Wat zijn de verschillende soorten ijsformaties die op aarde worden gevonden?

IJs komt over de hele wereld voor in een grote verscheidenheid aan vormen. De verschillende vormen van ijs zijn meer dan alleen bevroren water, ze vertellen het verhaal van hun omgeving terwijl ze veranderen met de seizoenen en tonen trends van het veranderende klimaat op aarde.

Wetenschappers bestuderen kernmonsters die zijn getrokken uit de diepten van grote ijsformaties, zoals ijskappen en gletsjers, om te ontdekken hoe het lokale klimaat in de loop van honderden jaren is veranderd en om te helpen voorspellen hoe het klimaat in de toekomst zal veranderen, zei Melissa Hage, een milieuactivist. wetenschapper en assistent-professor aan het Oxford College of Emory University in Georgia.

Hier definiëren we de algemene termen die de verschillende soorten ijsformaties beschrijven die over de hele wereld voorkomen.

Gletsjers

Gletsjers zijn grote zoetwaterijsmassa's op het land die worden gevormd door vallende sneeuw die uiteindelijk zo zwaar wordt dat het tot ijs wordt samengeperst, volgens het National Snow and Ice Data Center (NSIDC). Gletsjers variëren in grootte van ongeveer de lengte van een voetbalveld (120 meter of 110 meter) tot een paar honderd mijl lang, en zijn te vinden op elk continent.

Technisch gezien zijn gletsjers kleinere vormen van ijskappen en ijskappen, allemaal grote ijsmassa's die langzaam door het landschap kruipen, ongeacht wat er zich onder bevindt. Deze langzaam bewegende ijsreuzen kunnen hele bergketens en zelfs actieve vulkanen doorkruisen, volgens Benjamin Edwards, een vulkanoloog aan het Dickinson College in Pennsylvania, die de interacties tussen gletsjers en vulkanen bestudeert..

Gletsjers stoppen met groeien waar ze de oceaan ontmoeten en het warmere zoute water smelt de rand van de bevroren zoetwatermassa. Opwarming van de oceaan heeft de snelheid van het smelten van gletsjers en andere ijsformaties zoals ijsbergen en ijsplaten in of naast de oceaan verhoogd, aldus Justin Burton, een natuurkundige aan het Emory College in Georgia, die de fysica van gletsjerverlies bestudeert. Gletsjers zijn een van de beste milieu-indicatoren voor klimaatverandering, vanwege de zichtbare veranderingen die ze ondergaan in een tijdschaal van slechts enkele dagen.

IJsbergen

Volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) zijn ijsbergen grote, drijvende massa's zoetwaterijs die uit elkaar zijn gevallen van gletsjers, ijskappen of ijsplaten en in de oceaan zijn gevallen. Om een ​​ijsberg te worden genoemd, moet de ijsmassa meer dan 16 voet (4,9 m) boven zeeniveau stijgen, tussen 98 voet en 164 voet (30 tot 50 m) dik zijn en een oppervlakte beslaan van ten minste 5.382 vierkante voet ( 500 vierkante meter).

Stukken ijs die te klein zijn om als ijsberg te worden gecategoriseerd, krijgen volgens NSIDC kleurrijkere namen. 'Bergy bits' zijn bijvoorbeeld typisch stukjes ijs die van een ijsberg zijn afgebroken en minder dan 5 meter breed zijn. "Growlers" zijn stukjes ijs die iets kleiner zijn, ongeveer zo groot als een pick-uptruck; en "onbezonnen ijs" brokken zijn de fragmenten die minder dan 2 meter breed zijn.

IJsbergen kunnen ook in tabelvorm zijn, wat aangeeft dat de ijsberg van de rand van een ijsplaat is afgebroken. Deze grote, rechthoekige ijsvormen, ook bekend als ijseilanden in het noordpoolgebied, hebben meestal platte toppen met bijna loodrechte zijden.

IJskap

IJskappen zijn de grootste ijsformaties ter wereld. Deze enorme ijsvlakten bedekken volgens NSIDC meer dan 20.000 vierkante mijl (50.000 vierkante kilometer). Er zijn slechts drie ijskappen op aarde, die Groenland, West-Antarctica en Oost-Antarctica bedekken. Tijdens de laatste ijstijd bedekten ijskappen ook grote delen van Noord-Amerika, Zuid-Amerika en Noord-Europa.

