استخدم باحثون من جامعة باكنيل في لويسبرج ، بنسلفانيا رادار اختراق الأرض (GPR) للتحقيق غير الجراحي في الخصائص الجوفية لمراوح الحطام الجليدي. نود أن نشارك بعض أعمالهم. على الرغم من أن المعجبين في ألاسكا ونيوزيلندا قد تمت دراستهم أثناء بحثهم ، إلا أن هذه المقالة تركز على العمل المنجز في مكارثي الجليدي ، ألاسكا ، الولايات المتحدة الأمريكية.
تم العثور على مراوح الحطام الجليدي على رأس أو على طول جانب الأنهار الجليدية في الوادي حيث يتم فصل القمم الجليدية عالية المستوى عن الأنهار الجليدية في الوادي (الشكلان 1 و 2). تم وصف هذه الأشكال الأرضية غير المستقرة والمتغيرة بسرعة مؤخرًا على أنها سمات انحلال على الأرض ، ومع ذلك ، تظل الخصائص تحت السطحية غير معروفة والعمليات التي تؤدي إلى تكوينها غير مفهومة جيدًا.
وقد لوحظ أن العمليات السطحية التي تبني هذه الميزات تشمل الانهيارات الجليدية ، والانهيارات الصخرية ، وتدفق الحطام الجليدي ، والتدفقات البطيئة ، مما يؤدي إلى تكوين بما في ذلك رواسب الثلج والجليد والصخور (الصخور) لمراوح الحطام الجليدي. يبلغ طول الرواسب الحديثة في مراوح الحطام الجليدي مئات الأمتار وعرضها عشرات الأمتار وسمكها بالأمتار.
تنتج فترات الذوبان الشديد للجليد أو الصخور الكبيرة تركيزات كبيرة من الرواسب الصخرية.
لفهم بنية المراوح الجليدية والعمليات التي تخلقها بشكل أفضل ، استخدمنا نظام PulseEKO® مع هوائيات ثنائية ثابتة وغير محمية بتردد مركزي يبلغ 100 و 200 ميجاهرتز لجمع بيانات GPR. معدل أخذ العينات الوقت يعتمد على تردد الهوائي ؛ تم أخذ عينات من بيانات 100 ميجاهرتز كل 0.8 نانوثانية ، بينما تم أخذ عينات من بيانات 200 ميجاهرتز كل 0.4 نانوثانية. تم جمع جميع بيانات GPR مع 16 مكدسًا لكل تتبع (انظر المقالة نصائح: الضوضاء والتكديس و DynaQ® لمزيد من المعلومات حول التكديس) ونافذة زمنية تبلغ 3000 نانوثانية.
تم استخدام ملفات تعريف GPR (الشكل 2) لتحديد الهندسة تحت السطحية للمراوح وتم استخدام سبر نقطة الوسط المشتركة (CMP) والانعكاس / الانكسار بزاوية واسعة (WARR) لقياس سرعة إشارة GPR في باطن الأرض. باستخدام روتين تحليل CMP في برنامج EKKO_ProjectTM ، قدمت هذه القياسات متوسط سرعة 0.16 م / نانو ثانية ، وهي سرعة نموذجية للجليد. أشارت عمليات سبر CMP / WARR إلى اختلاف طفيف في السرعة من مادة السطح إلى أعماق تصل إلى 53 مترًا داخل مراوح الحطام الجليدي. لمزيد من المعلومات حول CMPs ، راجع المسح المشترك للنقطة المتوسطة باستخدام DVL-500P
تشير ملامح GPR (الأشكال من 3 إلى 5) إلى وجود فرق كبير في خصائص إشارة GPR المرصودة أعلى وأسفل العاكس البارز (الحد الأخضر) ؛ الاختلاف الأساسي هو مقدار أنماط الحيود في كل طبقة. يتم وضع أعمق المواد في طبقات ، مع القليل من الانحرافات ، بينما تُظهر المادة الموجودة أسفل العاكس الأخضر المزيد من الانحرافات بشكل ملحوظ. يتم تفسيرها على أنها طائرات فشل هشة مرتبطة بالشقوق والتصدعات في الجليد ، لذا فإننا نفسر هذه الحدود على أنها الفصل بين مادة مروحة الحطام الجليدي ذات المسامية العالية أعلاه والجليد أدناه.
هناك واجهة أعمق وأقوى (حد أزرق) يتم تفسيرها على أنها حجر الأساس أو ربما جليد جليدي أقدم في الخط 1 (الشكل 4). ومع ذلك ، بالنسبة للخط 3 (الشكل 3) ، فإننا نفسر هذا على أنه تالوس (صخرة فضفاضة ، مكدسة) ، كما يمكن رؤيته في الصورة في الشكل 2.
بعض الاستنتاجات من هذا البحث هي:
- يبدو أن انعكاسات GPR من داخل مروحة الحطام الجليدي مرتبطة بواجهات غنية بالصخور. يمكن إنتاج هذه الواجهات عن طريق إذابة الجليد وتركيز المواد الصخرية أو أحداث الصخور.
- كان GPR مفيدًا لتصوير قاعدة رواسب الحطام الجليدي الكبيرة.
- تصبح انعكاسات GPR الداخلية أقل تماسكًا مع العمق ، وقد يتم تعويضها عن طريق الخطأ ، وقد تشير إلى دوران.
- يتوافق نطاق سرعات إشارة GPR المقاسة مع المواد الغنية بالثلج بكميات متفاوتة من الماء السائل.
في حين أن العديد من خصائص العاكسات والعاكسات لا تزال بحاجة إلى الحقيقة الأساسية في البحث الجاري ، فقد قدمت GPR الصور الأولى في هيكل مراوح الحطام الجليدي.
يمكنك العثور على مزيد من المعلومات حول هذا البحث هنا:
- تقييم قدرة الرادار على اختراق الأرض لتصوير الخصائص الجوفية لمراوح الحطام الجليدي في ألاسكا ونيوزيلندا
- جيومورفولوجيا مراوح الحطام الجليدي: توصيل الجليد والرواسب إلى الأنهار الجليدية في الوادي المنفصلة عن الغطاء الجليدي
البيانات والقصة بإذن من الدكتور روبرت دبليو جاكوب ، جامعة باكنيل
