Úvod do oceánografie

Led, který vidíme plavat na hladině oceánu, pochází z jednoho ze dvou zdrojů. Ledovcový led vzniká hromaděním a stlačováním sněhu do ledovců, které se pak rozpadají a uvolňují led do oceánu. Protože ledovce mohou mít tloušťku až několik kilometrů, ledové hory, které se z nich odlamují, mohou být velmi velké; vysoké ledové hory na moři tedy vždy pocházejí z ledovcových příkrovů. Mořský led označuje led vzniklý zmrznutím mořské vody a zřídkakdy přesahuje tloušťku několika metrů (obrázek 14.1.1). Mořský led pokrývá v každém okamžiku asi 7 % oceánu a tvoří asi 66 % stálé ledové pokrývky Země podle plochy, ale jen 0,1 % ledu z hlediska objemu. Je to proto, že mořský led je rozsáhlá, ale tenká pokrývka ve srovnání s ledovcovými čepičkami, které jsou více lokalizované, ale mohou mít tloušťku i několik kilometrů.

Pokryvnost mořského ledu v okolí Antarktidy kolísá mezi přibližně 21 miliony km2 v zimě a přibližně 1,3 miliony km2 v létě, přičemž většina antarktického mořského ledu vydrží jen jeden rok. V Arktidě jsou sezónní změny ledové pokrývky méně výrazné, od přibližně 14 milionů km2 v zimě do 6,5 milionu km2 v létě. Přibližně polovina mořského ledu v Arktidě trvá déle než rok a stává se víceletým ledem. Tento rozdíl vzniká proto, že Antarktida je obklopena vodou, takže led expanduje do teplejší vody a nakonec taje. Severní ledový oceán je uzavřen kontinenty, takže jen asi 10 % ledu uniká do Atlantiku mezi Grónskem a Špicberky. Zbytek je zachycen a stává se z něj víceletý nebo víceletý led, který je v průměru starý asi 7 let a jeho tloušťka je 3-5 m, zatímco tloušťka ledu prvního roku je 1-2 m.

Tvorba mořského ledu

Vzhledem k obsahu soli začíná mořská voda mrznout při teplotě asi -1,8o C, což je nižší teplota než u sladké vody. Tvorba ledu začíná na hladině tvorbou malých jehličkovitých krystalků ledu zvaných frazil, které se hromadí a způsobují, že voda vypadá jako břečka a je zakalená; tato fáze se označuje jako mastný led (obrázek 14.1.2 A). V klidnější vodě mohou tyto malé krystalky společně zmrznout do tenké povrchové vrstvy zvané nilas, která může dosáhnout tloušťky až 10 cm (obrázek 14.1.2 B).

Působením vln se nilas může rozpadnout na malé rohože o průměru 1-2 m, které pak narážejí do sebe a vytvářejí zaoblené tvary s vyvýšenými okraji, tzv. palačinkový led (obrázek 14.1.2 C). Pokud teploty zůstanou nízké, palačinkový led zmrzne dohromady v pevné ledové kry, tvrdý povrch pokrývající oceán (obrázek 14.1.2 D). Ledové kry pak společně zmrznou v ledová pole.

Jakmile se ledové kry vytvoří, voda pod nimi se izoluje a ztráty tepla do atmosféry klesají, takže voda se již neochlazuje a k další tvorbě ledu nedochází. V důsledku toho je mladý mořský led obvykle poměrně tenký, nepřesahuje tloušťku 3-4 m. Led může zesílit díky srážkám; na pólech jich není mnoho, ale vzhledem k nízkým teplotám má led, který se vyskytne, tendenci se spíše hromadit než tát. Časem může nahromaděný led a sníh zvýšit celkovou tloušťku mořského ledu, ale stále se nikdy nepřiblíží tloušťce ledovcového ledu.

Při tvorbě krystalků mořského ledu je většina soli vyloučena, takže mořský led obsahuje mnohem méně soli než mořská voda a v případě potřeby jej lze rozpustit na pití. Přibližně 20 % soli však zůstává uvězněno v kapsách vody mezi ledovými krystaly. S tvorbou ledu a vyloučením solí v těchto kapsách se zvyšuje slanost zbývající vody, která může být příliš slaná na to, aby se dala zmrazit. Díky těmto nezmrzlým kapsám slané vody je mořský led o něco měkčí a břečkavější než led sladkovodní, který je tvrdší a tužší. Nakonec většina této slané vody vyteče a mořský led se stane pevnějším, ale pokud se jedná o „mladý led“, může být pro chůzi nebezpečnější než sladkovodní led stejné tloušťky. Například 7-8 cm sladkovodního ledu stačí k udržení váhy jednoho člověka, ale na totéž byste potřebovali alespoň 15 cm mořského ledu.

Velmi studená, hustá slaná voda z ledu uniká a klesá. Solanka je „přechlazená“; je ochlazena pod normální bod mrazu mořské vody, ale díky vysokému obsahu soli zůstává tekutá. Když se tato přechlazená solanka dostane do kontaktu s okolní vodou, způsobí, že voda kolem ní zmrzne a vytvoří duté ledové krápníky neboli „brinikly“, které mohou být dlouhé až několik metrů. Solanka dále protéká dutým briniklem a brinikl roste směrem dolů (viz níže úžasné časosběrné video tvorby briniklů).

Když se vytvoří velké vrstvy mořského ledu, existují v jedné ze dvou formací. Rychlý led neboli pevninský led označuje velké pevné ledové kry, které jsou přichyceny k pevnině. Pack ice tvoří menší, volně plovoucí kusy mořského ledu. Mohly vzniknout samostatně nebo se mohly odlomit od rychlého ledu (obrázek 14.1.3).

Plující obalový led tlumí vlny a mořské proudy a tlumí pohyb mořské hladiny. Změny v rozložení obalového ledu tak mohou vést ke změnám ve vzorcích proudění, a dokonce i ke změně struktury ekosystému. Ledový příkrov však také podléhá proudům, které pod ním proudí, a ledové příkrovy jsou neustále v pohybu, rozpadají se nebo se stlačují k sobě. Když se kusy ledu sblíží, často se prohýbají a praskají nebo se vzájemně překrývají, jako je tomu v případě konvergentních hranic litosférických desek (kapitola 4.6). Tyto srážky mohou vytvářet vysoké, rozeklané tlakové hřbety, které se mohou táhnout až několik kilometrů a které představují nebezpečí pro polárníky pohybující se po ledu (obrázek 14.1.4).

V polárních oceánech není ledová pokrývka rovnoměrná. Existuje řada oblastí, kde je trvale otevřená voda, přestože jejich okolí je pokryto ledem. Tyto oblasti trvale otevřené vody se nazývají polynie (obr. 14.1.5). Polynie mohou být důsledkem proudů nebo větrů, které pohybují ledem, nebo oblastí teplejší vody, které brání tvorbě ledu. Na obrázku 14.1.5 velmi silné větry vanoucí z vnitrozemí Antarktidy vytvořily polynii poblíž okraje ledového příkrovu.

.