деформации в ледниках

ДЕФОРМАЦИИ В ЛЕДНИКАХ

Изменения формы элементарных объемов в ледниках под действием напряжений. Под элементарным объемом подразумевается объем, превышающий объем кристаллов с их анизотропными свойствами, но достаточно малый, чтобы считать все компоненты тензоров напряжений и деформаций в нем однородными. Деформации подразделяются на вязкопластические и разрывные. Вязкопластические характеризуются тензорами, описывающими изменения всех компонент вектора скорости по трем ортогональным осям Простейший вариант таких деформаций — простой сдвиг — наблюдается в точке максимума скоростей на вертикали у пересечения оси ледника с границей питания. Скорость движения здесь убывает от поверхности ледника к ложу, поперечных изменений скорости нет. Деформация сложного сдвига с параллельными линиями тока без продольного растяжения или сжатия, но с изменением скорости не только по вертикали, но и поперек ледника, наблюдается в сечении ледника у границы питания. Изменение скорости движения и расхода льДа вдоль ледника за счет аккумуляции и абляции приводит к деформациям растяжения вдоль линий тока и сжатия поперек них в области аккумуляции и деформациям сжатия вдоль линий тока и растяжения поперек них в области абляции. В продольном сечении вдоль оси ледника, где нет поперечных деформаций, наблюдается плоское напряженно-деформированное состояние. Продольное растяжение и сжатие меняется вдоль ледника вслед за изменениями рельефа ложа. Поверхность ледника и лед плавучих шельфовых ледников находятся в состоянии одноосных или двухосных горизонтальных растяжений или сжатий. Остальная масса льда, залегающая в долинных ледниках с переменным сечением или растекающаяся к краям покровных ледников, находится в состоянии сложных трехмерных деформаций, включающих и компоненты вращения (углового поворота).

В целом поле Д. в л. представлено совокупностью тензоров деформаций для всех элементарных объемов. Главные оси тензоров располагаются на биссектрисах между вектором скорости и градиентом его модуля, нормальным к изотахам. Линии главных осей двухосных тензоров на поверхности ледников образуют поля линий растяжения и сжатия, строящихся на основании карт линий тока и изотах.

Для полевого определения нормальных га и касательных Zij компонент скорости деформаций (номера осей координат: i = 1, 2, 3; / = 2,3, I; k — Ъ, 1, 2; Zu — изменение составляющей вектора скорости Ui по оси i, Zij — изменение ее по оси /) на поверхности ледников повторно измеряются стороны и диагонали многоугольников

— /^/Δτ,

где l' и l" — начальные и конечные длины отрезков вдоль оси ί, Δτ — интервал времени между измерениями.

Скорости главных сдвигов ε/Α = (е/ — Zk) /2, их ориентация = (фг + φ*)/2. Вычисляются все компоненты тензоров в общей системе координат и их инварианты. Деформация по вертикали определяется либо непосредственно по измерениям оседания во ! льду или фирне, либо из уравнения неразрывности по разности горизонтальных компонент растяжения с учетом уплотнения фирна вследствие внутреннего питания.

Характерные скорости Д. в л. 0,01 год-1, на уступах они достигают 0,1 год-1, а в момент ледниковых подвижек — даже нескольких единиц в год, однако такое состояние длится лишь 1—2 месяца.

А. Н. Кренке

Источник: Толковый словарь по гляциологии на Gufo.me