Jak poruszają się lodowce?

Lodowce to gigantyczne, solidne „rzeki” lodu. Były one obecne przez większą część historii Ziemi i są odpowiedzialne za duże obiekty geograficzne na jej powierzchni, w tym Wielkie Jeziora. Lodowce podróżują mile od miejsca pochodzenia i osadzają gruz na szerokich połaciach ziemi.

Pytanie brzmi, jak ciało stałe, takie jak lód, porusza się w ten sposób? Zdarzają się lawiny skalne, ale są one nagłe i spowodowane jedynie erozją. Osuwiska nie płyną kilometrami tak, jak lodowce. Jaka jest więc przyczyna tego ruchu lodowca?

W grę wchodzi kilka mechanizmów. Pierwsza dotyczy relacji między temperaturą a ciśnieniem. Temperatura topnienia większości substancji wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia – atomy zsunięte bliżej siebie stają się bardziej stabilne. Nie dotyczy to lodu. W przypadku lodu temperatura topnienia spada wraz ze wzrostem ciśnienia.

Lód na dnie lodowców jest pod ogromnym ciśnieniem. Niektóre lodowce mają ponad milę głębokości. Dzięki połączeniu tych ekstremalnych ciśnień i utajonego ciepła pochodzącego z samej ziemi część lodu topi się i nadaje lodowcowi nad nim śliską powierzchnię, która może się zsuwać.

Jednak ten proces topienia nie jest niezawodny. Różni się w zależności od zmian ciśnienia i temperatury. Dlatego lodowce poruszają się powoli, od cala do kilku stóp dziennie. Duża zmienność prędkości przepływu lodowców wynika z równie dużej zmienności ciśnień i temperatur w lodowcu.

Innym mechanizmem są ruchy kryształków lodu w samym lodowcu. Lodowiec jest szybszy w swoim centrum, gdzie występuje najmniejsze tarcie z otaczającą skałą. Małe cząsteczki lodu, nawet w postaci stałej, poruszają się o milionowe części cala w odpowiedzi na niewielkie zmiany ciśnienia i niewielkie nachylenia. Łączny wpływ wszystkich tych małych ruchów składa się na znaczący globalny efekt, który napędza lodowiec.

Czasami lodowce poruszają się w niespotykanym tempie, zwanym przypływem. Na przykład w 1953 himalajski lodowiec Kutiah przesunął się o siedem mil w trzy miesiące. Naukowcy wciąż nie są do końca pewni przyczyny tych fal, ale mogą one wystąpić, gdy delikatne układy strukturalne w lodowcu osiągną „punkt krytyczny” i spowodują kaskadę zawaleń i odpowiadający temu przepływ.