokrivač sruši.
2.Faze ledenog režima mora i okeana
ledeni okeanski pokrivač
Faze ledenog režima su skup prirodno ponavljajućih procesa nastanka, razvoja i uništavanja ledenih formacija na vodnim tijelima. Razlikuju se sljedeće glavne vrste ledenog režima:
) ledene formacije i pojave leda su odsutne. Ovaj tip je tipičan za tropske geografske širine;
) uočene su ledene pojave, ali nema smrzavanja (uglavnom planinska područja suptropskog pojasa);
) uočava se nestabilan ledeni pokrivač (umjerena klima na zapadnim obalama kontinenata);
) Svake godine zimi se uočava stabilno smrzavanje različitog trajanja (subarktički i umjereni pojas);
) smrzavanje tokom cijele godine (javlja se samo u blizini jezera arktičke zone i planinske klime blizu nje). Za tip 4, koji zauzima veliku većinu ruske teritorije, razlikuju se tri glavne faze ledenog režima:
smrzavanje;
smrzavanje;
autopsija.
Smrzavanje je faza ledenog režima koju karakteriše stvaranje ledenog pokrivača na vodotocima i akumulacijama. Period smrzavanja počinje pojavom leda i završava se formiranjem zamrzavanja. Postoje procesi stvaranja leda (pojava plutajućeg leda) i formiranja kontinuiranog ledenog pokrivača. Do stvaranja leda dolazi kada voda kristalizira u bilo kojoj tački u vodenom stupcu i na dnu, a do stvaranja kontinuiranog ledenog pokrivača dolazi kako zbog smrzavanja vode na površini tako i zbog smrzavanja plutajućih masa leda, obala i led koji donose struje ili drift. Na osnovu prirode formiranja ledenog pokrivača razlikuju se dva tipa: statički i dinamički. Statički tip smrzavanja je tipičan za plitka i mala jezera, akumulacije, bare, dionice malih rijeka i sporo tekuće kanale. U površinskom sloju nastaju kristali leda u obliku tankih prozirnih iglica, čiji nakupini stvaraju mat mrlje (mast), a obale se formiraju u blizini obale u plitkoj vodi, postepeno rastući od obale do dubokog dijela. U uslovima mirnog smrzavanja, imaju glatku površinu i malu početnu debljinu. Njihovo dalje širenje i smrzavanje plutajućih ledenih formacija na njima dovodi do uspostavljanja kontinuiranog ledenog pokrivača. Dinamički tip smrzavanja karakterizira intenzivno miješanje; hlađenje vode se događa po cijeloj dubini miješanog sloja, što doprinosi prehlađenju cijele debljine i odlasku kristalizacijskih jezgara u dubinu. Nastali led u unutrašnjosti može premašiti količinu leda formiranog na površini. Na dnu se formiraju akumulacije leda na dnu. Smrzavanje ledenih formacija i ledenih fragmenata koji plutaju na površini povećava količinu ledenog materijala i na kraju dovodi do stvaranja kontinuiranog ledenog pokrivača.
Zamrzavanje je faza režima leda koju karakteriše prisustvo stacionarnog ledenog pokrivača, period tokom kojeg se posmatra stacionarni ledeni pokrivač. Tokom prvih dana smrzavanja, kada je led još uvijek tanak, a protok topline iz vode u zrak znatno premašuje protok topline iz vodenog stupca prema površini, rast leda se javlja relativno brzo. Nakon toga, kako se debljina leda povećava i sloj snijega na ledu raste, proces se usporava. Kada se uspostavi ravnoteža između toplotnog toka kroz snježno-ledeni pokrivač i njegovog priliva na donju površinu leda, rast debljine leda odozdo prestaje. U drugoj polovini zime može se uočiti značajno povećanje leda zbog smrzavanja snijega zasićenog vodom, kada, kao rezultat savijanja leda pod težinom snježne mase, voda izlazi na površinu kroz pukotine. Početkom proljeća led se počinje topiti odozdo zbog smanjenog gubitka topline u atmosferu. Nakon što se ledeni pokrivač oslobodi snijega, počinje intenzivno otapanje leda odozgo.
Raspad je faza ledenog režima koju karakteriše uništavanje ledenog pokrivača. Početak uništavanja ledenog pokrivača javlja se pod utjecajem toplinskih faktora - otapanja leda odozdo zbog smanjenja gubitka topline u atmosferu. Nakon što se ledeni pokrivač oslobodi snijega, počinje intenzivno otapanje leda odozgo. Mehanički faktori ili dopunjuju procese termičke destrukcije leda, ili su glavni razlog otvaranja vodotoka i rezervoara. Mehanički faktori uključuju kretanje vode ispod leda, koje stvara stalnu silu koja se primjenjuje na donju ivicu leda i usmjerava nizvodno, kao i podizanje nivoa opruge, što stvara silu prema gore, otkidajući led u blizini obale. , stvarajući otklon ledenog pokrivača. Uništavanje leda se intenzivira formiranjem otvorenih vodenih prostora - djelovanje vjetra se dodaje na rad vjetra, uništavanje ledenih ploča tokom zanošenja itd.
[(#"justify">)]
. morski led
Svojstva morskog leda
Najvažnija svojstva morskog leda su poroznost i salinitet, koji određuju njegovu gustoću (od 0,85 do 0,94 g/cm³). Zbog male gustine leda, ledene plohe se uzdižu iznad površine vode za 1/7 - 1/10 svoje debljine. Otapanje morskog leda počinje na temperaturama iznad -2,3°C. U poređenju sa slatkom vodom, teže se raspada na komade i elastičnija je.
1. Salinitet
Salinitet morskog leda zavisi od saliniteta vode, brzine stvaranja leda, intenziteta mešanja vode i njene starosti. U prosjeku, salinitet leda je 4 puta manji od saliniteta vode koja ga je formirala, u rasponu od 0 do 15 ppm (u prosjeku 3-8 ppm).
Morska voda, čiji je salinitet ispod 24.695 ppm (tzv. bočata voda), kada se ohladi, prvo dostiže najveću gustinu, poput slatke vode, a daljim hlađenjem i bez miješanja brzo dostiže tačku smrzavanja.
