Vilka är de olika typerna av isformationer som finns på jorden?

Is finns över hela världen i en mängd olika former. Mer än bara fryst vatten berättar de olika formerna av is historien om sin miljö när de förändras med årstiderna och visar trender för det förändrade klimatet på jorden.

Forskare studerar kärnprover som dras från djupet i stora isformationer, som iskappar och glaciärer, för att avslöja hur det lokala klimatet har förändrats under hundratals år och för att förutsäga hur klimatet kommer att förändras i framtiden, säger Melissa Hage forskare och biträdande professor vid Oxford College of Emory University i Georgia.

Här definierar vi de vanliga termer som beskriver de olika typerna av isformationer som finns över hela världen.

glaciärer

Glaciärer är stora ismassor med sötvatten på land som bildas av fallande snö som så småningom blir så tunga att de komprimeras till is, enligt National Snow and Ice Data Center (NSIDC). Glaciärer varierar i storlek från ungefär längden på en fotbollsplan (120 meter, eller 110 meter) till några hundra mil långa, och kan hittas på alla kontinenter.

Tekniskt sett är glaciärer mindre former av iskappar och isplattor, som alla är stora ismassor som långsamt kryper över landskapet, oavsett vad som finns under dem. Dessa långsamt rörande isjättar kan korsa hela bergskedjor och till och med aktiva vulkaner, enligt Benjamin Edwards, en vulkanolog vid Dickinson College i Pennsylvania, som studerar samspelet mellan glaciärer och vulkaner.

Glaciärer slutar växa där de möter havet och det varmare saltvattnet smälter kanten av den frysta sötvattensmassan. Värmande havstemperaturer har ökat smältningen av glaciärer och andra isformationer som isberg och ishyllor i eller intill havet, enligt Justin Burton, en fysiker vid Emory College i Georgien, som studerar fysiken av glaciärförlust. Glaciärer är en av de bästa miljöindikatorerna för klimatförändringar på grund av de synliga förändringarna de genomgår över tidskalor så korta som några dagar.

isberg

Isberg är stora, flytande massor av sötvattensis som har gått sönder från glaciärer, islakor eller ishyllor och fallit i havet, enligt National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). För att kallas ett isberg måste ismassan stiga mer än 4 fot över havet, vara mellan 98 fot och 164 fot (30 till 50 m) tjock och täcka ett område på minst 5 382 kvadratfot ( 500 kvadratmeter).

Isstycken som är för små för att kategoriseras som ett isberg ges mer färgglada namn, enligt NSIDC. Till exempel är "bergiga bitar" vanligtvis isstycken som har brutit av ett isberg och ligger mindre än 15 fot (3 meter) tvärs över. "Growlers" är isstycken som är lite mindre, ungefär lika stor som en pickup. och "brash is" -stycken är fragmenten som är under 2 m över 6,5 fot.

Isberg kan också vara i form i form av tabell, vilket indikerar att isberget knäpps bort från kanten på en ishylla. Även känd som isöar i Arktis, dessa stora, rektangulära isformer har vanligtvis platta toppar med nästan vinkelräta sidor.

Istäcke

Islager är de största isformationerna i världen. Dessa enorma isslättar täcker mer än 50 000 kvadrat miles (50 000 kvadratkilometer), enligt NSIDC. Det finns bara tre isplattor på jorden som täcker Grönland, Västantarktis och östra Antarktis. Under den senaste istiden täckte islager också stora områden i Nordamerika, Sydamerika och Nordeuropa.

Kombinerat hålls mer än 99 procent av sötvattnet på jorden för närvarande i Grönland och Antarktis, enligt NSIDC. Forskare uppskattar att om bara Grönlands isark smälter skulle havsnivån stiga cirka 6 fot och om båda de antarktiska isarken smälter skulle havsnivån stiga 60 fot (60 meter). Det skulle emellertid ta flera hundra år för dessa isark att smälta.

Under de senaste decennierna har delar av isarken över Antarktis smält stadigt. Även om det kan verka som att en relativt liten mängd av isarken har smält, räcker det för att ha fått kontinentens höjning att öka, precis som Island i slutet av den senaste istiden, berättade Edwards. Island genomgick en period av ökad vulkanism under den tiden, potentiellt på grund av att jordskorpan återhämtade sig efter att is inte längre vägde ner den. Samma resultat kan bli ett problem för västra Antarktis, sade Edwards, "även om vi inte riktigt förstår det området tillräckligt för att veta med säkerhet."

Iskappar och isfält

Iskappar är islakor som är mindre än 50 000 kvadrat miles. Dessa isstrukturer bildas vanligtvis i polära regioner som mestadels är platta och i höga höjder, enligt NSIDC. Island täcks till exempel mest av iskappar. Vatnajökull Ice Cap på östra sidan av Island är den största iskappen i Europa och täcker cirka 3 127 kvadrat miles (8 100 kvadratkilometer) och är i genomsnitt 1300 fot (400 m) tjock.

Isfält och iskappar är mycket lika i storlek och plats och skiljer sig bara i hur isflödet påverkas av dess omgivningar, enligt National Park Service (NPS). Isfält innehåller berg och åsar som dyker upp från isytan och förändrar hur isen flyter, ungefär som en stor stenblock som kikar över ytan av en bäck, vilket får vattnet att rinna runt den. Iskåpor å andra sidan bygger sig själva ovanpå vilken terräng som helst och sprids ut från deras centrum.

