یخ سوزنی

تشکیل یخ سوزنی در توده‌ای از خاک رس سرخ
یخ سوزنی در حال بالا راندن ذرات خاک
رشته‌های مجزا و سست در ساختار یخ سوزنی

یخ سوزنی (Needle ice) ستون‌های یخیِ سوزنی‌شکلی هستند که توسط آب‌های زیرزمینی تشکیل می‌شوند. یخ سوزنی زمانی پدیدار می‌شود که دمای خاک بالای ۰ درجه سلسیوس (۳۲ درجه فارنهایت) و دمای سطح هوا زیر ۰ درجه سلسیوس (۳۲ درجه فارنهایت) باشد. در این شرایط، آبِ مایعِ زیرزمینی از طریق مویینگی به سطح می‌آید، منجمد می‌شود و به رشدِ ستونیِ یخ‌های سوزنی کمک می‌کند. این فرایند معمولاً در طول شب، زمانی که دمای هوا به حداقلِ خود می‌رسد، رخ می‌دهد.

طول سوزن‌های یخی معمولاً چند سانتی‌متر است. آن‌ها در حین رشد می‌توانند ذرات کوچک خاک را به سمت بالا رانده یا جابه‌جا کنند. در سطوح شیب‌دار، یخ سوزنی می‌تواند یکی از عوامل مؤثر در پدیدهٔ خزش خاک باشد.[۱][۲]

نام‌های جایگزین برای یخ سوزنی عبارتند از «ستون‌های یخ‌زده»، «یخ شانه‌ای» (Kammeis در آلمانی)، «یخ ساقه‌ای» (Stängeleis در آلمانی)، «شیموباشیرا» (در ژاپنی به‌معنای ستون‌های یخی)، یا «پیپ‌کراکه» (Pipkrake - واژه‌ای که در سال ۱۹۰۷ توسط هنریک هسلمان از ترکیب دو واژهٔ سوئدیِ pipa به‌معنای لوله، و krake به‌معنای ضعیف و ظریف ابداع شد).[۳]

پدیده‌های مشابهی مانند گل‌های یخی (Frost flowers) و موی یخی (Hair ice) نیز می‌توانند بر روی گیاهان زنده یا مرده، به‌ویژه روی چوب‌ها، رخ دهند.

شکل‌گیری

برای تشکیل یخ سوزنی، فرایند «جدایش یخ» (Ice segregation)[الف] باید رخ دهد. این فرایند تنها در یک محیط متخلخل اتفاق می‌افتد؛ زمانی که آب فوق‌سرد روی یخ‌های موجود منجمد می‌شود و با دور شدن از مرزِ میان آب و یخ، به رشد خود ادامه می‌دهد. با نفوذ آب به درون یخ، آب به قطعات مجزایی از یخ به‌شکل عدسی‌ها، نوارها، سوزن‌ها، لایه‌ها یا رشته‌ها تفکیک می‌شود.[۵]

یخ سوزنی معمولاً در امتداد حاشیهٔ جویبارها یا خاکانه‌های (تراس‌های) خاکی یافت می‌شود. این پدیده همچنین در شکاف‌های اطراف سنگ‌ها و سایر نواحیِ دارای زمین الگوگون (Patterned ground) مشاهده می‌گردد. تنوع ویژگی‌های خاک نیز بر محلِ شکل‌گیریِ این یخ‌ها تأثیر می‌گذارد. مناطقی که خاک بسیار عمیق‌تر و غنی‌تر است، می‌تواند رشد یخ را تقویت کند؛ در نتیجه، هرچه خاک عمیق‌تر باشد، محتوای آبِ بیشتر، به یخ‌ها اجازهٔ رشدِ بزرگ‌تری می‌دهد. به‌طور کلی، این یخ‌ها می‌توانند در هر مکانی که آب‌های زیرزمینی در معرض هوای آزاد (هوای زیر نقطهٔ انجماد) قرار گیرند، تشکیل شوند.[۶]

