Rebond postglacial

Le rebond postglacial (parfois appelé le rebond continental , rebond isostatique , ajustement isostatique ou le rétablissement isostatique de poteau-glace-âge de ) est l'élévation des masses de terre qui ont été diminuées par le poids énorme de feuilles de glace pendant la dernière période glaciaire , par un processus connu sous le nom de dépression isostatique . Il affecte le Northern Europe, particulièrement Ecosse , Fennoscandia et nordique Danemark , Sibérie , Canada , et le Great Lakes du Canada et le Etats-Unis .

Vue d'ensemble

Pendant la dernière période glaciaire , beaucoup de nordique l'Europe , le Asie , le Amérique du Nord , le Groenland et le Antarctique ont été couverts par des feuilles de glace. La glace était aussi épaisse que trois kilomètres pendant le dernier maximum glaciaire il y a environ 20. L'énorme poids de cette glace a fait déformer la surface de la croûte et du downwarp sous la charge de glace, forçant le matériel liquide du manteau pour couler à partir du secteur chargé. À la fin de la période glaciaire quand les glaciers ont retraité, au déplacement du poids de la terre déprimée menée pour élever ou au rebond de la terre et à l'écoulement de retour du matériel de manteau en arrière sous le secteur deglaciated. En raison de la viscosité extrême du manteau, il de prendra beaucoup de milliers d'années pour que la terre atteigne un niveau de l'équilibre .

Les études ont prouvé que le soulèvement a eu lieu à deux étapes distinctes. La déglaciation suivante de soulèvement initial était rapid (appelé le " ; elastic" ;), et a eu lieu comme glace était déchargé. Après ce " ; elastic" ; la phase, soulèvement procèdent par le " ; flow" visqueux lent ; ainsi le taux a diminué le exponentiellement ensuite cela. Aujourd'hui, les taux typiques de soulèvement sont de l'ordre de 1 ; cm/year ou moins. Dans au Northern Europe, ceci est clairement montré par les données du GPS obtenues par le réseau de BIFROST GPS (Johansson et autres, 2002). Les études suggèrent que le rebond continue pendant environ au moins encore 10. Tout le soulèvement de la fin de la déglaciation dépend de la charge locale de glace et pourrait être plusieurs centaines de mètres près du centre du rebond.

Récemment, le rebond postglacial de limite est graduellement remplacé par l'ajustement isostatique glaciaire de limite. C'est en l'identification que la réponse de la terre au chargement glaciaire et au déchargement n'est pas simplement limité au mouvement ascendant de rebond, mais comporte le mouvement de haut en bas de terre, mouvement dans la croûte horizontal (Johansson et autres, 2002 ; Sella et autres 2007), des changements des niveaux globaux de mer (Peltier 1998), le champ de pesanteur de la terre (Mitrovica et Peltier 1993), induisent des tremblements de terre (Wu et Johnston, 2000) et changent également dans le mouvement de rotation (Wu et Peltier 1984).

Effets

Effets mesurables de produit postglacial de rebond (ou ajustement isostatique glaciaire) dessus : (i) Mouvement dans la croûte vertical, (ii) niveaux globaux de mer, (iii) mouvement dans la croûte horizontal, (iv) champ de pesanteur, (v) mouvement de rotation de la terre et (vi) état d'effort et de tremblements de terre. Les études du rebond glaciaire nous fournissent des informations sur la loi d'écoulement des roches de manteau et également de l'histoire de feuille de glace de passé. L'ancien est important pour l'étude de la convection de manteau, la tectonique de plat et l'évolution thermique de la terre. Ce dernier est important pour l'étude du Glaciology , du Paleoclimate et des changements du niveau de la mer global. Le rebond postglacial de compréhension est également important pour notre capacité de surveiller le changement global récent.

Mouvement dans la croûte vertical

Les striations en U de la roche en place des lacs kettle de d'Eskers de Drumlins des vallées de du erratique des rochers sont juste quelques signatures communes de la période glaciaire . En outre, le rebond postglacial a causé de nombreux changements cruciaux aux littoraux et aux paysages au-dessus du bout plusieurs mille ans, et les effets continuent à être significatifs.

