غار یخی هر نوعی از غار طبیعی (غالباً غارهای آهکی یا لوله گدازه) است که مقدار قابلتوجهی یخ دائمی دارد. دستکم بخشی از غار میبایست دمایی کمتر از 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) در تمام طول سال داشته باشد و آب میبایست در نواحی سرد غار جابجا شود.
اصطلاحات
این نوع غار اولین بار توسط ادوین سوییفت انگلیسی با نام یخچالهای طبیعی معرفی شد. اما بعد از واژه غار یخی بجای آن استفادهشده و تا به امروز این واژه رایج بوده است.
انواع
غارهای یخی در دو نوع هستند:
- استاتیک
- دینامیک یا غار یخی دورهای
مکانیسمهای دمایی
غارهای سنگپایه از سطح ایزوله شدهاند، بنابراین معمولاً یک دمای تقریباً ثابت (معمولاً دمای متوسط سالانه در سطح) در نظر گرفته میشود. در برخی نواحی سرد، دماهای متوسط سطح زیر دمای انجماد هستند و با آب موجود در سطح در تابستان، غارهای یخی ممکن هستند. بااینحال، بسیاری از غارهای یخی در آبوهواهای معتدل به دلیل مکانیسمهایی که منجر به دماهای غار سردتر از دماهای متوسط سطح میشوند، وجود دارند.
- تله سرد - ساختارهای مشخص غار به همرفت فصلی برای واردکردن هوای سرد از سطح در زمستان اجازه میدهند اما به هوای گرم در تابستان اجازه نمیدهند. مثال معمول برای این امر، یک دالان زیرزمینی است. در زمستان، هوای چگال سرد در غار ساکن میشود و جای هر هوای گرمی را که بالا رفته و از غار خارج میشود را میگیرد. در تابستان، هوای سرد غار به دلیل سبکتر بودن هوای گرم سطح و عدم توانایی وارد شدن به غار، در جای خود باقی میماند. تنها در صورت سردتر بودن هوای سطح از هوای غار، تبادل هوا صورت میگیرد. برخی از تلههای سرد ممکن است برف سطح را گیر انداخته و آن را در برابر تابشهای خورشید در سایه قرار دهد که به دمای غار سردتر منجر میشود.
- لایه منجمد دائمی اعماق زمین – حتی آبوهواهای معتدل میتوانند بسترهای سنگی زیر دمای انجماد داشته باشند که به آن لایه منجمد دائمی اعماق زمین گفته میشود. برای مثال، باد زمستان و نبود پوشش برفی، باعث میشوند که انجماد عمیق از گرمایش تابستان مصون باشد بهویژه در سنگهایی که رنگ روشن دارند و نمیتوانند بهآسانی گرما را جذب کنند.
- سرمایش تبخیری – در زمستان، هوای خشک سطح ورودی به غار رطوبت-اشباع میتواند حتی باعث سردتر شدن بیشتر به دلیل تبخیر گرمای نهان بشود. این امر ممکن است منجر به داشتن ناحیهای سردتر در قسمتی از غار نسبت به قسمتهای دیگر شود.
انواع یخ
مکانیسمهای انجماد متفاوت منجر به انواع متمایز غارهای یخی دائمی میشوند.
- آب جمع شده – آب سطح که در غار قبل از انجماد جمع میشود باعث تشکیل توده یخی شفاف میشود و میتواند دهها متر ضخامت داشته باشد. تودههای یخی بزرگ قالب پذیر و نرم هستند و میتوانند در واکنش به جاذبه یا فشار انباشتههای بیشتر، به آرامی جریان یابند.
- برف انباشت شده – تراکم تحت وزن انباشت شدن دائمی برف و در نهایت لغزیدن به سمت ورودی غار، نهایتاً منجر به تشکیل یخ کرستالی درشت میشود.
- شکلهای یخ – آبی که قبل از انباشته شدن یخ میزند ممکن است به شکل قندیل، ستون یخ یا آبشار یخی شکل گیرد.
- رطوبت موجود در هوا – منجمد شدن بخار میتواند منجر به شبنمهای منجمد یا صفحات یخی دوبعدی بر دیوارهها یا سقف غار شود.
- یخ سوزنی – آب نفوذکننده که در بستر سنگی منجمد میشود، میتواند گاهی به گذرگاه غار نفوذ کند.