Ice mélange

En ismelange är i huvudsak en gigantisk slushy som bildas i glaciära fjordar som består av havsis, isberg och de mindre släktingarna till isberg, enligt Burton. Melangen bildas när havsströmmar eller ytvindar inte flyttar ismassan ut ur fjorden och bildar en partiell gräns mellan glaciären och havet.

Ice mélanges anses vara världens största granulära material på grund av den stora mängden suspenderat sediment och vätska som finns i isens slush, sa Burton.

Eftersom ismelanger inte är fast is kan det relativt varmare havsvattnet sippra genom isen till glaciärens yta. Detta kännetecken betyder att ismelén har ett stort inflytande på hur mycket en glaciär bryter isär och hur mycket färskt vatten som kommer in i fjorden.

Ishylla

Majoriteten av jordens ishyllor finns runt kusten i Antarktis, men de kan också hittas överallt där landisen, till exempel en glaciär, rinner ut i det kalla havet, enligt NSIDC. Hyllorna är gjorda av flytande isark som ansluter till en landmassa. De bildas när is långsamt flyter från glaciärer och isströmmar på havet, men isen smälter inte direkt på grund av kalla havstemperaturer. Hyllorna byggs sedan upp från ytterligare is som flyter från glaciärerna.

Isströmmar

Isströmmar är floder av islager som flyter relativt snabbare än den omgivande isen, som vanligtvis rör sig ungefär en halv mil (800 m) per år, i genomsnitt.

Jakobshavn-glaciären i Grönland, den snabbast rinnande glaciären i världen, klassificeras ibland som en isström. Enligt en artikel från 2014 publicerad i tidskriften Cryosphere rör sig Jakobshavn med en hastighet av cirka 17,5 mil (17 km) per år.

Havs is

Havisen är fryst saltvatten och finns i avlägsna polära hav. Enligt NSIDC täcker det cirka 9,65 miljoner kvadrat miles (25 miljoner kvadratkilometer) av jorden per år.

Havsis är avgörande för de polära regionernas ekosystem och klimat och kan också påverka havets cirkulation och väder, enligt NASAs jordobservatorium. Dessa bitar av saltvattenis reducerar erosionen av ishyllor och glaciärer nära kustlinjerna genom att minimera vågor och vind och skapar en isolerande yta för att minska förångningen av vatten och värmeförlust till atmosfären. Under de varmare sommarmånaderna släpper smältande isis näringsämnen tillbaka i havet och utsätter havets yta för solljus, som båda stimulerar tillväxten av fytoplankton, som utgör grunden för den marina matbanan..

När jordens klimat genomgår snabba förändringar har havsisen smält snabbare än det kan frysa. Detta är särskilt uppenbart i Arktis, där havs- och landstemperaturer stiger snabbare än de är på någon annan plats på jorden, sade Edwards.

Snowball Earth

Den frysta jorden, smeknamnet Snowball Earth, hänvisar till perioder i den geologiska posten då majoriteten, om inte alla, av jorden frystes, enligt Dartmouth Undergraduate Journal of Science.

"Fyra istider, mellan 750 och 580 miljoner år sedan, kan ha varit så svåra att jordens hela yta, från pol till pol, inklusive haven, frös helt över," sade Hage. "När de polära haven började frysa reflekterades mer solljus från de vita isytorna och kylningen förstärktes."

Forskare uppskattar att medeltemperaturen på jorden sjönk till minus 58 grader Fahrenheit (minus 50 grader Celsius) under dessa perioder och att vattencykeln (cykeln där vatten går mellan atmosfären, land och hav) stängs av.

Men det diskuteras om jorden var helt fryst fast eller om det fortfarande fanns fläckar av slushy eller öppet vatten vid ekvatorn där solljus kunde komma in i vattnet och låta vissa organismer överleva.

Forskare tror att koldioxidnivåerna vid någon tidpunkt ökade i atmosfären, troligen på grund av vulkaner, vilket ökade temperaturen tillräckligt för att starta om vattencykeln. Den ökade mängden vattenånga i luften, utöver koldioxid, utlöste en period med rinnande uppvärmning, vilket ökade globala temperaturer till 50 ° C under några hundra år, sade Hage. Lite ljusförändringar i jordens omloppsbana eller axiella lutning förde så småningom planetens medeltemperatur till den nuvarande livbärande temperaturen på 58,6 grader F (14,9 grader C).

Forskning tyder på att en enorm explosion av livet, känd som den kambriska explosionen, inträffade i slutet av snöbollperioden, enligt University of California Museum of Paleontology. Det är den tidigaste kända perioden inom den fossila posten i vilken stora grupper av djur (som brachiopoder och trilobiter) först dyker upp under en geologiskt kort tidsperiod (cirka 40 miljoner år).

Ytterligare resurser:

• Lär dig mer om de forskningsprogram som stöds av National Snow and Ice Data Center.
• Läs om havsforskningen som pågår vid University of Washingtons Polar Science Center.
• Lyssna på hur en antarktisk ishylla låter i den här inspelningen från American Geophysical Union (AGU).