یخ سوزنی بیشترین سازگاری را برای تشکیل در خاک‌هایی دارد که دارای محتوایِ بالایی از لای (سیلت) و مواد آلی هستند. یخ سوزنی از گروه‌هایی از رگه‌های یخیِ باریک تشکیل شده که طول آن‌ها می‌تواند به چند سانتی‌متر برسد. اگرچه در متون علمی ذکر شده است که بزرگ‌ترین یخ سوزنیِ ثبت‌شده ۱۰ سانتی‌متر طول داشته است،[۷] اما نمونه‌هایی با طول ۱۵ تا ۲۰ سانتی‌متر نیز (به‌عنوان مثال در منطقهٔ گِردوبرگِ ایسلند) مشاهده شده‌اند.

یخ‌های سوزنی گاهی به‌صورت خمیده یا پیچ‌خورده شکل می‌گیرند.

یخ سوزنی به‌کندی از درون خاکِ مرطوب و نفوذپذیر رشد می‌کند و به‌تدریج زیر تابش نور خورشید ذوب می‌شود. ظاهر آن‌ها ممکن است متفاوت باشد، اما همیشه رشدِ یکنواختِ یخ به‌صورت عمود بر سطح زمین را نشان می‌دهند. یخ سوزنی شبیه به مجموعه‌ای از بلورهای رشته‌ای است و شکلی مستقیم یا خمیده دارد. این پدیده معمولاً در هنگام صبح، زمانی که دما به زیر نقطهٔ انجماد (۰ درجه سانتی‌گراد) می‌رسد، تشکیل می‌شود.[۸]

تأثیرات زیست‌محیطی

ظهور یخ سوزنی به‌عنوان یک عاملِ ژئومورفولوژیکی در برهم‌زدن خاک شناخته شده است که منجر به ایجاد تعدادی از عوارضِ زمین‌شناختیِ در مقیاس کوچک می‌شود.[۹] پدیدهٔ یخ سوزنی نقش بسیار مهمی در تشکیل زمین‌های الگوگون در محیط‌های پری‌گلاسیال[ب] ایفا می‌کند.[۹]

رشد یخ سوزنی باعث بالا آمدنِ یک پوستهٔ یخ‌زده و جداشده از خاک می‌شود که بر روی لایهٔ یخی سوار می‌شود. هنگامی که این پوسته و یخ ذوب می‌شوند، سطح خاک به‌طور نامنظمی دوباره ته‌نشین می‌شود. این پدیده، به‌ویژه در حاشیهٔ جویبارها، باعث ایجادِ فرسایش خاک می‌شود.[۹]

یخ سوزنی تمایل دارد سنگ‌های موجود در خاک را به‌سمت سطحِ زمین بالا بکشد و سنگ‌های روی سطح را به‌سمت فرورفتگی‌های مجاور جابه‌جا کند.[۱۱] فرورفتگی‌های ایجادشده توسط فعالیتِ یخ سوزنی به‌عنوان «چاله‌های یخ‌سوزنی» (Needle-ice pans) و برآمدگی‌های ناشی از آن به‌عنوان «گُلمیخ» یا برآمدگی (Nubbins) شناخته می‌شوند.[۱۲]

تأثیر بر رشد گیاهان

یخ سوزنی بر رشد گیاهان نیز تأثیر می‌گذارد.[۹] دانهال‌ها (گیاهچه‌ها) اغلب توسط فعالیتِ یخ سوزنی به سطح زمین رانده می‌شوند. زمانی که زمین سفت می‌شود، ساقه‌ها و ریشه‌های گیاهچه توسط خاک به‌محکمی گیر می‌افتند؛ سپس با شکل‌گیریِ یخ سوزنی، گیاه از زمین به بیرون و بالا رانده می‌شود. وقتی یخ سوزنی ذوب می‌شود، گیاهچه‌ها به‌درستی در جای خود در زمین قرار نمی‌گیرند که این امر منجر به مرگ آن‌ها می‌شود. حتی اگر گیاهچه‌ها به‌طور جزئی توسط یخ سوزنی به بیرون رانده شوند، باز هم ممکن است به‌دلیل خشک‌شدنِ ریشه از بین بروند.[۱۳]