Ako je salinitet vode iznad 24.695 ppm (slana voda), ona se hladi do tačke smrzavanja uz konstantno povećanje gustine uz kontinuirano mešanje (razmena između gornjeg hladnog i donjeg toplijeg sloja vode), što ne stvara uslove za brzo hlađenje i smrzavanje vode, odnosno kada se pod istim vremenskim uslovima slana okeanska voda smrzava kasnije od slane vode.
2. Gustina
Morski led je složeno fizičko tijelo koje se sastoji od svježih kristala leda, slane vode, mjehurića zraka i raznih nečistoća. Odnos komponenti zavisi od uslova nastajanja leda i kasnijih procesa leda i utiče na prosečnu gustinu leda. Dakle, prisustvo mjehurića zraka (poroznost) značajno smanjuje gustinu leda. Salinitet leda ima manji uticaj na gustinu nego na poroznost. Sa salinitetom leda od 2 ppm i nultom poroznošću, gustina leda je 922 kilograma po kubnom metru, a sa poroznošću od 6 posto smanjuje se na 867. Istovremeno, sa nultom poroznošću, povećava se salinitet sa 2 na 6. ppm dovodi do povećanja gustine leda samo sa 922 na 928 kilograma po kubnom metru.
Termofizička svojstva
Prosječna toplinska provodljivost morskog leda je oko pet puta veća od vode i osam puta veća od snijega i iznosi oko 2,1 W/m stepeni, ali se može smanjiti prema donjim i gornjim površinama leda zbog povećanog saliniteta. i povećanje broja pora.
Toplotni kapacitet morskog leda približava se toplotnom kapacitetu svježeg leda kako se temperatura leda smanjuje kako se slana otopina smrzava. Sa povećanjem saliniteta, a samim tim i povećanjem mase slane vode, toplinski kapacitet morskog leda sve više ovisi o toplini faznih transformacija, odnosno promjena temperature. Efektivni toplotni kapacitet leda raste sa povećanjem saliniteta i temperature.
Toplina fuzije (i kristalizacije) morskog leda kreće se od 150 do 397 kJ/kg, ovisno o temperaturi i salinitetu (sa povećanjem temperature ili saliniteta, toplina fuzije se smanjuje).
Optička svojstva
Čisti led je providan za svetlosne zrake. Inkluzije (mjehurići zraka, slana otopina, prašina) raspršuju zrake, značajno smanjujući prozirnost leda.
Boja morskog leda u velikim masivima varira od bijele do smeđe.
Bijeli led se formira od snijega i ima mnogo zračnih mjehurića ili ćelija slanice.
Mladi morski led, koji ima zrnastu strukturu i sadrži značajne količine zraka i slane vode, često je zelene boje.
Višegodišnji grbavi led iz kojeg su istisnute nečistoće i mladi led koji se smrznuo u mirnim uslovima često imaju plavu ili plavu boju. Led glečera i sante leda su takođe plave boje. U plavom ledu jasno je vidljiva igličasta struktura kristala.
Smeđi ili žućkasti led je riječnog ili primorskog porijekla i sadrži primjese gline ili huminskih kiselina.
Početne vrste leda (ledena mast, bljuzga) imaju tamno sivu boju, ponekad sa čeličnom nijansom. Kako se debljina leda povećava, njegova boja postaje svjetlija, postepeno postaje bijela. Kada se otapa, tanki komadi leda ponovo postaju sivi.
Ako led sadrži veliku količinu mineralnih ili organskih nečistoća (plankton, eolske suspenzije, bakterije), njegova boja može promijeniti u crvenu, ružičastu, žutu, čak i crnu.
Zbog svojstva leda da zadržava dugovalno zračenje, sposoban je stvoriti efekat staklene bašte, što dovodi do zagrijavanja vode ispod sebe.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva leda znače njegovu sposobnost da se odupre deformacijama.
Tipične vrste deformacija leda: napetost, kompresija, smicanje, savijanje. Postoje tri faze deformacije leda: elastična, elastično-plastična i faza destrukcije. Uzimanje u obzir mehaničkih svojstava leda važno je pri određivanju optimalnog kursa ledolomaca, kao i pri postavljanju tereta i polarnih stanica na ledene plohe, te pri proračunu čvrstoće trupa broda (Ivanov, 1976), (Nazarov, 1938). )
Struktura morskog leda
Kada se površina mora ohladi do temperature smrzavanja, u gornjem sloju vode (debljine nekoliko centimetara) pojavljuje se veliki broj diskova ili ploča čistog leda, zvanih bljuzgavica. . mm,a oblik može biti izuzetno raznolik - od kvadrata (ili skoro kvadrata) do heksagonalnih formacija. Optička os takve ploče uvijek je okomita na ravan njene površine. Ovi elementarni kristali leda plutaju na površini vode, tvoreći takozvanu ledenu mast, koja površini mora daje pomalo uljast izgled. U mirnoj vodi, ploče plutaju u horizontalnom položaju i jesu With- osi su usmjerene okomito. Vjetar i valovi uzrokuju da se ploče sudare, preokrenu i zauzmu različite položaje; Postepeno se smrzavajući, formiraju trajni ledeni pokrivač u kojem su pojedinačni kristali nasumično orijentirani. U prvoj fazi formiranja, mladi led je iznenađujuće fleksibilan; pod utjecajem valova koji dolaze s otvorenog mora ili uzrokovanih brodom u pokretu, savija se bez loma, a amplituda vibracija ledene površine može doseći nekoliko centimetara.
Nakon toga, ako se temperatura ne poveća, pojedinačne ploče igraju ulogu sjemenih kristala. Mehanizam ovog procesa još nije u potpunosti proučen. Kao što se može vidjeti sa sl. 4, led se sastoji od pojedinačnih kristala, od kojih svaki ima čisto individualna svojstva, na primjer, stupanj prijenosa polarizirane svjetlosti (isto za cijeli dati kristal, „ali različito od drugih). U nekim slučajevima, strukturna ćelija leda se naziva zrnom, a ne zasebnim kristalom, jer je jasno da ima složenu podstrukturu i da se sastoji od mnogo paralelnih ploča. Odnos između ove podstrukture i prethodno spomenutog primarnog mulja je prilično očigledan. Nema sumnje da se dio zrna formira od smrznutih ploča mulja, koje se zatim čuvaju kao zasebni slojevi kristala. Međutim, očito postoji neki drugi proces, jer u nekim slučajevima kristali počinju rasti na donjoj površini prilično debelog ledenog pokrivača, a imaju i ploču nalik na strukturu. Bez obzira na mehanizam formiranja kristala, svi oni - i u morskom ledu i u slatkoj vodi - sastoje se od velikog broja ploča, tačno paralelnih jedna s drugom. Optička os kristala se nalazi okomito na ove ploče.