Dans le Suède , Mälaren de lac était autrefois un bras de la mer baltique , mais le soulèvement l'a par la suite coupée et a mené à lui devenant un lac d'eau douce du environ au 12ème siècle, lorsqu'alors le Stockholm était fondé à sa sortie . Les seashells marins ont trouvé en sédiments d'Ontario de lac impliquent un événement semblable dans des périodes préhistoriques. D'autres effets prononcés peuvent être vus sur l'île du Öland , qui a peu de soulagement topographique dû à la présence du de niveau même Stora Alvaret . La terre en hausse a fait reculer le secteur de règlement de l'âge de fer de la mer baltique , faisant des villages d'aujourd'hui sur la côte ouest réglée en arrière inopinément loin du rivage. Ces effets sont tout à fait dramatiques au village du Alby , par exemple, où les habitants de l'âge de fer ont été connus pour subsister de la pêche côtière substantielle.

En raison du rebond postglacial, le Golfe de de Bothnia est prévu pour se fermer par la suite vers le haut au Kvarken . Le Kvarken est un emplacement normal d'héritage du monde de de l'UNESCO , choisi comme " ; dactylographier l'area" ; illustration des effets du rebond postglacial et de la retraite glaciaire holocène .

Dans plusieurs autres ports nordiques du , comme le Tornio et le Pori (autrefois à Ulvila ), le port a dû être replacé plusieurs fois en siècles passés. Les noms de lieu dans les régions côtières illustrent également la terre de montée : il y a des endroits appelés « île », « skerry », « roche », « point » et « bruit » dans l'intérieur. Par exemple, " d'Oulunsalo ; île de " d'Oulujoki ; est une péninsule, avec des noms dans l'intérieur tel que le " de Koivukari de ; Bouleau Rock" ; , " de Santaniemi de ; Sandy Cape" ; , et " de Salmioja de ; le fossé du Sound" ;.)

Dans le Grande-Bretagne , glaciation a affecté le Ecosse mais le non méridional Angleterre , et le rebond postglacial de la Grande-Bretagne nordique cause un mouvement de haut en bas correspondant de la moitié méridionale de l'île. Ceci mène à un plus grand risque des inondations en particulier dans les secteurs entourant le fleuve inférieur la Tamise . Avec les niveaux de montée de mer provoqués par le réchauffement global , la descente postglaciale du méridional Angleterre est susceptible de compromettre sérieusement l'efficacité de la barrière , Londres 's de la Tamise de la plupart de défense importante d'inondation, après environ le 2030 .

Le Great Lakes du mensonge de l'Amérique du Nord approximativement sur la ligne de « pivot » entre la terre en hausse et de descente. Le supérieur de lac était autrefois une partie d'un lac beaucoup plus grand ainsi que le lac Michigan et le lac Huron , mais le rebond postglacial a soulevé la terre divisant les trois lacs il y a environ 2100 ans. Aujourd'hui, les rivages méridionaux des lacs continuent à éprouver les niveaux d'eau en hausse tandis que les rivages nordiques voient les niveaux en baisse.

Puisque l'opération d'ajustement isostatique glaciaire fait déplacer la terre relativement à la mer, des rivages antiques s'avèrent pour se trouver au-dessus du niveau de la mer de nos jours dans les secteurs qui était par le passé glaciated. D'une part, les endroits dans le secteur périphérique de bombement qui était élevé pendant le glaciation maintenant commence à s'abaisser. Par conséquent des plages antiques sont trouvées au-dessous du niveau de la mer de nos jours dans le secteur de bombement. « Les données relatives de niveau de la mer », qui se composent des mesures de taille et d'âge des plages antiques autour du monde, nous indiquent que l'ajustement isostatique glaciaire a procédé à un taux plus élevé près de la fin de la déglaciation qu'aujourd'hui.

Le mouvement actuel de soulèvement au Northern Europe est également surveillé par un GPS BIFROST appelé par réseau [HTTP //cfa-www.edu/space_geodesy/BIFROST/radial_rates.html] (Johansson et autres 2002). Les résultats des données de GPS prouve qu'un taux maximal d'environ 11 mm/year existent dans la partie du nord du Golfe de Bothnia, mais ce taux de soulèvement diminue loin et devient négatif en dehors de l'ancienne marge de glace.

