定常氷河流動における等時面の転倒

アラン・ヒルズで回収された古氷は中新世にまで遡るが、急傾斜した層、年代の逆転、褶曲がその解釈を複雑にしている。定常的な氷河流動が、当初は順序づけられていた層を転倒させ得るかは不明である。本研究では、地表に順次堆積した粒子の水平方向の順序を追跡する。この順序は符号付きヤコビアンによって測定され、層の順序が保たれている間は鉛直方向の薄化係数の逆数に等しい。転倒は、堆積順序を保存する鉛直せん断と、それを損なう逆向きせん断との累積的な競合に直接依存することが明らかになった。逆向きせん断は、水平速度が小さい場所ほど速く蓄積する。層が鉛直になるのは、逆向きせん断がその初期の順序と、それ以前の流動中に蓄積された順序の双方を消去した後に限られる。浅氷近似による流動は順序の保存を保証するが、完全ストークス力学はこれを保証しない。本研究では、転倒の閾値、局所的障害物に対する境界、周期的な基盤粗度に対する相殺結果、および数値モデルのための流跡線に基づく診断法を導出する。線形滑り則を伴う重力駆動の完全ストークス流は、継承された擾乱や時間依存性がなくとも、地表で秩序立って堆積した層から横臥褶曲を直接生成する。層の湾曲や地形に沿う被覆変形は順序の逆転なしにも生じ得る。ヤコビアンは、アラン・ヒルズや他の古氷地点における乱れた層序を定常流によって説明できるかを検証する手段となる。

https://doi.org/10.31223/x5p21p