Zanimljivi rezultati su dobijeni proučavanjem distribucije kristala prema orijentaciji njihovih optičkih osa u zavisnosti od dubine njihovog pojavljivanja u debljini leda. Orijentaciju možemo okarakterisati sa dva ugla - polarnim, što je ugao između c-osai vertikalno i azimutalno, tj. ugao mjeren iz nekog proizvoljnog smjera, na primjer od linije sjever-jug. Veličine azimutalnih uglova obično se ne povinuju ni jednom zakonu; rijetki izuzeci od ovog pravila mogu biti uzrokovani neobičnim pojavama plime i oseke. Polarni uglovi pokazuju određeni obrazac. Kao što je već spomenuto, orijentacija kristala u blizini površine leda je prilično promjenjiva, jer ovisi o utjecaju vjetra tokom formiranja leda. Ali kako idete dublje u led, polarni uglovi se povećavaju, a na dubini od oko 20 cmOptičke ose gotovo svih kristala su orijentirane horizontalno. Laboratorijska studija smrzavanja destilovane vode (Perey i Pounder, 1958), pod uslovom da je hlađena samo iz jednog smera i da je voda bila u mirnom stanju, dala je rezultate prikazane u tabeli. Horizontalni presjeci su uzeti sa površine leda i sa dubina 5 i 13 cm.Svaki dio je pregledan pomoću univerzalnog polariskopa. Istovremeno je određen odnos površina (u procentima) koje zauzimaju kristali sa istom - unutar intervala od 10 stepeni - orijentacijom optičkih osa.
Orijentacija kristala u ledenom pokrivaču (Pounder, 1967.)
Dubina, cm% površine koju zauzimaju kristali sa polarnim uglovima od 0 - 10 stepeni 10 - 20 stepeni 70 - 80 stepeni 80 - 90 stepeni 0 5 1368 12 137 3 26 18 145 26 43
Slična situacija je uočena u prirodnom morskom ledu koji je dostigao određenu "dob". Izuzeci se javljaju u slučajevima kada se tokom rasta ledenog pokrivača javljaju pomaci koji uzrokuju kompresiju i lomljenje leda. Dakle, najveći dio morskog leda koji postoji godinu dana ili više sastoji se od kristala, čije su optičke osi usmjerene horizontalno i orijentirane haotično po azimutu. Dužina (vertikalna visina) takvih kristala doseže 1 mi više, sa prečnikom od 1 do 5 cm.Razlozi prevladavanja kristala s horizontalnim optičkim osama u ledu pomažu u razumijevanju Sl. 4. Pošto ledeni kristal ima jednu glavnu os simetrije, on može rasti prvenstveno u dva smjera. Molekuli leda se vezuju za kristalnu rešetku bilo u ravninama (kristala) okomitim na c-osai nazivaju se bazalnim ravnima , ili u smjeru c-ose, što zauzvrat dovodi do povećanja površine bazalnih ravnina. Na osnovu zakona termodinamike možemo doći do zaključka da bi prvi tip rasta kristala trebao biti intenzivniji od drugog, što potvrđuju eksperimenti.
Rice. 5 Prevladavanje rasta kristala sa nagnutim optičkim osama, uzrokujući postepeno nestajanje kristala sa okomitim With-osa. (Pounder, 1967.)
Interfejs led-voda
Proučavanje podloge rastućeg morskog leda pomaže razumjeti kako se voda smrzava. Donji 1-2 cm Ledeni slojevi se sastoje od ploča čistog (svježeg) leda sa slojevima slane vode između njih. Ploče koje čine dio zasebnog kristala paralelne su jedna s drugom i obično se nalaze okomito. Ovo je takozvani skeletni (ili okvirni) sloj. Mehanička čvrstoća ovog sloja je obično izuzetno niska. Daljnjim smrzavanjem ploče se nešto zgušnjavaju, između njih se pojavljuju ledeni mostovi i postepeno nastaje čvrsti led u kojem se salamura nalazi u obliku kapi ili ćelija između ploča. Smanjenje temperature leda dovodi do smanjenja veličine ćelija ispunjenih slanom otopinom, koje u poprečnom presjeku imaju oblik dugih vertikalnih cilindara gotovo mikroskopskih dimenzija. Takve ćelije se mogu naći na sl. 4 u obliku redova crnih tačaka koje se nalaze duž linija između ploča. Određeni broj ćelija salamure takođe je prisutan na granicama između kristala, ali najveći deo salamure se nalazi unutar pojedinačnih zrna. Na sl. U tabeli 5 prikazani su rezultati statističke studije debljine ploča u uzorku godišnjeg morskog leda. Može se vidjeti da ploče imaju ujednačenu debljinu, u prosjeku u rasponu od 0,5-0,6 mm.Prečnik gnijezda u kojem se nalazi slanica je obično oko 0,05 mm.
Rice. 6 Statistička distribucija debljine lopatice u morskom ledu prve godine. (Pounder, 1967.)
Još uvijek nema dovoljno podataka o dužini takvih gnijezda; poznato je samo da fluktuira u mnogo širim granicama od prečnika. Otprilike možemo pretpostaviti da je dužina gnijezda oko 3 cm.
Dakle, vidimo da se morski led u većini slučajeva sastoji od makroskopskih kristala sa složenom unutrašnjom strukturom - sadrži ploče čistog leda i veliki broj ćelija koje sadrže slanu vodu. Osim toga, led obično sadrži mnogo malih sfernih mjehurića zraka formiranih od zraka otopljenog u vodi, koji se oslobađaju tokom procesa zamrzavanja. Dio zapremine morskog leda koji zauzima tečna slana voda je izuzetno važan parametar koji se naziva sadržaj slane vode v (slika 6). Može se izračunati poznavanjem saliniteta, temperature i gustine morskog leda. Na osnovu poznavanja faznih odnosa rastvora soli sadržanih u morskoj vodi na niskim temperaturama, (Assur, 1958) izračunao je v za one vrednosti saliniteta i temperature leda koje se nalaze na zemaljskoj kugli. Rezultati koje je dobio Assur ne uzimaju u obzir prisustvo mjehurića zraka u ledu, ali se njihov učinak na vrijednost v može eksperimentalno odrediti poređenjem gustine uzorka morskog leda sa gustinom slatkovodnog leda. na istoj temperaturi. (Pounder, 1967.)
