Is reagerar liksom andra fasta kroppar med volymsminskning då dess temperatur sänks och med volymsökning då dess temperatur höjs. Volymsökningen begränsas dock av att isens temperatur ej kan bli högre än 0^o. Sedan en sjö blivit islagd kommer därför spänningar att uppstå i istäcket under vinterns lopp på grund av temperaturvariationer. En snabb sänkning av isens temperatur medför bildning av kontraktionssprickor i istäcket. Dessa fylls snabbt med vatten och tillfrysa. Då temperaturen åter stiger, kommer istäcket att utvidgas och därigenom, på grund av de nu isfyllda sprickorna, att uppta en större yta än före kontraktionen. Upprepade temperaturvariationer leder därför till en successivt fortgående isexpansion. De tryckspänningar, som därvid uppstå, kan komma att utlösas genom sprickbildning och råkbildning eller genom att isens kanter förskjuts mot land, varvid strandmaterialet kan komma att hopskjutas till vallformiga bildningar.

Isens linjära utvidgningskoefficient är 0,00005. Detta innebär att ett istäcke med längden 1 km kommer att expandera 5 cm då dess temperatur höjs med 1 grad. Då isen är snöfri fortplantas lufttemperaturens variationer genom istäcket men med nedåt alltmer avtagande amplitud. Istäcket expanderar därför knappt hälften av vad isytans temperaturökning skulle orsaka i ytskiktet. Som exempel härpå kan nämnas att en höjning av isytans temperatur från -20^o till 0^o beräknas leda till en expansion av istäcket på ca 0,4 meter per km is.

De tryckspänningar, som uppstå i istäcket i samband med temperaturvariationer, öka med temperaturändringens hastighet och bli högre ju lägre utgångstemperaturen är då temperaturen stiger. Tryckspänningarna påverkas även av isens plasticitet och av förekomsten av svaghetszoner samt varierar såväl horisontellt sam vertikalt i istäcket. Som exempel på uppkommande istryck kan nämnas att i ett snöfritt, homogent, halvmetertjockt kärnistäcke torde en temperaturökning i isytan från -10^o till 0^o på 5 timmar ge ett istryck på ca 18 ton per längdmeter is.

Betydande istryck och isexpansion kan således uppstå då lufttemperaturen hastigt stiger från låga utgångsvärden. Förutsättningen härför är emellertid att isen är praktiskt taget snöfri. Även ett tunt snötäcke verkar isolerande och reducerar påtagligt istäckets reaktion på lufttemperaturens variationer.

Isexpansionen leder antingen till att istäcket böjs och veckas eller till att isen förskjuts ut mot svagisområden eller upp över strandzonen. Förutsättningarna för böjning eller veckning av istäcket minskar med avtagande storlek på isytan och reduceras markant då istjockleken överstigen en halv meter. Saknas svaghetszoner i istäcket kan istrycket mot strandzonen därför bli speciellt kraftigt då istjockleken överstiger en halv meter.

Istrycket mot stranden påverkar strandzonens utbildning och kan medföra skadegörelse på bryggor, båthus och andra konstruktioner därstädes. Är strandmaterialet motståndskraftigt mot deformation men större än friktionsmotståndet kommer isen med infruset bottenmaterial att pressas uppför stranden. Detta leder ofta till en anrikning av block och sten på den inre delen av strandplanet. Ispressning uppför strandslänten gynnas av svag bottenlutning och finkornigt bottenmaterial.

Är strandmaterialet formbart kan ispressningen medföra en hopskjutning av detsamma till vallformiga bildningar. Hopskjutningen gynnas ibland av att tjäldjupet kan bli ringa nära strandbrinken på grund av lokala förutsättningar för snöanrikning därstädes. Isskjutna vallar antas främst förekomma där strandkonfigurationen är relativt jämn, bottenlutningen ringa eller moderat (ca 10^o) och strandmaterialet sandigt med låg eller moderat blockhalt. Vid dessa stränder antas vallarna kunna bli speciellt markant utbildade om den motsatta stranden är brant och uppbyggd av motståndskraftigt material. Vid uddar med brant bottenlutning och hög blockhalt kan isskjutna terrasser uppkomma. Denna strandtyp gynnar dock uppkomsten av veckbildningar i istäcket.

Förutsättningarna för stranddeformation genom termisk ispressning antas vara störst i grunda sjöar och längs de strandpartier där den framförvarande isytan har en längd av 1 - 3 km. Deformationen kan bli betydande om strandmaterialet är dåligt tjälat då ispressningen inträffar och om ispressningen på grund av onormalt vattenstånd kommer att ske längs nivåer, som tidigare ej blivit stabiliserade genom ispressningsaktivitet. Trycket kan även bli stort i trängre partier och särskilt vid en spännvidd från strand till strand om 20 - 40 m, enär isen då kan utöva valvverkan mellan stränderna.

