Jäätikkövirta

Etelämantereen jäätikön laskennallisessa mallissa jäänjakajat on merkitty mustalla viivalla. Jäänjakajilta alkavat suuret virtauskielekkeet, jotka virtaavat eri suuntiin. Kielekkeiden väliset saumavyöhykkeet on myös merkitty mustalla viivalla.

Davidin jäätikkö Etelämantereella.

Popen jäätikkö ja taustalla Mount Murphyn huiput.

Pine Islandin jäätikön jäähyllyssä on rakoilua, joka rikkoo sen jäävuoriksi ja jäälautoiksi.

Jacobshavns Isbræn jäätikkövirran reunan vetäyminen deglasiaation aikana vuosina 1851–2006 Länsi-Grönlannissa.

Jacobshavns Isbræn jäähylly.

Jäätikkövirta (engl. ice stream) ja sen virtauskieleke eli jääkieleke (engl. ice lobe) ovat nimityksiä suuren mannerjäätikön maantieteellisesti rajoittuneen jäämassan sisäisestä virtauksesta, joka alkaa jäätikön korkealla sijaitsevan jääkilven jäänjakajasta ja virtaa alemmaksi kohti jäätikön reunaa. Jäätikkövirta etenee ympäröivää jäätikköä selvästi suuremmalla nopeudella kymmenien tai jopa satojen kilometrien levyisenä vyöhykkeenä, jolloin virran alapäähän kertyy runsaasti jäämassaa. Elastisena jäämassana jäätikkövirta leviää myös sivusuuntiin virtauskielekkeeksi, kunhan sivulla oleva jäätikkö on selvästi ohentunut tai jäätikön reuna on jäänyt taakse. Virtauskieleke voi ohentuessaan hajota pienemmiksi kielekkeiksi, joilla on oma virtausnopeutensa ja suuntansakin. Kielekkeen virtaus pysähtyy lopulta joko kuivalle maalle tai se päättyy veteen. Suuria jäätikkövirtauksia ja virtauskielekkeitä esiintyy nykyään lähinnä Etelämantereella ja Grönlannissa. Jääkausien aikana kullakin mannerjäätiköllä esiintyi lukuisia samanaikaisia jäätikkövirtauksia, joista osalle kertyi alaosaan leveitäkin virtauskielekkeitä. Sitä, kuinka pieniä jäävirtaukset voivat olla, ei ole määritelty. Vuoristoista alas virtaavat pienet vuoristojäätiköt ovat ylemmän jäätikön ulosvirtausjäätiköitä (engl. outlet glasiers), eikä niitä esitellä tässä.

Jäätikön virtaaminen

Pääartikkeli: Jäätiköiden virtaus

Monet jäätikkövirrat saavat alkuunsa laajan jäätikön korkealla sijaitsevasta linssimäisestä osasta, joka voi olla pohjastaan maaperään kiinni jäätyneenä. Jäätikkövirtaan joutuu jäätä laajalta alueelta ja sen virtausnopeus on aluksi hidas. Jää on materiaalina kidemäistä, mutta samalla myös elastista. Kovaan paineeseen joutuessaan jää muovautuu hitaasti kuin vaha ja se voi alkaa virtaamaan alaville seuduille painovoiman vetämänä. Jäävirta voi olla muutamasta kymmenestä muutamaan sataan kilometriä leveä ja sillä voi olla pituutta sadoista yli tuhanteen kilometriin. Vaihettuminen hitaasti virtaavasta jääkilven osasta jäätikkövirran nopeaksi virtaukseksi tapahtuu jääkilven reuna-alueella. Vaikka täällä jäätikön pohja ei kiinni jäätyneenä liikkuisikaan, joutuvat ylemmät jääkerrokset mukaan virtaukseen ja ne venyvät virtauskanavan muotoiseksi (engl. ice stream channel). Jos jäätikön pohja on lämmin, se ei ole enää jäätyneenä kiinni vaan myös pohja liukuu ylemmän jäämassan mukana. Myös kylmäpohjainen jäätikkö voi muuttua jäätikkövirrassa lämminpohjaiseksi jäätiköksi. Tällöin jäätikkö kuluttaa pohjan kallioperää, irrottaa siitä kiviainesta ja kuljettaa sitä mukanaan jään sisälle sitoutuneena. Lämminpohjaisen jäätikkövirran pohjalle voi valua ylempää sulamisvettä alas, joka samalla voitelee jäätikön nopealiikkeiseksi jäätikkövirraksi. Pohjastaan jäätynyt jäätikkö saattaa virrata korkeintaan muutama metri vuodessa, lämminpohjainen kymmeniä tai satoja metrejä vuodessa ja sulamisveden voitelemana ja jyrkästi alas valumana on jäätikkövirralle mitattu Grönlannissa yli kahdeksan kilometriä vuodessa (engl. surge). Virtaamaan alkanut jäätikön osa lävistää muun hitaasti virtaavan jäätikön ja elää näin omaa elämäänsä. Jäätikkövirran kanava voi olla yli 20 kilometriä leveä ja yli 150 kilometriä pitkä. Jäätikkövirta ei ole ikuinen, vaan se voi myöhemmin pysähtyä. Näin on tapahtunut viime jääkauden mannerjäätiköillä, jos niiden jättämiä reunamuodostumia on tulkittu oikein.