Rice. 7 Migracija slane vode duž temperaturnog gradijenta (Pounder, 1967.)
Vrste morskog leda
Morski led je podijeljen u tri vrste na osnovu njegove lokacije i mobilnosti:
plutajući (plutajući) led;
pakovanje višegodišnjeg leda (pakovanje)
Brzi led je vrsta fiksnog leda u morima i okeanima i njihovim zaljevima duž obale.
Rice. 8 (Snijeg prekriven brzi led i lebdeći led na Baltičkom moru)
Dinamički se morski led dijeli na pokretni (plutajući) i stacionarni. Fiksni led uključuje brzi led i stamuhu.
Brzi led je ploča leda pričvršćena za obalu ili plićak koji se proteže od nekoliko metara do stotine kilometara od obale kada se voda smrzne. Brzi led doživljava samo vertikalne vibracije kada se nivo vode promeni. Može se formirati i na svojoj lokaciji kada se morski val zamrzne, i kao rezultat smrzavanja. Ova vrsta se može raspasti i tako postati lebdeći led. U područjima visokih geografskih širina, brzi led može postojati nekoliko godina i dostići debljinu od 10-20 m. Za borbu protiv brzog leda koriste se ledolomci na morskim putevima.
Plutajući led nije vezan za obalu i zanosi pod uticajem vjetra i struje. Tu spadaju početne faze leda (mast, snježna bljuzga, bljuzga, led od palačinki), njegovi kasniji oblici (nilas, mlada riba, jednogodišnji, dvogodišnji i višegodišnji led), led u obliku polja, njihov krhotine ili pojedinačne ledene plohe, kao i sante leda, njihove krhotine i ledena ostrva.
Ovisno o veličini ledenih ploha, plutajući led se dijeli na sljedeće oblike:
§ ledena polja su najveće formacije lebdećeg leda po površini, koje se po veličini dijele na gigantske (preko 10 km u prečniku), ekstenzivne (2-10 km), velike (0,5-2 km) i fragmente polja - leda rovovi dimenzija 100 - 500 m;
§ krupni led - ledene plohe veličine 20-100 m;
§ sitni lomljeni led - ledenice veličine 2-20 m;
§ rendani led - ledenice veličine 0,5-2 m;
§ mraz - komadi leda različite starosti smrznuti u ledenom polju;
§ humke - pojedinačne gomile fragmenata ledenih ploča (brežuljaka) na ledenom pokrivaču, nastale kao rezultat jakog sudara ili kompresije leda;
§ nesyak - velika humka ili grupa grbina zamrznuta zajedno, koja predstavlja zasebnu ledenu plohu s relativno malim horizontalnim i velikim vertikalnim dimenzijama; gaz do 20-25 m i visina nadmorske visine do 5 m.
Pakovni led je dugotrajni polarni morski led koji je preživio više od 2 godišnja ciklusa rasta i topljenja. Obično se posmatraju kao ogromna ledena polja u arktičkom basenu, kao i brzi led duž sjevernih obala Grenlanda, u sjevernim tjesnacima kanadskog arktičkog arhipelaga i na Antarktiku. Humke na ledenim poljima parka obično se izglađuju ponovnim topljenjem, čineći njihovu površinu pretežno brdovitom. Na Arktiku parkovni led pokriva površinu od 60 do 90% ledenog pokrivača. Gusti parkovni led je neprohodan za brodove.
Pod ledom se podrazumijevaju slobodno lebdeće ledene mase koje su skliznule u vodu i odvojile se od glečera na kopnu, kao i plutajuće ledene plohe koje su naknadno zarobljene obalnim ledom. Morski led ima sljedeće svojstvo: čak i kada se formira, manje je slani od morske vode. Kako se njen „život” nastavlja, sve je bliže i više svježem stanju i konačno postaje sposoban za konzumaciju.
Rice. 9 Pakovanje leda
Zaključak
ledeni okeanski pokrivač
Proučavanje i analiza podataka omogućili su nam da izvučemo sljedeće zaključke:
.Ledeni fenomeni uključuju i ledene formacije, koje su oblici postojanja leda u vodnim tijelima.
.Faze ledenog režima odgovaraju karakterističnim periodima ledenog režima - jesenji ledeni fenomeni, smrzavanje, proljetni ledeni fenomeni.
.Morski led je složena formacija, heterogena po svojim termofizičkim svojstvima, nastala pod uticajem čitavog kompleksa spoljašnjih faktora.
.Najvažnija svojstva morskog leda su poroznost i salinitet, koji određuju njegovu gustoću (od 0,85 do 0,94 g/cm³).
.Struktura morskog leda sastoji se od velikog broja diskova ili ploča čistog leda tzv Suga.Debljina ovih ledenih ploča je vrlo mala, prosječna veličina je otprilike 2,5 cm * 0,5 mm,a oblik može biti izuzetno raznolik - od kvadrata (ili skoro kvadrata) do heksagonalnih formacija.
.Led u okeanima i morima se obično klasifikuje prema broju
karakteristike, od kojih su glavne genetske, dinamičke, starosne i morfološke.
Bibliografija
1.Barton V., Cabrera N., Frank F. Rast kristala i ravnotežna struktura njihovih površina // U: Elementarni procesi rasta kristala. Per. sa engleskog M.: Strana izdavačka kuća. lit., 1959. S. 11 - 168.
2. Burke A.K. Morski led. L.: Glavsevmorputi, 1940. 94 str.
Doronin Yu.P., Kheisin D.E., Morski led. L.: Gidrometeoizdat, 1975. 318 str.
Žukov L.A. Opća oceanologija. L.: Gidrometeoizdat, 1976. 376 str.
Zubov N.N. Morske vode i led. L., Gidrometeoizdat, 1938. 451 str.
Nazarov V.S. Proučavanju svojstava morskog leda // Proceedings of AARI 1938, vol. 110, str. 101-108.
Pounder E.F. Fizika leda. M.: "MIR". Per. sa engleskog Shinkar G.G., 1967, str. 30 - 39.
Saveliev B.A. Struktura, sastav i svojstva ledenog pokrivača u morskim i slatkovodnim tijelima. Ed. Moskovski državni univerzitet, 1963. 541 str.
