Исследователи из Бакнеллского университета в Льюисбурге, штат Пенсильвания, использовали георадар (GPR) для неинвазивного исследования подповерхностных характеристик веера ледяных обломков. Мы хотели бы поделиться некоторыми из их работ. Хотя в ходе исследования изучались веера на Аляске и в Новой Зеландии, в этой статье основное внимание уделяется работе, проделанной на леднике Маккарти, Аляска, США.
Веера ледяных обломков встречаются в голове или по краям долинных ледников, где высокие ледяные шапки отделяются от долинных ледников (Рисунки 1 и 2). Эти нестабильные, быстро меняющиеся формы рельефа недавно были описаны как признаки дегляциации на Земле, однако характеристики недр остаются неизвестными, а процессы, которые приводят к их образованию, плохо изучены.
Наблюдалось, что поверхностные процессы, формирующие эти элементы, включают ледяные лавины, камнепады, потоки ледяных обломков и слякотные потоки, что приводит к составу, включающему снег, лед и каменные (горные) отложения для вееров ледяного мусора. Недавние отложения на веерах ледяных обломков имеют длину сотни метров, ширину десятки метров и толщину метров.
Периоды интенсивного таяния льда или значительного камнепада приводят к скоплению значительных отложений горных пород.
Чтобы лучше понять структуру обледеневших вентиляторов и процессы, которые их создают, мы использовали систему pulseEKKO® с бистатическими неэкранированными антеннами с центральной частотой 100 и 200 МГц для сбора данных георадара. Частота дискретизации по времени зависела от частоты антенны; Данные 100 МГц отбирались каждые 0.8 нс, а данные 200 МГц - каждые 0.4 нс. Все данные георадара были собраны по 16 стеков на трассу (см. Статью СОВЕТЫ: шум, наложение и DynaQ® для получения дополнительной информации о суммировании) и временное окно 3000 нс.
Профили георадара (рис. 2) использовались для определения георадиолокационной геометрии вентиляторов, а для измерения скорости георадиолокационного сигнала в подповерхностном слое использовались обычные срединные (CMP) и широкоугольные зондирования отражения / преломления (WARR). Используя процедуру анализа CMP в программе EKKO_ProjectTM, эти измерения дали среднюю скорость 0.16 м / нс, что является типичной скоростью для льда. Зондирование CMP / WARR показало небольшое изменение скорости от поверхностного материала до глубин до 53 м в вентиляторах ледяного мусора. Для получения дополнительной информации о CMP см. Обычная съемка средней точки с использованием DVL-500P
Профили георадара (рисунки 3–5) показывают, что существует значительная разница в наблюдаемых характеристиках сигнала георадара выше и ниже выступающего отражателя (зеленая граница); Основное различие заключается в количестве дифракционных картин в каждом слое. Самый мелкий материал является слоистым, с небольшим количеством дифракций, в то время как материал под зеленым отражателем показывает значительно больше дифракций. Они интерпретируются как плоскости хрупкого разрушения, связанные с трещинами и расселинами во льду, поэтому мы интерпретируем эту границу как разделение между ледяным материалом веера обломков с высокой пористостью вверху и льдом внизу.
Существует более глубокая и прочная граница раздела (синяя граница), которая интерпретируется как коренная порода или, возможно, более старый ледниковый лед на линии 1 (рис. 4). Однако для Линии 3 (Рисунок 3) мы интерпретируем это как осыпь (рыхлая, заваленная порода), как видно на фотографии на Рисунке 2.
Некоторые выводы из этого исследования:
- Отражения георадара внутри ледяного веера обломков, по-видимому, связаны с границами раздела, богатыми камнями. Эти границы раздела могут быть образованы путем таяния льда, концентрирующего скальные материалы, или камнепадов.
- Георадар был полезен для получения изображений основания крупных ледяных отложений мусора.
- Внутренние отражения георадара становятся менее согласованными с глубиной, могут быть компенсированы разломом и могут указывать на вращение.
- Диапазон измеренных скоростей сигнала георадара соответствует материалу, богатому льдом, с различным количеством жидкой воды.
В то время как многие отражатели и характеристики отражателей все еще нуждаются в подтверждении в ходе текущих исследований, георадар предоставил первые изображения структуры вентиляторов обледеневшего мусора.
Дополнительную информацию об этом исследовании можно найти здесь:
- Оценка способности наземного радара отображать подповерхностные характеристики вентиляторов ледяного мусора на Аляске и в Новой Зеландии
- Геоморфология веера ледяных обломков: доставка льда и наносов к долинным ледникам, отделенным от ледяных шапок
Данные и рассказ любезно предоставлены доктором Робертом У. Джейкобом, Университет Бакнелла.
