Лід зустрічається по всьому світу в найрізноманітніших формах. Різні форми льоду більш ніж просто замерзла вода розповідає історію свого середовища, коли вони змінюються з порами року та показують тенденції зміни клімату на Землі.
Вчені вивчають основні зразки, витягнуті з глибин великих льодових утворень, таких як крижані шапки та льодовики, щоб виявити, як мінявся місцевий клімат за сотні років, і допомогти передбачити, як зміниться клімат у майбутньому, - сказала Меліса Хейдж, еколог вчений і доцент Оксфордського коледжу університету Еморі в Грузії.
Тут ми визначимо загальні терміни, що описують різні типи льодових утворень, що зустрічаються у всьому світі.
Льодовики
Льодовики - це великі прісноводні маси льоду на суші, які утворюються з падаючого снігу, який з часом стає настільки важким, що він стискається в лід, повідомляє Національний центр обробки даних зі снігу та льоду (NSIDC). Льодовики мають величину приблизно від довжини футбольного поля (120 ярдів або 110 метрів) до декількох сотень миль, і його можна знайти на кожному континенті.
Технічно кажучи, льодовики - це менші форми крижаних шапок та крижаних покрив, всі це - велика маса льоду, що повільно повзає по ландшафту, незалежно від того, що знаходиться під ними. Ці повільноворушливі крижані гіганти можуть перетинати цілі гірські масиви та навіть діючі вулкани, за словами Бенджаміна Едвардса, вулканолога з коледжу Дікінсона в Пенсильванії, який вивчає взаємодію між льодовиками та вулканами.
Льодовики перестають рости там, де вони зустрічаються з океаном, а тепліша солона вода тане на краю замерзлої прісноводної маси. Температура океану, що потепліла, збільшила швидкість танення льодовиків та інших крижаних утворень, таких як айсберги та крижані полиці в океані чи поруч із ним, за словами Джастіна Бертона, фізика з коледжу Еморі в Джорджії, який вивчає фізику втрати льодовика. Льодовики - один з найкращих екологічних показників щодо зміни клімату, завдяки видимим змінам, які вони зазнають за часом масштабування за декілька днів.
Айсберги
Айсберги - це великі плаваючі маси прісноводних льодів, які відірвалися від льодовиків, крижаних покривів чи крижаних полиць і впали в океан, повідомляє Національне управління океанічної та атмосферної атмосфери (NOAA). Для того, щоб називатись айсбергом, крижана маса повинна підніматися на висоті понад 4 фути (4,9 м) над рівнем моря, бути товщиною від 30 до 50 м на відстані 98 футів та 164 футів і охоплювати площу не менше 5 322 квадратних футів ( 500 квадратних м).
Шматочки льоду, які занадто малі, щоб їх можна було віднести до категорії айсберг, отримують більш колоритні назви, повідомляє NSIDC. Наприклад, «бергі-шматочки», як правило, є шматочки льоду, які відірвали айсберг і мають ширину менше 15 футів (5 м). «Хлібороби» - це шматочки льоду, які трохи менше, розміром з пікап; і "шумні крижані" шматки - це фрагменти, що знаходяться в межах 2,5 футів (2 м).
Айсберги також можуть мати табличну форму, що означає, що айсберг відірвався від краю крижаної полиці. Ці великі прямокутні форми льоду також відомі як льодовикові острови в Арктиці, як правило, мають плоскі вершини з майже перпендикулярними сторонами.
Крижаний лист
Крижані покриви - найбільші крижані утворення в світі. Ці величезні льодові рівнини охоплюють понад 20 000 квадратних миль (50 000 квадратних км), повідомляє NSIDC. На Землі є лише три крижини, які охоплюють Гренландію, Західну Антарктиду та Східну Антарктиду. Під час останнього льодовикового періоду крижані покриви охоплювали також великі території Північної Америки, Південної Америки та Північної Європи.
У сукупності понад 99 відсотків прісної води на Землі зараз знаходяться на льодовикових покривах Гренландії та Антарктиди, повідомляє NSIDC. Вчені вважають, що якби тільки льодяний покрив Гренландії розтанув, рівень моря підніметься приблизно на 20 футів (6 м), і якщо обидва антарктичних крижаних пластів тануть, рівень моря підвищиться на 200 футів (60 м). Однак знадобиться кілька сотень років, щоб ці крижані пластівці розтанули.
За останні кілька десятиліть частини льодовикового покриву над Антарктидою постійно тануть. Незважаючи на те, що може здатися, що тільки розтанула лише відносно невелика кількість крижаного покриву, достатньо для того, щоб підвищити висоту континенту, як Ісландія наприкінці останнього льодовикового періоду, розповів Едвардс Live Science. За цей час Ісландія пережила період посиленого вулканізму, можливо, завдяки відскоченню кори після того, як лід більше не зважував її. Цей же результат може стати проблемою для західної Антарктиди, сказав Едвардс, "хоча ми не дуже добре розуміємо цю територію, щоб точно знати."
Крижані шапки та крижані поля
Крижані шапки - це крижані покриви розміром менше 20 000 квадратних миль (50 000 квадратних км). Ці льодові структури, як правило, утворюються в полярних областях, які переважно плоскі та на великих висотах, повідомляє NSIDC. Наприклад, Ісландія в основному покрита крижаними кришками. Крижана шапочка Vatnajökull на сході Ісландії - найбільша крижана шапочка в Європі, яка займає близько 1227 квадратних миль (8 100 квадратних км) і складає в середньому 1300 футів (400 м).