Gecombineerd wordt volgens NSIDC momenteel meer dan 99 procent van het zoete water op aarde vastgehouden in de ijskappen van Groenland en Antarctica. Wetenschappers schatten dat als alleen de Groenlandse ijskap zou smelten, de zeespiegel ongeveer 6 meter zou stijgen en als beide Antarctische ijskappen zouden smelten, de zeespiegel 60 meter zou stijgen. Het zou echter honderden jaren duren voordat die ijskappen waren gesmolten.

In de afgelopen decennia zijn delen van de ijskap boven Antarctica gestaag aan het smelten. Hoewel het lijkt alsof slechts een relatief klein deel van de ijskap is gesmolten, is het voldoende om de hoogte van het continent te verhogen, net als IJsland aan het einde van de laatste ijstijd, vertelde Edwards. IJsland maakte in die tijd een periode van toegenomen vulkanisme door, mogelijk doordat de korst terugkaatste nadat het ijs het niet langer had verzwaard. Dezelfde uitkomst zou een punt van zorg kunnen worden voor West-Antarctica, zei Edwards, "hoewel we dat gebied niet echt goed genoeg begrijpen om het zeker te weten."

IJskappen en ijsvelden

IJskappen zijn ijskappen die kleiner zijn dan 50.000 vierkante kilometer. Deze ijsstructuren vormen zich volgens NSIDC meestal in poolgebieden die meestal vlak en op grote hoogte zijn. IJsland is bijvoorbeeld grotendeels bedekt met ijskappen. De Vatnajökull-ijskap aan de oostkant van IJsland is de grootste ijskap van Europa, met een oppervlakte van ongeveer 3.127 vierkante mijl (8.100 vierkante kilometer) en een gemiddelde dikte van 1.300 voet (400 m).

IJsvelden en ijskappen lijken qua grootte en locatie sterk op elkaar en verschillen alleen in hoe de ijsstroom wordt beïnvloed door de omgeving, aldus de National Park Service (NPS). IJsvelden bevatten bergen en richels die uit het ijsoppervlak springen en de manier waarop het ijs stroomt veranderen, net als een groot rotsblok dat boven het oppervlak van een beek uitsteekt, waardoor het water eromheen stroomt. IJskappen daarentegen bouwen zichzelf op elk terrein en verspreiden zich vanuit hun midden.

IJs melange

Volgens Burton is een ijsmelange in wezen een gigantische slushy die zich vormt in gletsjerfjorden die bestaan ​​uit zee-ijs, ijsbergen en de kleinere verwanten van ijsbergen. De melange ontstaat wanneer zeestromingen of oppervlaktewinden de ijsmassa niet uit de fjord halen en een gedeeltelijke grens vormen tussen de gletsjer en de oceaan..

IJsmélanges worden beschouwd als 's werelds grootste korrelige materiaal vanwege de grote hoeveelheid gesuspendeerd sediment en vloeistof die zich in de ijsbrij bevindt, zei Burton.

Omdat ijsmelange geen vast ijs is, kan het relatief warmere oceaanwater door het ijs naar de gletsjer sijpelen. Deze eigenschap betekent dat de ijsmelange een grote invloed heeft op hoeveel een gletsjer uit elkaar valt en hoeveel zoet water de fjord binnenkomt.

IJsplateau

De meeste ijsplaten van de aarde bevinden zich rond de kust van Antarctica, maar ze zijn ook overal te vinden waar landijs, zoals een gletsjer, uitmondt in de koude oceaan, aldus NSIDC. De planken zijn gemaakt van drijvende ijsplaten die aansluiten op een landmassa. Ze worden gevormd wanneer ijs langzaam van gletsjers en ijsstromen naar de oceaan stroomt, maar het ijs smelt niet meteen vanwege de koude oceaantemperaturen. De planken worden dan opgebouwd uit extra ijs dat uit de gletsjers stroomt.

IJs stromen

IJsstromen zijn rivieren van ijskappen die relatief sneller stromen dan het omringende ijs en die zich gemiddeld ongeveer een halve mijl (800 m) per jaar verplaatsen.