Dans le champ proche en dehors de l'ancienne marge de glace, l'évier de terre relativement à la mer. C'est le cas le long de la Côte Est des Etats-Unis, où des plages antiques sont trouvées que submergé au-dessous du niveau de la mer et de la Floride de nos jours est prévu être submergé à l'avenir (Peltier 1998). Les données de GPS en Amérique du Nord confirment également que le soulèvement de terre devient affaissement en dehors de l'ancienne marge de glace (Sella et autres 2007).

Niveaux globaux de mer

Pour former les feuilles de glace de la dernière période glaciaire, l'eau est prise des océans par l'évaporation, condensation comme neige et puis déposée comme glace dans des latitudes élevées. Ainsi le niveau de la mer global tomberait pendant le glaciation.

Les feuilles de glace chez le dernier Maximium glaciaire étaient si massives que le niveau de la mer global soit tombé par environ 120 mètres. Ainsi les plateaux continentaux deviennent exposés et beaucoup d'îles sont devenues liées aux continents par la terre sèche. C'est le cas entre les îles britanniques et l'Europe, ou entre Taiwan, les îles indonésiennes et l'Asie. La plus importante est l'existence d'un terre-pont entre la Sibérie et l'Alaska qui permettent la migration des personnes et des animaux pendant le dernier maximum glaciaire (Peltier 1998).

La chute dans le niveau de la mer affecte également la circulation des courants d'océan et a ainsi l'impact important sur le climat pendant la période glaciaire.

Pendant la déglaciation, le retour fondu de l'eau de glace au niveau de la mer de d'océans dans l'océan augmente ainsi encore. Cependant, les disques géologiques des changements de niveau de la mer prouve que la redistribution de l'eau de glace fondue n'est pas identique partout dans les océans. En d'autres termes, selon l'endroit, l'élévation du niveau de la mer à un certain emplacement peut être plus que cela à un autre emplacement. C'est dû à l'attraction de la gravité entre la masse de l'eau fondue et les autres masses telles que les feuilles de glace, les glaciers, les masses de l'eau et les roches restants de manteau. (Peltier 1998) et les changements du potentiel centrifuge dû à la rotation variable de la terre (Mitrovica, Milne et Davis 2001)

Mouvement dans la croûte horizontal

L'accompagnement du mouvement vertical est le mouvement horizontal de la croûte. Le réseau de BIFROST GPS prouve que le mouvement diverge du centre du rebond (Johansson et autres 2002). Cependant, la plus grande vitesse horizontale est trouvée près de l'ancienne marge de glace.

La situation en Amérique du Nord est moins sûre, ceci est due à la distribution clairsemée des stations de GPS au Canada nordique, qui est plutôt inaccessible (Sella et autres 2007).

Champ de pesanteur

Les roches de glace, de l'eau et de manteau ont la masse, et pendant qu'ils se déplacent autour, elles exercent une gravitation d'autres masses vers elles. Ainsi, le champ de pesanteur, qui est sensible à toute la masse sur la surface et dans la terre, deviendra affecté par la redistribution de la glace/d'eau fondue sur la surface de la terre et l'écoulement des roches de manteau en dedans.

Aujourd'hui, plus de 6000 ans après que la dernière déglaciation s'est terminée, l'écoulement du matériel de manteau de nouveau au secteur glaciated fait aller bien la forme globale de la terre à moins d'oblat. Ce changement de la topographie de la surface terrestre affecte les composants de longue longueur d'onde du champ de pesanteur.

Le champ de pesanteur changeant peut être détecté par des mesures répétées de terre avec les gravimètres absolus et récemment par la mission satellite de la GRACE de . Les composants changeants de longue longueur d'onde du champ de pesanteur de la terre également perturbe le mouvement orbital des satellites et a été détectés par mouvement satellite de LAGEOS (Yoder et autres 1983).

Informations verticales

Les informations verticales sont une surface de référence théorique pour la mesure d'altitude et les rôles essentiels de jeux dans beaucoup d'activités humaines - comprenant l'enquête de terre, la construction des bâtiments, les ponts etc…. Puisque le rebond postglacial déforme sans interruption la surface dans la croûte et le champ gravitationnel, les informations verticales doivent être redéfinies à plusieurs reprises par le temps.