Jäätikkövirtojen piirteitä

Jäätikkövirrat

Jäätikkövirrat voidaan jakaa kahteen ryhmään: varsinaisiin jäätikkövirtoihin (engl. pure ice streams) ja topografisiin jäätikkövirtoihin (engl. topographic ice streams). Varsinaisten jäävirtojen suunta ja nopeus eivät riipu alla sijaitsevan kallioperän topografiasta ja ne ovat yleensä suurien jäämassojen virtoja. Topografiset jäävirrat virtaavat usein esimerkiksi vuoristolaaksoissa ja vuonoissa. Ne saattavat alkaa vuorijonon päällä huippujen välisistä laaksoista ja jossa huput jakavat ne erillisiin jäätikkövirtoihin. Jäätikkövirrat voidaan jakaa myös alustansa mukaan: kuivalle maalle tai mereen virtaaviin jäätikkövirtoihin.

Esimerkki varsinaisista jäätikkövirroista on Etelämantereella Länsi-Antarktiksella Siplen rannikolle virtaava laaja jäätikkövirta, joka syöttää jäätä Rossin jäätikköhyllylle. Siihen luetaan kuuluvaksi viisi kapeampaa ja nopeampaa jäätikkövirtaa (tunnetaan kirjaimilla A–E), jotka ovat 30–80 kilometriä leveitä ja 300–500 kilometriä pitkiä. Näistä keskimmäinen jäätikkövirta C, joka lähes pysähtyi 130 vuotta sitten, ei ole vieläkään alkanut virtaamaan yhtä nopeasti muiden kanssa. Jäävirtojen paksuus on 200–1 400 metriä ja virtausnopeus 300–500 metriä vuodessa. Jäätikkövirran valuma-alue on noin 120 000–130 000 neliökilometriä.

Esimerkkejä topografisista jäätikkövirroista löytyy runsaasti Grönlannista ja Etelämantereelta. Nämä jäätiköt virtaavat vuonomaisissa laaksoissa, joiden pohja voi ulottua jopa lähes kaksi kilometriä merenpintaa alemmaksi. Jos virtauskanava päättyy esimerkiksi kannakseen tai vuorijonoon, purkautuu jäätikkö vuoristojäätikköinä kapeita laaksoja myöten mereen. Etelämantereelta voidaan mainita Pine Islandin jäätikkö (30 km leveä, 200 km pitkä) ja Thwaitesin jäätikkö, jonka virtaamisnopeus on 3 400 metriä vuodessa. Lounais-Grönlannissa on Jacobshavns Isbræ, joka on 550 kilometriä pitkä ja vain 6–90 kilometriä leveä. Kapeudestaan huolimatta sen jäänpaksuus on 1,9–2,6 kilometriä. Jäätikkö virtaa liukkaasti ja sen virtaamisnopeus vaihtelee 4–7 kilometriä vuodessa (suurin mitattu nopeus on ollut 8,36 km vuodessa).

Jäätikkövirran pää

Kun jäätikkövirta saavuttaa virtauskanavansa alapään, muutu sen käytös ympäristön mukaan. Jos jäätikkö saavuttaa merenrannikon ja työntyy siellä merelle, auttaa mannerjalusta sen liikkeen jatkumisessa. Jos mannerjalusta painuu liian syvälle, alkaa veden noste vaikuttamaan ja kohottaa jäätikön kelluvaksi. Mikäli jäätikkö kestää nosteen taivutukset, muodostuu mereen jäähylly. Jäähyllyt hajoavat lopulta merelle leviäviksi jäävuoriksi tai suuriksi jäälautoiksi, mutta siihen saattaa kulua tuhansia vuosia. Mikäli jäätikkö ei kestä nosteen taivuttelua, pirstoutuu se jo rannikolla jäävuoriksi, jotka kelluvat pois. Jos jäätikkövirta päättyy kuivalle maalle, alkaa se levitä myös sivusuunnissa muodostaen jääkielekkeen. Kieleke alkaa muodostua jo jäätiköllä, mikäli jäätikön reuna on matala. Vierekkäisten jäätikkövirtojen väliin jäävää jäätikön osaa kutsutaan vain ”kielekkeiden välisiksi alueiksi” (engl. interlobe area). Siellä jäätikkö virtaa hitaasti tai on pysähdyksissä. Oheneva jää voi myös kohdata korkeita maastonmuotoja, jotka leikkaavat kielekkeen reunan pieniksi jäätikkövirroiksi. Joskus jäätikön reuna jää tasaiselle kuivalle maalle ja pysähtyy sinne, missä se lopulta sulaa paikoilleen kuolleena jäänä.