De Jakobshavn-gletsjer in Groenland, de snelst stromende gletsjer ter wereld, wordt soms geclassificeerd als een ijsstroom. Volgens een artikel uit 2014, gepubliceerd in het tijdschrift Cryosphere, beweegt Jakobshavn zich met een snelheid van ongeveer 10,5 mijl (17 km) per jaar.

Zee ijs

Zee-ijs is bevroren zout water en wordt aangetroffen in afgelegen pooloceanen. Volgens NSIDC beslaat het gemiddeld ongeveer 9,65 miljoen vierkante mijl (25 miljoen vierkante km) van de aarde per jaar.

Zee-ijs is van vitaal belang voor de ecosystemen en het klimaat van de poolgebieden en kan ook de oceaancirculatie en het weer beïnvloeden, aldus NASA's Earth Observatory. Deze brokken zoutwaterijs verminderen de erosie van ijsplaten en gletsjers nabij de kustlijnen door golven en wind te minimaliseren en creëren een isolerend oppervlak om verdamping van water en warmteverlies naar de atmosfeer te verminderen. Tijdens de warmere zomermaanden geeft smeltend zee-ijs voedingsstoffen terug aan de oceaan en stelt het het oppervlak van de oceaan bloot aan zonlicht, die beide de groei van fytoplankton stimuleren, die de basis vormen van het mariene voedselweb.

Omdat het klimaat op aarde snelle veranderingen ondergaat, smelt het zee-ijs sneller dan het opnieuw kan bevriezen. Dit is vooral duidelijk in het noordpoolgebied, waar de oceaan- en landtemperaturen sneller stijgen dan op enige andere plaats op aarde, zei Edwards..

Sneeuwbal aarde

De bevroren aarde, bijgenaamd Snowball Earth, verwijst naar perioden in de geologische gegevens waarin de meerderheid, zo niet alle, van de planeet bevroren was, volgens het Dartmouth Undergraduate Journal of Science.

"Vier ijstijden, tussen 750 en 580 miljoen jaar geleden, waren misschien zo ernstig dat het hele aardoppervlak, van pool tot pool, inclusief de oceanen, volledig bevroren was", zei Hage. "Toen de pooloceanen eenmaal begonnen te bevriezen, werd meer zonlicht weerkaatst op de witte ijsoppervlakken en werd de koeling versterkt."

Wetenschappers schatten dat de gemiddelde temperatuur op aarde in deze perioden daalde tot minus 58 graden Fahrenheit (minus 50 graden Celsius) en dat de waterkringloop (de cyclus waarin water tussen de atmosfeer, het land en de oceanen gaat) stilvalt..

Maar er is enige discussie over de vraag of de aarde volledig bevroren was of dat er nog steeds stukken modderig of open water waren op de evenaar waar zonlicht het water zou kunnen binnendringen en sommige organismen zou laten overleven.

Wetenschappers geloven dat op een gegeven moment de kooldioxide-niveaus in de atmosfeer zijn gestegen, hoogstwaarschijnlijk als gevolg van vulkanen, die de temperatuur voldoende verhoogden om de watercyclus opnieuw te starten. De toegenomen hoeveelheid waterdamp in de lucht, naast de kooldioxide, veroorzaakte een periode van op hol geslagen opwarming, waardoor de temperatuur op aarde in een paar honderd jaar steeg tot 122 graden F (50 graden C), zei Hage. Geringe lichtveranderingen in de baan van de aarde of axiale kanteling brachten uiteindelijk de gemiddelde temperatuur van de planeet op de huidige levensondersteunende temperatuur van 58,6 graden F (14,9 graden C).

Onderzoek suggereert dat er aan het einde van de sneeuwbalperiode een enorme explosie van leven plaatsvond, bekend als de Cambrische explosie, volgens het University of California Museum of Paleontology. Het is de vroegst bekende periode binnen het fossielenbestand waarin grote groepen dieren (zoals brachiopoden en trilobieten) voor het eerst verschijnen gedurende een geologisch korte periode (ongeveer 40 miljoen jaar).

Aanvullende bronnen:

• Lees meer over de onderzoeksprogramma's die worden ondersteund door het National Snow and Ice Data Center.
• Lees meer over het zee-ijsonderzoek dat gaande is in het Polar Science Center van de Universiteit van Washington.
• Luister naar hoe een Antarctische ijsplaat klinkt in deze opname van de American Geophysical Union (AGU).