Mouvement de rotation de la terre

L'examen des disques chinois et babyloniens antiques d'éclipse indiquent que le taux de la rotation de la terre n'est pas constant. Par exemple, si le taux de rotation est constant, puis le chemin d'ombre d'une éclipse babylonienne antique se trouverait quelque part à travers Europe occidentale et on ne pourrait pas observer l'éclipse antique au temps relevé à Babylone. Il est bien connu que l'interaction de marée entre la terre et la lune (frottement de marée ou dissipation de marée ) fasse ralentir la rotation de la terre. Mais tenir compte seule de l'interaction de marée au-dessus-corrige le chemin d'éclipse qui se trouverait à l'est de Babylone. Afin d'avoir le chemin d'ombre traverser Babylone au temps relevé, nous doivent tenir compte de l'effet de l'ajustement isostatique glaciaire sur le mouvement de rotation de la terre.

Pour comprendre comment l'ajustement isostatique glaciaire affecte le taux de la rotation de la terre, nous notons que le mouvement de la masse sur et sous la surface terrestre affecte le moment de de l'inertie de la terre, et par la conservation de du moment angulaire , le mouvement de rotation doit également changer. Ceci est illustré dans le cas d'un patineur de glace tournant : car elle tire dedans ses bras, son moment de l'inertie diminue et par conséquent, elle tourne plus rapidement. D'une part, car elle tend ses mains, son moment des augmentations d'inertie et de sa rotation ralentit.

Pendant le glaciation, l'eau est prise des océans, dont la position moyenne est plus proche l'équateur, et est déposée comme glace au-dessus des latitudes plus élevées. Ceci cause le moment de l'inertie du système de la Terre-glace-eau à la diminution et juste comme la figure patineur tournante tirant dans des ses bras, la terre devrait tourner plus rapidement. Pendant la déglaciation, les retours fondus de l'eau de glace aux océans et à faire de ce fait de ralentir la rotation de la terre. En réalité, on doit également tenir compte de l'écoulement des roches de manteau dont la direction est vis-à-vis celle de l'eau, mais dont le taux est beaucoup plus lent. De toute façon, après la fin de la déglaciation, le mouvement de masse dominant est de l'écoulement de retour des roches de manteau de nouveau aux secteurs glaciated au latititude élevé, faisant à la forme de la terre moins d'oblat, ainsi au taux de rotation des augmentations de la terre aujourd'hui.

L'augmentation du taux de la rotation de la terre cause la durée de de du jour (LOD) à la diminution. Lambeck (1977) a estimé que la durée du jour diminue de environ 0.7 milliseconde par siècle. Puisque le moment d'inertie qui détermine le taux de rotation est étroitement lié à l'oblateness de la terre, dont le taux de changement est lié au mouvement anormal observé des satellites de terre artificiels tels que le LAGEOS , l'augmentation du taux de la rotation de la terre est confirmée par le mouvement observé du LAGEOS (Yoder et autres 1983) et est généralement attribuée à l'ajustement isostatique glaciaire (Wu et Peltier 1984).

En plus des changements du taux de la rotation de la terre, les changements du moment de l'inertie dû à l'ajustement isostatique glaciaire font également déplacer l'axe de rotation de la position actuelle près du Pôle Nord vers le centre des masses de glace au maximum glaciaire (polaires vrais de errent ), de ce fait il se déplace vers le Canada oriental à un taux d'environ 1 degré par million d'an (Vicente et Yumi 1969, Wu et Peltier 1984).

Cette dérive de l'axe de rotation de la terre affecte alternativement le potentiel centrifuge sur la surface de la terre et affecte ainsi également des niveaux de mer (Mitrovica, Milne et Davis 2001).