Kheisin D.E. Dinamika ledenog pokrivača. L., Gidrometeoizdat, 1967. 215 str.
Tutoring
Trebate pomoć u proučavanju teme?
Naši stručnjaci će savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite svoju prijavu naznačivši temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konsultacija.
Morski led je led koji nastaje u moru (okeanu) kada se voda zamrzne. Kako je morska voda slana, smrzavanje vode sa salinitetom jednakim prosječnom salinitetu Svjetskog okeana događa se na temperaturi od oko -1,8 °C.
Procjena količine (gustine) morskog leda data je u bodovima - od 0 (čista voda) do 10 (čvrsti led).
Svojstva
Najvažnija svojstva morskog leda su poroznost i salinitet, koji određuju njegovu gustoću (od 0,85 do 0,94 g/cm³). Zbog male gustine leda, ledene plohe se uzdižu iznad površine vode za 1/7 - 1/10 svoje debljine. Morski led počinje da se topi na temperaturama iznad -2,3°C. U poređenju sa slatkom vodom, teže se raspada na komade i elastičnija je. Salinitet
Salinitet morskog leda zavisi od saliniteta vode, brzine stvaranja leda, intenziteta mešanja vode i njene starosti. U prosjeku, salinitet leda je 4 puta manji od saliniteta vode koja ga je formirala, u rasponu od 0 do 15 ppm (u prosjeku 3 - 8 ‰).
Gustina
Morski led je složeno fizičko tijelo koje se sastoji od svježih kristala leda, slane vode, mjehurića zraka i raznih nečistoća. Odnos komponenti zavisi od uslova nastajanja leda i kasnijih procesa leda i utiče na prosečnu gustinu leda.
Dakle, prisustvo mjehurića zraka (poroznost) značajno smanjuje gustinu leda. Salinitet leda ima manji uticaj na gustinu nego na poroznost. Sa salinitetom leda od 2 ppm i nultom poroznošću, gustina leda je 922 kilograma po kubnom metru, a sa poroznošću od 6 posto pada na 867.
Istovremeno, kod nulte poroznosti, povećanje saliniteta sa 2 na 6 ppm dovodi do povećanja gustoće leda samo sa 922 na 928 kilograma po kubnom metru.
Termofizička svojstva
Prosječna toplinska provodljivost morskog leda je oko pet puta veća od vode i osam puta veća od snijega i iznosi oko 2,1 W/m stepeni, ali se može smanjiti prema donjim i gornjim površinama leda zbog povećanog saliniteta. i povećanje broja pora.
Toplotni kapacitet morskog leda približava se toplotnom kapacitetu svježeg leda kako se temperatura leda smanjuje kako se slana otopina smrzava. Sa povećanjem saliniteta, a samim tim i povećanjem mase slane vode, toplinski kapacitet morskog leda sve više ovisi o toplini faznih transformacija, odnosno promjena temperature.
Efektivni toplotni kapacitet leda raste sa povećanjem saliniteta i temperature.
Toplina fuzije (i kristalizacije) morskog leda kreće se od 150 do 397 kJ/kg, ovisno o temperaturi i salinitetu (sa povećanjem temperature ili saliniteta, toplina fuzije se smanjuje).
Optička svojstva
Čisti led je providan za svetlosne zrake. Inkluzije (mjehurići zraka, slana otopina, prašina) raspršuju zrake, značajno smanjujući prozirnost leda.
Boja morskog leda u velikim masivima varira od bijele do smeđe.
Bijeli led se formira od snijega i ima mnogo zračnih mjehurića ili ćelija slanice.
Mladi morski led, koji ima zrnastu strukturu i sadrži značajne količine zraka i slane vode, često je zelene boje.
Višegodišnji grbavi led iz kojeg su istisnute nečistoće i mladi led koji se smrznuo u mirnim uslovima često imaju plavu ili plavu boju. Led glečera i sante leda su takođe plave boje. U plavom ledu jasno je vidljiva igličasta struktura kristala.
Smeđi ili žućkasti led je riječnog ili primorskog porijekla i sadrži primjese gline ili huminskih kiselina.
Početne vrste leda (ledena mast, bljuzga) imaju tamno sivu boju, ponekad sa čeličnom nijansom. Kako se debljina leda povećava, njegova boja postaje svjetlija, postepeno postaje bijela. Kada se otapa, tanki komadi leda ponovo postaju sivi.
Ako led sadrži veliku količinu mineralnih ili organskih nečistoća (plankton, eolske suspenzije, bakterije), njegova boja može promijeniti u crvenu, ružičastu, žutu, čak i crnu.
Zbog svojstva leda da zadržava dugovalno zračenje, sposoban je stvoriti efekat staklene bašte, što dovodi do zagrijavanja vode ispod sebe.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva leda znače njegovu sposobnost da se odupre deformacijama.
Tipične vrste deformacija leda: napetost, kompresija, smicanje, savijanje. Postoje tri faze deformacije leda: elastična, elastično-plastična i faza destrukcije.
Uzimanje u obzir mehaničkih svojstava leda važno je pri određivanju optimalnog kursa ledolomaca, kao i pri postavljanju tereta na ledene plohe, polarne stanice i pri proračunu čvrstoće trupa broda.
Uslovi obrazovanja
Kada se formira morski led, male kapi slane vode pojavljuju se između potpuno svježih kristala leda, koji se postepeno slijevaju. Tačka smrzavanja i temperatura najveće gustine morske vode zavise od njenog saliniteta.
Morska voda, čiji je salinitet ispod 24.695 ppm (tzv. bočata voda), kada se ohladi, prvo dostiže najveću gustinu, poput slatke vode, a daljim hlađenjem i bez miješanja brzo dostiže tačku smrzavanja.
Ako je salinitet vode iznad 24.695 ppm (slana voda), ona se hladi do tačke smrzavanja uz konstantno povećanje gustine uz kontinuirano mešanje (razmena između gornjeg hladnog i donjeg toplijeg sloja vode), što ne stvara uslove za brzo hlađenje i smrzavanje vode, odnosno kada se pod istim vremenskim uslovima slana okeanska voda smrzava kasnije od slane vode.
Klasifikacije
Morski led je podijeljen u tri vrste na osnovu njegove lokacije i mobilnosti:
plutajući (plutajući) led,
višegodišnji led za pakovanje (pakovanje).
