ijsdeformatie

Ijsdeformatie is de verandering van vorm en structuur van ijs onder mechanische belasting. Het speelt een centrale rol in de dynamiek van gletsjers en ijsplaten, maar ook in zeeijs en permafrostlagen. De deformatie van ijs gebeurt zowel elastisch als plastisch en kan samengaan met diffusieprocessen op microschaal. De mate en wijze van vervorming hangen af van temperatuur, spanning, kristalgrens en onzuiverheden in het ijs.

Mechanismen van ijsdeformatie omvatten plastische vervorming door dislocatieglij langs basale vlakken en door grensglij tussen kristallen. Bij hogere temperaturen en langdurige belasting treedt kruip (creep) op, waardoor ijs relatief langzaam kan stromen. Bij relatief koud ijs kunnen spanningen leiden tot scheurvorming en breuken, wat crevassen in gletsjers en rissens in zeeijs veroorzaakt. De oriëntatie van kristalfabrieken (fabric) beïnvloedt de anisotropie van de rheologie, waardoor ijs in sommige richtingen makkelijker vervormt dan in andere.

Rheologie van ijs is niet-newtoniaans. In glaciologie wordt vaak Glen’s wet gebruikt, waarbij de rekverhouding ε̇ proportional is aan de spanning σ tot de macht n, met n ongeveer 3; de waarde van A is temperatuurafhankelijk. Daardoor neemt de vervormingssnelheid sterk toe met temperatuur en met verhoogde belasting.

Observaties van ijsdeformatie komen uit veldmetingen, booronderzoek naar microstructuur en remote sensing (zoals InSAR en GPS). Modellen van ijsdynamica gebruiken deze rheologie om stroming, crevassen en de bijdrage van ijsmassa aan zeespiegelstijging te simuleren. Ijsdeformatie is daarmee fundamenteel voor begrip van klimaatgerelateerde veranderingen in polaire gebieden.