یادداشت‌ها

  1. ↑ جدایش یخ (Ice segregation) فرآیندی زمین‌شناختی است که در آن، آبِ موجود در خاک یا سنگِ متخلخل، به سمتِ یک جبههٔ در حالِ انجماد حرکت کرده و در آنجا به‌شکل لایه‌ها، عدسی‌ها یا رشته‌های یخیِ خالص منجمد می‌شود. این فرایند عامل اصلیِ بالاآمدگی خاک در اثر یخ‌زدگی (Frost heaving) است.[۴]
  2. ↑ محیط‌های پری‌گلاسیال (Periglacial) به مناطقی گفته می‌شود که در حاشیهٔ یخچال‌های طبیعی قرار دارند و ویژگی بارز آن‌ها، چرخه‌های مداومِ یخ‌زدن و ذوب‌شدنِ خاک و سنگ است.[۱۰]

پانویس

  1. ↑ Isbell, D. : Needle Ice on Mt. Osceola بایگانی‌شده در ۲۰۰۶-۰۵-۲۷ توسط Wayback Machine, EPOD of July 10, 2005. URL last accessed 2007-12-07.
  2. ↑ Pidwirny, M. : Fundamentals of Physical Geography, 2nd ed., section 10(ag), Periglacial Processes and Landforms. URL last accessed 2007-12-07.
  3. ↑ Lawler, D. M. : "Some observations on needle ice", Weather, vol. 44, pp. 406–409; 1989.
  4. ↑ "Ice segregation". Encyclopedia Britannica (in English). Retrieved 2023-10-26.
  5. ↑ "Ice Segregation process". my.ilstu.edu. Archived from the original on 2017-03-17. Retrieved 2017-03-02.
  6. ↑ "HikersNotebook – Needle Ice". hikersnotebook.net. Retrieved 2017-03-02.
  7. ↑ Outcalt, Sam I. (1970). "A Study of Time Dependence During Serial Needle Ice Events" (PDF). Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie A. 19 (3): 329–337. Bibcode:1970AMGBA..19..329O. doi:10.1007/BF02250898. hdl:2027.42/41660. S2CID 38668219.
  8. ↑ "Needle Ice – Ice Segregation in soil". my.ilstu.edu. Archived from the original on 2017-03-03. Retrieved 2017-03-02.
  9. 1 2 3 4 Grab, Stefan (2013). "Needle-Ice". In Goudie, Andrew (ed.). Encyclopedia of Geomorphology. Routledge. p. 709. ISBN 978-1-134-48276-4.
  10. ↑ "Periglacial environment". Encyclopedia Britannica (in English). Retrieved 2023-10-26.
  11. ↑ Pérez, Francisco L. (1991). "Particle sorting due to off-road vehicle traffic in a high andean paramo". CATENA. 18 (3–4): 239–254. Bibcode:1991Caten..18..239P. doi:10.1016/0341-8162(91)90024-R.
  12. ↑ Goudie, Andrew (July 2014). "Alphabetical Glossary of Geomorphology" (PDF). International Association of Geomorphologists. Retrieved 2020-02-05.
  13. ↑ Pérez, Francisco L. (1987-01-01). "Needle-Ice Activity and the Distribution of Stem-Rosette Species in a Venezuelan Páramo". Arctic and Alpine Research. 19 (2): 135–153. doi:10.2307/1551247. JSTOR 1551247.

برای مطالعهٔ بیشتر

پیوند به بیرون

پرونده‌های رسانه‌ای مربوط به Needle ice در ویکی‌انبار 

 ایسلند

This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.