Prema fazama razvoja leda razlikuje se nekoliko takozvanih početnih vrsta leda (po vremenu nastanka):
ledene igle,
ledena mast,
unutarvodno (uključujući dno ili sidro), formirano na određenoj dubini i objekti koji se nalaze u vodi u uvjetima turbulentnog miješanja vode.
Vrste leda dalje u vremenu formiranja su nilas led:
nilas, formiran na mirnoj morskoj površini od masti i snijega (tamni nilas debljine do 5 cm, svijetli nilas debljine do 10 cm) - tanka elastična kora leda koja se lako savija na vodi ili nabubri i stvara nazubljene slojeve kada se stisne;
tikvice nastale u desaliniziranoj vodi u mirnom moru (uglavnom u zaljevima, u blizini riječnih ušća) - krhka sjajna kora leda koja se lako lomi pod utjecajem valova i vjetra;
Led za palačinke nastao tokom slabih talasa od ledene masnoće, snega ili bljuzgavice, ili kao posledica loma usled talasa pljoska, nila ili takozvanog mladog leda. To su ledene ploče okruglog oblika od 30 cm do 3 m u prečniku i debljine 10 - 15 cm sa podignutim ivicama usled trljanja i udara leda.
Dalja faza razvoja leda je mladi led, koji se dijeli na sivi (debljine 10 - 15 cm) i sivo-bijeli (debljine 15 - 30 cm) led.
Morski led koji nastaje iz mladog leda i nije star više od jedne zime naziva se led prve godine.
Ovaj prvogodišnji led može biti:
tanak prvogodišnji led - bijeli led debljine 30 - 70 cm,
prosječna debljina - 70 - 120 cm,
debeli prvogodišnji led - debljine više od 120 cm.
Ako se morski led topi najmanje godinu dana, klasifikuje se kao stari led.
Stari led se deli na:
rezidualni prvogodišnji led - led koji se nije otopio ljeti i ponovo je u fazi smrzavanja,
dvogodišnji - trajao je više od godinu dana (debljina doseže 2 m),
višegodišnji - led debljine 3 m ili više, koji je preživio otapanje najmanje dvije godine. Površina takvog leda prekrivena je brojnim nepravilnostima i nasipima nastalim kao rezultat stalnog topljenja. Donja površina višegodišnjeg leda je također vrlo neravna i raznolikog oblika.
Debljina višegodišnjeg leda u Arktičkom okeanu u nekim područjima dostiže 4 m.
Antarktičke vode uglavnom sadrže prvogodišnji led debljine do 1,5 m, koji ljeti nestaje.
Na osnovu svoje strukture, morski led se konvencionalno dijeli na igličasti, spužvasti i zrnati, iako se obično nalazi u mješovitoj strukturi.
Područja distribucije
Na osnovu trajanja očuvanja ledenog pokrivača i njegove geneze, vode Svjetskog okeana obično se dijele na šest zona:
Vodena područja u kojima je ledeni pokrivač prisutan tokom cijele godine (centar Arktika, sjeverne regije mora Arktičkog okeana, Antarktička mora Amundsena, Bellingshausena, Weddell).
Vodene površine u kojima se led mijenja godišnje (Barentsko, Karsko more).
Vodena područja sa sezonskim ledenim pokrivačem koji se formira zimi i potpuno nestaje ljeti (Azovsko, Aralsko, Baltičko, Bijelo, Kaspijsko, Ohotsko, Japansko more).
Vodene površine u kojima se led formira samo u veoma hladnim zimama (Mramarsko, Severno, Crno more).
Vodena područja u kojima se nalazi led koji su donijele struje izvan njihovih granica (Grenlandsko more, područje otoka Newfoundlanda, značajan dio Južnog okeana, uključujući područje gdje su sante leda rasprostranjene.
Preostale vodene površine, koje čine veći dio Svjetskog okeana, nemaju led na svojoj površini.
Morski led je led koji nastaje u moru (okeanu) kada se voda zamrzne. Budući da je morska voda slana, smrzavanje vode sa salinitetom jednakim prosječnom salinitetu Svjetskog okeana događa se na temperaturi od oko -1,8°C.
Najvažnija svojstva morskog leda su poroznost i salinitet, koji određuju njegovu gustoću (od 0,85 do 0,94 g/cm3). Zbog male gustine leda, ledene plohe se uzdižu iznad površine vode za 1/7 - 1/10 svoje debljine. Topljenje morskog leda počinje na temperaturama iznad ?2,3 °C. U poređenju sa slatkom vodom, teže se raspada na komade i elastičnija je.
Salinitet morskog leda zavisi od saliniteta vode, brzine stvaranja leda, intenziteta mešanja vode i njene starosti. U prosjeku, salinitet leda je 4 puta manji od saliniteta vode koja ga je formirala, u rasponu od 0 do 15 ‰ (u prosjeku 3-8 ‰).
Morski led je složeno fizičko tijelo koje se sastoji od svježih kristala leda, slane vode, mjehurića zraka i raznih nečistoća. Odnos komponenti zavisi od uslova nastajanja leda i kasnijih procesa leda i utiče na prosečnu gustinu leda. Dakle, prisustvo mjehurića zraka (poroznost) značajno smanjuje gustinu leda. Salinitet leda ima manji uticaj na gustinu nego na poroznost. Sa salinitetom leda od 2‰ i nultom poroznošću, gustina leda je 922 kg/m³, a sa poroznošću od 6% opada na 867. Istovremeno, sa nultom poroznošću, povećava se salinitet sa 2 na 6 ‰. dovodi do povećanja gustine leda samo sa 922 na 928 kg/mi.
Na osnovu stepena pokretljivosti, morski led se dijeli na stacionarni i lebdeći. Glavni oblik fiksnog leda je naslaga leda, koja može nastati prirodnim smrzavanjem vode ili kao rezultat lebdećih leda bilo koje starosne kategorije koji se smrzavaju do obale. Fiksni led također uključuje stamuke - grbine formacije koje se nalaze na tlu u plitkoj vodi ili blizu obale. Sve ostale vrste morskog leda klasificiramo kao lebdeći led, koji se kreće pod utjecajem vjetra i struja. Kao rezultat heterogenosti polja vjetra i struja, razlika u debljini i strukturi ledenih polja i složene interakcije s obalama, drift ledenih polja, ledenih ploha i komada leda nastaje neravnomjerno. To dovodi do njihovih sudara, deformacija i lomova.