Крижані поля та крижані шапки дуже схожі за розмірами та розташуванням і відрізняються лише тим, як на льодовий потік впливає його оточення, повідомляє Національна служба парку (NPS). Крижані поля містять гори та хребти, які вискакують з льодової поверхні та змінюють течію льоду, подібно до великого валуна, який визирає над поверхнею потоку, внаслідок чого вода тече навколо нього. Крижані шапки, з іншого боку, будують поверх будь-якої місцевості і розкидаються від їх центру.
Крижаний меланж
Льодяний меланж - це, по суті, гігантська сльота, яка утворюється у льодовикових фіордах, які складаються з морського льоду, айсбергів та менших родичів айсбергів, за словами Бертона. Меланж утворюється, коли океанські течії або поверхневі вітри не в змозі перемістити масу льоду з фіорду, утворюючи часткову межу між льодовиком і океаном.
Льодяні меланжі вважаються найбільшим зернистим матеріалом у світі через велику кількість суспендованого осаду та рідини, що містяться в крижаній золі, сказав Бертон.
Оскільки крижані крила не є твердим льодом, відносно тепліша вода океану може просочуватися крізь лід до обличчя льодовика. Ця характеристика означає, що крижаний меланж має великий вплив на те, скільки льодовика розпадається і скільки прісної води потрапляє у фіорд.
Крижана полиця
Більшість льодових полиць Землі знаходяться біля узбережжя Антарктиди, однак їх можна також знайти де завгодно, коли наземний лід, наприклад льодовик, впадає в холодний океан, повідомляє NSIDC. Полиці виготовлені з плаваючих листів льоду, які з'єднуються з суходолом. Вони утворюються, коли лід повільно тече з льодовиків та льодових потоків на океан, але лід не тане одразу через холодну температуру океану. Потім полиці будуються з додаткового льоду, що стікає з льодовиків.
Крижані потоки
Крижані потоки - це річки з крижаних листів, які течуть відносно швидше, ніж навколишній лід, як правило, в середньому рухаються приблизно в півмилі (800 м) на рік.
Льодовик Якобшавн у Ґренландії, найшвидше льодовик у світі, іноді класифікується як крижаний потік. Згідно зі статтею 2014 року, опублікованою в журналі Cryosphere, Якобшавн рухається зі швидкістю приблизно 17 км на рік.
Морський лід
Морський лід - це замерзла солона вода і знаходиться у віддалених полярних океанах. Він охоплює близько 9,65 мільйона квадратних миль (25 мільйонів квадратних км) Землі в середньому на рік, повідомляє NSIDC.
Морський лід є життєво важливим для екосистем та клімату полярних регіонів, а також може впливати на циркуляцію океану та погоду, повідомляє НАСА "Обсерваторія Землі". Ці шматки морського льоду зменшують ерозію льодових полиць та льодовиків поблизу берегової лінії, мінімізуючи хвилі та вітер, і створюють ізолюючу поверхню для зменшення випаровування води та втрати тепла в атмосферу. У теплі літні місяці танення морського льоду виділяє поживні речовини назад в океан і піддає поверхні океану сонячне світло, обидва вони стимулюють ріст фітопланктону, що є основою морської продовольчої павутини.
Оскільки клімат Землі зазнає швидких змін, морський лід тане швидше, ніж може промерзати. Це особливо очевидно в Арктиці, де температура океану та суші зростає швидше, ніж у будь-якому іншому місці Землі, сказав Едвардс.
Снігова куля Землі
Замерзла Земля на прізвисько Земля Сніжної кулі позначає періоди часу в геологічному записі, коли більшість, якщо не всі, планети замерзли, повідомляє Дартмутський студентський журнал наук.
"Чотири крижані епохи, між 750 і 580 мільйонами років тому, можливо, були настільки суворі, що вся поверхня Землі - від полюса до полюса, включаючи океан, повністю замерзла", - сказав Хейдж. "Як тільки полярні океани почали замерзати, більше білого сонячного світла відбивалося від білих льодових поверхонь і охолодження посилювалося".
Вчені підрахували, що середня температура на Землі знизилася до мінус 58 градусів за Фаренгейтом (мінус 50 градусів Цельсія) за ці періоди і що кругообіг води (цикл, в якому вода йде між атмосферою, сушею та океаном) вимикається.
Але існують певні дискусії щодо того, чи була Земля повністю замерзлою твердою, чи все ж на екваторі залишалися плями сльотовидної або відкритої води, куди сонячне світло може потрапляти у воду і дозволяти деяким організмам виживати.
Вчені вважають, що в якийсь момент в атмосфері підвищився рівень вуглекислого газу, швидше за все, через вулкани, які підвищили температуру, достатню для відновлення кругообігу води. Збільшення кількості водяної пари в повітрі, крім вуглекислого газу, спричинило період нагрівання, збільшивши глобальну температуру до 50 градусів (50 градусів) протягом кількох сотень років, зазначив Хейдж. Невеликі зміни світла на орбіті Землі або осьовий нахил врешті-решт привели середню температуру планети до поточної життєзабезпечувальної температури 58,6 градусів F (14,9 градусів С).
Дослідження свідчать, що величезний вибух життя, відомий як кембрійський вибух, стався наприкінці періоду снігової кулі, повідомляє Музей палеонтології Каліфорнійського університету. Це найдавніший відомий період в обліку викопних робіт, в якому основні групи тварин (такі як брахіоподи та трилобіти) вперше з'являються за геологічно короткий проміжок часу (приблизно 40 мільйонів років).