État d'effort et de tremblements de terre d'Intraplate

Selon la théorie de la tectonique de plat , l'interaction de plat-plat a comme conséquence les tremblements de terre près des frontières de plat. Cependant, de grands tremblements de terre sont trouvés dans l'environnement d'intraplate comme le Canada oriental (jusqu'à M7) et le Northern Europe (jusqu'à M5) qui sont lointains des frontières de plat actuelles. Un tremblement de terre important d'intraplate est les nouveaux tremblements de terre de Madrid de la grandeur 8 qui se sont produits aux Etats-Unis mi-continentaux en l'année 1811.

Les charges glaciaires fournissent plus MPA de 30 MPA d'effort vertical au Canada nordique et plus de 20 au Northern Europe pendant le maximum glaciaire. Cet effort vertical est soutenu par le manteau et la flexure de la lithosphère. Puisque le manteau et la lithosphère répondent sans interruption aux charges changeantes de glace et de l'eau, l'état d'effort à n'importe quel endroit change sans interruption à temps. Les changements de l'orientation de l'état d'effort est enregistrés dans les défauts postglaciaux au Canada du sud-est (Wu 1996). Quand les défauts postglaciaux ont formé à la fin de la déglaciation il y a 9000 ans, l'orientation horizontale d'effort principal était presque perpendiculaire à l'ancienne marge de glace, mais aujourd'hui l'orientation est dans le nord-est-sud-ouest, le long de la direction de la propagation au Ridge mi-Atlantique . Ceci prouve que l'effort dû au rebond postglacial avait joué un rôle important au temps deglacial, mais a graduellement détendu de sorte que la contrainte tectonique soit devenue plus dominante aujourd'hui.

Selon la théorie de Mohr-Coulomb de d'échec de roche, les grandes charges glaciaires suppriment généralement des tremblements de terre, mais la déglaciation rapide favorise des tremblements de terre. Selon Wu et Hasagawa (1996), l'effort de rebond qui est disponible pour déclencher des tremblements de terre aujourd'hui est de l'ordre de 1 MPA. Ce niveau d'effort n'est pas assez grand pour rompre les roches intactes mais est assez grand aux défauts préexistants réactifs qui sont proches de l'échec. Ainsi, le rebond postglacial et la tectonique de passé jouent des rôles importants dans des tremblements de terre d'aujourd'hui d'intraplate au Canada et le souteast orientaux Etats-Unis. L'effort généralement postglacial de rebond pourrait avoir déclenché les tremblements de terre d'intraplate au Canada oriental et a pu avoir joué un certain rôle en déclenchant des tremblements de terre aux Etats-Unis orientaux comprenant les nouveaux tremblements de terre de Madrid de 1811 (Wu et Johnston 2000). La situation au Northern Europe aujourd'hui est compliquée par les activités tectoniques actives tout près et par le chargement côtier et l'affaiblissement.

Réchauffement global récent

Le réchauffement global récent a fait fondre des glaciers de montagne et les feuilles de glace au Groenland et l'Antarctique et le niveau de la mer global à monter. Par conséquent l'élévation de niveau de la mer de de surveillance et le bilan de matière des feuilles et des glaciers de glace nous permettent de comprendre plus au sujet du réchauffement global.

L'élévation récente des niveaux de mer a été surveillée par des mesures de marée et Altimetry satellite (par exemple TOPEX/Poseidon ). En plus de l'addition de l'eau de glace fondue des glaciers et des feuilles de glace, des changements récents de niveau de la mer sont également affectés par la dilatation thermique de l'eau de mer due au réchauffement global, changement de niveau de la mer dû à la déglaciation de la dernière période glaciaire (changement postglacial de niveau de la mer), déformation du fond océanique de terre et et d'autres facteurs. Ainsi, pour comprendre le réchauffement global du changement de niveau de la mer, on doit pouvoir enlever ces autres facteurs, particulièrement rebond postglacial, puisqu'il est l'un des principaux facteurs.

Des changements de masse des feuilles de glace peuvent être surveillés en mesurant des changements de la taille de surface de glace, de la déformation de la terre ci-dessous et des changements du champ de pesanteur au-dessus de la feuille de glace. Ainsi le ICESat , le GPS et la mission satellite de la GRACE sont utiles pour un tel but (Wahr, Wingham et Bentley 2000). Cependant, ajustement isostatique glaciaire de la déformation au sol d'affect de feuilles de glace et du champ de pesanteur aujourd'hui. Ainsi l'ajustement isostatique glaciaire d'arrangement est important dans le réchauffement global récent de surveillance.