Jäätikkövirtojen jäljet maastossa

Jäätikkövirtoja on vaikeaa tutkia, koska ne ovat yleensä valtavan paksuja ja ne ovat alituiseen liikkeellä. Siksi niiden tutkimutkissa yhdistetään tietoa, joka on saatu muinaisia jääkausien jäätiköitä tutkimalla, saatu nykyisiä vetäytyneitä jäätiköitä ja toimivia jäätiköitä tutkimalla. Osa tutkimuksista suoritetaan tietokoneilla ajettavilla simulaatiomalleilla. Jääkausien aikaiset jäätikkövirrat havaitaan maastoon jääneistä maa-ainesjäänteistä, joita ovat pääasiassa eräät moreenimuodostumat ja harjujaksot.

Jäätikkövirran reunan pysähtyminen ja sen eteen muodostunut reunamuodostuma tai reunamoreeni paljastaa säilyessään virtauskielekkeen reunan hetkellisen aseman ja muodon. Tällaisia reunamuodostumia ovat esimerkiksi Suomessa Salpausselät ja Ruotsissa Keski-Ruotsin reunamuodostumat . Jäätikkövirtojen väliin voi muodostua maastossa selvästi erottuvia saumamuodostumia, jollaisia ovat esimerkiksi Suomessa Hämeenkangas, Pohjankangas ja Pyynikin–Kangasalan–Kosken-saumamuodostumat . Jäätikkövirran keskelle syntyvistä muodostumista kuuluisimpia ovat näyttävät drumliinit. Ne ovat usein kilometrien mittaisia ja kymmeniä metrejä korkeita moreenimuodostumia. Ne ovat pitkän muotoisia jäätikön virtaussuunnassa. Vastaavanlaisia muodostumia ovat vakoumat, jotka on kymmeniä metrejä pitkiä ja yleensä korkeintaan metrin korkeita. Niidenkin avulla voidaan määrittää jäätikön virtaussuunta. Jostakin syystä myös harjut ja pitkät harjujaksot suuntautuvat jäätikön virtaussuunnan mukaisesti. Jäätikköjokitunneleissa virrannut vesi kuljetti mukanaan maa-ainesta, joka kerrostui lopulta tunnelin sisälle pitkittäisiksi harjuiksi. Jäätikön alaisen veden liikettä ilmaisevat myös terävämuotoiset murtoo-muodostumat. Niitä esiintyy drumliinien ja vakoumien tapaan suurina esiintyminä paikoissa, jotka sijaitsevat jäätikkövirran keskialueella .

Glasiaatio ja degasiaatio

Glasiaatiolla tarkoitetaan jäätikön sellaista tilaa, jossa jäätikön peittämän alueen pinta-ala kasvaa. Näin käy jäätikölle ennen pitkään, jos sen päälle sataa talvisin enemmän lunta kuin siitä kesäisin sulaa pois. Silloin jäätikön jäätalous on kasvava ja sen jäämassa levittäytyy ympäristöönsä. Jäätikkövirrat virtaavat pitemmälle ja työntävät kielekkeillään jäätikön reunaa kauemmaksi sen keskustasta. Deglasiaatiolla tarkoitetaan sellaista tilaa, jossa jäätikön jäätalous on negatiivinen. Silloin jäätikön jäämassa pienenee, jolloin jään peittämän alueen pinta-ala alkaa myös pienentyä, koska jäätikön reunalla kesien sulamisen ja talvien eteenpäin virtaamisen yhteisvaikutuksesta jäätikön reuna kuitenkin vetäytyy.

Lähteet

• Stokes, Christopher Ritchard: The Geomorphology of Palaeo-Ice Streams: Identification, Characterisation and Implications for Ice Stream Functioning. (väitöskirja geologiasta) Sheffield, Englanti: Sheffieldin yliopisto, 2000. Teoksen verkkoversio (PDF) (viitattu 7.9.2021). (englanniksi)
• Jansson, Peter: Ice sheet hydrology from observations. Technical Report, 2010. Tukholma: Tukholman yliopisto. SKB TR-10-68 / ID 1360839 ISSN 1404-0344 Artikkelin verkkoversio. (PDF) Viitattu 7.9.2021. (englanniksi)