Jökull - 01.01.2016, Qupperneq 123

Flugvélaleit á Grænlandsjökli
vatnsfylltum holrúmum, dreifðum um jökulinn (flest
talin 1–2 m að þvermáli). Bylgjan dreifðist og kast-
aðist í allar áttir, svo að ekkert greinanlegt merki
næði til botns og þaðan aftur upp á yfirborðið. Watts
og England (1976) könnuðu fræðilega, hvernig end-
urkast bylgna frá vatnsfylltum hvelfingum inni í jökl-
um gæti breyst, eftir því hver lengd bylgjunnar væri,
sem færi niður í jökulinn. Niðurstaða þeirra benti til
þess, að við tíðni lægri en 8 MHz (öldulengd um 20 m)
myndi endurkast vegna dreifingar hafa minnkað, svo
að bylgja gæti náð gegnum allt að 1.000 m þykkan
jökulís og endurkast náð að berast upp frá jökulbotni,
sem greina mætti á yfirborði; við þessi tíðnimörk opn-
aðist gluggi í þíðjöklum, sem bylgjur næðu í gegnum,
og á því sviði yrði öldulengd (tíðni) íssjár að vera.
Leiðin til þess að nýta rafsegulbylgjur við könnun á
þíðjöklum væri því ekki að stytta bylgjuna eins og
reynt hafði verið, heldur að lengja hana, svo að hún
yrði lengri en þau vatnsfylltu rúm, sem á vegi hennar
yrðu. Ef lengd bylgjurnar yrði miklu lengri en þver-
mál vatnstauma og holrúma á leið hennar, gætu hún
náð að berast lítt trufluð um þíðjökulinn. Watts og
félagar hans (1975) greindu síðan frá því, að mæling-
ar þeirra hefðu tekist vel með um 5 MHz tíðni, 35
m öldulengd (en þeir lýstu ekki nánar tækjum sínum
fyrr en í grein Watts og Wright, 1981). Tilraunatæki
var sett upp við verkfræðideild háskólans í Cambridge
í Englandi, sem bresk-íslenskur leiðangur prófaði á
Vatnajökli vorið 1976 með styrk Vísindasjóðs, og síð-
an var fullbúið mælitæki smíðað við Raunvísinda-
stofnun Háskólans með stuðningi Þorbjörns Sigur-
geirssonar, Vísindasjóðs og Rannsóknasjóðs Eggerts
V. Briem (Ferrari o. fl., 1976; Helgi Björnsson o. fl.,
1977; Marteinn Sverrisson o. fl., 1980). Samstarfs-
menn við verkfræðideild háskólans í Cambridge voru
verkfræðingarnir Ron Ferrari, Gerry Owen og Keith
Miller, og upplýsingar fengust einnig frá R.D. Watts
við Jarðfræðistofnun Bandaríkjanna. Eftir frekari til-
raunir, sem stóðu í tvö ár, 1977–1979, voru tvö tæki
smíðuð á Raunvísindastofnun Háskólans. Annað var
gert til þess að geta séð til botns jökla á Íslandi á allt
að 1.000 m dýpi. Tíðnin var 2 til 5 MHz (miðtíðni
3,5 MHz, bylgjulengd 48 m og aflestrarnákvæmi end-
urkasts fjórðungur þess, 12 m). Þetta tæki hefur síðan
verið notað til þess að kanna þykkt allra meginjökla
Íslands og hefur stöðugt verið endurbætt. Hitt tækið
vinnur á 2 til 10 MHz tíðni og nær yfir dýpi frá 30
m til 400 m (með um 5 m nákvæmni). Tækið var síð-
ar notað til mælinga á jöklum í Norður-Svíþjóð (Helgi
Björnsson, 1981), og bæði Svíar og Norðmenn keyptu
slíkar íssjár af Raunvísindastofnun Háskólans.
Skissa af íssjá
Tækin eru gerð úr sendi, móttakara og tveimur sams-
konar loftnetum, sem lögð eru á yfirborð jökulsins
(8. mynd). Sendir og móttakari eru settir á sinn hvorn
sleðann í miðju loftnetanna, sem eru með samskon-
ar arma, tvískauta. Allt er þetta bundið saman í eina
langa dræsu, sem dregin er um jökulinn. Föst fjarlægð
(L) er á milli sendis og móttakara. Fremst er sendi-
búnaðurinn, og aftan við hann viðtökutæki. Stuttur
stakur rafpúls (0,2 µs langur) með hárri spennu fer
út í sendiloftnetið. Rafbylgjan skýst beint eftir yfir-
borði og ræsir viðtökutækið. Púlsinn berst sem alda
niður í jökulinn, og þegar hún skellur á efni með aðra
rafleiðni en ísinn hefur, endurkastast orka upp að yf-
irborði jökulsins á ný. Loftnet viðtökutækisins nemur
endurkastið, sendir það í myndmagnara, og útslag sem
fall af ferðatíma er skráð á sveiflusjá og ljósmyndað
með 35 mm myndavél. Tækið mælir því tímann (t),
frá því að bylgjupúlsinn fer af stað og þar til að end-
urkast hans berst til baka neðan úr jöklinum (8. mynd).
Fjarlægðin að endurkastsfletinum var reiknuð með því
að telja hraða rafsegulbylgjunnar vera v = 169 m/µs í
ís, og í snjó væri hann v = c/(1+8.5×10−4 e) m/µs,
þar sem e, eðlismassi snævar, er mældur í kg m−3, og
c er hraði ljóss í lofttæmi (2,988×108 m s−1). Dýpi
(D) niður að botni miðja vegu milli sendis og móttak-
ara reiknast sem ein hlið í þríhyrningi.
Frá sendinum fer stöðugt röð púlsa, lotubundið,
1.000 á hverri sekúndu, en hver þeirra er aðeins 0,2 µs
langur (8 kW að afli). Löng þögn er því, eftir að hverj-
um púls er skotið út, svo að bylgjan gæti farið 160 km
leið um ís, áður en næsti púls fer frá sendinum. End-
urkastið frá botni er því komið upp á yfirborð, löngu
áður en næsti púls fer niður í jökulinn, og því er engin
hætta á, að endurkast rekist á sendipúls.
Einnig er unnt að skrá á sveiflusjána samfellt snið
af endurkasti, þegar ekið er með tækin eftir yfirborði
jökulsins (8. mynd). Myndavélinni er haldið opinni,
meðan geisli sveiflusjárinnar fer eftir skermi hennar
JÖKULL No. 66, 2016 123