針氷

赤い粘土の山に形成された針状氷
針状氷が土壌粒子を押し上げる
針状氷は、明確な非固結の筋から形成される。

ニードルアイスは、地下水によって形成される針状の氷柱です。ニードルアイスは、土壌温度が0℃（32℉）以上、かつ地表気温が0℃（32℉）以下のときに形成されます。地下の液体の水は毛細管現象によって地表に上昇し、そこで凍結して針状の氷柱の成長に寄与します。このプロセスは通常、気温が最低となる 夜間に発生します。

針氷は通常数センチメートルの長さで、成長するにつれて小さな土壌粒子を持ち上げたり押しのけたりすることがあります。傾斜面では、針氷が土壌クリープの一因となる可能性があります。[ 1 ] [ 2 ]

針氷の別名は「霜柱」（ドイツ語で「Säuleneis」）、「霜柱」、「噴出氷」、「Kammeis」（ドイツ語で「櫛氷」を意味する）、「Stängeleis」（同じくドイツ語で茎のような構造を指す）、「霜柱」（日本語で霜柱を意味する）、「pipkrake」（スウェーデン語のpipa（管）とkrake（弱い、細かい）に由来し、1907年にヘンリック・ヘッセルマンによって造語）などである。[ 3 ]

霜花や氷毛と同様の現象は、生きている植物や枯れた植物、特に木に発生することがあります。

形成

針状氷が形成されるには、氷の分離というプロセスが必要です。これは多孔質媒体において、過冷却水が既存の氷に凍結し、氷と水の界面から離れて成長することによってのみ発生します。水が氷に浸透するにつれて、レンズ状、リボン状、針状、層状、または氷の糸状の個々の氷片に分離します。[ 4 ]

針状氷は、川岸や段丘に沿ってよく見られます。また、石の周りの隙間や、模様のある地面にも見られます。土壌の性質の多様性も、針状氷の発生場所に影響を与えます。土壌がより深く、より肥沃な場所は、針状氷の成長に影響を与える可能性があります。したがって、土壌が深いほど、水分量が多くなり、針状氷が発達しやすくなります。地下水が外気（凍結した空気）にさらされている場所であれば、どこでも針状氷が形成される可能性があります。[ 5 ]

ニードルアイスは、シルトや有機物含有量の高い土壌に最も適しています。ニードルアイスは、最大数センチメートルの長さの細い氷片の集合体です。文献によると、記録されている最大のニードルアイスは長さ10cmですが、[ 6 ]例えば ゲルドゥベリでは、長さ15～20cmの標本も観察されています。

針氷は曲がったり丸まったりすることがある

針状氷は、湿潤で水を通しやすい土壌からゆっくりと成長し、太陽の光で徐々に溶けていきます。その外観は様々ですが、常に地表に対して垂直に氷が成長していく様子が見られます。針状氷は、糸状の結晶が連なったような形状で、直線状または曲線状をしています。通常、気温が氷点下（0℃）を下回る朝方に形成されます。[ 7 ]

環境への影響

針氷の出現は土壌撹乱の地形学的要因として認識されており、多くの小規模な地形を引き起こします。[ 8 ] 針氷現象は、周氷河環境における地形のパターン形成において特に重要な役割を果たします。[ 8 ]

針状氷の成長により、氷層の上に乗っていた分離した凍土の地殻が持ち上がります。地殻と氷が溶けると、土壌表面は不規則に沈下します。この現象は、特に河川岸における侵食と関連しています。[ 8 ]

針状氷は土壌中の岩石を地表に向かって押し上げ、地表の岩石を近くの窪みに移動させる傾向がある。[ 9 ]針状氷の活動によって生じた窪みは針状氷盤として知られ、針状氷によって生じた塊は「ナビン」として知られている。[ 10 ]

植物の成長

針氷は植物の成長に影響を与えます。[ 8 ]苗木は針氷によって地面に持ち上げられることがよくあります。地面が苗木の茎と根を固めると、苗木は土壌につかまれ、針氷の形成によって地面から押し出されます。針氷が溶けると、苗木は地面に正しく定着できず、枯れてしまいます。たとえ苗木が針氷によって部分的に持ち上げられたとしても、根の乾燥によって枯れる可能性があります。[ 11 ]

参照

参考文献

  1. ^ Isbell, D.: Needle Ice on Mt. Osceola Archived 2006-05-27 at the Wayback Machine、EPOD of July 10, 2005. URL last accessed 2007-12-07.
  2. ^ Pidwirny, M.:『Fundamentals of Physical Geography』第2版、第10章(ag)「周氷河過程と地形」。最終アクセス日：2007年12月7日。
  3. ^ Lawler, DM：「針氷に関するいくつかの観察」、 Weather、第44巻、pp.406-409、1989年。
  4. ^ 「氷の分離プロセス」 my.ilstu.edu . 2017年3月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年3月2日閲覧。
  5. ^ 「HikersNotebook – Needle Ice」 . hikersnotebook.net . 2017年3月2日閲覧。
  6. ^アウトカルト、サム I. (1970)。「連続ニードルアイスイベント中の時間依存性の研究」(PDF)。気象学、地球物理学および生物気候学のアーカイブ、シリーズ A。19 (3​​): 329–337。ビブコード: 1970AMGBA..19..329O。土井：10.1007/BF02250898。hdl : 2027.42/41660。S2CID 38668219。 
  7. ^ 「Needle Ice – Ice Segregation in soil」 my.ilstu.edu . 2017年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2017年3月2日閲覧。
  8. ^ a b c dグラブ、ステファン (2013). 「Needle-Ice」グーディー、アンドリュー (編). 『Encyclopedia of Geomorphology』 ラウトレッジ. p. 709. ISBN 9781134482764。
  9. ^ Pérez, Francisco L. (1991). 「アンデス高地パラモにおけるオフロード車両交通による粒子選別」. CATENA . 18 ( 3–4 ): 239– 254. Bibcode : 1991Caten..18..239P . doi : 10.1016/0341-8162(91)90024-R .
  10. ^ Goudie, Andrew (2014年7月). 「Alphabetical Glossary of Geomorphology」(PDF) . 国際地形学者協会. 2020年2月5日閲覧。
  11. ^ Pérez, Francisco L. (1987-01-01). 「ベネズエラ・パラモにおける針氷活動とステムロゼット氷生植物の分布」. Arctic and Alpine Research . 19 (2): 135– 153. doi : 10.2307/1551247 . JSTOR 1551247 . 

さらに読む

  • カーター、ジェームズ (2013). 「花と氷のリボン」.アメリカン・サイエンティスト. 101 (5): 360–69 . doi : 10.1511/2013.104.360 .

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