Na osnovu njihove koncentracije, plutajući led se dijeli na pojedinačne ledene plohe, rijetki led, kompaktni led, vrlo kompaktni led i kontinuirani led. Kretanje zbijenog leda praćeno je deformacijama, uključujući pomicanje i pomicanje ledenih polja i ledenih ploha jedna u odnosu na drugu, rotaciju ledenih ploha i formiranje grbina, pukotina i pukotina. Kao rezultat kretanja i deformacija dolazi do preraspodjele leda na površini mora, mijenja se njegova koncentracija, mijenja se struktura i morfologija ledenog pokrivača.
Nakon što se led učvrsti na 9-10 tačaka, ako sile koje su ga izazvale nastave djelovati, počinje kompresija, pri čemu dolazi do slojevitosti i humovanja leda. Proces hummockinga sastoji se od razbijanja ledenog pokrivača, nakon čega slijedi naginjanje fragmenata do okomitog položaja, drobljenje ivica ledenih ploha, guranje ledenih ploča jedna preko druge i nagomilavanje ledenih grebena i grebena. Relativnim kretanjem ledenih polja formiraju se dugi ravni grebeni od fino usitnjenog leda. Grebeni humki skliznog porijekla karakteristični su za područja gdje se uočavaju značajne razlike u brzinama zanošenja. Na granici brzog leda s pokretnim ledom, ovisno o smjeru zanošenja, mogu se pojaviti pukotine ili praznine, ili mogu nastati posmični grebeni humki ili kompresijske humke. Na plitkim morskim dubinama i intenzivnom formiranju humki, osnove grbina mogu doseći tlo. Takve humke zaoraju brazde na dnu.
Ovisno o razlozima koji uzrokuju kretanje leda naprijed, razlikuje se nekoliko tipova zanošenja vjetra. Ovaj drift se nastavlja još neko vrijeme i nakon što vjetar prestane, jer plutajući led u svom kretanju uključuje gornje slojeve vode. Brzina vjetra zanošenja morskog leda je blizu 1:50 brzine vjetra. Smjer zanošenja obično se ne poklapa sa smjerom vjetra. U arktičkim morima, pod utjecajem Coriolisovih sila, smjer zanošenja odstupa udesno od smjera vjetra za ugao od 28°, au antarktičkim morima - u suprotnom smjeru. U mnogim morima, na primjer, Bijelom, Barentsovom, Beringovom, Ohotskom i drugim morima, plimni drift leda, uzrokovan strujama pri visokim i niskim plimama, igra važnu ulogu.
Na smjer zanošenja u velikoj mjeri utječe blizina obale, prisustvo otoka i plićaka, te topografija dna. Kao rezultat istovremenog utjecaja mnogih faktora, hod leda je često neravnomjeran, pojedinačne ledene mase i nakupine mogu se slijevati u različitim smjerovima i različitim brzinama. Granice između njih nazivaju se drift divide, koje karakterizira prisutnost traka naribanog leda i humskih pojaseva.
Prema fazama razvoja leda razlikuje se nekoliko takozvanih početnih vrsta leda (po vremenu nastanka):
ledene igle,
ledena mast,
unutarvodno (uključujući dno ili sidro), formirano na određenoj dubini i objekti koji se nalaze u vodi u uvjetima turbulentnog miješanja vode. Dalje vrste leda u vremenu formiranja su nilas led:
nilas, formiran na mirnoj morskoj površini od masti i snijega (tamni nilas debljine do 5 cm, svijetli nilas debljine do 10 cm) - tanka elastična kora leda koja se lako savija na vodi ili nabubri i stvara nazubljene slojeve kada se stisne;
tikvice nastale u desaliniziranoj vodi u mirnom moru (uglavnom u zaljevima, u blizini riječnih ušća) - krhka sjajna kora leda koja se lako lomi pod utjecajem valova i vjetra;
Led za palačinke nastao tokom slabih talasa od ledene masnoće, snega ili bljuzgavice, ili kao posledica loma usled talasa pljoska, nila ili takozvanog mladog leda. To su ledene ploče okruglog oblika od 30 cm do 3 m u prečniku i debljine 10 - 15 cm sa podignutim ivicama usled trljanja i udara leda. Dalja faza razvoja leda je mladi led, koji se dijeli na sivi (debljine 10 - 15 cm) i sivo-bijeli (debljine 15 - 30 cm) led. Morski led koji nastaje iz mladog leda i nije star više od jedne zime naziva se led prve godine. Ovaj prvogodišnji led može biti:
tanak prvogodišnji led - bijeli led debljine 30 - 70 cm,
prosječna debljina - 70 - 120 cm,
debeo led prve godine - debljine preko 120 cm.Ako se morski led otapao najmanje godinu dana, klasifikuje se kao stari led. Stari led se deli na:
rezidualni prvogodišnji led - led koji se nije otopio ljeti i ponovo je u fazi smrzavanja,
dvogodišnji - traje više od jedne godine (debljina doseže 2 m),
višegodišnji - led debljine 3 m ili više, koji je preživio otapanje najmanje dvije godine. Površina takvog leda prekrivena je brojnim nepravilnostima i nasipima nastalim kao rezultat stalnog topljenja. Donja površina višegodišnjeg leda je također vrlo neravna i raznolikog oblika.
Raspodjela morskog leda.
Površina morskog leda varira sezonski od 9 do 18 miliona km² na sjevernoj hemisferi i od 5 do 20 miliona km² na južnoj hemisferi. Maksimalni razvoj ledenog pokrivača na sjevernoj hemisferi bilježi se u februaru-martu, a na Antarktiku - u septembru-oktobru. Generalno, morski led na kugli zemaljskoj, uzimajući u obzir sezonske varijacije, pokriva 26,3 miliona km² sa prosečnom debljinom pokrivača od oko 1,5 m. Morski led se formira u svim morima Arktičkog okeana. Zimi se formiraju i u Beringovom, Ohotskom, Azovskom, Aralskom i Belom moru, u Finskom, Botničkom i Riškom zalivu Baltičkog mora, u severnim delovima Japanskog i Kaspijskog mora i povremeno na severozapadnoj obali Crno more.