Applications

Comment rapidement et combien (c. l'amplitude) le rebond postglacial procède est déterminé par deux facteurs : (i) la viscosité ou la rhéologie (loi d'écoulement) dans le manteau, et (ii) le chargement de glace et les histoires de déchargement sur la surface de la terre.

La viscosité ou la rhéologie du manteau est importante dans la convection de manteau d'arrangement, la tectonique de plat, les processus dynamiques en terre, l'état thermique et l'évolution thermique de la terre. Cependant il est difficile observer viscosité parce que les expériences de fluage des roches de manteau prennent des milliers d'années pour observer et il n'est pas facile atteindre les conditions de la température ambiante et de pression pendant un temps assez long. Ainsi, les observations du rebond postglacial fournissent une expérience normale à la rhéologie de manteau de mesure. La modélisation de l'ajustement isostatique glaciaire aborde la question de la façon dont la viscosité change dans les directions radiales (Vermeersen et autres 1998 et Peltier 1998, Kaufmann et Lambeck 2002) et latérales (Wang et Wu 2006) et de si la loi d'écoulement est linéaire ou non linéaire (Karato et Wu 1993).

Le historie d'épaisseur de glace sont utile dans l'étude du paleoclimatology, du glaciology et de la paleo-océanographie. Des histoires d'épaisseur de glace sont traditionnellement déduites des trois types d'information : D'abord, les données de niveau de la mer aux emplacements stables lointains des centres de la déglaciation donnent un eastimate de combien d'eau est entrée dans les océans ou d'une manière equivalente combien de glace a été fermée à clef vers le haut au maximum glaciaire. Deuxièmement, l'endroit et les dates des moraines terminaux nous indiquent l'ampleur et la retraite régionales des feuilles de glace passées. La physique des glaciers nous donne le profil théorique des feuilles de glace à l'équilibre, elle indique également que l'épaisseur et l'ampleur horizontale des feuilles de glace d'équilibre sont étroitement liées à l'état basique des feuilles de glace. Ainsi le volume de glace verrouillé vers le haut de est proportionnel à leur secteur instantané. En conclusion, les tailles des plages antiques dans les données de niveau de la mer et la terre observée élèvent des taux (par exemple de GPS ou de VLBI ) peuvent être employées pour contraindre l'épaisseur locale de glace. Un modèle populaire de glace a déduit cette manière est l'ICE5G Peltier modèle (2004). Puisque la réponse de la terre aux changements de la taille de glace est lente, elle ne peut pas enregistrer la fluctuation rapide ou les montées subites des feuilles de glace, ainsi les profils de feuille de glace ont déduit cette manière donne seulement le " ; height" moyen ; sur mille ans ou ainsi (Hughes 1998).

L'ajustement isostatique glaciaire jouent également un rôle important dans le réchauffement global d'arrangement et le changement climatique récents.

Histoire d'exploration

Avant le XVIIIème siècle la croyance en Suède était que les niveaux de mer descendaient. À l'initiative du Anders Celsius un certain nombre de marques ont été faites dans la roche sur différents endroits le long de la côte suédoise. En 1765 il était possible de conclure qu'elle n'était pas un abaissement des niveaux de mer mais d'une élévation inégale de terre. En le 1865 Thomas Jamieson a proposé une théorie que l'élévation de terre est reliée à la période glaciaire qui d'abord avait été découverte en 1837. La théorie a été acceptée après que les investigations par le Gerard De Geer de vieux rivages en Scandinavie aient édité en 1890.

Statut juridique

Dans les secteurs où la montée de la terre est vue, il est nécessaire de définir les limites exactes de la propriété. En Finlande, le " ; nouveau land" ; est légalement la propriété du propriétaire du secteur de l'eau, aucun propriétaire de terre sur le rivage. Par conséquent, paradoxalement, si le propriétaire de la terre souhaite construire un pilier au-dessus du " ; nouveau land" ; , il a besoin de la permission du propriétaire du secteur de l'eau.

Voir également

Hailuoto
Retraite glaciaire holocène

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