圧力リッジ（氷）

圧力リッジは、海洋または沿岸環境の氷で構成される場合、流氷間の収束部の蓄積によって流氷内に形成された 海氷破片の線状の堆積物です。

このような圧力の尾根は、氷面内に生じた応力状態の結果として、氷床内に発生する。海氷域内では、圧力の尾根は流氷同士が衝突する際の相互作用によって発生する^{[注 1] 。 [1]}流れと風が主な推進力であるが、後者は支配的な方向がある場合に特に効果的である。^[2]圧力の尾根は、流氷の上に積み重なる様々な大きさの角張った氷の塊でできている。水面より上の尾根の部分は帆と呼ばれ、水面より下の部分は竜骨と呼ばれる。^{[注 2]}圧力の尾根は最も厚い海氷地形で、海氷面積の最大30～40%を占め^[3]、海氷体積の約半分を占める。^[4] スタムキは着地した圧力の尾根で、定着氷と流氷の相互作用によって生じる。^{[5] [6]}変形していない氷と同様に、圧力リッジは、何シーズンの融解を生き延びたかによって、1年目、2年目、または複数年目になります。リッジはさまざまな年齢の氷から形成されますが、ほとんどは20〜40cmの厚さの薄くて若い氷のブロックで構成されています。^[2]

圧力リッジを構成するブロックは、ほとんどが相互作用に関与する薄い氷盤からのものであるが、もう一方の氷盤が厚すぎない場合は、もう一方の氷盤の破片も含まれることがある。 ^{[1]夏には、リッジは著しい風化を受け、滑らかな丘になることがある。このプロセス中に、氷は塩分を失う（}塩水の排出と融水の流出の結果として）。これは、老化したリッジとして知られている。^[8]完全に固化したリッジとは、その基部が完全に凍結したリッジである。^[8]固化層という用語は、水面のすぐ下の瓦礫が凍結したことを示すために使用される。^[2]固化層の存在は気温に依存し、この層では個々のブロック間の水が凍結し、その結果、多孔性が減少し、機械的強度が増加する。氷リッジのキール深さは、セイルの高さよりもはるかに高く、通常は約3〜5倍である。キールはセイルの2〜3倍の幅もある。^[9]尾根は通常、表面^[10]と海底^[11]の両方で平氷よりも速く溶けます。 1年目の尾根は周囲の平氷よりも約4倍速く溶けますが、^[12] 2年目の尾根は周囲の平氷よりも1.6倍速く溶けるだけです。^[10]海氷の尾根は、氷の下の融解水層内に融解水を閉じ込める重要な役割を果たしており、偽底の形成につながる可能性があります。^{[13]尾根は、大気の}抗力係数の値を制御する上でも重要な役割を果たしています。^[14]

記録に残る最大級の圧力尾根の 1 つは、水面から 12 メートル伸びた帆と 45 メートルのキール深さを持っていました。^[1]複数年にわたる尾根の全厚は 40 メートルと報告されています。^[15]平均すると、全厚は 5 メートルから 30 メートルの範囲で、^[4]平均的な帆の高さは 2 メートル未満です。^[2]北極の尾根の平均キール深さは 4.5 メートルです。帆の高さは通常、尾根ブロックの厚さの平方根に比例します。フラム海峡の氷尾根は通常、台形をしており、底部の水平断面は尾根の全幅の約 17% を覆い、平均喫水は 7 メートルです。^[16]一方、チュクチ海とボーフォート海の氷尾根は、三角形に近い凹型をしています。^[17]

北極の尾根の平均的な固結層の厚さは1.6 mです。通常、尾根は初期のマクロ多孔性のため、平氷よりも速く固結します。尾根の瓦礫の多孔度（または尾根の未固結部分の水で満たされた空隙率）は、10～40%の広い範囲にあります。冬の間、氷の尾根は平氷よりも最大2倍速く固結し、平氷と固結層の厚さの比率は尾根の瓦礫の多孔度の平方根に比例します。^[18]これにより、冬の終わりまでに固結層と平氷の厚さの比率は1.6～1.8になります。^[19]一方、尾根の上では雪は通常、平氷の上よりも約3倍厚くなります。^[20]尾根が完全に固結し、合計の厚さが最大8 mになることもあります。^[21]尾根には6%から11%の積雪が含まれる場合もあり、これは尾根の固化のメカニズムに関係している可能性がある。^[22]フラム海峡の尾根の観察によると、尾根の固化の大部分は春季に起こる。この時期には暖かい空気の侵入や力学的な現象の際に、雪が開いた雪脈から尾根の竜骨に入り込み、尾根の固化の速度が速まる。^[23]これらの観察結果は、春季に観察される再凍結した雪脈の積雪量が多いことで裏付けられている。^[24] 尾根の固化により光量と生物が生息できる空間が減少する可能性があり、尾根は生態学的ホットスポットとして特定されているため、生態学的な悪影響が生じる可能性がある。

圧力リッジの物理的特性評価は、以下の方法を使用して行うことができます。^[2]

• 非コアリングオーガーまたはコアリングオーガーによる氷の機械掘削（分析のために氷コアを採取する場合）。 ^[25]
• 測量。水準器、経緯儀、または差動 GPSシステムを使用して帆の形状を決定します。
• 熱掘削 - 氷を溶かしながら掘削する方法。^[26]
• スキューバダイバーによる氷冠の観察。
• 海底に固定された、または遠隔操作式水中探査機に搭載された上方探知ソナーおよびマルチビームソナー。^[11]
• 温度変化を監視するための一連のサーミスタ（氷質量バランスブイ）。^[27]
• 氷の表面または航空機からの電磁誘導。 ^[28]

海洋工学と海軍の観点から、圧力リッジが調査対象となっている理由は3つあります。^[4]第一に、流氷によって冷たい海で稼働している海洋構造物にかかる最大の負荷は、これらの特徴に関連しています。^[29]第二に、圧力リッジが浅い領域に漂流すると、そのキールが海底に接触する可能性があり、それによって海底パイプライン（氷による海底のえぐりを参照）やその他の海底設備にリスクが生じます。第三に、それらは航行に大きな影響を与えます。北極では、リッジ氷は海氷全体の質量の約40％を占めています。^{[9] [3]}大きなマクロ多孔性を持つ1年目のリッジは、氷に関連する共生コミュニティにとって重要であり、潜在的な生態学的ホットスポットとして特定され、氷に関連する生物の避難所として機能することが提案されています。^[30]

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