フィンガーラフティング

ニラ氷床からなる2枚の薄い氷床が互いに接近している様子を捉えた航空写真。2枚の氷床の接触面に沿って、片方の氷床がもう一方の氷床に重なり合う部分と、その逆の部分が交互に現れている。色が薄い部分は、氷床が重なり合うことで氷の厚さが倍増した部分である。この現象はフィンガーラフティングと呼ばれ、多くの場合、非常に規則的に進行する。

ウェッデル海でのフィンガーラフティング、Operation IceBridgeの写真、2017年。

フィンガー ラフティングの理想的な 3 次元表現。これは 2 つの薄い氷床が互いに向かって収束するときに発生します。

フィンガーラフティングは、指を絡ませる様子に似ていることからその名が付けられました。ここで示されている指は、通常の（上から10本の指全てが見える）絡み合いではなく、フィンガーラフティングのように（上からも下からも5本の指しか見えない）絡み合いになっていることに注意してください。^{[注 1]}

2020 年 6 月のMOSAiC 探検中に観察された筏氷。

フィンガーラフティングは、氷面内に形成される圧縮力によって、氷床中に発達する。二つの海氷が互いに接近するにつれ、一方が他方の上を一定距離滑るように滑り（オーバースラスト）、その結果、局所的に氷の厚さが増加する。フィンガーラフティングという用語は、この過程において、オーバースラストとアンダースラストが交互に連動する様子を指す。^{[1] [2] [3]}このパターンは、指が絡み合う様子に似ていることから名付けられている。^{[注 1]}

プロセス

ラフティング（テレスコープ氷とも呼ばれる）^[3]は、新氷や若い氷で最も顕著ですが、あらゆる厚さの氷で発生します。^[4]このようなフィンガーラフティングのプロセスは、薄い氷層（ニラス段階）が形成されると、リード内部でよく観察されます。この氷は一般に非常に弱い（水面外で自重を支えることができない）ものの、多量の塩水を含み、また薄いため水温に近いため比較的温かいです。ラフティングは、上部の氷床内部の塩水の急速な排出を伴います。この塩水は潤滑剤として機能し、オーバースラスト時の2枚の氷板間の摩擦を大幅に低減します。このようなメカニズムと、ニラスの上部表面がすでに滑りやすいという事実により、オーバースラスト距離は100メートル（330フィート）を超えます（長さと厚さの比は1000対1）。^{[4] [注 2]}

ラフティングとリッジング

ラフティングとリッジングは、収束する2つの氷床または氷塊の相互作用から予想される2つの反応です。^{[4] [5]}「リッジング」という用語は、リッジ形成のプロセスを指し、氷床が個別のブロックに分割されます（ラフティング中には発生しません）。^{[1] [2] [3]}破壊が発生する理由は、氷の厚さが増加するにつれて、氷の上面にかかる曲げモーメントが引張強度を超えるためです。^[5]言い換えれば、氷はもはや、破壊することなくオーバースラストイベントに耐えるほど柔軟ではありません。

ラフティングの最大厚さ

氷床がラフティングできる最大の厚さを推定するために理論式が使われてきました。^[5]この厚さ（）は ${\displaystyle h_{rf}}$

${\displaystyle h_{rf}={\frac {14.2(1-\nu ^{2})}{\rho _{w}g}}{\frac {\sigma _{t}^{2}}{Y}}}$

ここで、はポアソン比、は氷の引張強度、は水の密度、Yは海氷のヤング率、gは重力加速度です。この式は、代表的な引張強度を0.65 MPaと仮定した場合、ラフティングが発生する最大厚さは0.2メートル（7.9インチ）の範囲であることを示しています。^[5]${\displaystyle \nu}$ ${\displaystyle \sigma_{t}}$ ${\displaystyle \rho_{w}}$

参照

• 鉛（海氷）
• 圧力リッジ（氷）

注記

1. 一方の手の人差し指がもう一方の手の同じ指の上に重なり、一方の手の2番目の指がもう一方の手の2番目の指の下に重なり、薬指が最初の指と同じになる、など。
2. この情報源によると、氷が塩分を含んでいなくても、湖や川でフィンガーラフティングは可能ですが、氷が非常に薄い場合、つまり 2 センチメートル (0.79 インチ) 未満の場合に限られます。

参考文献

1. Wmo 海氷命名法 • 用語
2. カナダ環境省 – 気象・天気 – 氷用語集
3. 海氷について、はじめに :: 国立雪氷データセンター
4. Weeks, WF (2010)海氷について（第12章）アラスカ大学出版局、フェアバンクス、664ページ。
5. Leppäranta, M. (2005). 海氷の漂流. Springer-Verlag, New York, 266 p.