Densifikation – Københavns Universitet

Densification

Densifikation

Nyfalden sne på Grønlands indlandsis har en massefylde på omkring 50-70 kg/m3 - blot 5-7% af vands massefylde, som er 1000 kg/m3.

I de centrale dele af iskappen kommer temperaturen stort set aldrig over frysepunktet, så sneen smelter ikke væk, men bliver begravet under nye snelag. Vægten af de nye snelag presser efterhånden sneen sammen i de underliggende lag, hvorved massefylden stiger. I en dybde af ca. 80 m kommer massefylden op på 830 kg/m3. Her er alle luftkanaler mellem krystallerne blevet lukket, så der kun findes luft i lukkede bobler. Dette definerer overgangen fra firn til is.

Når isen synker dybere ned, presses luften i boblerne sammen, og massefylden nærmer sig 917 kg/m3, som er massefylden for gletsjeris. Det er umuligt at presse isen yderligere sammen, og fra denne dybde og nedad udtyndes lagene udelukkende ved deformation, som følge af isens flydning. 

 

DYE-3

Ændringen i massefylde med dybde, målt ved DYE-3 i Sydgrønland. De tynde lag med øget massefylde, som er angivet med røde stjerner, er smeltelag. Ved DYE-3 bliver temperaturen om sommeren nogle gange høj nok til at smelte sneen ved overfladen. Når smeltevandet genfryser, har det en højere massefylde end firnen omkring det.

 

Firnzonens massefylde ændrer sig i forhold til dybden. Ved at medtage en speciel densifikationsmodel i flydemodellen, er det muligt at tage højde for denne ændring. Firnzonen er imidlertid et tyndt lag (70-100 m) sammenlignet med den samlede tykkelse af indlandsisen (ca. 3000 m), og i modelstudier, der fokuserer på de dybere dele af iskappen, anvender man ofte en tilnærmelse. Denne tilnærmelse går ud på, at man bruger den isækvivalente istykkelse, frem for den faktiske istykkelse. Den isækvivalente tykkelse er den tykkelse iskappen ville have, hvis al firnen blev presset sammen til is med det samme. I Centralgrønland er den isækvivalente tykkelse 25 m mindre end den faktiske tykkelse. Med andre ord: Firnen indeholder 25 m luft.

Læs mere om hvordan den porøse firnzone påvirker sammensætningen af gasser i boblerne

Relevant læsning:

  • N. Reeh, D. A. Fisher, R. M. Koerner og H. B. Clausen
    An empirical firn-densification model comprising ice lenses
    Annals of Glaciology, Vol. 42, Number 1, pp. 101-106(6), 2005
    Abstract

  • T. Kameda, H. Shoji, K. Kawada, O. Watanabe og H. B. Clausen
    An empirical relation between overburden pressure and firn density
    Abstract

  • C. C. Langway, Jr., H. Shoji, A. Mitani og H. B. Clausen
    Transformation process observations of polar firn to ice
    Abstract