伯德站实例

为了说明这种对冰盖流动的广义描述,本文将南极伯德站钻孔的研究数据与冰川流动数据进行了比较变形机理图冰的饮料。在图60.5中,测得的晶粒尺寸随深度剖面(Gow等)的变化。(1968)和伯德站钻井现场的估计剪应力与深度剖面(Frost & Ashby, 1982)。根据Frost & Ashby(1982),剪应力T由T = pgh sin (a)估计,其中p为冰的密度, g为重力加速度,h为冰的深度,a为表面斜率。温度随深度的增加而升高,并在沿钻孔的离散点显示,从表面的约245 K到底部的约273 K。在此图上叠加的是T = 273 K时冰的T - d变形机制图。

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图60.5试样的剪切应力和深度随晶粒尺寸的关系图深的冰-来自南极洲伯德站的核心。剪应力t从深度h开始估算,使用t = pghsin (a),其中p是密度,g是重力加速度,a是表面斜率(约2.5 X 10-3, Frost & Ashby, 1982年之后)。粒度与深度数据(与固体曲线图解连接的固体符号)来自Gow etal。(1968)。叠加在图上的是在约273 K温度下构造的剪切应力与晶粒尺寸变形机制图。粗实线为gbs极限蠕变与位错蠕变的边界;虚线是应变率等值线。沿钻孔沿不同深度测量的温度(来自Gow等人,1968年)显示在图中。

必须强调的是变形图表示一个极限情况,在每个蠕变区域内,机制和剪切应变率等高线之间的边界仅计算在伯德的最高温度,约273 K。然而,在图60.5中,当计算温度为245 K时,gbs限制蠕变和位错蠕变状态之间的边界在应力中向下移动的幅度很小,仅为1.3倍。

如图60.5所示,伯德站的冰可能在几乎整个冰盖深度的gbs限制蠕变范围内变形。在冰盖底部,冰的变形将处于gbs极限蠕变和位错蠕变之间的过渡状态。在约256k的温度下,观察到晶粒生长速率随深度的增加而急剧增加,这与从蠕变数据推断的预熔开始温度非常吻合(约255k, Goldsby & Kohlstedt, 2001)。在格陵兰岛的GRIP地点,在约258K的温度下,也观察到晶粒生长速率随深度的增加而急剧增加(Thorsteinsson et al.,

1997)。由于伯德256K的冰在gbs限制蠕变范围内变形良好(在gbs限制范围内,非基底滑移(不显著),在T > 255 K时,晶界迁移率随深度的增加可能是晶界迁移率增强的结果,而不是由非基滑移体系激活引起的应变能(位错密度)变化所引起的驱动力的增加。

继续阅读:织物演化模型

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