Na Arktiku postoji šest gradacija jednogodišnjeg i višegodišnjeg leda, koji se razlikuju po debljini i vremenu postojanja. Jednogodišnji led se naziva tanak kada je njegova debljina 30-70 cm, srednje debljine - od 70 do 120 cm i debljine - više od 120 cm. Dvogodišnji led ima debljinu od 180-280 cm, trogodišnji i četvorogodišnji. godišnji led - 240-280 cm.Debljina višegodišnjeg leda dostiže 280-360 cm.U periodu maksimalnog razvoja ledenog pokrivača u Arktičkom okeanu, višegodišnji led pokriva 28% ukupne površine, dvogodišnji led - 25%, prvogodišnji i mladi led - 47%.
Na južnoj hemisferi, ledeni pokrivač se razvija koncentrično oko Antarktika od aprila do septembra. Višegodišnji led tamo praktično ne postoji, a dvogodišnji pokriva manje od 25% površine maksimalnog razvoja leda.
Glacijalni zapis
Snijeg koji pada na glečer leži u sloju na njegovoj površini, a zimski nanosi se po strukturi veoma razlikuju od ljetnih. Svake godine novi sloj snijega zatrpa prošlogodišnji sloj, i tako desetinama i stotinama hiljada godina. Glečer raste, drevni slojevi postaju sve dublji, a čitava ledena masa se dijeli na godišnje slojeve, slično godišnjim godovima drveća. Ovako je zapisan glacijalni zapis, ali da biste ga pročitali, morate barem naučiti odrediti starost svakog glacijalnog sloja.
U gornjem dijelu glečera, koji je formiran “vrlo nedavno” - u posljednjih nekoliko hiljada godina - starost sloja se utvrđuje bez većih poteškoća. Da biste to učinili, jednostavno prebrojite godišnje slojeve, koji se sastoje od zimskih i ljetnih naslaga. Kako se dubina povećava, to postaje sve teže jer led sporo teče. Stoga se pri određivanju starosti drevnih slojeva koriste posebni proračuni koji uzimaju u obzir ovo kretanje.
Glečeri bilježe mnogo detaljnije informacije o prošlim epohama nego godovi drveća. Oni mogu reći naučnicima kakva je bila klima, temperatura zraka, atmosfera na našoj planeti prije 10-20, već prije 200-300 hiljada godina. Čak i podaci o vjetrovima koji su duvali u tim dalekim erama ostaju u sjećanju glečera. Kako su sve te bogate informacije pohranjene u ledu? Poznato je da se voda sastoji od dva hemijska elementa - vodonika i kiseonika. Ali kiseonik i vodonik su različiti - "laki" i "teški". Obična voda nastaje od takozvanih lakih izotopa, a teška voda nastaje od teških izotopa. Među brojnim molekulima obične vode uvijek se može naći nekoliko molekula teške vode - u prirodi su, po pravilu, neodvojivi. Ali činjenica je da sadržaj teške vode u ledu zavisi od temperature na kojoj je nastao. Što je temperatura viša, to je više molekula teške vode u ledu. Stoga, mjerenjem količine teške vode u ledu, možete prilično precizno saznati koja je temperatura bila u trenutku njegovog formiranja. Uz vodu, u debljini glečera pohranjena je i atmosferska prašina koja se taložila na površini leda prije mnogo hiljada godina. Analizirajući ga, možete saznati čime je zrak bio zagađen u to doba, odakle su ga donosili vjetrovi, da li je tada bilo većih vulkanskih erupcija i još mnogo toga.
Još zanimljiviji zapisi iz glacijalnog zapisa odnose se na sastav drevne atmosfere. Problem zagađenja vazduha jedan je od gorućih problema savremenog čovečanstva. A koliko se atmosfera pogoršala, možete saznati samo ako uporedite njen moderni sastav sa onim koji je imao mnogo prije pojave čovjeka i industrije. Gdje možete pronaći drevni zrak?
U glečerima. Padajući na površinu, snijeg se prvo pretvara u firn - rastresiti zrnati led s puno zraka.
Kako se firn zbija i smrzava, formira led, a mjehurići zraka koje sadrži čvrsto su zatvoreni u glacijskoj masi. Nakon što su izolovali ove sićušne mehuriće drevnog vazduha, naučnici vrše njihovu hemijsku analizu i utvrđuju koliko je ugljen-dioksida, kiseonika, metana i mnogih drugih atmosferskih gasova bilo u njima.
Najvažnije i najzanimljivije je da se svi podaci zabilježeni u glacijskom zapisu mogu čitati korak po korak, iz godine u godinu, analizirajući svaki godišnji sloj leda posebno i po redu. Krećući se od vrha do dna, možete pratiti kako su se postepeno mijenjali temperatura, zagađenje i sastav Zemljine atmosfere i kako su klimatski uslovi na Zemlji fluktuirali tokom stotina hiljada godina. Da bi se to saznalo, potrebno je probušiti hiljadu metara debljine glečera, uzeti uzorke leda sa različitih dubina i potom ih podvrgnuti analizi u naučnim laboratorijama.
Prva rupa u ledu napravljena je u Alpima 1841. godine, a pola veka kasnije nekoliko alpskih rupa je već dopiralo do glacijalnog korita. Danas je bušenje glečera postalo uobičajena aktivnost za istraživače. Dubina nekih bunara na Grenlandu i Antarktiku prelazila je 2 km.
Bušenje leda je vrlo teško zbog njegove plastičnosti: čim uklonite burgiju, zidovi rupe se brzo zatvaraju. Zbog toga se bunar mora napuniti tečnošću koja se ne smrzava, koja ima istu gustinu kao led. Obično se za bušenje koristi ili elektromehanička ili elektrotermalna metoda, kada se led topi zagrijanim svrdlom.
Stub leda uklonjen iz glečera tokom bušenja naziva se „jezgro“. Pažljivo se odvozi u posebne hlađene laboratorije, gdje se detaljno proučava najsavremenijim metodama analize.
Najzanimljiviji rezultati do sada su došli iz bušenja na polarnoj stanici Vostok na Antarktiku, započetog 70-ih godina 20. stoljeća. Stanica Vostok se nalazi u centralnom delu Istočnog Antarktika na nadmorskoj visini od 3490 m. Prosečna godišnja temperatura ovde je -56,6 C, sneg se akumulira nešto više od 2 cm godišnje. Debljina glečera na 3500 m sadrži led taloženo stotinama hiljada godina.
