Напряжённое состояние и механика разрушения шельфовых ледников Антарктиды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе изучается напряжённое состояние шельфовых ледников с помощью численного моделирования. Шельфовый ледник моделируется упругой пластиной, плавающей на воде и прикреплённой к покровной части льда в точке заземления. Получено аналитическое решение упругого изгиба пластины и показано, что максимальные растягивающие напряжения на нижней поверхности ледника вблизи точки заземления могут достигать значений 5×107 Па, существенно превышающих предельные значения прочности ледника. Изучена фрагментация ледника, возникающая при движении ледника в условиях стеснённого сжатия. Показано, что деформации ледовой плиты сопровождаются формированием зон локализации неупругих деформаций (ледяных торосов). Выполнено сравнение расчётного рельефа поверхности пластины после локализации деформаций с картиной торошения ледника Ларсена, видной на космических снимках.

Об авторах

И. А. Гарагаш

Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской Академии наук

Email: aabaranov@gmail.com
Россия, Москва

Л. И. Лобковский

Институт океанологии имени П.П. Ширшова Российской Академии наук

Email: aabaranov@gmail.com

академик РАН

Россия, Москва

А. А. Баранов

Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: aabaranov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Jenkins A., Holland D. Melting of floating ice and sea level rise // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. L16609.
  2. Hansen J., Ruedy R., Sato M., Lo K. Global surface temperature change // Rev. Geophys. 2010. V. 48. RG4004. doi: 10.1029/2010RG000345.
  3. Scambos T. A., Bohlander J. A., Shuman C. A. et al. Glacier acceleration and thinning after ice shelf collapse in the Larsen B embayment, Antarctica // Geophysical Research Letters. 2004. V. 31. L18402.
  4. Christie F. D. W., Benham T. J., Batchelor C. L. et al. Antarctic ice-shelf advance driven by anomalous at mospheric and sea-ice circulation // Nature Geo science. 2022. V. 15. P. 356–362.
  5. Bindschadler R., Choi H., Wichlacz A. et al. Getting around Antarctica: New high-resolution mappings of the grounded and freely-floating boundaries of the Antarctic ice sheet created for the International Polar Year // Cryosphere. 2011. V. 5. P. 569–588.
  6. Rosier S., Gudmundsson G. Tidal bending of ice shelves as a mechanism for large-scale temporal variations in ice flow // Cryosphere. 2018. V. 12. P. 1699–1713.
  7. Holdsworth G., Glynn J. Iceberg calving from floating glaciers by a vibrating mechanism // Nature. 1978. V. 274. P. 464–466.
  8. Shebalin P., Baranov A. Aftershock Rate Changes at Different Ocean Tide Heights // Frontiers in Earth Science. 2020. V. 8. doi: 10.3389/feart.2020.559624.
  9. Winkelmann R., Martin M., Haselof M., Albrecht T., Bueler E., Khroulev C., Levermann A. The Potsdam Parallel Ice Sheet Model (PISM-PIK)—Part 1: Model description // Cryosphere. 2011. V. 5. P. 715–726.
  10. Тимошенко С. П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М.: Наука, 1966. 635 с.
  11. Petrovic J. J. Mechanical properties of ice and snow // Journal of Materials Science. 2003. V. 38. P. 1–6.
  12. Fish A. M., Zaretsky Y. K. Ice Strength as a Function of Hydrostatic Pressure and Temperature; CRREL Report 97-6; U.S. Army Corps of Engineers: Washington, DC, USA, 1997. P. 14.
  13. Богоявленский В. И., Гарагаш И. А. Обоснование процесса образования кратеров газового выброса в Арктике математическим моделированием // Арктика: экология и экономика. 2015. № 3(19). С. 12–17.
  14. Rudnicki J. W., Rice J. R. Conditions for localization of deformation in pressure-sensitive dilatant materials // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1975. V. 23. P. 371–390.
  15. Garagash I. A., Nikolaevskii V. N. Non-associated flow laws and plastic strain localization // Advances in mechanical engineering. 1989. V. 12. P. 131–183.
  16. Itasca Consulting Group, Inc. FLAC3D—Fast Lagran gian Analysis of Continua in 3 Dimension; Version 3.1, User’s Manual. Itasca, Minneapolis, MN, USA, 2006.
  17. Лобковский Л. И., Баранов А. А., Владимирова И. С., Алексеев Д. А. Сильнейшие землетрясения и деформационные волны как возможные триггеры потепления климата в Арктике и разрушения ледников в Антарктике // Вестник РАН. 2023. Т. 93. № 6. С. 526–538.
  18. Лобковский Л. И., Баранов А. А., Владимирова И. С., Габсатаров Ю. В., Алексеев Д. А. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм эмиссии метана, разрушения ледников и потепления климата в Арктике и Антарктике // Физика Земли. 2023. № 3. C. 33–47.
  19. Гарагаш И. А., Лобковский Л. И. Деформационные тектонические волны как возможный триггерный механизм активизации эмиссии метана в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. № 1. С. 42–50.
  20. Гарагаш И. А. Быстрые изменения напряженного состояния в зоне разлома с точки зрения механики систем с несмежными формами равновесия / Тезисы докл. IV Всероссийской конференции с международным участием “Триггерные эффекты в геосистемах”. М., 2017. С. 24.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024