Ispressningen mot stränderna kan således bli kraftig och få betydande morfologiska följdverkningar om upprepade snabba och omfattande temperaturvariationer förekomma då isen är snöfri, stabil och tjock och om strandmaterialet är ringa konsoliderat, otjälat och föga påverkat av tidigare ispressningsaktivitet.

Isskjutningen i Holmsjön vintern 1970/71.

Holmsjön är en av den reglerade floden Ljungans genomströmningsbäcken i den västra delen av Medelpad. Isskjutningen i Holmsjön vintern 1970/71 var synnerligen kraftig och medförde erosion och hopskjutning av strandmaterialet längs avsevärda strandpartier med åtföljande skadegörelse på bryggor, båthus, ledningsstolpar och erosionsskydd. Skadegörelsen skedde under december och början av januari i samband med istäckets termiska expansion. Detta framgår bl a av foton över isveck och isskjutna vallar, tagna i slutet av december, och av att istrycksskador på ledningsstolpar medförde strömavbrott den 8 januari.

Isläggningen skedde ca fjorton dagar tidigare än normalt. Den påbörjades i slutet av oktober och den 4 november var Holmsjön helt islagd. Istjockleken blev betydande, särskilt på den norra delen av sjön, där isen redan i slutet av december var ca 60 cm tjock.

Vattenståndet var högt under isläggningsperioden och avvek då föga från dämningsgränsen. Vattenståndet hölls kvar på en hög nivå under de följande två månaderna och först i början av januari kom det att understiga dämningsgränsen med mer än 1 dm. Dessutom var tappningen vid Holmsjöns utlopp relativt låg under vintern.

Under ca 2 månader, från senare delen av november till senare delen av januari, var isen snöfri eller täckt av ett mycket tunt snötäcke. Under denna period förekom under ett flertal dygn såväl omfattande temperaturvariationer som snabba temperaturstegringar från låga utgångsvärden. Förutsättningarna för uppkomsten av höga istryck och betydande successiv termisk ispressning var därför mycket stora. Dessutom lär marken ha varit dåligt tjälad, särskilt under den första hälften av denna tidsperiod, varför strandmaterialets motståndskraft mot deformation torde ha varit lägre än normalt för årstiden.

Isskjuten vall med brant avsatta sidor och blockrik vallfot, belägen vid Holmsjöns södra strand.

Isskjutningens morfologiska följdverkningar blev speciellt markanta längs Holmsjöns södra strandområde. Isskjutna block och vallar karakteriserar här en ca 8 km lång strandzon. Att döma av längden på de rännor, som bildades i strandmaterialet efter större isskjutna block, var istäckets termiska expansion synnerligen betydande särskilt vid den mellersta delen av Holmsjöns södra strandområde. Den längsta iakttagna blockrännan var här ca 4 m lång och riktad vinkelrätt mot stranden. Att istrycket vid denna strand varit mycket kraftigt framgår bl a av spåren av det mycket stora isskjutna block, som visas på ett foto ovan. De isskjutna vallarna, som illustreras av fotona ovan, var smala med brant avsatta sidor och ofta blockrika vid vallfoten. Den mjuka utformningen av vallarnas inre strukturgränser antyder att materialet var föga tjälat, då deformationen inträffade. Vid Holmsjöns södra strand nådde de större vallarna höjden 1,5 - 2 m mot sjösidan och 0,5 - 1 m mot landsidan. Enär vallfotens nivå vanligen understeg dämningsgränsen med endast ett par dm, innebär detta att de högre vallkrönen här nådde 1,5 - 2 m ovan dämningsgränsen.

Isskjutningen i Holmsjön vintern 1970/71 blev extremt kraftig på grund av att de härför gynnsamma meteorologiska och hydrologiska faktorerna kom att bli tidsmässigt korrelerade. Upprepade, snabba och omfattande temperaturvariationer förekom då isen var nästan snöfri, stabil och tjock, samtidigt som vattenståndet var högt och strandmaterialet sannolikt ringa tjälat. Erosionen och hopskjutningen av strandmaterialet blev speciellt omfattande längs Holmsjöns södra strandområde på grund av de härstädes särskilt gynnsamma geomorfologiska och geotekniska förutsättningarna för uppkomsten av isskjutna vallar. Bland dessa kan nämnas att stranden här är utbildad i normalblockig, sandig-moig morän, att strandkonfigurationen är relativt jämn, att bottenlutningen är ringa till moderat, att den motsatta stranden är uppbyggd av motståndskraftigare material och att den befinner sig på ett avstånd av 1 - 3 km.

Tillbaka.

Tillbaka till min första sida.